课题基金 / 基金详情

面向多尺度数据的高速公路事故发生机理与风险模型移植研究

批准号:
52302423
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
10.0 万元
负责人:
杨洋
依托单位:
学科分类:
交通安全与环境
结题年份:
2024
批准年份:
2023
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨洋

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
高速公路交通事故频发且后果严重,严峻的安全问题亟待解决。针对当下数据挖掘技术与道路交通安全问题兼容性差、实时风险模型无法有效辨识高速公路多场景风险因子的异质性、有限数据无法支撑实时风险建模且难以指导工程实践等问题。本项目将考虑高速公路在时空维度的场景差异,通过优化既有数据挖掘技术,提出一种兼容性好、精确度高的改进关联规则挖掘算法,揭示高速公路交通事故内在机理;基于统计学理论,设计面向多场景高速公路的事故风险识别模型,构建实时风险场景靶向预测体系;应用机器学习手段,探究模型移植方法,研究基于多尺度数据的实时风险建模方法;通过算法嵌套,完成基于交通安全大数据平台的实例验证分析。项目旨在阐明不同场景高速公路的交通事故发生规律、实现对多场景高速公路的风险靶向预警、并突破国内相关数据精度不足的技术瓶颈。相关成果对丰富高速公路动态安全控制理论方法,提升我国高速公路风险检测技术水平具有重要意义。
英文摘要
Freeway traffic crashes are common occurrences, with serious consequences and safety problems that need to be solved urgently. In view of the current incompatibility of data mining technology and road safety problems, real-time crash risk models cannot effectively identify the heterogeneity of multi-scene risk factors of the freeway, and limited data cannot support real-time risk modeling and guide engineering practice. This project will consider the difference of scene in Spatio-temporal dimension of the freeway and propose an improved association rule mining algorithm with good compatibility and high accuracy by optimizing existing data mining technology and will reveal the internal mechanism of freeway crashes. Based on statistics theory, a multi-scene freeway crash risk identification model will be designed, and a real-time risk scenario targeted prediction system will be constructed. Machine learning methods will be applied to explore model transplantation methods, and real-time risk modeling methods based on multiscale data will be studied; Through algorithm nesting, a case application analysis based on traffic safety big data platform will be completed. This project aims to clarify the occurrence rules of freeway crashes in different scenes, realize the risk targeted prediction and warning for multi-scene freeway, and break through the technical bottleneck of insufficient accuracy of China’s relevant data. The related results and achievements will be of great significance to enrich the theory and method of freeway dynamic safety control and improve the technical level of China’s freeway risk detection.
高速公路是综合立体交通网的重要组成部分,但我国高速公路的交通事故频发且后果严重,严峻的安全问题亟待解决,落后的技术手段亟需提高。.基于以上背景,本项目针对如下方面内容展开研究:1)高速公路交通安全研究应用现状与未来发展方向分析;2)面向道路交通安全的事故风险识别模型构建与基于时空相关性高速公路交通事故致因分析;3)高速公路实时事故风险靶向预测方法与分析;4)面向多尺度数据的高速公路实时事故风险模型移植方法;5)车路协同环境下高速公路全域车辆运行安全监测系统开发。.取得主要结果如下:1)项目围绕常规事故的分析与预测、二次事故识别与预测、单多车事故差异性及新技术在道路交通安全的理论研究和应用实践四方面总结了现有研究进展并提出了进一步的发展方向。2)构建了基于MultiRecFormer的自注意力机制来进行道路交通事故风险识别,并利用这种机制进行事故致因的机理分析。3)为同时解决微观道路交通事故数据中存在的大量零值问题、过度离散性、空间相关性和时间相关性,本研究将负二项Lindley模型与时空模型相结合,构建了负二项Lindley时空效应模型,用于分析事故频率。该模型克服了传统双状态模型在处理大量零值数据时的不足,能够适用于更广泛的交通事故数据分析场景。4)本项目通过构建二次事故识别方法、机器学习风险预测模型及双层结构预测框架,为高速公路二次事故的预防和管理提供了科学依据和技术支持。5)基于LSTM的驾驶行为风险预测模型通过学习驾驶环境、车辆控制状态及隧道出口阶段驾驶员行为变化等数据,达到了80%的预测准确率。该模型有效预测了驾驶风险,准确地将高速公路隧道出口阶段划分为了三个风险等级。6)提出了基于贝叶斯更新方法的实时事故风险移植模型,实现了高速公路实时事故风险预测模型的空间移植,并验证了模型可靠性。.项目预期成果对丰富高速公路动态安全控制理论方法,提升我国高速公路风险检测技术水平具有重要意义。
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