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128091字博士毕业论文基于交通矛盾极值统计的安全分析模型探讨

论文类型:博士毕业论文
论文字数:128091字
论点:阈值,极值,模型
论文概述:

本文是在职博士研究生论文,构建了交通冲突区组极值模型和交通冲突超阈值极值模型,证明了在小样本情况下超阈值极值模型在数据利用效率以及预测精度等方面的优越性。

论文正文:

绪方理论

在许多基于非事故数据的交通安全分析方法中,交通冲突技术是一种典型但有争议的方法。一方面,许多学者认为交通冲突技术是一种可靠的安全分析方法,可用于获得与基于历史事故数据的分析结果几乎相同的分析结果。另一方面,一些学者认为,交通冲突技术与其他非事故数据方法一样,缺乏坚实的理论基础和完善的理论体系,从而对该方法的可靠性和有效性提出质疑。总的来说,虽然认识到交通冲突技术的理论体系还不完善,但大多数学者对该技术的进一步发展和广泛应用持积极的态度。总结交通冲突技术的发展历程和研究成果,引入极值理论,建立交通冲突极值统计模型,分析交通冲突极值行为与交通安全的关系,为交通冲突技术的可靠性和有效性提供更多的依据。更重要的是,通过对交通冲突极值统计模型的分析、评价和推广应用,为利用非事故事件进行交通安全分析和评价提供了新的思路和方法。

……

第二章交通冲突数据及其与事故的关系

2.1数据源

项目组收集了三条高速公路的竣工文件,共32段约121小时的交通视频和约5年的交通事故历史。这32条路段的选择主要考虑两个方面:第一,在路段附近有跨线桥等设施,便于安装摄像头;第二,所选路段包含尽可能多的水平和垂直路线索引组合。三条高速公路的基本情况和数据收集见表2-1,现场调查见图2-1。由于本文的研究对象是高速公路的基本路段,因此包含施工区域、位于高速公路出入口、因天气原因在许多时期视频不清晰的路段被排除在研究路段之外。在其余路段中,大多数路段都记录了本路段的双向交通运行情况,但由于地形原因,有些路段只记录了单向交通运行情况。在对剩余部分的视频逐一分析后,最终获得29个子方向部分。

2.2交通运行分析

从交通流理论的角度来看,高速公路基本路段上车辆的行驶条件包括跟随、换道和自由行驶。后续行驶是指当不可能超车时,由于前方车辆的速度限制,游行中的任何车辆跟随前方车辆的状态。这种状态也称为非自由驾驶状态。相应的自由驾驶一般是指在同一车道上行驶的前后车辆车头时距大于8s或车头时距大于125米的状态。车道变更是指车辆从一条车道变更为相邻车道,其主要目的是获得更大的行驶自由,[114 115]。本节主要结合实测数据分析车道变换行为的相关特征。

第三章研究……42基于极值理论的交通冲突分析原理

3.1极值理论及其分类..............................42

3.2制度的极值理论..............................45

第四章交通冲突极端统计模型的构建研究……58

4.1建模中的关键问题..........................................................60

2.1区域化:.........................................62

4.2.2建立..............................62按区域极值模型

4.2.3最佳模型和估计结果...........................................68

第五章2004年交通冲突极端统计模型的比较分析..............................84

5.1极值理论模型的比较分析..............................84

5.1.1数据利用效率与................................84

第六章基于超阈值模型的交通事件安全连续体表达

6.1超阈值模型中的问题分析

从表6-1可以看出,阈值的变化会导致模型参数估计结果的变化,进而导致安全分析指标值的变化。特别是当阈值从-1.00变为-0.95时,虽然模型估计参数的变化范围很小,但安全分析指标值的相应变化范围很大,相当于从危险路段变为零事故路段。由此可见,安全分析指标值对阈值选择非常敏感,应尽可能消除阈值选择的主观性,以降低其不确定性。以上建立的极值理论模型是基于净现值(NPET),即在建模前对净现值进行负映射,以满足极值理论模型的前提要求。负映射的一个显著缺点是映射是线性的,即PET和NPET以相同的比例转换,这不能反映不同严重性级别之间的差异。例如,聚酯=0和聚酯=0.1s之间的差异与聚酯=1.0s和聚酯=1.1s之间的差异相同,但是由这些值表示的实际严重程度的差异明显不同,聚酯=0表示交通事故,而聚酯=0.1s、聚酯=1.0s和聚酯=1.1s都表示交通冲突。

6.2安全连续体参数化模型的提出与分析

该部分提出的模型是基于平移互逆映射后的正电子发射断层成像,旨在消除超阈值模型中阈值选择的主观性。消除阈值选择中主观性的基本思想是同时将阈值估计为模型参数和其他模型参数[。传统的超阈值模型构建方法实际上遵循两步思路,即第一步是选择阈值,第二步是假设阈值已知,估计另外两个超阈值模型参数(尺度参数和形状参数)。由于标度参数和形状参数的值由阈值决定,阈值选择的主观性也导致标度参数和形状参数的不确定性。显然,如果阈值也被作为一个参数,并且与另外两个参数同时估计,则尺度参数和形状参数对阈值的主观依赖性将被转换成三个参数对数据的依赖性。从整个观察样本的角度来看,选定的阈值实际上将观察样本集分为两部分:超过阈值的部分是极值样本,用于拟合极值统计模型;低于阈值的样本是传统样本,属于经典统计研究范畴。换句话说,高于阈值的样本服从某种极端的理论分布,而低于阈值的样本服从某种中心分布。因此,阈值实际上将整个样本分布函数分成两段。

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结论

本文以基于交通冲突技术的安全分析与评价方法为出发点进行了探讨。基于现场调查获得的车道变更冲突数据和交通事故数据,结合极值理论,完成了一系列研究工作,包括交通冲突技术研究文献综述、基于交通冲突的区域极值模型和超阈值极值模型构建、极值统计模型对比分析、shiftγ-GPD模型构建与分析等。研究取得了以下结论和创新成果:(1)构建了交通冲突区域群极值模型和交通冲突阈值极值模型,证明了在小样本情况下,极值模型在数据利用效率、预测可靠性和预测精度方面的优越性。极值理论在交通安全分析领域的应用提出较晚,因此研究相对较少。在现有的相关研究中,它们仅局限于两种极端统计模型之一的应用。

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参考文献(省略)