山区高速公路多车交通事故统计分析

叶斯哈提·阿扎提，王雪松，冯锡荣，辛红刚

（1.同济大学，上海201804，中国；2.中交资产管理有限公司，北京101399，中国；3.中交资产管理有限公司贵州区域管理总部，贵州551200，中国）

近年来，山区高速公路的交通安全备受关注，特别关注在极端天气频发、特殊路段的交通安全问题。随着山区高速公路的快速发展和交通量的增加，发生交通事故也在增加尤其是多车事故。《交通强国建设纲要》指出，要提升交通基础设施本质安全水平，加强交通安全综合治理[1]。因此，对山区高速公路多车事故的发生机理进行全面分析至关重要，为道路设计和高速公路管理部门的专业人员从这些信息中受益，以减少多车事故的发生。

针对山区高速公路多车事故影响因素分析，国内外学者已有很多研究。李贵阳等从驾驶员特征、车辆因素、道路条件、环境因素4个维度进行了山区高速公路多车事故影响因素分析[2]。Lee等从驾驶员特征、道路几何特征、环境因素、交通量等方面，分析了安大略省高速公路上涉及单车和多车事故伤害严重程度研究[3]。李艳等基于有限混合模型从平面、纵断面、横断面设计参数，交通运行特征等，研究分析了高速公路事故影响因素[4]。Pande等从道路几何特征、路面状况、交通量、限速等变量，研究分析了多车道高速公路事故伤害严重程度研究[5]。

从国内外现有研究中可以看出，研究学者没有同时考虑运行速度、路面抗滑性能、天气因素，对山区高速公路多车事故影响因素和事故预测挖掘尚不深入。针对现有研究的不足，本文以典型山区高速为研究对象，以路段类型、道路几何特征（平面、纵断面）、交通运行（流量、速度、货车占比）、天气、路面抗滑性能指数等数据作为多车事故影响因素和事故预测建模变量，建立基于同质法分段的负二项回归模型。

1 数据准备

1.1 事故数据

基于贵都高速2017~2019年的交通事故数据作为事故分析研究对象。并根据事故信息中的地理位置和发生日期将其逐一匹配到对应的路段上，从而统计出各路段内发生的交通事故数。同时基于“事故形态”及“车辆间事故”字段，对多车事故分别进行处理。

1.2 道路几何数据

通过全线调研行车记录视频与贵都高速平面图进行里程桩号的匹配，形成贵都高速现状拟合图。并结合贵都高速竣工图，生成平纵横线形，确定贵都高速道路几何数据采集变量，包括：路段类型、平面线形类型、平均曲率、曲率最大最小差值、竖曲线类型、平均坡度、纵坡坡长、坡度变化率、平纵线形组合。为了保证分析结果的精准性，贵都高速公路被划分为489个同质性路段[6]。

1.3 交通运行数据

贵都高速全线设置了双向8处ETC门架采集点。通过ETC门架过车数据，检测获取断面速度和流量数据，确定数据采集变量，包括：日均交通量、平均速度、大小型车均速差和日均货车占比。

1.4 天气数据

根据2017~2019年贵阳市、龙里县、贵定县、都匀市四地天气情况，计算晴、阴、雨、雪、雾天所占三年总天数的比例，最终确定气象相关变量，包括：晴天占比、阴天占比、雨天占比、雪天占比、雾天占比。

1.5 路面抗滑性能数据

路面抗滑性能用路面抗滑性能指数（Skidding Resistance Index，SRI）进行评价。根据贵都高速路基、路面及沿线设施检测年度报告中的路面抗滑性能指数SRI评定结果，计算2016、2018及2020年SRI平均值，得到路面抗滑性能变量。

2 事故统计模型与估计方法

2.1 负二项回归模型

事故数方差可以作为离散分布的指标。事故数方差可以用极大似然估计法得出。当事故数方差等于0时，负二项分布为泊松分布。如果事故数方差显著不等于0，表明事故数据具有离散性，不适合采用泊松分布。本研究中事故数方差大于均值，应建立负二项回归模型进行分析。模型如下：

i为该高速公路上从1开始的微观单元编号，为路段i的事故预测值，变量为影响交通事故的因素，为变量对应的系数，为负二项模型的离散系数。

2.2 模型结果

多车事故负二项回归模型参数估计结果，见表1所示。路段类型、平均坡度、路段长度、平均速度、平均日交通量、雾天占比及路面抗滑性能指数是显著的。

表1 多车事故模型参数估计结果

3 安全影响因素分析

为量化显著变量对多车事故频次的影响程度，采用公式（3）计算了边际效应，见表2所示。并结合边际效应计算结果，分别对山区高速公路路段类型、道路几何设计、交通运行、天气因素、路面性能特征进行安全影响因素分析。

表2 多车事故模型边际效应分析

式中为事故频次影响因素变量的系数。

3.1 路段类型

隧道入口外200m、隧道中部、立交主线路段多车事故风险较一般主线高0.78%、0.44%和1.04%，隧道出口外100m多车事故风险较一般主线低0.42%。在隧道入口外区域至中间区域是最容易发生事故的地方，这主要是由于高速公路开放路段（100公里/小时）和隧道内降低的速度（80公里/小时）之间存在明显的限速差异，这导致了多车事故的高比例[7]。

3.2 道路几何设计

下坡路段多车事故数比上坡路段多，李艳[4]也得到了相同的结论。山区高速公路隧道坡度变化的路段频繁并最大纵坡为4%的路段多，车辆在通过山区高速公路坡度大的路段，尤其是下坡路段时容易速度失控，因此更容易发生多车事故。

3.3 交通运行

多车事故数随平均日交通量增加而增加，平均日交通量每提高1%，多车事故风险增加1.96%，与已有的一些研究结论相反[8]。因为，由于路段中车辆数增加，导致车辆间车头时距减小，因此无法保持安全距离，容易发生事故。其次，由于路段中车辆数增加，路段容易拥堵，导致车辆变换车道频繁，因此容易发生事故。

多车事故数随平均速度增加而增加，平均速度每增加1km/h，多车事故数增加0.03%。由于贵都高速公路隧道很多，隧道路段限速80km/h，普通主线路段100km/h。因此，车辆在行驶过程中不断的加减速，这导致了多车事故的高比例。

3.4 天气因素

多车事故数随雾天占比增大而增大，雾天占比每增加1%，多车事故风险增加0.64%，该结论与刘漫的研究一致[9]。首先，山区高速公路雾天频繁；其次，在雾天主要是驾驶员视线受阻，导致更容易发生多车事故；隧道外部和内部区域驾驶员视线不一样，并且环境变化很快，更容易在雾天发生多车事故。

3.5 路面性能

山区高速公路中路面抗滑性能指数越低多车事故风险越高。原因是路面摩擦阻力降低，从而造成车辆行驶困难、增加交通事故发生的概率。因此，定期评估路面抗滑性能，如果路面抗滑性能低于安全区间要及时更新路面材料。

4 结语

本文以贵州省贵都高速公路为研究对象，构建了负二项回归模型，发现了路段长度、路段类型、平均坡度、平均速度、平均日交通量、雾天占比及路面抗滑性能指数对山区高速公路多车事故数有显著影响。该结果揭示了以山区高速公路为例的道路几何特征、交通运行特征、天气环境特征对山区高速公路多车事故的影响，为山区高速公路路段的交通安全工程改善提供理论支持。