多因素异质性作用下高速公路交通事故风险预测及防控研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    71901081
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    19.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    G0116.交通运输管理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Traffic crashes lead to enormous deaths, injuries and property damages every year. The safety of freeway is particularly important as freeway is the backbone of highway transportation system. Predicting crash risk precisely so as to grasp the corresponding influence mechanism accurately is the premise to improve the safety of freeway, while the heterogeneity of effects of factors on traffic crash affects the precision and reliability of the prediction model significantly. Past studies on crash risk prediction methods are insufficient in accounting for heterogeneity. In this study, prediction methods for freeway crash risk and the corresponding influence mechanisms are studied from the perspective of fully tracking heterogeneity. Firstly, sources of heterogeneity and the effect of heterogeneity on reliability of prediction model are systematically analyzed. Secondly, Markov switching and spatial autoregression random parameters model are developed to address the heterogeneity from temporal and spatial points. Then, in order to account for two kinds of correlations between heterogeneity, correlated random parameters model and random parameters model with heterogeneity in means and variances are established, and the model system that can simultaneously account for various kinds of heterogeneity is built. Finally, the influence mechanism of freeway crash risk is revealed from aspects of road, traffic, environment, etc., and strategies integrating static prevention and dynamic control are proposed to prevent and control the risk of crash. Expected results of this study would have important scientific significance and practical value in improving the predictive theory for crash risk and developing freeway safety countermeasures.
交通事故每年造成大量人员伤亡和财产损失,高速公路作为公路运输系统骨架,其安全性尤为重要。对事故风险进行预测,准确把握其影响机理是提升高速公路安全性的前提,而各因素对交通事故作用的异质性对预测模型精度和可靠性影响巨大,以往事故风险预测研究在刻画异质性方面存在不足。本项目以系统解析异质性为切入点,对高速公路事故风险预测方法和影响机理进行研究。首先,系统分析异质性根源及其对预测可靠性的影响;其次,构建马尔科夫转换和空间自回归随机参数模型,从时间和空间角度刻画异质性;再次,针对异质性间两类相关性,构建相关随机参数模型和异质均值/方差随机参数模型,建立同时解析多种异质性的事故风险预测模型体系;最后,从道路交通及环境等多因素异质性作用角度揭示高速公路交通事故风险影响机理,提出静态预防和动态控制于一体的风险防控策略。预期成果对完善事故风险预测理论和制定高速公路安全对策具有重要科学意义和实用价值。

结项摘要

道路交通事故预防领域,各因素对事故风险影响的异质性对模型精度和可靠性影响巨大。本项目以我国高速公路为研究对象,提出能充分刻画各类异质性的事故风险建模方法,据此深入分析事故影响机理。首先,收集了国内多个省份的高速公路道路、交通及事故等数据,构建事故次数和事故严重程度数据库;然后,从事故因素多样性和事故产生的复杂性等方面定性分析异质性产生根源,并基于随机参数建模方法从理论角度整体把握异质性产生原因;其次,针对事故次数和事故严重程度分别在负二项及多项Logit模型框架下构建了基础随机参数模型、异均值随机参数模型、异均值/方差随机参数模型、相关随机参数模型及异均值相关随机参数模型,形成了能刻画各类异质性的事故分析模型体系;再次,针对上述各类复杂随机参数模型,提出了基于蒙特卡罗模拟的事故风险预测和影响因素分析方法;最后,从定性和定量角度分析了各因素对高速公路交通安全的影响。结果表明:①道路设计、交通运行及环境、驾驶员及车辆特性等方面指标均对事故的影响表现出显著异质性,且各因素的异质性影响间还存在很强的交互作用和时变特性;②相比传统的固定参数建模方法,构建的随机参数系列模型可将事故次数和严重程度预测精度分别提高约5%和20%;③提出的基于蒙特卡罗模拟的分析方法可将绝大多数事故因素的边际效应偏差控制在10%以内;④提出的随机参数系列模型不仅能提高事故风险分析和预测的准确性,还能从中得到各因素对交通事故的复杂交互影响及其他更多有价值的推论。研究结果为改进和优化现有事故风险分析方法提供了必备的理论依据,同时也为保障安全改善措施的合理性和有效性提供了必要的理论支撑。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(1)
Assessing the explanatory and predictive performance of a random parameters count model with heterogeneity in means and variances
评估具有均值和方差异质性的随机参数计数模型的解释和预测性能
  • DOI:
    10.1016/j.aap.2020.105759
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    ACCIDENT ANALYSIS AND PREVENTION
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Huo, Xiaoyan;Leng, Junqian;Zhao, Lintao
  • 通讯作者:
    Zhao, Lintao
A mixed logit model with mean-variance heterogeneity to investigate factors of crash occurrence
具有均值方差异质性的混合 Logit 模型研究事故发生因素
  • DOI:
    10.1080/17457300.2021.1925922
  • 发表时间:
    2021-05
  • 期刊:
    International Journal of Injury Control and Safety Promotion
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Xiaoyan Huo;Junqiang Leng;Lijun Luo;Dan Wang
  • 通讯作者:
    Dan Wang
Comparative analysis of alternative random parameters count data models in highway safety
公路安全中替代随机参数计数数据模型的比较分析
  • DOI:
    10.1016/j.amar.2021.100158
  • 发表时间:
    2021-02
  • 期刊:
    Analytic Methods in Accident Research
  • 影响因子:
    12.9
  • 作者:
    Qinzhong Hou;Xiaoyan Huo;Andrew P. Tarko;Junqiang Leng
  • 通讯作者:
    Junqiang Leng
A correlated random parameters tobit model to analyze the safety effects and temporal instability of factors affecting crash rates
相关随机参数 tobit 模型,用于分析影响碰撞率因素的安全效应和时间不稳定性
  • DOI:
    10.1016/j.aap.2019.105326
  • 发表时间:
    2020-01-01
  • 期刊:
    ACCIDENT ANALYSIS AND PREVENTION
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Hou, Qinzhong;Huo, Xiaoyan;Leng, Junqiang
  • 通讯作者:
    Leng, Junqiang
A Correlated Random Parameters Model with Heterogeneity in Means to Account for Unobserved Heterogeneity in Crash Frequency Analysis
具有异质性的相关随机参数模型,用于解释碰撞频率分析中未观察到的异质性
  • DOI:
    10.1177/0361198120922212
  • 发表时间:
    2020-06-12
  • 期刊:
    TRANSPORTATION RESEARCH RECORD
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Huo, Xiaoyan;Leng, Junqiang;Yang, Hao
  • 通讯作者:
    Yang, Hao

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其他文献

Effects of freeway climbing lane on crash frequency: Application of propensity scores and potential outcomes
高速公路爬坡车道对碰撞频率的影响:倾向评分的应用和潜在结果
  • DOI:
    10.1016/j.physa.2018.09.117
  • 发表时间:
    2019-03
  • 期刊:
    Physica A: Statistical Mechanics and its Applications
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯芹忠;孟祥海;霍晓艳;程裕星;冷军强
  • 通讯作者:
    冷军强

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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