[发明专利]一种基于连通性空间权重矩阵的区域交通安全评价方法

摘要

本发明公开了属于交通安全技术领域的一种基于连通性空间权重矩阵的区域交通安全评价方法。首先通过数据调查采集区域交通安全评价的相关数据，然后建立以交通分析小区为基本单元的贝叶斯条件自回归模型作为区域事故风险预测模型和构建以区域间所含的路径条数对网络连通度进行标识的空间权重矩阵，最后进行模型参数估计，本发明克服了传统事故风险预测模型没有考虑空间相关性而造成模型精准度不高的问题，基于连通性的空间权重矩阵既考虑了地理维度的影响，又考虑了区域间实际的交通联系，具有较好的数据拟合度和数据适应性，可以挖掘更多与事故发生相关的显著因素，有效指导实践应用。

主权项

1.一种基于连通性空间权重矩阵的区域交通安全评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采集区域交通安全分析的相关数据，包括事故数据、交通流量、道路设计参数、交通控制与管理要素以及影响区域交通安全的土地利用形态、时间分布的因素，建立相应的区域交通安全分析数据库，进行数据预处理；步骤二：建立以交通分析小区为基本单元的贝叶斯条件自回归模型作为区域事故风险预测模型，对于交通分析小区TAZi一段时间内实际发生的事故数为yi，服从泊松分布，则yi～Poisson(eiλi)其中，TAZ为区域；λi为事故数的预测值，ei为曝光量；同时对事故数的预测值建模为其中，X_ik为可能影响事故发生的因素，β₀为常数项，模型参数β＝(β₁,…β_p)′为影响因素相应的影响系数，θ_i为无结构的随机效应，服从正态分布φ_i为空间随机效应，服从条件自回归的先验分布，即其中，为θ_i的精度，为空间随机效应的期望，为空间随机效应的精度，ω_ij为TAZ_i与TAZ_j的邻接关系，为精度系数先验；步骤三：以区域间所含的路径条数对网络连通度进行标识，构建空间权重矩阵：(1)交通状态网络，将区域及其连接路径所构成的交通状态网络定义为不含环的无向加权图，记作G＝(V,E)，其中V为网络的顶点集，指区域的有限集合，V＝{TAZ1,TAZ2,…,TAZn}；E为网络的边集，指区域间的连接路径，E＝{eij}，eij为区域TAZi与TAZj之间的路径，TAZi,TAZj∈V，用两个区域的几何质心连线表示；Q(eij)为相应边的权值，表示区域i与j的交通容量，用连接两个区域的实际路径条数表示；(2)交通状态网络连通度的计算，设区域i与j的几何质心距离为C(eij)，相应的交通容量为Q(eij)，在不考虑其他因素的影响下，连通度定义为ωij＝Qα(eij)/Cγ(eij) i≠j其中，α、γ分别表示交通容量和路径里程的权重系数；(3)基于连通性的空间权重矩阵构建，根据区域间的连通度，得到网络的权重矩阵W＝(ωij)n×n即其中，当W＝ωij时，表示区域i与j之间存在直接相连的路径；当W＝0时，表示区域i与j之间没有直接相连的路径，或区域i与j是同一个节点，即i＝j；步骤四：基于连通性空间权重矩阵的区域事故风险预测模型进行模型参数估计，得出模型参数β的均值、标准差、置信区间和显著水平，筛选对区域事故发生影响显著的因素，这些因素称为显著因素，分析显著因素对事故数yi的影响，推出安全改进措施对策与建议。