山區(qū)高速公路多車交通事故統(tǒng)計分析

葉斯哈提·阿扎提，王雪松，馮錫榮，辛紅剛

（1.同濟大學(xué)，上海201804，中國；2.中交資產(chǎn)管理有限公司，北京101399，中國；3.中交資產(chǎn)管理有限公司貴州區(qū)域管理總部，貴州551200，中國）

近年來，山區(qū)高速公路的交通安全備受關(guān)注，特別關(guān)注在極端天氣頻發(fā)、特殊路段的交通安全問題。隨著山區(qū)高速公路的快速發(fā)展和交通量的增加，發(fā)生交通事故也在增加尤其是多車事故。《交通強國建設(shè)綱要》指出，要提升交通基礎(chǔ)設(shè)施本質(zhì)安全水平，加強交通安全綜合治理[1]。因此，對山區(qū)高速公路多車事故的發(fā)生機理進行全面分析至關(guān)重要，為道路設(shè)計和高速公路管理部門的專業(yè)人員從這些信息中受益，以減少多車事故的發(fā)生。

針對山區(qū)高速公路多車事故影響因素分析，國內(nèi)外學(xué)者已有很多研究。李貴陽等從駕駛員特征、車輛因素、道路條件、環(huán)境因素4個維度進行了山區(qū)高速公路多車事故影響因素分析[2]。Lee等從駕駛員特征、道路幾何特征、環(huán)境因素、交通量等方面，分析了安大略省高速公路上涉及單車和多車事故傷害嚴重程度研究[3]。李艷等基于有限混合模型從平面、縱斷面、橫斷面設(shè)計參數(shù)，交通運行特征等，研究分析了高速公路事故影響因素[4]。Pande等從道路幾何特征、路面狀況、交通量、限速等變量，研究分析了多車道高速公路事故傷害嚴重程度研究[5]。

從國內(nèi)外現(xiàn)有研究中可以看出，研究學(xué)者沒有同時考慮運行速度、路面抗滑性能、天氣因素，對山區(qū)高速公路多車事故影響因素和事故預(yù)測挖掘尚不深入。針對現(xiàn)有研究的不足，本文以典型山區(qū)高速為研究對象，以路段類型、道路幾何特征（平面、縱斷面）、交通運行（流量、速度、貨車占比）、天氣、路面抗滑性能指數(shù)等數(shù)據(jù)作為多車事故影響因素和事故預(yù)測建模變量，建立基于同質(zhì)法分段的負二項回歸模型。

1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

1.1 事故數(shù)據(jù)

基于貴都高速2017~2019年的交通事故數(shù)據(jù)作為事故分析研究對象。并根據(jù)事故信息中的地理位置和發(fā)生日期將其逐一匹配到對應(yīng)的路段上，從而統(tǒng)計出各路段內(nèi)發(fā)生的交通事故數(shù)。同時基于“事故形態(tài)”及“車輛間事故”字段，對多車事故分別進行處理。

1.2 道路幾何數(shù)據(jù)

通過全線調(diào)研行車記錄視頻與貴都高速平面圖進行里程樁號的匹配，形成貴都高速現(xiàn)狀擬合圖。并結(jié)合貴都高速竣工圖，生成平縱橫線形，確定貴都高速道路幾何數(shù)據(jù)采集變量，包括：路段類型、平面線形類型、平均曲率、曲率最大最小差值、豎曲線類型、平均坡度、縱坡坡長、坡度變化率、平縱線形組合。為了保證分析結(jié)果的精準(zhǔn)性，貴都高速公路被劃分為489個同質(zhì)性路段[6]。

1.3 交通運行數(shù)據(jù)

貴都高速全線設(shè)置了雙向8處ETC門架采集點。通過ETC門架過車數(shù)據(jù)，檢測獲取斷面速度和流量數(shù)據(jù)，確定數(shù)據(jù)采集變量，包括：日均交通量、平均速度、大小型車均速差和日均貨車占比。

1.4 天氣數(shù)據(jù)

根據(jù)2017~2019年貴陽市、龍里縣、貴定縣、都勻市四地天氣情況，計算晴、陰、雨、雪、霧天所占三年總天數(shù)的比例，最終確定氣象相關(guān)變量，包括：晴天占比、陰天占比、雨天占比、雪天占比、霧天占比。

1.5 路面抗滑性能數(shù)據(jù)

路面抗滑性能用路面抗滑性能指數(shù)（Skidding Resistance Index，SRI）進行評價。根據(jù)貴都高速路基、路面及沿線設(shè)施檢測年度報告中的路面抗滑性能指數(shù)SRI評定結(jié)果，計算2016、2018及2020年SRI平均值，得到路面抗滑性能變量。

2 事故統(tǒng)計模型與估計方法

2.1 負二項回歸模型

事故數(shù)方差可以作為離散分布的指標(biāo)。事故數(shù)方差可以用極大似然估計法得出。當(dāng)事故數(shù)方差等于0時，負二項分布為泊松分布。如果事故數(shù)方差顯著不等于0，表明事故數(shù)據(jù)具有離散性，不適合采用泊松分布。本研究中事故數(shù)方差大于均值，應(yīng)建立負二項回歸模型進行分析。模型如下：

i為該高速公路上從1開始的微觀單元編號，為路段i的事故預(yù)測值，變量為影響交通事故的因素，為變量對應(yīng)的系數(shù)，為負二項模型的離散系數(shù)。

2.2 模型結(jié)果

多車事故負二項回歸模型參數(shù)估計結(jié)果，見表1所示。路段類型、平均坡度、路段長度、平均速度、平均日交通量、霧天占比及路面抗滑性能指數(shù)是顯著的。

表1 多車事故模型參數(shù)估計結(jié)果

3 安全影響因素分析

為量化顯著變量對多車事故頻次的影響程度，采用公式（3）計算了邊際效應(yīng)，見表2所示。并結(jié)合邊際效應(yīng)計算結(jié)果，分別對山區(qū)高速公路路段類型、道路幾何設(shè)計、交通運行、天氣因素、路面性能特征進行安全影響因素分析。

表2 多車事故模型邊際效應(yīng)分析

式中為事故頻次影響因素變量的系數(shù)。

3.1 路段類型

隧道入口外200m、隧道中部、立交主線路段多車事故風(fēng)險較一般主線高0.78%、0.44%和1.04%，隧道出口外100m多車事故風(fēng)險較一般主線低0.42%。在隧道入口外區(qū)域至中間區(qū)域是最容易發(fā)生事故的地方，這主要是由于高速公路開放路段（100公里/小時）和隧道內(nèi)降低的速度（80公里/小時）之間存在明顯的限速差異，這導(dǎo)致了多車事故的高比例[7]。

3.2 道路幾何設(shè)計

下坡路段多車事故數(shù)比上坡路段多，李艷[4]也得到了相同的結(jié)論。山區(qū)高速公路隧道坡度變化的路段頻繁并最大縱坡為4%的路段多，車輛在通過山區(qū)高速公路坡度大的路段，尤其是下坡路段時容易速度失控，因此更容易發(fā)生多車事故。

3.3 交通運行

多車事故數(shù)隨平均日交通量增加而增加，平均日交通量每提高1%，多車事故風(fēng)險增加1.96%，與已有的一些研究結(jié)論相反[8]。因為，由于路段中車輛數(shù)增加，導(dǎo)致車輛間車頭時距減小，因此無法保持安全距離，容易發(fā)生事故。其次，由于路段中車輛數(shù)增加，路段容易擁堵，導(dǎo)致車輛變換車道頻繁，因此容易發(fā)生事故。

多車事故數(shù)隨平均速度增加而增加，平均速度每增加1km/h，多車事故數(shù)增加0.03%。由于貴都高速公路隧道很多，隧道路段限速80km/h，普通主線路段100km/h。因此，車輛在行駛過程中不斷的加減速，這導(dǎo)致了多車事故的高比例。

3.4 天氣因素

多車事故數(shù)隨霧天占比增大而增大，霧天占比每增加1%，多車事故風(fēng)險增加0.64%，該結(jié)論與劉漫的研究一致[9]。首先，山區(qū)高速公路霧天頻繁；其次，在霧天主要是駕駛員視線受阻，導(dǎo)致更容易發(fā)生多車事故；隧道外部和內(nèi)部區(qū)域駕駛員視線不一樣，并且環(huán)境變化很快，更容易在霧天發(fā)生多車事故。

3.5 路面性能

山區(qū)高速公路中路面抗滑性能指數(shù)越低多車事故風(fēng)險越高。原因是路面摩擦阻力降低，從而造成車輛行駛困難、增加交通事故發(fā)生的概率。因此，定期評估路面抗滑性能，如果路面抗滑性能低于安全區(qū)間要及時更新路面材料。

4 結(jié)語

本文以貴州省貴都高速公路為研究對象，構(gòu)建了負二項回歸模型，發(fā)現(xiàn)了路段長度、路段類型、平均坡度、平均速度、平均日交通量、霧天占比及路面抗滑性能指數(shù)對山區(qū)高速公路多車事故數(shù)有顯著影響。該結(jié)果揭示了以山區(qū)高速公路為例的道路幾何特征、交通運行特征、天氣環(huán)境特征對山區(qū)高速公路多車事故的影響，為山區(qū)高速公路路段的交通安全工程改善提供理論支持。