基于数据挖掘的道路交通事故分析研究

【摘要】“十二五”时期,随着我国经济社会发展保持较高增长速度,城镇化深入发展,道路交通基础设施日益完善,机动车保有量、驾驶人数量和道路交通流量持续增长,道路交通在支撑和引导经济社会发展方面的作用越来越明显。随之而来,道路交通安全问题已日益发展成为事关人民生命财产安全、影响和制约经济社会发展质量效益的关键性问题,在国家安全战略高度得到了关注和重视。道路交通事故是人、车、道路、环境等动静态因素耦合失调而导致的人或物同时受损的过程。道路交通事故历史数据可直接反映事故发生时人、车、道路、环境等因素间的作用关系。鉴于道路交通事故发生的多因素性、偶然性和模糊性等特征,对其进行分析研究一般以道路交通事故历史数据为研究对象,相关理论和方法的提出,旨在多角度、多层次的分析道路交通事故的影响因素,揭示出各类事故历史数据间相互关联作用的潜在规律与特征,有效辅助交通安全管理及事故防治。数据挖掘技术是从大量数据中挖掘隐含的、未知的、对决策具有潜在价值的概念、规则、规律、模式的数据分析方法。把道路交通事故历史数据作为数据挖掘对象,对道路交通事故进行分析研究,重点和难点在于：一方面,事故历史数据多用于对“事故起数”、“受伤人数”、“死亡人数”和“财产损失”四项指标的描述性统计,其潜在信息价值未得到充分挖掘和反映；另一方面,事故历史数据的离散性、多维度和模糊因素集合等特征,以及信息采集过程中存在的完整性、客观性以及标准化等方面的问题,导致事故历史数据挖掘存在各种应用局限,进而直接影响传统数据分析理论与方法的应用效果。本论文针对我国道路交通事故信息采集数据的特点及数据分析应用中的关键问题,从事故严重程度分析、事故预测和事故致因分析三个方面,运用分类、回归、聚类分析、关联规则挖掘等数据挖掘相关理论与方法,构建基于数据挖掘的道路交通事故分析体系,深入探究道路交通事故与人、车、道路、环境等要素的作用关系。取得如下主要研究成果：(1)以道路交通事故信息采集数据为研究对象,采用数据挖掘相关理论和方法,构建道路交通事故分析体系,为揭示交通事故影响因素及作用规律、预测事故发展趋势、改善事故预防机制和提高道路交通系统安全水平提供数据基础和理论依据。(2)在对道路交通事故的人、车、道路、环境等背景因素分布特征与影响机理充分认识的基础上,比较研究各国道路交通事故信息采集技术和数据特征的异同,重点分析我国现行道路交通事故信息采集领域,特别是事故信息数据结构的现状和特点,为执行数据挖掘准备奠定了基础。(3)引入数据挖掘理论的分类思想进行事故严重程度分析研究,按照二分类和多分类方法分别构建线性和非线性事故严重程度TPMSVM分类模型。同时,建立基于特征选择的事故严重程度背景因素分析方法,依据各特征变量对模型分类效果贡献程度的重要性排序,挖掘得到影响事故严重程度的核心特征变量。在实证研究环节,通过特征选择、参数寻优算法,分别获得交叉验证条件下的线性和非线性分类最优精度和特征变量重要度排序。(4)提出基于ARIMA和SVR的时间序列组合预测模型,实现对事故四项指标的时点预测。同时,为获取道路交通事故的总体变化趋势和变化空间的预测信息,进一步研究基于信息粒化SVR的趋势预测模型,通过构造三角模糊粒子并通过SVR模型实现了对事故四项指标序列的趋势和范围预测,并进行实证研究。(5)基于道路交通事故的微观特征分布进行事故致因分析,分别构建基于两步BIRCH算法的严重事故特征聚类分析模型和基于决策树的事故原因识别模型,实现对道路交通事故致因分析的微观挖掘。
【作者】孙轶轩；
【导师】邵春福；
【作者基本信息】北京交通大学，交通运输规划与管理，2014，博士
【关键词】交通事故；数据挖掘；事故严重程度分析；事故组合预测模型；事故特征聚类；事故致因分析；

【参考文献】
[1]胡莎莎.区域高等教育国际化策略研究[D].宁波大学,教育经济管理,2013,硕士.
[2]戴永红.砀山酥、鸭梨结果枝条特性与果实品质关系研究[D].南京农业大学,农业推广,2011,硕士.
[3]吴孝政.前尔舒体外抗菌实验及临床观察与相关性系统评价[D].成都中医药大学,中医内科学,2012,硕士.
[4]刘士践.动能弹垂直侵彻混凝土的实验研究及其数值模拟[D].西南交通大学,2007.
[5]吴亮.新信息冲击下沪深300股指期货价格发现功能研究[D].南京航空航天大学,数量经济学,2013,硕士.
[6]董存,余贻鑫.功率大扰动下电压稳定域的研究[J].电力系统自动化,2005,02:13-19.
[7]温亚贤.论拿破仑埃及远征中的英法争霸[D].首都师范大学,法语语言文学,2013,硕士.
[8]周丹丹.小学亲子阅读的推进策略研究[D].西南大学,课程与教学论,2013,硕士.
[9]李园园.白藜芦醇对SOD1-G93A小鼠腰髓和运动皮层LC3B的影响[D].河北医科大学,神经病学,2014,硕士.
[10]王颖.层状周期性结构在地铁隔振中的应用[D].北京交通大学,2014.
[11]王硕.绩效导向的公务员考核研究[D].首都经济贸易大学,劳动经济学,2014,硕士.
[12]熊丽君.基于GIS的非点源污染研究[D].河海大学,城市资源与环境,2004,硕士.
[13]李杰.从新写实到现代传奇[D].中央民族大学,中国少数民族语言文学,2004,硕士.
[14]陈佳佳.基于转录组学数据的癌症转化医学信息学[D].苏州大学,系统生物学,2013,博士.
[15]康永玲.初中生数学情感的调查研究及其对教育的启示[D].华中师范大学,学科教学,2013,硕士.
[16]刘奕.应急管理中城市社区心理干预的模式构建[D].西北大学,行政管理,2013,硕士.
[17]王飞龙.基于模糊神经网络的车辆跟驰防碰撞控制系统研究[D].太原科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[18]刘玉祥.新疆财政支出对居民消费需求影响的实证分析[D].新疆财经大学,政治经济学,2013,硕士.
[19]薛丹.用户移动模式的挖掘与位置预测的研究[D].东华大学,2005.
[20]王进军.基于强化学习的多机器人围捕策略研究[D].东北大学,控制理论与控制工程,2010,硕士.
[21]黄焕辉.后现代主义视角下杭州旅游发展研究[D].浙江大学,人文地理学,2013,硕士.
[22]张婷.双辊铸轧3%Si无取向硅钢薄带组织、织构的演变规律[D].东北大学,材料加工工程,2010,硕士.
[23]朱芳来,李宵峰,岑峰.具有自适应调节律的非线性系统执行器故障检测和隔离方法[J].控制与决策,2010,03:333-338.
[24]彭广川,李颖.数据挖掘的常用分析方法与算法研究[J].电脑知识与技术,2005,29:5-7.
[25]张亚连.企业环境会计基本理论与实务研究[D].中南林学院,林业经济管理,2004,硕士.
[26]刘潭仁.基于粗糙集和遗传算法的空间数据挖掘技术研究[D].重庆大学,2004.
[27]丰荣基.股份制商业银行零售业务发展研究[D].安徽大学,金融学,2013,硕士.
[28]钟铧.磁共振成像下中国正常成人海马结构的断层研究[D].吉林大学,人体解剖学与组织胚胎学,2013,硕士.
[29]孙佳英.纺织增强复合材料抗环境腐蚀性能的研究[D].浙江理工大学,纺织工程,2013,硕士.
[30]潘韬,赵卫东,盛昭瀚.粗分析在智能决策支持中的应用[J].管理工程学报,2001,03:8-11+4.
[31]王永明,周磊山,刘铁民.非常规突发事件中的区域路网疏散能力评估与交通组织方案设计[J].系统工程理论与实践,2011,08:1608-1616.
[32]吕斐.区域金融发展与经济增长相关性研究[D].重庆工商大学,产业经济学,2014,硕士.
[33]李有兵.大直径泥水平衡盾构穿越上软下硬地层的施工技术研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[34]周爱武.丝电爆制备纳米粉电参数的测试及分析研究[D].兰州理工大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[35]高蕾.水产品加工废水含盐量对接触氧化工艺处理效果的影响研究[D].青岛理工大学,环境工程,2013,硕士.
[36]韩敏.大学英语青年女教师职业发展中的教师自我效能感、职业压力与职业倦怠的关系研究[D].西北师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[37]许萌.我国法院的宪法地位及实现[D].湖南师范大学,宪法学与行政法学,2013,硕士.
[38]殷进良.诠释声乐作品时曲与词的双视角探微[D].中国音乐学院,音乐学,2012,硕士.
[39]刘佩佩.Arx的表达与C2C12细胞分化的关系[D].厦门大学,细胞生物学,2014,硕士.
[40]马静.城市供水行业财政补贴问题的博弈分析[D].首都经济贸易大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[41]郑学锋.电渣炉自动化(综述)[J].冶金自动化,1981,02:41-48.
[42]孙云,于德永,刘宇鹏,郝蕊芳.生态系统重大突变检测研究进展[J].植物生态学报,2013,11:1059-1070.
[43]张丹萍.宁波城市化对鄞州区产业结构的影响[D].宁波大学,农村与区域发展（专业学位）,2013,硕士.
[44]蔡伶.网格环境下信息服务与任务调度的仿真[D].河北工业大学,计算机应用技术,2004,硕士.
[45]王阳.基于朴素贝叶斯的高光谱矿物识别[D].吉林大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[46]田艳云.机械产品安全设计及评价研究[D].首都经济贸易大学,安全技术及工程,2014,硕士.
[47]龚婷.不同生态因子对烟草生长及光合特性的影响研究[D].西南大学,植物学,2013,硕士.
[48]郝建华,强胜,杜康宁,郜元兴.十种菊科外来入侵种连萼瘦果风力传播的特性[J].植物生态学报,2010,08:957-965.
[49]焦晓微.水环境中有机污染物降解机制的理论研究[D].大连理工大学,药物工程,2013,硕士.
[50]夏甜.汉语国际推广初级阶段的文化导入研究[D].华中科技大学,汉语国际教育,2013,硕士.