交通安全評(píng)價(jià)方法課件

1、高速公路安全評(píng)價(jià)論文綜述姓名：楊思宇匯報(bào)時(shí)間：2016年5月12日目錄引言文獻(xiàn)綜述問題與思考一、引言一、引言道路交通安全評(píng)價(jià)借助安全系統(tǒng)工程的相關(guān)理論，對(duì)道路交通系統(tǒng)安全狀態(tài)進(jìn)行定性與定量分析，得出關(guān)于某一地區(qū)、線路或路段安全程度的評(píng)估結(jié)論，用以指導(dǎo)本地區(qū)的道路交通安全管理工作，或者對(duì)道路工程設(shè)計(jì)方面提出指導(dǎo)性的改進(jìn)意見。一、引言高速安全評(píng)價(jià)的目的l科學(xué)、準(zhǔn)確地識(shí)別影響交通安全的主要因素。綜合客觀地確認(rèn)或者評(píng)價(jià)特定區(qū)域的交通安全狀況或者水平。l輔助交通安全管理部門診斷交通安全癥結(jié)，為交通安全策略與措施的制定提供科學(xué)依據(jù)。l有利于有關(guān)部門對(duì)高速公路整體安全水平的把握和宏觀控制。l有助于高速公路安

2、全管理水平的提高，變被動(dòng)的事后處理為主動(dòng)的事故預(yù)測(cè)預(yù)防管理，促進(jìn)高速公路安全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化。一、引言高速公路安全的影響因素一、引言010102020303傳統(tǒng)分析方法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法高速公路安全評(píng)價(jià)的方法因子分析法二、文獻(xiàn)綜述二、文獻(xiàn)綜述1.傳統(tǒng)分析方法二、文獻(xiàn)綜述（1）層次分析法層次分析法是一種決策思維方法，根據(jù)問題的性質(zhì)與評(píng)價(jià)要求，將復(fù)雜的問題分解為各個(gè)組成因素，并將這些因素按層次關(guān)系分組，形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，通過兩兩比較的方式確定層次中諸因素的相對(duì)重要性，然后綜合人的判斷，決定諸因素相對(duì)重要性的順序。典型文獻(xiàn)： （1）天氣下高速公路交通安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)急管理能力研究 潘逸凡

3、2014年碩士論文 （2）基于改進(jìn)層次分析法的高速公路交通安全評(píng)價(jià) 周廣振2015公路交通技術(shù)1.傳統(tǒng)分析方法二、文獻(xiàn)綜述二、文獻(xiàn)綜述（2）模糊綜合評(píng)價(jià)法1.傳統(tǒng)分析方法模糊綜合評(píng)價(jià)就是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化、進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的一種方法。典型文獻(xiàn)： （1）基于改進(jìn)層次分析法的高速公路交通安全評(píng)價(jià) 周廣振2015公路交通技術(shù) （2）高速公路交通安全影響因素分析及模糊綜合評(píng)價(jià) 周剛 西南交大研究生畢業(yè)論文 （3）基于模糊綜合評(píng)價(jià)法的高速公路交通安全評(píng)價(jià)體系研究 劉小龍 2014產(chǎn)業(yè)與科技論壇二、文獻(xiàn)綜述二、文獻(xiàn)綜述（3）多層次灰色評(píng)價(jià)法1.傳統(tǒng)分

4、析方法灰色評(píng)價(jià)法認(rèn)為通常在確認(rèn)道路交通安全水平時(shí),是不可能知道全部信息指標(biāo)的。用灰色理論的“非唯一性”原理,通過對(duì)少量已掌握的部分信息的篩選、加工、延伸和擴(kuò)展等,將道路交通安全水平確定在某一灰域內(nèi),以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通安全整體水平的評(píng)價(jià)。二、文獻(xiàn)綜述1.傳統(tǒng)分析方法 （4）傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法比較二、文獻(xiàn)綜述2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法目前對(duì)于高速公路安全評(píng)價(jià)研究的主要有三種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法 遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法 徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法典型文獻(xiàn)： （1）基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速公路交通安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 李聰穎2010武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào) （2）基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速公路交通安全評(píng)價(jià) 陳 君2008

5、年同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào) （3）高速公路交通安全微觀評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用研究 徐晶2011年北京交通大學(xué)碩士（1）BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法二、文獻(xiàn)綜述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：x和y是網(wǎng)絡(luò)的輸入、輸出向量。每個(gè)神經(jīng)元用一個(gè)節(jié)點(diǎn)表示。網(wǎng)絡(luò)由輸入層、隱含層和輸出層節(jié)點(diǎn)組成。隱含層可以是一層，也可以是多層，前層至后層節(jié)點(diǎn)通過權(quán)連接，同層節(jié)點(diǎn)之間無(wú)連接。二、文獻(xiàn)綜述長(zhǎng)安大學(xué)的李聰穎2010年在基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高速公路交通安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中運(yùn)用了此方法進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。論文中：輸入層選擇與駕駛?cè)颂匦?、道路主體工程、交通工程及沿線設(shè)施、交通特性、交通環(huán)境特性、交通安全管理特性等6個(gè)方面18個(gè)節(jié)點(diǎn)；輸出層選擇4個(gè)節(jié)點(diǎn)，分

6、別對(duì)應(yīng)4個(gè)安全評(píng)價(jià)等級(jí)；隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式選取，即m=. 在建立了相應(yīng)的高速公路交通安全評(píng)價(jià)體系基礎(chǔ)上，對(duì)BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高速公路交通安全評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析，結(jié)合高速公路交通安全評(píng)價(jià)的特點(diǎn)，采用C+語(yǔ)言與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，開發(fā)了基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通安全綜合評(píng)價(jià)軟件，并進(jìn)行了實(shí)例分析與驗(yàn)證。二、文獻(xiàn)綜述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)：a)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可有效解決評(píng)價(jià)過程中指標(biāo)權(quán)重的隨意性和人為影響，適合對(duì)高速公路這一復(fù)雜的交通系統(tǒng)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。b) BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可有效進(jìn)行多指標(biāo)變權(quán)問題的動(dòng)態(tài)求解，該評(píng)價(jià)方法所具有的知識(shí)存儲(chǔ)性、容錯(cuò)性和自適應(yīng)性可以有效保證權(quán)重的客觀性。c) BP神經(jīng)網(wǎng)

7、絡(luò)存在收斂速度慢、隱節(jié)點(diǎn)數(shù)的選取缺乏理論指導(dǎo)等問題。適用于解決非線性、多指標(biāo)變權(quán)問題的動(dòng)態(tài)求解。二、文獻(xiàn)綜述北京交通大學(xué)的徐晶2011年在高速公路交通安全微觀評(píng)價(jià)方法及應(yīng)用研究中運(yùn)用遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。算法的核心內(nèi)容是利用遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值,主要包括BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確定,遺傳算法優(yōu)化權(quán)值、閾值和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)微調(diào)三部分。文章應(yīng)用輸入層、輸出層和一個(gè)隱含層的三層GA-BP網(wǎng)絡(luò)作為高速公路交通安全微觀評(píng)價(jià)模型。其中輸入層是與速率、交通流組成、道路線型、天氣等相關(guān)的11個(gè)節(jié)點(diǎn)。輸出層為4個(gè)安全等級(jí)。而隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)根據(jù)公式來確定，其中，M為輸入層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，N為輸出層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)

8、，為1到10之間的常數(shù)。（2）.遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法二、文獻(xiàn)綜述.確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；.種群初始化；.確定適應(yīng)度函數(shù)；搜索目標(biāo)定為在進(jìn)化代中搜索使網(wǎng)絡(luò)的誤差平方和E最小的權(quán)值和閾值，而遺傳算法只能朝著使適應(yīng)度函數(shù)值增大的方向進(jìn)化，所以適應(yīng)度函數(shù)應(yīng)采用誤差平方和的倒數(shù)。其中，k為訓(xùn)練樣本數(shù)，Ti和Oi 分別為第i個(gè)樣本的期望輸出和實(shí)際輸出。.選擇操作。文章中采用輪盤賭法，每個(gè)個(gè)體i的選擇概率Pi為：式中， 表示群體適用度的總和，fi表示群體中第i個(gè)染色體的適應(yīng)度值，n為種群個(gè)體數(shù)目。二、文獻(xiàn)綜述.交叉操作。第k個(gè)染色體ak和第l個(gè)染色體al在第j位的交叉操作方法如下：式中，b是【0，1】的隨機(jī)數(shù)。.

9、變異操作。選取第i個(gè)個(gè)體的第j個(gè)基因，進(jìn)行變異，變異操作方法： 二、文獻(xiàn)綜述遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)：a)在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法具有并行計(jì)算的特點(diǎn)，因而可以通過大規(guī)模并行計(jì)算加快結(jié)果的收斂速度。b) 遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)并行操作，并非局限于一點(diǎn)，可以有效地防止收索過程中收斂于局部的最優(yōu)解。c) 遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的計(jì)算難度較大。二、文獻(xiàn)綜述徑向基函數(shù)是一個(gè)實(shí)值函數(shù)，它的取值只依賴于其離原點(diǎn)的距離。徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是將小波分析與徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合得到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，其輸入樣本在神經(jīng)元中的響應(yīng)方式運(yùn)用“近興奮遠(yuǎn)抑制”的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論。長(zhǎng)安大學(xué)的鐘銳2014年

10、在高速公路交通安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法研究中運(yùn)用徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)高速公路安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。.建立網(wǎng)絡(luò)文章中選取了18個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為18個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)，選取5個(gè)不同程度安全評(píng)價(jià)指標(biāo)作為輸出層的5個(gè)節(jié)點(diǎn)，設(shè)定隱含節(jié)點(diǎn)數(shù)為8個(gè)。（3）.徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法二、文獻(xiàn)綜述與其他神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型有所不同，作者采用了4層徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型二、文獻(xiàn)綜述.歸一化數(shù)據(jù)將各評(píng)價(jià)指標(biāo)列為輸入矩陣，表示為文章中共有18個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)由于這些評(píng)價(jià)指標(biāo)的非量綱化結(jié)果為 0-100 的數(shù)，如果直接輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)導(dǎo)致輸出結(jié)果始終處于飽和區(qū)，所以將將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，即將數(shù)據(jù)都變?yōu)?1 到 1 之間的數(shù)，歸一化公式為： 二、文獻(xiàn)綜述.網(wǎng)絡(luò)

11、訓(xùn)練利用“蘭定”高速的歷年各項(xiàng)數(shù)據(jù)，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果，經(jīng)過歸一化處理輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。訓(xùn)練的具體代碼為：評(píng)價(jià)集中各評(píng)價(jià)結(jié)果與輸出結(jié)果相對(duì)應(yīng)：編碼：輸出結(jié)果：二、文獻(xiàn)綜述徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)、缺點(diǎn)：徑向基小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的函數(shù)逼近能力、學(xué)習(xí)速率、分類能力等方面都比 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)。在數(shù)據(jù)的特征提取、數(shù)據(jù)算法的自適應(yīng)控制等方面都有靈活、普遍的應(yīng)用。能夠多線操作，沒有局部極小問題。設(shè)計(jì)程序復(fù)雜，對(duì)數(shù)據(jù)要求高算法復(fù)雜。適用于非平穩(wěn)，非線性信號(hào)，大規(guī)模復(fù)雜計(jì)算過程，對(duì)精度要求較高的問題。二、文獻(xiàn)綜述哈爾濱工業(yè)大學(xué)的周琨2014年在寒冷地區(qū)高速公路交通安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的研究中運(yùn)用因子分析

12、模型對(duì)高速公路安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。一般來說，總體的所有信息不能完全用公共因子來表達(dá)，所有的觀測(cè)變量都是由公共因子和特殊因子所組成的，其中公共因子可以作為每一個(gè)觀測(cè)變量的解釋因子，而特殊因子則是每一個(gè)觀測(cè)變量中無(wú)法解釋的部分。因子分析模型的一般形式為公共因子，為特殊因子。荷載矩陣4.因子分析模型法二、文獻(xiàn)綜述作者選取了10個(gè)相關(guān)候選自變量共49個(gè)因子，在excle中用0-1變量法進(jìn)行替換。通過spss軟件利用主成分分析的方法得到“解釋的總方差”。具有 Kaiser 標(biāo)準(zhǔn)化的正交旋轉(zhuǎn)法，經(jīng)過 22 次迭代后收斂，可以得到“旋轉(zhuǎn)成分矩陣”。因子旋轉(zhuǎn)荷載矩陣記為B=AT，公共因子變換后得到：原有變量的線

13、性組合用每個(gè)公共因子來表示二、文獻(xiàn)綜述最后根據(jù)成分得分系數(shù)矩陣計(jì)算出 26 個(gè)公共因子的得分公式：最后應(yīng)用加權(quán)求和的方式計(jì)算全部 22 個(gè)公共因子的得分，計(jì)算時(shí)以每一個(gè)公共因子的方差貢獻(xiàn)值或方差貢獻(xiàn)率作為它自身的權(quán)數(shù)。求得最終評(píng)價(jià)模型。二、文獻(xiàn)綜述因子分析模型的優(yōu)、缺點(diǎn)：能夠真實(shí)地反映出某一路段或區(qū)域內(nèi)的交通安全狀況，比較準(zhǔn)確地反應(yīng)出對(duì)高速公路的安全行駛狀況有比較大影響的一些相關(guān)的性能。 因子分析法屬于因素分析法，是將原始觀察變量表示為新因子的線性組合。構(gòu)造一個(gè)模型，將問題的為數(shù)眾多的變量減少為幾個(gè)新因子，新因子變量數(shù)m小于原始變量數(shù)P，從而構(gòu)造成一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的模型。從而使問題得到簡(jiǎn)化，方便評(píng)

14、價(jià)。 因子分析法研究問題相當(dāng)于抓住問題的主要矛盾，忽略次要矛盾的研究方法，這樣做無(wú)疑降低了解決問題的難度，同時(shí)帶來的還有精度不高的問題。三、問題與思考三、問題與思考ADD YOUR TITLE HERE傳統(tǒng)的安全評(píng)價(jià)方法中定性成分較多，定量成分較少，評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性相對(duì)較低，近期發(fā)展的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法和因子分析法在這個(gè)層面上有所改進(jìn)，在定量分析的基礎(chǔ)上研究高速公路安全評(píng)價(jià)。高速公路安全評(píng)價(jià)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，所涉及的學(xué)科領(lǐng)域眾多，且風(fēng)險(xiǎn)要素眾多，不可能全部顧及到。因此，在高速公路安全評(píng)價(jià)領(lǐng)域需要長(zhǎng)期的實(shí)踐與探索才能將評(píng)價(jià)結(jié)果的信度與效度提高，使其盡可能趨近于真實(shí)情況。在上述所涉及到的所有方法中，影響因素的選取對(duì)方法的實(shí)施有很大的影響，而上述所有方法都有無(wú)法選取多個(gè)（10個(gè)以上）影響因素的局限性，這對(duì)于研究高速公路這樣復(fù)雜的系統(tǒng)達(dá)不到精度要求。三、問題與思考ADD YOUR TITLE HERE通常選擇人、車、路、環(huán)境、管理五個(gè)方便因素。影響因素選取