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基于二元Logistic模型的城市道路交通事故严重程度分析

张洁 张萌萌 李虹燕

张洁, 张萌萌, 李虹燕. 基于二元Logistic模型的城市道路交通事故严重程度分析[J]. 交通信息与安全, 2022, 40(5): 70-79. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.05.008
引用本文: 张洁, 张萌萌, 李虹燕. 基于二元Logistic模型的城市道路交通事故严重程度分析[J]. 交通信息与安全, 2022, 40(5): 70-79. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.05.008
ZHANG Jie, ZHANG Mengmeng, LI Hongyan. An Analysis of Severity of Traffic Accidents on Urban Roadways Based on Binary Logistic Models[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2022, 40(5): 70-79. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.05.008
Citation: ZHANG Jie, ZHANG Mengmeng, LI Hongyan. An Analysis of Severity of Traffic Accidents on Urban Roadways Based on Binary Logistic Models[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2022, 40(5): 70-79. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.05.008

基于二元Logistic模型的城市道路交通事故严重程度分析

doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.05.008
基金项目: 

国家自然科学基金项目 52102412

山东省自然科学基金项目 ZR202103040503

山东省自然科学基金项目 ZR2021QF110

详细信息
    作者简介:

    张洁(1996—),硕士研究生. 研究方向:交通运输规划与管理. E-mail: 1281943578@qq.com

    通讯作者:

    张萌萌(1981—),博士,教授. 研究方向:智能交通、交通规划、交通安全等. E-mail: zhangmengmeng@sdjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U491.31

An Analysis of Severity of Traffic Accidents on Urban Roadways Based on Binary Logistic Models

  • 摘要: 为从多维度精准剖析影响城市道路交通事故严重程度的因素,选取了我国某城市2018—2020年交通事故数据库中的4 587条数据作为研究对象,基于二元Logistic模型,从人、车、路、环境这4个方面,分别针对财产损失事故、伤人事故、死亡事故建立了模型。深入分析了道路物理隔离位置、路侧防护设施类型等因素对事故严重程度的影响,并利用Hosmer-Lemeshow检验和一致性检验对模型有效性进行验证。结果表明:①道路物理隔离的空间位置对事故严重程度有显著影响,仅布设中心隔离设施发生死亡事故的概率是同时布设中央和机非隔离的2.304倍。在有中心隔离设施的高等级道路中,增设机非隔离设施能有效降低事故发生的概率。②路侧防护设施类型为行道树、绿化带时,发生死亡事故的概率分别是金属护栏的1.982倍、1.648倍。与金属护栏相比,行道树更容易引发严重事故。③夜间无路灯照明发生死亡事故的概率是夜间有路灯照明的1.808倍,夜间无路灯照明是导致死亡事故的重要因素之一。④受过高等教育的驾驶人发生财产损失事故和伤人事故的概率较高,受过中等教育的驾驶员发生死亡事故的概率较高;受过中等教育驾驶员发生死亡事故的概率是高等教育驾驶员的2.049倍。研究深入分析了影响城市道路交通事故的显著因素及其对事故的影响,为事故严重程度的精细化分析提供了理论支持,为交通规划与管理部门提供了决策依据。

     

  • 图  1  不同严重程度事故发生的概率

    Figure  1.  The probability of accidents of different severity

    图  2  不同严重程度事故发生的验证概率

    Figure  2.  Probability of the occurrence of accidents of different severity

    表  1  因变量描述性统计与赋值

    Table  1.   Descriptive statistics and assignment of dependent variables

    变量类型 变量名称 变量频数 变量赋值
    事故严重程度 财产损失事故 666 发生财产损失事故:Y=1;不发生财产损失事故:Y=0
    伤人事故 3 375 发生伤人事故:Y=1;不发生伤人事故:Y=0
    死亡事故 545 发生死亡事故:Y=1;不发生死亡事故:Y=0
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    表  2  自变量描述性统计与赋值

    Table  2.   Descriptive statistics and assignment of independent variables

    变量类型       变量名称与类别 变量统计 赋值
    道路条件 道路物理隔离 无隔离 2 499 1
    机非隔离 297 2
    中心隔离加机非隔离 677 3
    中心隔离 1 113 4
    路侧防护设施类型 无防护 1 916 1
    绿化带 1 574 2
    行道树 839 3
    金属护栏 257 4
    路口路段类型 路段 2 676 1
    交叉口 1 910 2
    交通信号方式 无控制 1 616 1
    有控制 2 970 2
    环境 天气 3 830 1
    469 2
    251 3
    21 4
    15 5
    照明条件 白天 2 919 1
    夜间有路灯照明 1 093 2
    夜间无路灯照明 574 3
    能见度/m <50 300 1
    50~100 726 2
    101~200 1 009 3
    >200 2 549 4
    驾驶人 性别 4 034 1
    552 2
    受教育程度 高等教育 1 696 1
    中等教育 2 890 2
    年龄/岁 ≤25 566 1
    >25~35 1 581 2
    >35~45 1 326 3
    >45~55 960 4
    >55 154 5
    驾龄/年 ≤2 425 1
    >2~5 887 2
    >5~10 1 433 3
    >10~15 880 4
    >15 962 5
    车辆 行驶状态 直行 3 731 1
    非直行 856 2
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    表  3  共线性检验结果

    Table  3.   Collinearity test result

    变量名称 容忍度 VIF
    道路物理隔离 0.87 1.15
    路侧防护设施类型 0.89 1.12
    路口路段类型 0.97 1.04
    交通信号方式 0.95 1.05
    天气 0.99 1.02
    照明条件 0.8 1.25
    能见度 0.81 1.24
    性别 0.96 1.05
    驾龄 0.7 1.44
    年龄 0.70 1.45
    受教育程度 0.94 1.07
    行驶状态 0.96 1.04
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    表  4  模型标定结果

    Table  4.   Model calibration results

        财产损失事故 伤人事故 死亡事故
    影响因素 B 影响因素 B 影响因素 B
    路口路段类型(1=路段) 0.252 道路物理隔离 道路物理隔离
    交通信号方式(1=无控制) 0.329 道路物理隔离(1=无隔离) 0.235 道路物理隔离(1=无隔离) -0.406
    照明条件 道路物理隔离(2=机非隔离) 0.193 道路物理隔离(2=机非隔离) -0.566
    照明条件(1=白天) -0.308 道路物理隔离(3=中心隔离加机非隔离) 0.288 道路物理隔离(3=中心隔离加机非隔离) -0.835
    照明条件(2=夜间有路灯照明) 1.078 路口路段类型(1=路段) -0.288 路侧防护设施类型
    年龄/岁 照明条件 路侧防护设施类型(1=无防护) 0.128
    年龄(1= <25) 0.509 照明条件(1=白天) 0.623 路侧防护设施类型(2=绿化带) 0.499
    年龄(2= >25~35) 0.798 照明条件(2=夜间有路灯照明) -0.394 路侧防护设施类型(3=行道树) 0.684
    年龄(3= >35~45) 0.438 受教育程度(1=高等教育) 0.178 路口路段类型(1=路段) 0.245
    年龄(4= >45~55) 0.439 行驶状态(1=直行) -0.446 交通信号方式(1=无控制) -0.356
    受教育程度(1=高等教育) 0.269 常量 1.065 照明条件
    行驶状态(1=直行) 0.451 照明条件(1=白天) -0.716
    常量 -3.306 照明条件(2=夜间有路灯照明) -0.592
    受教育程度(1=高等教育) -0.718
    常量 -1.246
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    表  5  财产损失事故与影响因素的二元Logistic回归分析结果

    Table  5.   Results of binary Logistic regression analysis of property loss accidents and influencing factors

    影响因素 B 标准误差 瓦尔德 自由度 显著性 exp(B)
    路口路段类型1=路段 0.252 0.097 6.727 1 0.009 1.286
    交通信号方式1=无控制 0.329 0.098 11.277 1 0.001 1.39
    193.205 2 <0.001
    照明条件 1=白天 -0.308 0.151 4.182 1 0.041 0.735
    2=夜间有路灯照明 1.078 0.154 48.758 1 <0.001 2.939
    16.749 4 0.002
    1=≤25 0.509 0.345 2.171 1 0.141 1.663
    年龄/岁 2= >25~35 0.798 0.328 5.908 1 0.015 2.222
    3= >35~45 0.438 0.333 1.729 1 0.189 1.55
    4= >45~55 0.439 0.339 1.68 1 0.195 1.551
    受教育程度 1=高等教育 0.269 0.096 7.808 1 0.005 1.308
    行驶状态 1=直行 0.451 0.137 10.864 1 0.001 1.569
    常量 -3.306 0.375 77.583 1 <0.001 0.037
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    表  6  伤人事故与影响因素的二元Logistic回归分析结果

    Table  6.   Results of binary Logistic regression analysis of injury accidents and influencing factors

    影响因素 B 标准误差 瓦尔德 自由度 显著性 exp (B)
    8.832 3 0.032
    1=无隔离 0.235 0.087 7.285 1 0.007 1.265
    道路物理隔离 2=机非隔离 0.193 0.165 1.368 1 0.242 1.213
    3=中心隔离加机非隔离 0.288 0.122 5.593 1 0.018 1.334
    路口路段类型(1=路段) -0.288 0.076 14.395 1 <0.001 0.75
    155.617 2 <0.001
    照明条件 1=白天 0.623 0.107 33.755 1 <0.001 1.865
    2=夜间有路灯照明 -0.394 0.119 10.973 1 0.001 0.674
    受教育程度 1=高等教育 0.178 0.078 5.229 1 0.022 1.195
    行驶状态 1=直行 -0.446 0.104 18.481 1 <0.001 0.64
    常量 1.065 0.152 49.227 1 <0.001 2.901
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    表  7  死亡事故与影响因素的二元Logistic回归分析结果

    Table  7.   Results of binary Logistic regression analysis of fatal accident and influencing factors

    影响因素 B 标准误差 瓦尔德 自由度 显著性 exp(B)
    26.983 3 <0.001
    1=无隔离 -0.406 0.121 11.289 1 0.001 0.667
    道路物理隔离 2=机非隔离 -0.566 0.231 5.987 1 0.014 0.568
    3=中心隔离加机非隔离 -0.835 0.183 20.867 1 <0.001 0.434
    22.393 3 <0.001
    路侧防护设施类型 1=无防护 0.128 0.259 0.243 1 0.622 1.136
    2=绿化带 0.499 0.249 4.031 1 0.045 1.648
    3=行道树 0.684 0.26 6.92 1 0.009 1.982
    路口路段类型 1=路段 0.245 0.102 5.777 1 0.016 1.278
    交通信号方式 1=无控制 -0.356 0.108 10.78 1 0.001 0.7
    30.707 2 <0.001
    照明条件 1=白天 -0.716 0.129 30.621 1 <0.001 0.489
    2=夜间有路灯照明 -0.592 0.157 14.229 1 <0.001 0.553
    受教育程度 1=高等教育 -0.718 0.116 38.392 1 <0.001 0.488
    常量 -1.246 0.265 22.159 1 <0.001 0.288
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    表  8  傅莱德曼检验

    Table  8.   Friedmann test

    事故类型 傅莱德曼(渐进显著性)
    财产损失事故 0.257
    伤人事故 0.655
    死亡事故 0.655
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    表  9  肯德尔(W)检验

    Table  9.   Kendall(W)test

    事故类型 肯德尔(W) 渐进显著性
    财产损失事故 0.797 0.144
    伤人事故 0.900 0.126
    死亡事故 0.910 0.122
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  • 收稿日期:  2022-06-18
  • 网络出版日期:  2022-12-05

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