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【摘要】：山区高速公路除了有普通高速公路的三大特点外，又由于其纵贯山脉，受地理条件限制，又有其自身的特点。伴随着山区高速公路的迅速发展，山区高速公路的安全状况令人担忧。本文基于对山区高速公路特点的分析基础之上，结合车辆在高速公路事故特点，进行了研究，以探索车辆在山区高速公路的特点及事故发生的原因。
【关键字】：山区高速公路；事故特点；行车安全
1 山区高速公路特点
山区高速公路除了有普通高速公路的三大特点：一是高速公路都是单行道，无会车之扰；二是无五类车和非机动车；三是无过往行人。而山区高速公路由于纵贯山脉，受地理条件限制，又有其自身的特点：
1.1安全隐患大：我国的山区高速公路多分布在西部地区，地形地质复杂。因此在通车运行的山区高速公路中，安全隐患突出的路段较多，给高速公路的管理和运营单位带来了较大压力。这些路段由于多处于偏远地区，社会救援力量难以快速到达，为事故的快速处理和畅通带来了严峻的挑战。
1.2山区高速公路露天平坦路段少，桥粱隧道多。山区高速公路露天平坦路段少，桥粱隧道多。特别是白天驾车进出隧道，光线反差大，往往进入隧道时驾驶人视觉会出现短时的盲区，出隧道时阳光灿烂，驾驶人会感觉阳光刺眼。
1.3山区高速公路直路少，弯道多。受地形地势影响， 会出现驾驶人视距不足， 弯道内侧的山石和树草也可能遮挡驾驶人的视线， 当车辆进入弯道时， 弯道上外侧物体经常误导驾驶人，使驾驶人对行车方向作出错误判断， 从而导致交通事故。如果车速过高，一旦前方出现障碍物，驾驶人就会惊慌失措，车辆失控，造成事故。
1.4山区高速公路平路少，上下坡路多。山区高速公路平路少，上下坡路多，存在道路纵坡较大，坡陡弯急，险段多，多处连续下坡路等情况。大型载货车在这些路段行驶，经常会出现刹车片过烫，轮胎起火或刹车失灵，导致事故发生。
1.5山区高速公路受气候环境的影响大。冬季大雾、阴雨、风雪时间长，山下降雨，山上积雪，阳坡降雨，阴坡成雪，白天下雨，晚上结冰，路面易积雪结冰，严重影响路面的抗滑性能和能见度；夏天则多雨多雾，尤其在高海拔地区，气候变化更是反复无常，时而晴空万里，时而狂风暴雨，严重影响行车安全。
1.6山区高速公路容易发生不良地质现象和自然灾害。山区自然环境较为复杂 ，普遍存在崩塌、滑坡、岩溶等极易影响高速公路质量的不良地质现象 ，有些地区还有可能存在暴雨洪灾、泥石流等自然灾害。
1.7山区高速公路缺乏全方位管理及联动救援体系。山区高速公路因纵贯山区，经济不发达地区，可能会导致缺乏全面和高品质的交通管理。实践中，道路上发生交通事故，承担紧急救助责任的部门可谓部门林立。这些部门在自己权限范围内履行义务是没有争议的，但在紧急救助情况下，很难立即分清职责，再加上山区高速公路的特殊地理位置，表面上看都在履行紧急救助，实则可能达不到救助效果。
2山区高速公路事故特点。
改革开放以来，我国高速公路建设取得了长足发展，特别是山区高速公路建设实现了历史性飞跃。伴随着山区高速公路的迅速发展，山区高速公路的安全状况令人担忧。下面根据云南、贵州、四川、福建、陕西、新疆等多山区省份高速公路事故现场分析及事故受损车辆检测结果，得出山区高速交通事故的几个显著特点：
2.1时间分布规律：一天中有三个事故发生高峰，分别从5点至6点，11点至12点，17点到18点。主要的原因是司机长时间驾驶过程中，在早晨和傍晚容易疲惫，再加上光强度的变化，那么很有可能发生事故。另外，司机在中午时也很容易感到疲劳，造成事故。
2.2形态分布规律：山区高速公路交通事故中将近一半是追尾事故， 其次是碰撞和翻车， 碰撞、追尾和翻车3 类事故形态累计百分比达78. 14%。
2.3天气及季节分布规律：山区高速在雨、雾天气下的事故比例分别为平原区的 2.9 倍、15.8 倍，这是由于山区高速公路以南方居多，而南方雨、雾天气较多，雨天路面潮湿，雾天天气能见度降低，从而导致交通事故的发生。
2.4车型特征： 发生交通事故的车型以大货车为主，其次为小型车。
2.5空间特点：
①连续长大纵坡路段：一般来说，长陡下坡路段对操控性较好的小客车影响不大，但对于容易超载超限的中型、大型货车则意味着较大的安全隐患。货车长时间在长陡下坡路段行驶，需频频制动控制行车速度，根据车辆行驶特性，重载汽车在长下坡路段行驶2公里左右时，刹车片温度基本达到极限值，车辆极易失控后导致转向困难。
②桥梁和隧道的交界处： 由于交界处的地形和道路环境的改变，追尾碰撞、侧滑和转向意外、撞击隧道壁或桥梁护栏这几种交通事故极易发生。
③上坡下坡路段：山区高速公路坡多且陡，在上坡的起点与接近落坡的终点时事故易发，且后果特别严重。
④弯道处：山区高速道路的圆曲线半径较小，容易使车辆失控出现撞护栏、翻车等事故，遇下坡弯道则更危险。
⑤长大隧道路段：山区高速公路隧道运行一段时间后，其病害会逐渐显露，如渗水、裂缝等，如果不及早着手研究，极易诱发安全事故。隧道内的火灾及危化品事故也是人民生命财产的极大安全隐患。
⑥高危边坡路段：从实际情况看，高危边坡多处于人迹罕至地区，由于缺少人行道路，道路巡查人员难以到边坡体顶部或易滑点实地查看，造成预警和排危不及时的情况屡屡发生。
2.6道路环境
从事故资料统计中可以发现，山区和平原区高速公路因标志标线配套设施不完善而引发的交通事故分别占事故总数的 2.25%、1.28%。由此可以看出，交通标志标线对山区高速公路事故的影响更大一些，因为山区高速公路线形复杂多变，对一些外地驾驶员而言本身就不熟悉道路，加上交通标志标线配套设施不完善，更易引发交通事故。
2.7交通事使车辆受损严重
轿车因车速较高，抗冲撞能力较小，受损最为严重，甚至出现车毁人亡的惨剧。
2.8在全部事故中，重特大恶性事故
山岭区高速公路的重、特大事故所占比例接近50%，事故造成的后果十分严重，导致驾乘人员死亡或致残性伤害的事故占70%以上。
5 总结
以上为山区高速公路及事故特点的叙述。本文收集了大量的资料和文献通过实际调研和理论分析，对山区高速公路事故成因进行了研究。通过以上分析，对山区高速公路的建设，道路与行车管理也提出了更高的要求，在分析不同地区不同情况的前提条件下，应有效的运用预测及仿真模型制定出不同的高速公路管理方案。由于涉及的范围过广，仅仅对山区高速公路已经事故成因进行了研究分析，并无对具体车型进行详细区分，建议在以后的研究中加大数据的收集范围。
参考文献：
记者 陈赵唯 关于山区高速公路行车特点及易发生交通事故的预防[N].安康日报. 2010-12-30
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张校贵，屈永照，徐北平. 西汉高速公路交通事故客观因素分析及对策[J]. 公路与汽运. 2010（06）
李永闯，庄云祥. 山区高速公路设计[J]. 科技传播. 2011（05）
作者简介：
潘捷（1987-），男，长安大学汽车学院交通运输规划与管理专业 2011级研究生。
谢娟（1987-），女，长安大学信息工程学院交通信息工程及控制专业2011级研究生。
摘要：隧道施工由于地处环境特殊，施工机械、材料及设备都要在施工前做好充分的准备工作，否则就会影响施工效率甚至有安全事故的发生，所以隧道施工做好组织设计与施工管理具有不可忽视的重要作用。随着我国公路建设的快速发展，特别是高速公路建设进入山区后，修建了越来越多、越来越长的公路隧道。
关键词：公路隧道；设计；施工
1 关于短隧道的定义
关于公路短隧道的定义，按现有JTG D70—2004公路隧道设计规范规定，500m以下为短隧道，代替了原来的250m以下为短隧道。这个改变主要基于以下因素的考虑：
1）人们对公路隧道的认识在发生变化。随着我国公路建设特别是高速公路建设的突飞猛进，公路隧道数量越来越多，公路隧道的修建长度越来越长，如华蓥山隧道长4706m，海拔2200m的二郎山隧道长4160m，秦岭18 km特长隧道。人们对公路隧道的认识由陌生到了解，在不断加深的认识中，人们对公路隧道的观念也在发生变化。如在20世纪80年代修建成渝高速公路时，认为3000 m 以上的隧道非常困难，而现在对山区高速公路上3000 m左右的隧道修建认为也不很难。无论是隧道的建设管理者，还是设计者，对隧道的接受能力都在提高，同样对短隧道的接受长度也在增加。
2）400m--500 m以内的隧道，设施简单，通风单一，照明按正常设计进行，从定性到定量的角度可以视为短隧道。
3）根据《公路隧道设计规范》，800 m 以上的公路隧道需设置车行横通道，横通道的间距为400m--500m，也就是说，左右线隧道约500 m就应有一处车行横通道。当隧道长度小于500 m时，洞外就可设置两线之间的洞外联系道，保证了车辆的调头、换道。
2 国内外概况和发展趋势
2．1 大跨度公路隧道设计概况
在大跨度公路隧道设计方面，目前国内外多采用以新奥法理论为基础的复合式衬砌结构，先进的设计方法与技术问题则主要集中在其断面形式、尺寸规格、工程措施等方面。由于三车道公路隧道的断面面积和跨度均较大，且在其形式上具有鲜明的特点，由此引发了诸多的相关工程问题（例如施工方法、围岩稳定、工程措施与工程造价等），使得三车道公路隧道设计长期以来没有一个较为明确、系统的规范作指导，各设计单位在设计其断面形状、尺寸选取、工程措施等方面差异较大。
2．1．1 大跨度公路隧道设计断面形式
综观国内外大跨度公路隧道，目前大多采用以下两种断面形式：
1）坦三心园断面形式。
对于大跨度公路隧道而言，在保证满足建筑界限的基础上，适当降低高跨比（即高度与跨度的比值）就能够大大地减少断面开挖面积，并减少工程建设造价，从而节约大量的投资；但与此同时，高跨比的减少则对扁坦状隧道支护衬砌结构体系的受力状况会产生不利的影响，严重时可直接危及隧道围岩和结构的稳定性与安全性，因而设计中需兼顾到多方面的综合效应。
2）单心园断面形式。
相对三心园断面形式而言，单心园的断面面积通常要大一些，这就意味着其有较大的开挖面积（即会增加相应的工程量和建设成本）。但是，通过有限元仿真数值模拟和综合分析研究，认为单心园断面形式的洞室受力分布状态、围岩位移大小、塑性区分布范围以及施工控制难易程度、运营通风效果等诸多方面与坦三心园曲边墙断面形式的洞室尚有比选价值。
2．1．2 大跨度公路隧道设计断面尺寸
目前，对国内外已建成的大跨度公路隧道的设计断面尺寸规格相比较，可以发现：同为大跨度公路隧道，其断面设计尺寸规格差异较大，有的断面净空面积相差可达10 m2～15 m2，开挖断面积差别就更大；各个隧道高跨比也都不一样，但大多集中在0．6左右。
2．1．3 大跨度公路隧道设计现状
目前，国内外大断面公路隧道的工程措施还存在一些差别。在初期支护方面，国外较多地应用钢拱支撑，而国内则钢拱支撑和钢筋格栅拱架都有，设计人员个体差别较大，在围岩类别较低时采用钢拱支撑较多。
2．2 大跨度公路隧道施工方法现状
大跨度公路隧道开挖跨度较大，同时要考虑到复杂的工程地质条件、断面几何特性、施工条件、防排水、工程措施与围岩稳定性要求以及工程建设成本、工期等一系列因素。结构及其受力条件均较两车道隧道复杂，加上施工期间诸多工序的相互影响、围岩的多次扰动以及支护衬砌相互之间的非同步施工等诸多因素，故更易发生围岩失稳和隧道结构开裂与破坏等现象。目前，国内外为此都加强了大跨度公路隧道的施工管理，注重加强光面爆破、锚喷支护、监控量测、及时反馈分析这四大信息化施工动态控制关键技术的落实，以确保大跨度公路隧道围岩与隧道结构体系的稳定。
3 今后的展望
对于隧道，尽管对设计方法进行了研究，也还是难以令人满意。例如“山岭隧道的设计”（矿山法）， 难以采用计算法， 其原因是不能准确地推定地基常数及外荷重，或施工时不能确定隧道与地基的相互作用。以下从这点出发，展望今后设计。技术柏发展对于矿山法，初步设计时，在可能的范围内引用台理的计算方法是一个课题。对比， 必须发展地基常数的推定等地质勘探技术。在小范围内能直接地求出地基常数的原位测试法的改进、用于大范围调查的浅层反射法和电胆摄像等改变了目前常用的折射法和调查费用，希望进一步加强研究开发。
作为力学模型，可考虑采用弹性支承环或有限元。把有限元法应用于深埋隧道， 应力释放率作为100%进行设计时，计算q 应考虑岩体的成拱作用，同时要以一定的精度确定应力和位移，采用反算法来确定地基常数的研究正在进行。
此外，在建设深埋隧道时都要采取防水措施（防水设计），为此，必须解决对透水性差的地层如何进行工程评价及地下水压力的评价问题。对城市浅埋燧道，防止地表沉降的设计方法今后也更加重要。
具体地说，若隧道内空变位仅为数毫米，隧道在力学上属于稳定状态时，有两种方法可以考虑。第一种方法考虑的是，为使隧道力学上稳定，只要支护结构稳定即可； 第二种方法认为，从有效地利用围岩自身支护机能出发，必须使支护结构和围岩都稳定才行。
对于因容许有大松动而导致隧道域围岩整体破坏，其结果使隧道土压力急增的情况，因为在此之前即应发现支护结构明显的变形，故这种仅受上述松石荷载作用的隧道，只要支护结构稳定则隧道也稳定安全；至于受推挤压力作用的另一类隧道，因为现有技术在多数情况下还难于推定最后作用的土压力大小，为了控制围岩力学强度不致降低，也有通过稳定围岩来判断隧道支护结构稳定性的方法。
无论采用哪种方法，都必须在今后的实践中验证其可靠性。总之，对于要求在所有情况下都保证围岩稳定，其设计是否安全而又经济实用，还有待进行大量的调查研究工作。
总之，在公路隧道建设中秉着施工之根本和设计之灵魂，勘察是基础。勘察设计人员应当先按照现行的标准、规范、规程和技术条例，进行工程测量、勘测工程地质和水文地质等勘察工作。设计人员应严格遵守强制性条文，根据该地区实际地质特征，综合考虑施工工艺，设计出安全经济符合要求的隧道。施工人员运用优良的施工机械，合理的施工工艺将隧道顺利完工。
参考文献
[1]《公路工程地质勘察规范》（JTG C20—2011）．
[2]白云．公路隧道安全等级评价方法研究[D]．重庆交通大学，2008
[3]杨承洞，刘学增．塔岭头隧道进洞施工监控量测[J]．山西建筑，2006，32（13）：60—61．
[4]徐猛，宫风强，张伟．蓖麻谈连拱隧道开挖施工方法的探讨[J]．山西建筑，2006，32（1）：54—55．
第33卷第6期北 京 交 通 大 学 学 报Vol.33No.6
文章编号:167320291(2009)0620052204
高速公路隧道交通事故严重程度的影响因素分析
马壮林,邵春福,李 霞
(北京交通大学城市交通复杂系统理论与技术教育部重点实验室,北京100044)
摘 要:根据京珠高速公路韶关段4个隧道的交通事故资料,从时间因素、隧道环境因素和交通动态因素3个方面选取9个输入变量,以交通事故严重程度为输出变量,建立高速公路隧道交通事故严重程度预测模型;然后,通过灵敏度分析方法,研究各个输入变量对输出变量的影响程度,并对各个输入变量的灵敏度分析结果进行比较分析.研究结果表明,日交通量与年平均日交通量之比和大型车混入率对交通事故严重程度的影响最大,天气、线形、坡度和事故发生地点在隧道中的位置对交通事故严重程度的影响基本相等,事故发生时段对交通事故严重程度的影响可以忽略不计.关键词:高速公路隧道;交通事故;严重程度;神经网络;灵敏度分析中图分类号:U491131;U45912;U4121366 文献标志码:A
AnalysisofInfluenceFactorsonZhuanglin,SHAOChunfu,LIXia
(MOEeyLaboratoryforUrbanTransportationComplexSystemsTheoryandTechnology,
BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)
Abstract:AccordingtotheaccidentinformationofShaoguantunnelsforBeijing-ZhuhaiexpresswayinChina,aneuralnetworkmodelwasconstructedforthepurposeofpredictingtheseverityofaccidents.Inthismodel,9inputvariableswereselectedfromthreeaspects,whicharethetimeoftrafficacci2dent,tunnelenvironmentandtrafficdynamicfactors,andtheoutputvariablewastheseverityofacci2dent.Thenthesensitivityanalysismethodwasselectedtostudytheeffectsofinputvariablesonoutputvariable.Threeconclusionscanbeobtained.Firstly,themostcontributiontotheseverityofaccidentsaretheratioofdailytrafficvolumeandtheAADT,andtheproportionoflargevehicles.Secondly,fourinputvariables,whichareweather,alignment,gradeandaccidentlocation,haveequalcontribu2tiontotheseverityofaccidents.Thirdly,itisnegligiblethatthetimeofaccidentshappenedcon2tributestotheseverityofaccidents.
Keywords:expresswaytunnel;trafficaccident;severity;neuralnetwork;sensitivityanalysis
随着我国公路交通事业的蓬勃发展,特别是高速公路的快速发展,高速公路隧道的数量不断增加、单体长度不断增长.建设隧道能有效缩短车辆行驶里程,节省运行时间,减少对自然环境的破坏,具有明显的社会效益和经济效益.但公路隧道作为路段
的特殊构造物,其长管形状空间及封闭性,使行车环境复杂,致使隧道事故特别是重大事故多发,成为公路运输网络的瓶颈路段[1].近年来,随着隧道交通事故数量的增加、事故严重程度的加剧,许多学者针对公路隧道交通事故进行了研究.Amundsen等人针
收稿日期:2008206202;修回日期:2009204228
基金项目:国家科技支撑计划项目资助(2007BAK35B06)
),男,辽宁鞍山人,博士生.email:06114185@bjtu.edu.cn.作者简介:马壮林(1980—
),男,河北沧州人,教授,博士,博士生导师.邵春福(1957—
第6期 马壮林等:高速公路隧道交通事故严重程度的影响因素分析
对挪威公路隧道交通事故的特点,分析了天气、公路条件、交通量、隧道长度与事故类型、事故发生区段之间的关系[2].张生瑞等人分析了高速公路隧道群交通事故的时间分布、空间分布、事故形态和事故车辆组成特征,并结合隧道出入口处和隧道内的通风、照明和道路特征对交通的影响,进行了交通事故多发段的成因分析,进而提出高速公路隧道群交通事故预防对策[3].马昌喜等人采用事故致因理论,详细分析了造成交通事故的各种原因,找出了引发事故的根源,提出了一系列隧道交通安全措施,并构建了公路隧道交通事故应急系统[4].
由于交通事故不可避免,因此,研究尽最大可能减少交通事故危害程度显得十分必要.近年来,越来越多的学者关注驾驶员行为、道路条件和气候条件与交通事故严重程度的关系.Shankar等人运用NestedLogit模型估计高速公路交通事故的严重程度,结果表明,用该方法分析ITS或相关安全措施对交通事故严重程度的影响是可行的和有效的[5].Abdelwahab,.
,关系错综复杂,对事故影响程度的界定很困难.因此,本文作者采用神经网络方法,建立高速公路隧道交通事故严重程度预测模型,通过灵敏度分析方法探讨各个影响因素对事故严重程度的影响程度,为降低事故严重程度奠定理论和实践基础.
数、天气、坡度和线形,交通动态因素包括日交通量与年平均日交通量之比和大型车混入率.因此,高速公路隧道交通事故严重程度预测模型选取9个输入变量,下面对输入变量的分类及编码进行论述.
1)事故发生日期.分为节假日(包括周六、周日及国家规定的法定假日)和非节假日两类,其中非节假日取0,节假日取1.
2)事故发生时段.分为白天(6:00-18:00)和夜间(18:00-次日6:00)两类,其中白天取0,夜间取1.
3)事故发生地点在隧道中的位置.分为隧道出入口附近(指隧道出入口分别向隧道内外延伸100m)和隧道内路段(隧道内剩余路段)两类,其中隧道出入口附近取0,隧道内路段取1.
4)事故涉及车辆数.分为单车事故和多车事故两类,其中单车事故取0,多车事故取1.
5)天气.从韶关市历年的气象资料来看,天气类、阴、,在本文选取的134,,其中非雨天取0,雨天取1.
6)坡度.根据隧道的纵断面设计资料,将隧道的坡度分为上坡路段和下坡路段两类,其中上坡路段取0,下坡路段取1.
7)线形.根据隧道的平面线形设计资料,将隧道的线形分为直线路段和曲线路段两类,其中直线路段取0,曲线路段取1.
8)日交通量与年平均日交通量之比.指事故发生当天的交通量与年平均日交通量的比值,经过计算得到其取值范围为[0124,1181].
9)大型车混入率(%).指事故发生当天的交通组成中,大型车所占的比例,经过计算得到其取值范围为[22187%,85163%].112 输出变量分析
1 隧道交通事故严重程度预测模型
我们以京珠高速公路韶关段的宝林山隧道、大
宝山隧道、靠椅山隧道和五龙岭隧道2003年和2004年发生的134起交通事故为研究对象,尝试使用一个3层BP神经网络模型建立高速公路隧道交通事故严重程度预测模型.111 输入变量分析
交通事故影响因素可以概括为主观因素和客观因素.由人的不安全行为引起的交通事故属于主观因素,客观因素则包括车辆、道路环境、交通条件等因素.在交通事故分析中,常常将事故原因归于人的主观因素,而忽视了客观因素在交通事故中的作用.因此,本文尝试从客观因素角度分析交通事故的严重程度,即从时间、隧道环境和交通动态3个方面分析高速公路隧道交通事故的严重程度.其中,时间因素包括事故的发生日期和事故发生的时段,隧道环境因素包括事故发生地点在隧道中的位置、事故涉及车辆
根据人身伤亡或者财产损失的程度,我国将交
通事故分为特大事故、重大事故、一般事故和轻微事故4个等级.由于交通事故的发生是随机的小概率事件,尤其是特大事故和重大事故的发生概率非常低;而且从交通事故统计资料上看,无法判断某起交通事故属于哪个等级.为了研究的方便,我们将交通事故的严重程度分为死亡事故、受伤事故和仅财产损失事故3种类型.因此,本模型选择一个输出变量,即交通事故严重程度,其中仅财产损失事故取0,受伤事故取015,死亡事故取1.113 输入变量的归一化处理
我们将134起交通事故分为训练样本和检验样
北 京 交 通 大 学 学 报 第33卷
本两类.选择其中75%的数据(100起交通事故)作
为训练样本,建立预测模型;选择剩余的25%数据(34起交通事故)作为检验样本,检验模型的精度.由于输入变量的量纲不一致,因而需要对输入变量进行归一化处理.本文采用线性函数转换方法将输入数据转换为区间[0,1]之间的数据,即
xij
^
^
训练好的网络.结果表明,在绝对误差不大于0105的情况下,正确率为5519%;在绝对误差不大于015的情况下,正确率为9112%.
2 灵敏度分析研究
神经网络灵敏度分析的主要内容是,当网络的参数有一定扰动时,网络输出扰动的变化[9].本文主要研究输入变量的变化对输出变量的影响程度.输出向量o相对于输入向量p的灵敏度,矩阵可以用式(2)表示[10]
5Iin5Iout5Iin==pIin2Iout1Iin1p
[f2(Iin2)]′・w2・[f1(Iin1)]′・w1
(2)
=
xi,max-xi,min
(1)
式中:xij为第i个变量第j个样本归一化值;xij为第i个变量第j个样本实际输入值;xi,min为第i个变量样本最小值;xi,max为第i个变量样本最大值.114 隐层神经元个数的确定
隐层神经元个数的确定是十分复杂的问题,需要根据设计者的经验和多次实验来确定,不存在一个理想的解析式来表示.因此,本文采用试算法[7]来确定隐层神经元的个数.首先,初步选择隐层神经元个数为7～20;然后,利用训练样本分别对神经网络进行训练,其中训练函数采用trainlm函数、传递函数均采用logsig函数、性能函数采用MSE训练迭代次数epochs=10goal0;最后,.1为BP.
表1 BP神经网络训练误差
Tab.1 TrainingerrorofBPnerualnetwork神经元个数
78910111213
式中:Iini为第i层神经元输入向量;wi为第i层与第i+1层神经元间的连接权值矩阵;Iouti为第i-1层神经元输出向量.
,和w2代入式(2)就.
100起交通事故的相关数据代入式(2),通过计算可以得到每个输入变量的100个灵敏度分析值.为了进一步了解各个输入变量对交通事故严重程度的影响程度,对每个输入变量的灵敏度分析值取平均值,并用其平均值作为该输入变量的灵敏度分析结果.各个输入变量的灵敏度分析结果如表2所示.
表2 各个输入变量的灵敏度分析结果
Tab.2 Resultsofsensitivityanalysisininputvariables输入变量事故发生日期事故发生时段事故发生地点在隧道中的位置事故涉及车辆数
天气坡度线形
日交通量与年平均日交通量之比大型车混入率
灵敏度分析结果灵敏度分析结果的绝对值
0128-0108 0147 0115 0155 0148-0149 1138
1130
012801080147011501550148014911381130
训练误差
0100125976
6121993e2013
010056115367e20132178072e20141154669e20146111825e2015
神经元个数
14151617181920
训练误差
5160297e20144158776e20147193453e20150100254194597e20155135364e20151126294e2014
从试验结果可以看出,当隐层节点数为18时,BP神经网络网络收敛速度较快且误差最小,经过10000次训练,网络的逼近误差为4194597×10-15.因此,本文选择隐层神经元数为18.115 网络的训练
神经网络的训练方法很多,对于一个给定的问题,采用哪种训练方法,其训练速度最快且误差最小,这是很难预知的,因为这取决于许多因素,包括给定问题的复杂性、训练样本集的数量、网络权值和阈值的数量、误差目标、网络的用途等.研究发现,对于包含数百个权值的函数逼近网络,LM算法的收敛速度最快[8].因此,本文采用100起交通事故作为训练样本,采用LM算法训练网络,网络训练目标goal=0101,训练迭代次数epochs=2000.当训练网
从表2可以看出:【山区高速公路隧道交通事故原因】
1)对于不同的输入变量,灵敏度分析结果可能为正,也可能为负.如果灵敏度分析结果为正,表示增加该变量的输入值,将导致输出变量增加,交通事故严重程度增大,即发生受伤和死亡事故的概率增加;反之,则表示交通事故严重程度减小,即发生受伤和死亡事故的概率减少.【山区高速公路隧道交通事故原因】
2)从影响因素的重要性来看,9个输入变量对
络结束后,将34起交通事故作为验证样本代入已经
第6期 马壮林等:高速公路隧道交通事故严重程度的影响因素分析
交通事故严重程度的影响程度由大到小排序为:日交通量与年平均日交通量之比、大型车混入率、天气大于线形、坡度、事故发生地点在隧道中的位置、事故发生日期、事故涉及车辆数、事故发生时段.
3)日交通量与年平均日交通量之比和大型车混入率的灵敏度分析结果明显大于其他变量,表明日交通量与年平均日交通量之比和大型车混入率对交通事故严重程度的影响最为重要.
4)天气、线形、坡度和事故发生地点在隧道中的位置的灵敏度分析结果比较相近,表明这4个变量对交通事故严重程度的影响基本相等.
5)事故发生时段对交通事故严重程度的影响最小,其灵敏度分析结果仅为0108,表明无论交通事故发生在白天,还是夜间,其严重程度相差不大.
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3 结语
1)采用神经网络方法,根据京珠高速公路韶关
段4个隧道的交通事故资料,以时间、隧道环境和交
通动态为输入变量,,.
2),:日交通量与年平均日交通量之比和大型车混入率对交通事故严重程度的影响最大,天气、线形、坡度和事故发生地点在隧道中的位置对交通事故严重程度的影响基本相等,事故发生时段对交通事故严重程度的影响可以忽略不计.
3)本文仅选择4个隧道的134起交通事故资料,进行模型的构建和测试,由于样本量不是很大,结论的代表性略显不足,因此,增加样本数据,使模型的代表性更完整是进一步研究的内容.
4)本文采用的灵敏度分析方法仅反映了单个输入变量的变化对输出变量的影响程度,并没有考虑多个输入变量的变化对输出变量的影响.参考文献:
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