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基于公路安全手册的交通安全绩效评估框架的建立
摘要
交通安全绩效评估，尤其是在负责安全投资的机构中，主要遵循“公路安全手册”（HSM）中概述的方法。 HSM是将该领域推向评估交通安全的系统化方法的开创性开端。本文提出了一个更为全面的框架，以通过对先进方法的文献综述进行更广泛的安全绩效评估。
所提出的框架将网络筛选方法与纯粹的基于结果的方法，HSM安全性能函数的多元固定参数扩展和多变量随机参数扩展相结合。本文建议各机构应根据三个标准评估和选择安全绩效评估方法：（1）与网络筛选技术的可配性，（2）数据要求和（3）模型预测性能。
本文旨在帮助从业人员和研究人员确定建立综合安全绩效评估框架背后的关键问题。为此，本文讨论了各种方法的优缺点，方法数据库以及处理新兴数据库（如路边清单）的方法的重要性。提出的框架旨在为国家机构在选择组织限制条件下的安全评估方法方面提供指导。
关键词：交通安全，碰撞频率分析，公路安全手册，安全绩效
目录
第一章 介绍 1
第三章 论证 9
第四章 结论 12
介绍
本文的目的是提出一种评价交通安全性能的方法，既定的实践标准（AASHTO，2010）在实践和研究界都得到了很好的体现，因为它的庞大的身体，在数据需求方面的准备工作模型开发和实现，然而，需要在几个方面做更多的工作：（a）有必要建立一个框架来评估安全策略，并超越简单模型中的功能形式identi、fi阳离子和参数估计。（b）有必要对安全性能进行多维评估，这对高碰撞浓度的网络筛选和identifi阳离子有影响，（c）有必要对高速公路的安全性能进行多式评估，在这种情况下，模式交通的一致性是有问题的（例如，在动脉和集电极系统中）（d）有必要将面向预测应用的方法的新出现的复杂性结合起来。文献试图通过应用来对这些问题进行特别的设计。偶尔也会通过全面的审查工作审查了研究方法，强调了其局限性，并根据新出现的数据来源讨论了今后方法发展的途径.本文试图从文献中汲取经验教训，为中介机构、其他实践者和研究者提供指导。
这篇论文的组织方式如下；首先是一个简短的讨论，综合框架的方法需要，接下来是关于机构在安全性能功能开发中面临的“商业案例”的讨论然后，本文讨论了一个框架，它可以将业务案例与模型开发需求和数据库驱动的重要方法问题集成在一起，以及与综合评价安全的路旁和道路整合有关的问题本文最后对该方法的优缺点进行了探讨，并探讨了应用于交通安全的多维度和多模式评价的可能性。
框架的方法动机
一个带有修正拦截的单一安全性能函数可能不适用于所有的高速公路，例如，由于函数的斜率可能也需要根据条件而变化。通过调整与流量变量相关的斜率参数，提出了改进的拦截方法的替代方案。传统的安全性能函数（SPF）包括长度偏移量和各种高速公路的平均每日流量（ADT）参数。 这样的方法仍然是高度聚集的，因为每一类高速公路仍然包含许多具有不同几何和条件的高速公路。用一个ADT效应来描述每个类都带有不可避免的忽略变量效应，这些影响可能会使ADT参数偏差。最近，Mannering and Bhat 在对当前研究方法的回顾中讨论了这一问题。
如果区域需求需要模型的本地化，这就成为一个重要的问题，因为模型对除了ADT以外的任何东西都不敏感。模型可转移性受到质疑，而“校准”的努力在理论上是不合理的，因为省略了变量偏差效应。这是因为省略的变量偏差本质上导致了模型可转移性失败，这就导致了局部评估需求和独立模型的开发。在这样的背景下，重要的是要考虑能够在地方层面上运作的框架，并且对区域旅行行为、环境和几何效应很敏感，但同时，也提供了一个机会，对基于HSM的参数进行基线预测。
现代实践开始于对基于hsm基参数本身的测试作为局部或区域SPF开发的基线，在本文中，我们建议将预基线化纳入一个更广泛的框架中，在这个框架中，对于纯基于结果的方法来说，基线有一个可调性。这种方法降低了建模者与本地经验基线的比较，而本地经验基线并不是由省略的变量偏差所确定的fl值。但同时也提供了评估HSM参数的机会，他们自己也有预测能力。
除了HSM之外，还有其他的好处，它可以通过一个多元的框架来实现，并解释了不同路段的SPF行为的差异。例如，有人认为，由于监管和咨询签署（如速度限制）和驾驶员行为之间的内生性，社会上的最优安全是不可到达的。社会最优问题的可达性进一步加剧了驱动活动的异质性（就像司机的驾驶量和他们的速度选择与他们的驾驶量是一致的）如果有一个框架来评估异质性和内源性驱动相关问题，那将是非常有用的。如上图所示，通过在道路段水平上精确地提供几何基础，这样可以指导实验设计，以评价驾驶程度和速度选择效果。
研究背景
由于现有SPF类型方法的局限性，国家机构使用的基于纯历史的方法的性能较差。存在着对以下方面具有鲁棒性的方法的需求：(1)多年碰撞的时变效应；（2）因道路几何影响而产生的异位效应，因地理位置和地理位置而异;最重要的是,（3）这些因素对确定具有最大安全改进产量的地点的影响。然而，在没有多因素碰撞类型分类的情况下，安全改进率可能是次优的。
国家模型缺乏可移植性，突出了投资回报在建模复杂性方面的重要性。这种缺乏可移植性的原因有几个。（a）在道路几何图形和交通量对道路段水平安全性能的影响方面（b）功能形式的错误规范和（c）由于局部效应、土地利用的影响，以及道路功能类的局部操作方面，驱动行为的异质性。
典型的业务案例根植于对需要进行的网络筛选形式的一些混淆，以帮助描述道路的安全性能。HSM推荐滑动窗口和峰值搜索方法作为识别道路段的方法例如，使用十三种性能度量来筛选应用程序。此外，推荐简单的排序方法用于交叉口和设施。这些是基于结果的技术,其将结果作为变量使用矩法、经验贝叶斯或者是负的二元回归，在所有这些情况下，在报告的崩溃和对平均影响的回归方面有一些隐含的假设。从现有的文献中可以清楚地看到，基于结果的技术的强大应用的机会是存在的，而不是对平均效应的回归，或者是对SPF问题的局部校准。
拟议方法框架
图2.1展示了与HSM推荐实践相结合的方法框架，这种方法能够为交通安全性能评估提供多个基准。
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图2.1 实践结合方法框架 |
基于结果的方法
在安全性能分析的时间历史上，网络筛选方法被修正，例如滑动窗口或峰值搜索方法，可以根据可靠的数据挖掘技术进行评估，例如有监督的或无监督的聚类，这可以产生道路分段，也可以替代路段，即使在交叉口也是如此。目前，在著名的安全文献中，交叉定义似乎是在一个十字路口附近的250英尺的边界上进行的。无监督或监督的聚类技术将允许一个更健壮的特别措施，通过考虑“交叉相关的崩溃”的近点，在交叉路口的“真正安全社区”中，以及“交叉影响”类型的崩溃由于排队的影响在传统的交叉边界的上游或下游。对于这种地理集群方法提供这种好处，数据必须包含准确的地理位置，最好是地理坐标。
虽然文献中的研究尝试了一些标记来分析交通碰撞减少因素和速度限制对碰撞的影响，他们还没有能够建立基准标记的方法，具有已证实的统计性质，如时间序列方法。时间序列方法，正如它们在本例中所应用的，将涉及到多个维度的时间历史，这些技术包含了在年度或次年度历史中包含长期依赖的技术。
在回归框架中，先前的历史被用作自变量，以表示纯粹的基于结果的功能关系。在这种类型的框架中没有使用几何和流量的影响。这种框架作为一种客观基准是有用的，因为观测结果保留了解释力，而不是道路几何和交通量。
这种方法的效用是多方面的（a）它提供了对长期依赖的洞察力，而长期依赖又可能提供必要的时间历史，以建立适当的“滞后”。滞后是一种具有先前时间标记的结果度量，例如例如“一年-1”或“第二年”等等。它也可能是一种每年一次的交通事故，在不同的规模上，长期依赖关系。
简而言之，时间序列方法允许从空间和时间两方面进行网络筛选。此外，作为在评估政策工具的框架的可行性方面提出的论点的延伸，重要的立法问题，如禁止使用手持设备及其对网络级安全性能的影响，用目前的spf方法是无法达到的。
雅各布之子通过对手持设备禁令导致的撞击率时间趋势的综合评估，说明时间序列类型方法的有效性。在此过程中，他们分离了对驾驶强度组的影响(如驾驶暴露的代表性)。从这项研究中得出的一个特别的论点是，对手持设备的禁令可能会影响驾驶密度水平，而这又会影响到测量碰撞率计算的分母变量ADT。因此，时间序列方法允许基线化，而不仅仅是功能形式的识别——它允许对政策的抵消影响进行基线化。因此，时间序列分析是在时间和空间上建立基准的重要一步。在文献中，几乎没有证据或建议网络筛查方法包含时间间隔，研究了多尺度评估参数的方法。他们的工作表明，在识别identifi处理效果中的道路分割问题方面，包括在空间和时间上，还有很多工作要做。在最近的安全研究史中，其他的道路分割方法已经被利用，但没有确凿的证据证明公路段定义技术在时间和空间上是适用的。
Oh等人（2006年）研究了一种利用电感环探测器识别后端碰撞风险的方法。这些方法可以被广泛地归类为“纯基于结果的”技术，持续风险简介（CRP）方法（黄禹锡，2008年;哦，等等，2009b）是这一范畴的另一个延伸，广泛地说，然而,实质性的限制。CRP方法，尽管它在HSM的当前方法上有了显著的改进，假定风险函数平滑，这是多维识别浓度的限制。风险中的平滑性得不到保证；事实上，不假设风险函数的光滑性更好，正是由于异质效应，本文提出的方法强调了这一点。这说明了综合安全绩效评价标杆问题的复杂性，尤其是在政策评价领域。
如图2.1所示，在左下角的时间序列模型，这个数字可以作为基准，相对较弱的忽略变量效果（这里的任何影响主要是功能形式或缺失的滞后类型，而与传统的外源性病例中较大量的缺失的几何和环境效应相反）因此，比较HSM的“基线SPFs”，以评估HSM中推荐的传统SPFs的相对预测能力是很有用的。
固定或随机影响的参数计数方法
基线SPFs可以使用单变量面板模型（AASHTO，2010）进行更新，如图1中所示，包括在连续的个人年中提供的ADT测量所捕获的时间序列效应。保持长度偏移是固定的，这意味着碰撞历史上的所有动态都被ADT效应的时间历史所捕获，通过随机截距或随机误差项产生的fi效应或随机效应只会有助于提高道路路段的空间捕获。使用面板方法的基准SPF的这一特定扩展暴露了HSM方法中建议的基线SPF的
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