基于几何线形及路面状态的高速公路事故预测模型

摘要

在经济飞速发展的时代背景下，中国基础设施建设不断加强，其中高速公路里程逐年增加，研究高速公路的交通安全问题具有重要意义。本文重点研究了高速公路几何线形指标和路面状态指标与事故率的相关关系，并构建了基于几何线形指标和路面状态参数指标的高速公路事故预测模型高速公路事故预测模型。
　　论文选取了开阳高速公路的几何线形数据、路状态数据和事故数据进行统计分析。鉴于本文研究的是几何线形和路面状态指标与事故率的关系，路段划分采用同质法，即以高速公路几何线形指标和路面状态指标为依据，当连续的路段任一几何线形指标或路面状态指标发生变化时，该路段为一个独立的事故预测单元，共划分出路段1100个，平均长度227.64m。依据路段单元统计开阳高速公路125.3km的几何线形数据（平曲线长度、平曲线半径、平曲线偏角、竖曲线半径、纵坡坡长和坡度）、路面状态数据（路面综合破损率DR、路面状况指数PCI、国际平整度指数IRI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路面抗滑性能指数SRI）和事故率数据，共统计事故数据1633条。
　　首先，分析了年平均日交通量（AADT）、平面线形指标纵、断面线形指标与事故率的相关关系。其中，与事故率相关性较大的指标包括AADT、平曲线半径、平曲线偏角、纵坡坡度和竖曲线半径。AADT、纵坡坡度与事故率为正相关关系；平曲线半径、竖曲线半径与事故率为负相关关系，且相同半径下凹型竖曲线的事故率要高于凸型竖曲线；事故率与平曲线偏角成二次抛物线关系，且最安全的平曲线偏角在20-25°之间。
　　然后，分析了路面状况指数PCI、路面综合破损率DR、路面行驶质量指数RQI、国际平整度指数IRI、路面车辙深度指数RDI和路面抗滑性能指数SRI等六个路面状态指标与事故率的相关关系。其中，PCI、RQI、RDI、SRI四个路面状态指标与事故率成负相关关系；IRI与事故率为二次抛物线关系；事故率主要集中在DR较大时。
　　最后，选择了交通量、几何线形指标、路面状况指标做为自变量，建立了高速公路事故预测模型。通过回归分析，建立了交通量、平曲线半径、纵坡坡度、路面抗滑性能指数和路面车辙五个指标与事故率的关系模型，并通过事故预测模型共线性诊断和方差分析，验证了模型的可靠度。

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第1章 绪论

1.1 课题来源

1.2 研究背景和意义

1.3 国内外研究现状

1.4 主要研究内容及技术路线

第2章 数据分析与处理

2.1 数据来源

2.2 路段划分与几何线形数据处理

2.3 路面状态数据

2.4 事故率及其统计

2.5 本章小结

第3章 几何线形指标与事故率的关系分析

3.1交通量与事故率的关系

3.2 平面线形与事故率的关系

3.3 纵断面线形与事故率的关系

3.4 本章小结

第4章 路面状态与事故率的关系分析

4.1路面状况指数PCI与事故率的关系

4.2路面综合破损率DR与事故率的关系

4.3 路面行驶质量指数RQI与事故率的关系

4.4 路面车辙深度指数RDI与事故率的关系

4.5 路面抗滑性能指数SRI与事故率的关系

4.6 国际平整度指数IRI与事故率的关系

4.7本章小结

第五章 高速公路事故率预测模型确定

5.1 几何线形与路面状态参数选择

5.2 事故率预测模型构建

5.3 模型共线性诊断和方差分析

5.4 本章小结

结论

一、主要研究成果

二、本文进一步工作展望

参考文献

附录

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致谢