道路交通安全双重预防机制建设:数据驱动的风险评估模型

文章出处:深圳市赛为安科技有限公司 发表时间:2025-07-25

道路交通安全双重预防机制概述

道路交通安全双重预防机制主要由安全风险分级管控和隐患排查治理两部分构成。其核心目标是通过系统化的手段,提前识别道路交通安全中的潜在风险,将风险控制在萌芽状态,避免隐患的产生,进而杜绝事故的发生,实现交通安全治理模式向事前预防的转型。在实际操作中,它要求对道路交通安全的各个环节进行全面梳理,从人、车、路、环境等多个维度去探寻可能存在的风险因素。

安全风险分级管控,强调对识别出的风险进行科学分类与评估,依据风险的严重程度和发生可能性等因素,将风险划分为不同等级,以便采取针对性的管控措施。隐患排查治理则侧重于对已经出现的安全隐患进行及时排查和有效治理,确保道路交通安全处于可控状态。

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数据驱动的风险评估模型原理

数据来源与采集

数据是风险评估模型的基础。在道路交通安全领域,数据来源极为广泛。交通管理部门的数据库中包含着丰富的交通事故数据,详细记录了事故发生的时间、地点、事故类型、伤亡情况等信息;车辆自身搭载的各类传感器,如行车记录仪、GPS 定位装置、胎压监测系统等,能够实时采集车辆的行驶速度、行驶轨迹、车辆状况等数据;道路基础设施中安装的传感器,例如智能交通摄像头、路面状况监测设备等,可以获取道路的交通流量、路况、天气状况等信息。此外,还可以通过问卷调查、实地调研等方式收集驾驶员的行为习惯、驾驶经验、疲劳程度等数据。

在数据采集过程中,需要运用多种先进技术手段。对于交通管理部门的海量数据,可采用数据挖掘技术,从复杂的数据中提取有价值的信息;车辆传感器数据可通过无线通信技术,如 4G、5G 等,实时传输到数据处理中心;道路传感器数据则通过有线或无线的网络连接,汇总到统一的数据平台。

数据分析方法

在获取大量数据后,需要运用合适的数据分析方法来挖掘数据背后的信息。

统计分析是一种基础且常用的方法。通过对历史交通事故数据进行统计,可以计算出不同路段、不同时间段、不同车型等情况下事故发生的频率和严重程度,从而初步判断风险的高低。例如,统计某路段在过去一年中每月的事故发生次数,分析事故发生的季节性规律。

机器学习算法在风险评估中也发挥着关键作用。决策树算法可以根据多个特征变量对风险进行分类,例如根据车辆速度、驾驶员年龄、天气状况等因素,构建决策树模型,判断某一驾驶场景下的风险等级。神经网络算法,特别是深度学习神经网络,能够处理复杂的非线性关系,通过对大量数据的学习,自动提取数据中的特征,实现对风险的精准预测。比如利用卷积神经网络对交通摄像头拍摄的图像数据进行分析,识别道路上的异常情况,如车辆违规停放、行人横穿马路等,评估潜在的安全风险。

风险评估指标体系构建

风险评估指标体系是风险评估模型的核心组成部分。在道路交通安全中,需要从多个维度构建指标体系。

人员维度,驾驶员的年龄、驾龄、驾驶习惯(如急刹车频率、超速次数)、疲劳驾驶情况、是否有酒驾或其他违规驾驶记录等都是重要指标。例如,年轻驾驶员由于驾驶经验相对不足,在复杂路况下可能面临更高的风险;而疲劳驾驶会显著降低驾驶员的反应速度和判断能力,大大增加事故发生的可能性。

车辆维度,车辆的类型(如客车、货车、轿车)、车龄、行驶里程、车辆的安全配置(如是否配备 ABS、ESP 等系统)、车辆的技术状况(如刹车性能、轮胎磨损程度)等指标至关重要。老旧车辆由于零部件老化,更容易出现故障,导致安全风险上升;货车由于载重量大,在制动和操控方面与轿车存在差异,其风险特征也有所不同。

道路维度,道路的等级(如高速公路、国道、省道)、道路的线形(如弯道半径、坡度)、路面状况(如是否湿滑、有无坑洼)、交通设施的完善程度(如是否有足够的标志、标线、信号灯)等是关键指标。高速公路上车速较快,一旦发生事故往往后果严重;弯道半径过小的路段容易导致车辆失控,增加事故风险。

环境维度,天气状况(如雨、雪、雾、大风等)、光照条件(白天、夜晚、黎明、黄昏)等因素会对道路交通安全产生显著影响。恶劣天气如暴雨、大雾会降低能见度,影响驾驶员视线,增加事故发生概率;夜晚光照不足,也会使驾驶员的视野受限,导致风险升高。

将这些不同维度的指标进行综合考量,构建起全面、科学的风险评估指标体系,为准确评估道路交通安全风险提供依据。

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风险评估模型的构建过程

确定评估目标与范围

在构建风险评估模型之前,首先要明确评估目标。是要评估某一特定路段的交通安全风险,还是对整个城市的道路交通安全状况进行评估?是针对某一类车辆(如货运车辆)的风险评估,还是涵盖所有类型车辆?明确评估目标后,进一步确定评估范围。如果是对特定路段进行评估,需要确定路段的起止点、涉及的车道等;若是对城市道路交通安全评估,则要明确涵盖的区域范围,包括哪些行政区、哪些主要道路网络等。

数据预处理

采集到的数据往往存在各种问题,需要进行预处理。数据清洗是预处理的重要环节,主要是去除数据中的噪声、重复数据和错误数据。例如,在交通事故数据中,可能存在记录错误的事故时间或地点,通过数据清洗可以纠正这些错误,保证数据的准确性。数据标准化则是将不同量级、不同单位的数据转化为统一标准的数据,以便于后续的分析和比较。比如,将车辆速度数据统一转化为以千米 / 小时为单位,将道路坡度数据统一转化为百分比形式。数据缺失值处理也是关键步骤,对于存在缺失值的数据,可以采用多种方法进行填补,如均值填充法(用该变量的均值填充缺失值)、回归填充法(通过建立回归模型预测缺失值)等。

模型选择与训练

根据评估目标和数据特点,选择合适的风险评估模型。如前所述,对于简单的风险分类问题,决策树模型可能就能够满足需求;而对于复杂的风险预测任务,深度学习神经网络模型可能更为适用。

在选定模型后,需要使用大量的历史数据对模型进行训练。将预处理后的数据划分为训练集和测试集,通常训练集占大部分比例(如 70% - 80%)。利用训练集数据对模型的参数进行调整和优化,使模型能够学习到数据中的规律和特征。例如,在训练神经网络模型时,通过不断调整神经元之间的连接权重和偏置,使模型在训练集上的预测结果与实际结果尽可能接近。在训练过程中,要密切关注模型的性能指标,如准确率、召回率、均方误差等,根据指标的变化调整训练参数,以防止模型出现过拟合或欠拟合现象。

模型验证与优化

使用测试集数据对训练好的模型进行验证,评估模型的性能表现。如果模型在测试集上的准确率、召回率等指标未达到预期,就需要对模型进行优化。优化的方法包括调整模型结构,如增加或减少神经网络的层数、神经元数量;调整训练参数,如学习率、迭代次数等;还可以尝试采用集成学习方法,将多个模型的预测结果进行综合,以提高模型的准确性和稳定性。例如,将多个决策树模型组合成随机森林模型,通过投票机制确定最终的风险评估结果,往往能够提升模型的性能。经过多次验证和优化,使模型达到较为理想的性能状态,能够准确、可靠地评估道路交通安全风险。


风险分级管控措施

风险分级标准制定

依据风险评估模型的结果,制定科学合理的风险分级标准。一般将风险分为重大风险、较大风险、一般风险和低风险四个等级,分别用红、橙、黄、蓝四种颜色进行标识。风险分级主要考虑风险发生的可能性和风险一旦发生所造成后果的严重程度两个因素。可以通过建立风险矩阵来确定风险等级,风险矩阵的横轴表示风险发生的可能性,按照从低到高分为多个级别(如极低、低、中等、高、极高);纵轴表示后果的严重程度,也分为相应的级别(如轻微、较小、中等、严重、灾难性)。将不同的可能性和严重程度组合对应的区域,划分到相应的风险等级。例如,某一风险发生可能性为 “高”,后果严重程度为 “严重”,在风险矩阵中对应的区域即为 “较大风险(橙色)”。

不同等级风险管控策略

对于重大风险(红色),必须采取最严格的管控措施。立即停止相关的高风险作业活动,对涉及的路段或区域进行封闭或限制通行,直到风险得到有效控制。同时,组织专家团队进行深入分析,制定详细的整改方案,投入大量资源进行整改,确保风险降低到可接受水平。例如,某路段连续发生多起严重交通事故,经评估为重大风险路段,可暂时封闭该路段进行全面的道路安全设施升级改造,如优化道路线形、完善标志标线、增设避险车道等。

较大风险(橙色),需要制定专项的管控方案,明确责任部门和责任人,加大监管力度。增加对该区域的巡查频次,利用交通监控设备实时监测风险状况。对于涉及的车辆或驾驶员,可能需要采取限制行驶速度、增加安全培训等措施。比如,对于某类车型在特定路段事故频发,被评估为较大风险,可对该类车型在该路段设置限速,并要求相关企业加强对驾驶员的安全教育培训。

一般风险(黄色),纳入日常的安全管理范畴,按照常规的安全管理制度进行管控。定期进行风险排查和监测,确保风险处于可控状态。对于发现的问题及时进行整改,采取一些相对简单的措施,如修复道路上的小坑洼、更换损坏的标志等。

低风险(蓝色),虽然风险相对较低,但也不能忽视。保持对风险的持续关注,通过日常的交通安全宣传教育等方式,强化驾驶员和道路使用者的安全意识,预防风险升级。例如,在社区、学校等场所开展交通安全知识讲座,提高公众的交通安全素养,减少低风险区域因人为因素导致风险升高的可能性。


隐患排查治理流程

隐患排查方法与频率

隐患排查方法多种多样。日常巡查是最基础的方法,由道路养护人员、交通执法人员等定期对道路进行巡查,检查道路路面是否有破损、坑洼,交通设施是否完好,路边是否有影响交通安全的障碍物等。专项检查则针对特定的问题或领域进行深入排查,如在雨季来临前,对道路的排水系统进行专项检查,确保排水畅通,防止因积水导致交通事故。技术检测也是重要手段,利用专业的检测设备,如道路平整度检测仪、桥梁结构健康监测系统等,对道路基础设施的技术状况进行检测,及时发现潜在的安全隐患。

隐患排查频率根据不同情况而定。对于重点路段,如高速公路、城市主干道等,日常巡查频率可设定为每天一次或多次;对于一般路段,可每周进行一次巡查。专项检查可根据季节特点、重大节假日等情况进行安排,如在冬季来临前对道路的除雪防滑设施进行专项检查;对道路基础设施的技术检测,根据设施的类型和使用年限,制定不同的检测周期,如桥梁每 2 - 3 年进行一次全面检测。

隐患治理流程与责任落实

一旦发现安全隐患,要立即启动隐患治理流程。首先,对隐患进行详细登记,记录隐患的位置、类型、严重程度、发现时间等信息。然后,根据隐患的严重程度和风险等级,制定相应的治理方案。对于一般隐患,可由基层的道路养护部门或相关责任单位立即进行整改,如修复小型的路面破损,更换损坏的交通标志等,整改完成后进行验收,确保隐患得到彻底消除。

对于重大隐患,需要制定详细的整改计划,明确整改的目标、措施、期限和责任人。整改计划要上报上级主管部门审批备案,在整改过程中,要加强监督检查,确保整改工作按计划推进。整改完成后,由专业的验收团队进行严格验收,验收合格后方可销号。例如,某桥梁经检测发现存在严重的结构安全隐患,被判定为重大隐患。此时,需委托专业的桥梁加固设计单位制定加固方案,施工单位按照方案进行施工,交通主管部门和质量监督部门要对施工过程进行全程监督,施工完成后,邀请专家进行验收,只有验收通过,该隐患才能视为治理完成。

在隐患治理过程中,要明确各部门和人员的责任。道路养护部门负责道路基础设施的日常维护和一般隐患的治理;交通执法部门负责对交通违法行为导致的隐患进行整治;相关企业负责本单位车辆和驾驶员管理方面的隐患治理。建立责任追究制度,对于因工作不力导致隐患未能及时治理,引发交通事故的,要追究相关责任人的责任。

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FAQs

问:数据驱动的风险评估模型相比传统评估方法有哪些优势?

答:传统的道路交通安全风险评估方法往往依赖于经验判断和简单的统计分析,存在一定的局限性。而数据驱动的风险评估模型具有多方面显著优势。

首先,在数据处理能力上,传统方法难以处理海量且复杂的数据。现代交通系统产生的数据量巨大且种类繁多,传统方法无法充分挖掘这些数据背后的信息。数据驱动模型借助先进的数据挖掘和机器学习技术,能够高效处理大量数据,从多源数据中提取有价值的特征,全面、精准地评估风险。例如,通过分析交通摄像头采集的视频数据、车辆传感器数据以及交通事故历史数据等多源信息,准确识别出潜在的风险点,这是传统方法难以做到的。

其次,在风险预测的准确性和前瞻性方面,传统方法主要基于历史数据进行事后分析,难以对未来风险进行有效预测。数据驱动模型能够通过机器学习算法对大量历史数据进行学习,发现数据中的规律和趋势,从而对未来的风险进行预测。以深度学习神经网络为例,它可以自动学习不同因素之间的复杂非线性关系,提前预判在不同条件下可能出现的安全风险,为提前采取预防措施提供依据,极大地提升了风险评估的前瞻性和准确性。

再者,数据驱动模型具有更好的适应性和灵活性。交通环境是动态变化的,新的交通模式、道路设施和车辆技术不断涌现。传统评估方法很难快速适应这些变化,而数据驱动模型可以实时接入新的数据,通过不断更新模型参数,及时反映交通系统的变化,对新出现的风险因素做出快速响应,始终保持对道路交通安全风险的有效评估。


问:如何确保风险评估模型所使用数据的质量和安全性?

答:确保风险评估模型所使用数据的质量和安全性至关重要,可从多个方面着手。

在数据质量方面,数据采集环节要严格把控。选用高精度、可靠性强的传感器和数据采集设备,确保采集的数据准确无误。例如,车辆传感器要定期校准,保证采集的速度、位置等数据的准确性;交通摄像头要合理设置位置和参数,确保拍摄的图像清晰、完整,能够准确反映交通状况。同时,制定详细的数据采集规范,明确数据采集的时间间隔、范围等要求,保证数据的一致性和完整性。

数据清洗和预处理过程是提升数据质量的关键步骤。利用数据清洗算法去除数据中的噪声、重复数据和错误数据。通过数据标准化将不同格式、量级的数据统一转化为标准形式,便于后续分析。对于缺失值,采用合适的方法进行填补,如均值填充、回归填充等,保证数据的完整性。此外,建立数据质量监控机制,定期对采集到的数据进行质量评估,一旦发现数据质量问题,及时追溯源头并进行整改。

在数据安全性方面,数据存储要采取严格的安全防护措施。采用加密技术对存储的数据进行加密,防止数据被窃取或篡改。建立完善的访问控制机制,只有经过授权的人员和系统才能访问数据,根据不同的用户角色和职责,设置相应的数据访问权限,确保数据访问的安全性。例如,交通管理部门内部人员,根据工作需要,对事故数据、车辆数据等设置不同的访问级别。

数据传输过程中,使用安全的传输协议,如 SSL/TLS 协议,保证数据在传输过程中的保密性和完整性。同时,加强网络安全防护,部署防火墙、入侵检测系统等安全设备,防止外部网络攻击导致数据泄露。此外,要制定数据安全应急预案,一旦发生数据安全事件,能够迅速响应,采取有效的应急措施,降低损失。还要加强对数据使用人员的安全培训,提高他们的数据安全意识,规范数据使用行为,防止因人为疏忽导致数据安全问题。

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问:在实际应用中,如何将风险评估结果与日常交通管理工作有效结合?

答:在实际应用中,将风险评估结果与日常交通管理工作有效结合,能够显著提升道路交通安全管理水平。

首先,在交通设施规划与维护方面,依据风险评估结果,对高风险路段的交通设施进行优化和完善。例如,对于事故多发的弯道、陡坡等路段,根据风险评估指出的问题,合理增设警示标志、减速带、防护栏等安全设施。在道路养护计划制定中,优先安排对风险较高路段的路面修复、标线更新等工作,确保道路基础设施处于良好状态,降低交通安全风险。通过风险评估,还可以确定交通信号灯的设置位置和配时方案是否合理,对于交通流量大、风险高的路口,优化信号灯配时,提高路口的通行效率,减少交通事故发生的可能性。

其次,在交通执法方面,利用风险评估结果精准定位执法重点。对于风险评估确定的高风险车辆类型(如超载货车、违规运营的客车)和高风险驾驶行为(如酒驾、超速、疲劳驾驶),加大执法力度。在高风险路段和时段,增加交通执法人员的巡逻频次,设置临时检查点,对过往车辆进行严格检查,及时查处各类交通违法行为,起到威慑作用,减少因违法违规行为导致的交通事故。同时,根据风险评估结果,分析不同区域和时间段的交通违法特点,有针对性地开展专项执法行动,如在夜间针对疲劳驾驶和酒驾行为开展专项整治。


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