高速公路交通事故数据分析及报警服务系统的研究

摘要

随着我国国民经济的快速、持续、稳定的发展，作为经济发展的纽带--交通运输行业也不断发展。我国汽车保有量逐年激增，使得交通道路网络快速发展，高速公路的不断建成，使得城市与城市之间的联系更加密切，区域经济的发展带动更加强烈。与此同时，由于高速公路上汽车时速快、路段偏僻，一旦发生交通事故往往后果严重，加之救援不及时，严重威胁事故相关人员的生命财产。因此，在享受着高速公路带来的便捷与高效的同时也承受着一定程度的交通事故灾害。
　　本文以江西省高速公路道路作为研究对象，为深入了解高速公路交通阻碍因子及高速公路事故发生后事故因子对道路危险等级的影响，进行事故相关分析根据分析结果可针对事故多发路段建立高效的预防及救援措施，减少道路阻碍时间，减轻事故损失程度。在报警和救援方面从 Android手机客户端的角度入手，结合智能手机用户占有量多、信息传输快、受众人口多、普及率高等特点并加以充分利用，建立基于 Android平台的高速公路事故报警服务系统。本文以动态的角度出发结合自发地理信息的思想实现动态报警、动态监测道路情况从而建立一个以“司机—高速公路—交警”为体系的交互式高速公路事故报警服务系统。论文的主要研究内容及创新点具体如下：
　　（1）利用主成分分析方法及Q型聚类法对2011-2015年江西省高速公路交通事故数据进行分析得出高速公路道路危险等级评价结果，从而根据评价结果设置交通事故救援点及路段危险等级提醒。
　　首先根据2011-2015年江西省高速公路交通事故数据做有效的提取与整理。思想上是在时间与空间的两个维度上分析与反应事故道路的危险等级。在时间维度上，将数据以一定的时间规律划分，利用聚类分析方法对其进行聚类分析，从而得到以时间为轴的道路时间段危险等级评定结果；在空间维度上，按路段分类对各路段上的道路事故数据进行相关性分析及数据表达完整性分析因子分析，通过分析结果选取能够表达总指标的分量得出主分量表达式并计算出各路段的综合评价得分。再用Q型聚类方法对各路段的综合得分进行聚类分析，从而得出高速公路各道路危险等级。进而有效的建立近事故点的预防与救援工作，减少事故带来的损失。
　　（2）构建了一个基于Android为平台的高速公路道路事故报警服务系统，并为高速公路路段以及服务区提供相应的信息服务。
　　在该系统流程中，构建了一个以“司机—高速公路—交警”为体系的交互系统。本文司机用户在事故发生时可直接通过客户端发送事故信息（地理坐标、事故图片信息、事故描述信息等）到交警数据库中，通过交警信息审核后可通过系统直接发布到平台中，其他用户便可通过客户端查询到相应的高速公路道路事故信息汇总，从而达到避免发生交通事故路段拥堵及防止二次事故的发生的目的。本文系统的开发不仅停留在事故的报警与处理功能，结合高速路段的特殊性质，也提供一些相应位置服务功能。如高速路段障碍物信息发布、相应服务区加油站的车辆等停信息、路线查询、用户报警信息查询等服务信息。通过交警管理员用户对高速公路道路上服务区加油站车辆等停信息的收集与发布，车主用户可通过该系统对服务区加油站车辆等停信息进行查询，从而调整自己的驾车规划、避免车辆拥堵在同一服务区。
　　（3）为高速公路报警与处理系统构建特有的数据库服务，以便事后的分析。
　　为了达到更好的事故信息统计与分析，构建了一个独立的高速公路交通事故数据库。在此基础上，服务器可对已有的高速公路交通事故数据做一定的数据分析。
　　本文结合VGI的思想为提高高速公路畅通性提供一个良好的保证。在收集到的高速公路道路事故数据中对高速公路道路阻碍因子做了分析研究，得出道路等级划分。针对分析结果中产生的问题提出构建一个以 Android为平台的智能事故报警信息服务平台。在已有的研究中国内外学者只对高速公路道路事故数据做了相应的分析（如得出事故发生因子、事故道路结构分析等）并没有为该问题提出解决机制和方法。因此，在了解高速公路道路阻碍因子的同时针对江西省高速公路各路段进行了危险路段等级分析，并提出有效的解决机制建立良好的道路报警服务系统是很有意义的。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容与技术路线

1.4 论文章节安排

第二章 相关理论知识与关键技术

2.1 交通事故数据分析理论相关概述

2.2 ITS的简介与相关知识技术

2.3 天地图相关技术与服务

2.4 本章小结

第三章 高速公路事故数据的处理与时空分析

3.1 研究区域与数据预处理

3.2 事故发生时间段的危险等级评价

3.3 高速公路事故路段位置分析

3.4 事故道路评定结果讨论与应用

3.5 本章小结

第四章 交通事故报警服务系统需求分析与系统设计

4.1 系统需求分析

4.2 系统可行性分析

4.3 系统实现目标

4.4 系统架构设计

4.5 系统功能设计

4.6 事故信息处理流程设计

4.7 系统数据库设计

4.8 本章小结

第五章 交通事故报警服务系统功能实现

5.1 系统环境介绍与搭建

5.2 系统功能设计与实现

5.3 本章小节

第六章 结论与展望

6.1 总结与创新

6.2 不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果

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