[發明專利]高速公路出口匝道區域環境要素對事故嚴重程度估計方法

在審

• 申請號: 202011208416.4
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112349098A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 俞競偉;黃開林;史榮珍
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/26;G06N5/00;G06K9/62
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種高速公路出口匝道區域環境要素對事故嚴重程度估計方法，首先高速公路出口匝道的事故數據，選擇高速公路出口匝道區域相關環境要素作為自變量，并進行整合與篩除,選擇滿足要求的完整事故數據建立事故樣本數據庫，用于對決策樹進行訓練；在決策樹預測模型中，引入敏感度分析，改變模型中的每個輸入變量并觀察輸出結果的變化，將輸出的斜率視為自變量的平均可變影響，預測結果的直線擬合線的非二元離散變量R²表示自變量對預測結果的非線性影響。本發明可以精確嚴謹地反映高速公路出口匝道區域環境要素對事故嚴重程度的影響，這有助于診斷出口匝道存在的交通安全問題，對提高出口匝道以及整個高速公路安全性具有重要意義。

技術領域

本發明屬于交通安全領域，具體涉及一種高速公路出口匝道區域環境要素對事故嚴重程度估計方法。

背景技術

高速公路匝道區域是交通事故易發地帶，據資料統計，匝道的路線長度占整個高速公路長度不足5％，但匝道區域發生的交通事故約占整個高速公路交通事故的40％，其中出口匝道交通事故數約是進口匝道區域的2倍。交通事故的發生受人、車、路和環境等多種因素的影響，如何判斷高速公路出口匝道環境要素對事故嚴重程度的影響如今已受到眾多交通安全管理與研究人員的關注。判斷與交通事故嚴重程度相關性大的因素，可以幫助診斷出口匝道存在的交通安全問題，為道路交通基礎設計規劃設計提供依據，對提高出口匝道以及整個高速公路安全性具有重要意義。

目前決策樹模型開始應用于事故嚴重程度預測，決策樹預測模型不需要確定自變量和因變量之間線性關系，因此該模型比傳統統計模型具有更高的預測精度。但其主要缺陷是它們內部運作通常像“黑匣子”，不直接輸出事故嚴重程度和自變量之間的相關性，這種方法不能用于探索變量之間的非線性關系。一些學者嘗試將敏感度分析引入到決策樹預測，探究自變量對預測結果的影響，但他們僅計算輸入自變量變動情況下輸出結果的平均變化，不能探索自變量對預測結果的非線性影響。而且現有的交通事故影響因素研究主要是針對高速公路整體情況，缺乏針對出口匝道區域進行的事故分析。而高速公路出口匝道區域交通環境復雜，其交通設計及運行有其獨特性，交通安全影響因素多，事故發生原因與嚴重程度與其他路段大不相同，因此需要對出口匝道影響事故嚴重程度的環境因素進行專門研究。

發明內容

發明目的：針對現有技術的不足，本發明提出一種高速公路出口匝道區域環境要素對事故嚴重程度估計方法，針對高速公路出口匝道區域，探究該區域的環境要素對事故嚴重程度的非線性影響。

技術方案：本發明所述的一種高速公路出口匝道區域環境要素對事故嚴重程度估計方法，包括以下步驟：

(1)預先獲取高速公路出口匝道區域事故數據；

(2)建立高速公路出口匝道區域事故樣本數據集，并選取環境要素作為自變量；

(3)將步驟(2)所整理的數據按照事故嚴重程度劃分為若干個等級，劃分準則按照無受傷到死亡的受傷嚴重程度排序；

(4)構造決策樹的數據結構，建立基于決策樹的高速公路出口匝道區域事故嚴重程度預測模型，并對模型進行訓練；

(5)使用敏感度分析自變量與事故嚴重程度之間的相關性，預測高速公路出口匝道環境要素對事故嚴重程度非線性影響，揭示自變量對事故嚴重程度的影響；

(6)評價基于決策樹預測模型的高速公路出口匝道區域環境因素對事故嚴重程度的非線性影響：按步驟(5)計算所有自變量的敏感度分析評價指標，比較高速公路出口匝道區域環境要素對事故嚴重程度的影響大小。

進一步地，步驟(2)所述的環境要素包括出口匝道類型、主線車道數、出口匝道車道數、減速車道長度、匝道總長度、路面類型、路表情況、肩型、肩寬、主線后速限制、主線和出口匝道之間的速度限制差異、照明情況、天氣情況、土地使用類型、主線平均日交通量、出口匝道平均日交通量、有無涉及酒駕、毒駕以及事故類型。