摘 要：對(duì)于道路行車安全與交通事故的研究是交通研究的重要方向之一，但對(duì)于穿村鎮(zhèn)公路事故分析相對(duì)較少。文章從網(wǎng)絡(luò)中獲取中國(guó)山東省穿村鎮(zhèn)公路交通事故數(shù)據(jù)，通過(guò)主成分分析法對(duì)穿村鎮(zhèn)公路交通事故影響因素進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)穿村鎮(zhèn)公路交通事故主要影響因素是交通控制狀態(tài)、道路線形、路面坡度等因素。這些發(fā)現(xiàn)為改善穿村鎮(zhèn)公路交通安全提供了重要依據(jù)。最終研究建議加強(qiáng)交通控制、優(yōu)化道路設(shè)計(jì)，并考慮路面坡度，以降低交通事故的發(fā)生率。這將有助于確保駕駛者和行人在穿村鎮(zhèn)公路上的安全出行。

關(guān)鍵詞：穿村鎮(zhèn)公路；交通事故；主成分分析；影響因素分析

中圖分類號(hào)：F540；U121 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.18.008

Abstract： The study of road safety and traffic accidents is one of the important directions of transportation research， but there are relatively few analyses of road accidents through villages and towns. In this paper， we obtained the traffic accident data of through-village town highway in Shandong Province， China， and studied the influence factors of through-village town highway traffic accidents through principal component analysis， and found thatu0LCBPxPvTdzaYV56hpUAA== the main influence factors of through-village town highway traffic accidents are traffic control status， road alignment， roadway gradient， and other factors. These findings provide an important basis for improving the traffic safety of highways through villages and towns. The final study recommended better traffic control， optimized road design， and consideration of road gradient to reduce the incidence of traffic accidents. This will help to ensure the safe travel of motorists and pedestrians on roads through villages and towns.

Key words： rural roads；traffic accidents；principal component analysis；impact factor analysis

0 引 言

道路行車安全和交通事故一直以來(lái)都是交通研究中極為重要的課題。然而，對(duì)于穿越村鎮(zhèn)的公路行車安全和交通事故的研究卻相對(duì)較少。山東省地處中國(guó)東部沿海地帶，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和村鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)，所以公路網(wǎng)絡(luò)在山東省內(nèi)頻繁貫穿村莊和鎮(zhèn)區(qū)。這一地區(qū)的許多公路和道路穿越農(nóng)村地帶，將各個(gè)村莊和鎮(zhèn)區(qū)緊密相連。正因如此，在山東省穿村過(guò)鎮(zhèn)公路十分普遍。

通過(guò)對(duì)穿越村鎮(zhèn)的道路交通事故影響因素進(jìn)行深入了解和分析，有助于我們更全面地把握農(nóng)村交通事故發(fā)生的本質(zhì)與規(guī)律。這不僅為未來(lái)的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)和框架，更為中國(guó)穿村鎮(zhèn)交通事故的研究和預(yù)防提供了重要參考。本文通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上獲取的2020年中國(guó)山東省交通事故數(shù)據(jù)，篩選出相關(guān)數(shù)據(jù)，利用主成分分析法對(duì)穿村鎮(zhèn)公路交通事故的影響因素進(jìn)行分析。在獲得的事故數(shù)據(jù)中，事故相關(guān)信息基本包含在ACCIDENT、VEHICLE和PERSON數(shù)據(jù)表中。在理論上進(jìn)行交通事故研究只需建立三個(gè)數(shù)據(jù)文件，分別為事故數(shù)據(jù)表、車輛數(shù)據(jù)表、人員數(shù)據(jù)表，其他相關(guān)數(shù)據(jù)則根據(jù)其研究對(duì)象歸化于這三個(gè)文件中。通過(guò)深入分析這些因素，可以為提高穿村過(guò)鎮(zhèn)公路的安全性和有效性提供有力支持，為未來(lái)的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供理論指導(dǎo)和決策支持。進(jìn)行穿村鎮(zhèn)公路的交通事故影響因素研究，可以為以后的穿村過(guò)鎮(zhèn)公路規(guī)劃、線形設(shè)計(jì)、交通管理，提供較好的理論基礎(chǔ)[1]。

1 交通事故的影響因素

穿越村鎮(zhèn)的公路交通系統(tǒng)是一個(gè)涉及多個(gè)方面因素的復(fù)雜動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，其中涵蓋了人、車、路和環(huán)境等多個(gè)要素[2]。這些要素之間相互交織、相互影響，形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。

首先，人因素是其中一個(gè)重要組成部分。駕駛員的駕駛技能、行為習(xí)慣、精神狀態(tài)等都直接影響著交通系統(tǒng)的運(yùn)行安全。車輛因素同樣至關(guān)重要，包括車輛的技術(shù)狀況、維護(hù)情況和車輛類型等。路面條件、道路設(shè)計(jì)、標(biāo)志標(biāo)線等路因素也在交通安全中發(fā)揮著重要作用。環(huán)境因素如天氣、能見(jiàn)度等也是不可忽視的影響因素之一。

這些因素相互作用、相互影響，構(gòu)成了穿越村鎮(zhèn)的公路交通系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行機(jī)制。一個(gè)駕駛員的行為可能受到路況的影響，而車輛的技術(shù)狀況也會(huì)對(duì)駕駛員的行為產(chǎn)生影響。而在不同的天氣條件下，道路的安全性和車輛的駕駛方式也可能會(huì)發(fā)生變化，故從人、車、路、環(huán)境等方面研究分析各影響因素對(duì)穿村鎮(zhèn)公路交通事故的作用機(jī)理[3]。

1.1 駕駛員因素

在交通系統(tǒng)的各因素中，車、路和環(huán)境都是由人連接串通起來(lái)達(dá)到均衡的，因此人是交通安全的主體。農(nóng)村公路行車環(huán)境復(fù)雜多變，駕駛員的感知、判斷和執(zhí)行三個(gè)步驟必須緊密配合，任何一步出現(xiàn)問(wèn)題，都可能引發(fā)交通事故[4]。不同年齡和不同性別的駕駛員在信息處理能力、判斷能力和反應(yīng)能力等方面存在較大差異。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究顯示，酒精是發(fā)生交通事故的一個(gè)重要影響因素[5]。當(dāng)血液中酒精含量較低時(shí)，駕駛員的感知能力和判斷力開(kāi)始減弱；當(dāng)血液中酒精含量中等時(shí)，其決策能力開(kāi)始受到影響，反應(yīng)變得遲鈍；當(dāng)血液中酒精含量較高時(shí)，駕駛員的協(xié)調(diào)性受到影響，反應(yīng)力急劇下降[6]。

因此，在此方面共選擇年齡、性別和是否酒駕三個(gè)影響因素進(jìn)行分析。

1.2 車輛因素

車輛在交通系統(tǒng)中擔(dān)任重要角色，車速過(guò)快和車速過(guò)慢都容易導(dǎo)致交通事故[7]。當(dāng)車速過(guò)快時(shí)會(huì)降低駕駛員的反應(yīng)能力。據(jù)測(cè)算，時(shí)速40公里時(shí)，駕駛?cè)丝梢杂^察到90度至100度（視野度）范圍內(nèi)的物體; 時(shí)速為105公里時(shí)，就只能觀察40度以內(nèi)的物體了。超速行駛時(shí)，對(duì)前方突然出現(xiàn)的險(xiǎn)情，難以及時(shí)、妥善處置。而當(dāng)車輛低速行駛時(shí)，駕駛員容易疲勞，容易發(fā)生追尾事故。同時(shí)，駕駛車輛與準(zhǔn)駕車型不符也是導(dǎo)致交通事故的一個(gè)重要因素[8]。駕駛?cè)藢?duì)于駕駛車輛經(jīng)驗(yàn)不足，在面對(duì)危機(jī)情況時(shí)，容易驚慌失措，導(dǎo)致交通事故。

因此，在此方面共選擇車輛行駛速度和駕駛執(zhí)證匹配程度2個(gè)影響因素進(jìn)行分析。

1.3 道路因素

國(guó)內(nèi)交通事故與道路因素相關(guān)的占比相對(duì)較少，只占1%左右，但并不說(shuō)明交通事故的發(fā)生與道路因素的關(guān)聯(lián)度較小，不利于駕駛的道路往往會(huì)增加交通事故發(fā)生的概率[9]。在穿村過(guò)鎮(zhèn)公路相對(duì)特殊路段，設(shè)置完備的交通管理設(shè)施對(duì)于指引駕駛員安全行駛通過(guò)具有積極的影響[10]。交通管理設(shè)施包括交通標(biāo)志、標(biāo)線、視線誘導(dǎo)、照明、警示燈等設(shè)施。

因此，在此方面共選擇路面環(huán)境、路面坡度、道路線形、路面性質(zhì)、交通控制狀態(tài)5個(gè)影響因素進(jìn)行分析。

1.4 環(huán)境因素

環(huán)境對(duì)于農(nóng)村公路交通安全具有顯著影響，其主要包括地理環(huán)境、氣候、季節(jié)等因素。地理環(huán)境主要包括山嶺區(qū)、微丘區(qū)和平原等，山嶺區(qū)道路曲折，線形多變，容易出現(xiàn)急彎等交通事故易發(fā)點(diǎn)。氣候?qū)煌ㄐ旭偘踩绊戄^大的主要是雨、雪、霧、沙塵暴等不良天氣，此時(shí)駕駛員受到干擾，行車環(huán)境變得嚴(yán)峻[1]。季節(jié)與時(shí)間包括四季和早晚，駕駛員在不同的時(shí)間段內(nèi)行車，其心理壓力和生理反應(yīng)也會(huì)不同[11]。

因此，在此方面共選擇地理?xiàng)l件、是否工作日、季節(jié)、發(fā)生時(shí)間、光線條件、天氣條件6個(gè)影響因素進(jìn)行研究分析。

2 主成分分析理論

傳統(tǒng)的交通事故影響因素分析主要是對(duì)一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)或圖表進(jìn)行羅列，如絕對(duì)指標(biāo)、相對(duì)指標(biāo)、平均指標(biāo)等，沒(méi)有辦法從本質(zhì)上處理這些數(shù)據(jù)，且無(wú)法判斷交通事故的主要矛盾。而多元統(tǒng)計(jì)分析中的主成分分析方法是運(yùn)用數(shù)學(xué)中降維的思想，能夠較為全面地、精度較高地顯現(xiàn)出交通事故的特征及發(fā)展規(guī)律[12]。運(yùn)用主成分分析理論可以完全避免考慮設(shè)置指標(biāo)的增多增加交通事故問(wèn)題的復(fù)雜性，從而造成交通信息大量重疊的弊端[13]。

主成分分析在無(wú)監(jiān)督統(tǒng)計(jì)分析中地位較高，居于主要地位。該方法能夠消除不同量綱值的不利影響以及多元線性相關(guān)所帶來(lái)的信息干擾。構(gòu)建基于主成分分析法的交通事故影響因素模型，能對(duì)穿村鎮(zhèn)公路交通事故進(jìn)行深層次、多因素分析，揭示其主要影響因素[14]。

該方法是將原始隨機(jī)向量的協(xié)方差矩陣根據(jù)優(yōu)化原則變換為對(duì)角矩陣，具體算法如下。

在經(jīng)過(guò)以上的變換后，獲得新的隨機(jī)變量之間互不相關(guān)。找出一組使第一主成分F1方差最大的單位特征向量，此時(shí)原始數(shù)據(jù)矩陣X的協(xié)方差矩陣的最大特征值即為第一主成分F1的方差[15]。使用上述方法進(jìn)行類推可以獲得所有的主成分。

3 主成分分析的應(yīng)用

本文選取2020年中國(guó)山東省的穿村鎮(zhèn)公路交通事故數(shù)據(jù)，使用SPSS軟件作為分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)基于主成分分析法的穿村鎮(zhèn)公路交通事故影響因素模型建立和分析。

3.1 變量標(biāo)定（見(jiàn)表1）

3.2 結(jié)果分析

將整理的數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使用主成分分析模型進(jìn)行分析，得到以下結(jié)果。

3.2.1 Bartlett球體檢驗(yàn)和KMO抽樣適合性檢驗(yàn)

從檢驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)Bartlett檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量的值為2 036.938，p值為0，小于0.05，說(shuō)明顯著性水平較高，各項(xiàng)指標(biāo)間相關(guān)性較大，樣本數(shù)據(jù)間可能存在關(guān)系；KMO檢驗(yàn)的值為0.526，大于0.5，表明變量之間存在相關(guān)共同因子，總體來(lái)說(shuō)，樣本數(shù)據(jù)可以用主成分分析（見(jiàn)表2）。

3.2.2 碎石圖

從圖1可以看出，發(fā)現(xiàn)前6個(gè)主成分的特征值大于1，能表示大多數(shù)的信息，之后的主成分所能提供的有效信息增益越來(lái)越小。

3.2.3 成分矩陣（見(jiàn)表3）

3.2.4 特征向量值

對(duì)特征值進(jìn)行排序，其中前6個(gè)成分特征值大于1（見(jiàn)表4）。

3.2.5 計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值

建立綜合評(píng)價(jià)模型，確定事故主要影響因素。主成分綜合評(píng)價(jià)公式如下。

式中：λ為主成分的特征值，m為主成分的個(gè)數(shù)，Z為主成分。

將主成分的相關(guān)數(shù)據(jù)代入上述公式，即可進(jìn)行求解，得出交通事故各影響因素的綜合評(píng)價(jià)值，按照該值相對(duì)大小進(jìn)行排序，可以得出各影響因素對(duì)交通事故的影響程度[12]。

將主成分的特征值代入綜合評(píng)價(jià)公式后得到如下結(jié)果。

將成分?jǐn)?shù)據(jù)代入公式后，可知事故影響因素綜合評(píng)價(jià)值，對(duì)其進(jìn)行排序，結(jié)果如表5所示。

4 結(jié) 論

首先，通過(guò)綜合評(píng)價(jià)，我們發(fā)現(xiàn)山東省穿越村鎮(zhèn)的公路交通事故主要受到多種因素的影響，其中包括交通控制狀態(tài)、道路線形、路面坡度、行駛速度、是否涉及酒駕以及路面環(huán)境等。在未來(lái)的交通管理中，應(yīng)高度重視這些因素。針對(duì)穿村過(guò)鎮(zhèn)道路線形較差、坡度較大、易超速以及在雨雪天氣易發(fā)生事故的地段，有必要采取一系列有效措施。其中包括設(shè)置更加明顯和合理的標(biāo)志和標(biāo)線，以提醒駕駛員注意路況變化和風(fēng)險(xiǎn)；引入更嚴(yán)格的交通信號(hào)管制，確保車輛行駛的有序性和安全性。同時(shí)，加大對(duì)酒駕行為的查處力度，通過(guò)嚴(yán)厲的處罰措施來(lái)有效遏制此類行為的發(fā)生。

通過(guò)綜合的整治和有針對(duì)性的改善措施，可以從根本上減少交通事故的發(fā)生可能性，提升穿越村鎮(zhèn)公路行車的整體安全性。這種全面性的措施不僅僅是為了應(yīng)對(duì)已發(fā)生的事故，更是為了預(yù)防事故的發(fā)生，為駕駛員和行人提供更加安全的道路行駛環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳亞蘭．農(nóng)村低等級(jí)公路交通事故致因分析與安全評(píng)價(jià)研究[D]．北京：北京交通大學(xué)，2020.

[2] 孫傳姣，高建剛．農(nóng)村公路交通事故特征研究[J]．公路，2010（1）：93-97.

[3] 蘇殿友，李國(guó)輝．淺談農(nóng)村公路交通事故的特點(diǎn)及其對(duì)策[J]．現(xiàn)代交通管理，1999（6）：6-7.

[4] CASADO-SANZ N，GUIRAO B，ATTARD M．Analysis of the risk factors affecting the severity of traffic accidents onSpanish crosstown roads：The driver's perspective[J/OL]．Sustainability，2020，12（6）：2237.[2023-11-24].https：//doi.org/10.3390/su12062237.

[5] EI MAZOURI F Z，ABOUNAIMA M C，ZENKOUAR K．Data mining combined to the multicriteria decision analysis for theimprovement of road safety：case of France[J]．Journal of Big Data，2019，6（5）：1-30.

[6] 王希琳．基于Logistic回歸的交通事故嚴(yán)重性的影響因素分析[J]．科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2022（7）：53-56.

[7] 劉志強(qiáng)，葛如海，龔標(biāo)．道路交通安全工程[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[8] 王雪娜．道路交通事故成因及預(yù)防對(duì)策的研究[J]．黑龍江科技信息，2014（1）：205.

[9] 雷鑫．浙江省高速公路交通事故致因與嚴(yán)重程度分析研究[D]．西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2020.

[10] 張新銳，李巧．農(nóng)村道路交通事故的特點(diǎn)及治理對(duì)策[J]．交通企業(yè)管理，2007（11）：26-27.

[11] 駱仁佳．考慮時(shí)空相關(guān)性的農(nóng)村公路交通事故嚴(yán)重度影響因素研究[D]．合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2021.

[12] 林忠，宇仁德．基于主成分分析理論的交通事故成因研究[J]．山東交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2006（1）：55-57.

[13] 王生．主成分方法在公路交通事故分析中的應(yīng)用[J]．市政技術(shù)，2013，31（5）：41-42.

[14] 吳克海，丁光明，雷茂錦．基于主成分法的道路交通事故綜合評(píng)價(jià)方法研究[J]．交通標(biāo)準(zhǔn)化，2005（11）：142-145.

[15] 楊亞芬．應(yīng)用主成分分析法評(píng)價(jià)道路交通事故因素探討[J]．公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2015，11（4）：239-240.