事故黑点成因分析法

2．2．3　事故黑点成因分析法

2．2．3．1　国内外研究状况

英国的格林伍德（M．Greenwood）和伍兹（H．Wood）在1919年对伤亡事故发生的次数和有关数据，按不同的统计分布（泊松分布、偏倚分布和非均等分布）进行统计检验，发现某些人较其他人更容易发生事故。后经1926年纽伯尔德（Newboid）以及1939年法默（Farmer）等人研究，逐渐演化成事故倾向性理论（Accident Proneness Theory）。

前苏联学者O．A．季沃奇金对前苏联境内各个地方Ⅰ～Ⅴ级公路上的约13 000起道路交通事故进行分析，并仔细地考虑了事故地点的特征后，得出的结论为:不良道路条件的影响是10%道路交通事故发生的直接或间接原因。

美国的威廉·哈顿将人、车、路在交通事故中的相关关系用矩阵形式表示，成为著名的哈顿矩阵。1919年格林伍德提出的事故倾向性理论，认为不同的人其事故倾向性不同；1936年，海因里希提出了“多米诺骨牌”理论，研究人身受到伤害的五个顺序过程；1949年葛登提出了“流行病学”理论，把能量看成媒介来解释事故；1953年巴尔提出“事件链”理论，认为引起事故的前级诸致因因素是一系列事件的链锁；1972年威格勒沃茨提出了“人因”事故模型，认为“错误地或不适当地响应刺激”就会导致事故发生。

国内针对事故黑点的主要成因判别方法的研究也取得了进展。哈尔滨工业大学提出的突出因素法，基于高等级公路上的事故黑点的某些事故因素或综合因素，如与事故的平均因素相比很突出，则认为这些突出的因素或事故综合因素为事故黑点的主要诱发因素。该方法本质是一种离散的多变量算法，首先进行变量选择，选择一组显著性变量；再进行建模，筛选出事故的突出因素。此外，采用事故发生机理轴线－状态分析法，建立道路交通事故发生机理模型，在此基础上，提出了分析道路交通事故成因的状态－因素分析法，应用该方法对哈尔滨市43起事故进行了成因分析。采用层次分析法确定了道路交通事故成因构成比重^［12］。

西南交通大学针对事故成因分析中的数据冗余问题，提出了基于粗集的事故黑点成因分析方法^［46］，利用粗集理论的数据挖掘技术，对诱发事故的全体因素进行评价分析和表上操作，找出事故黑点的主要原因。该方法能在没有先验知识和事先主观评价的条件下，仅利用交通事故统计数据本身所含信息，比较客观有效地从数据中发现隐含的规则，在事故黑点的众多成因中找出主要因素。

东南大学通过分析已有的道路交通事故黑点成因分析方法，以系统论为理论基础，研究道路交通系统各组成因素相互作用诱发事故的机理，提出了差错性事故发生机理、突变性事故发生机理、综合性事故发生机理三种基本的交通事故发生机理，从定性上找出诱发事故的深层次原因。

北京交通大学姚智胜、邵春福提出基于粗糙集理论的路段交通事故多发点成因分析方法^［58］，同济大学提出了公路交通事故危险性与事故原因的灰色关联分析^［109］。

2．2．3．2　成因分析方法评述

1）发展阶段

国内外对交通事故致因理论研究几乎都经历了三个主要阶段，即单因素理论、多因素理论、系统致因理论。

（1）单因素理论

最早出现的致因理论是单因素理论，这种理论的基本观点认为事故是由单一因素引起的，一因可以引起一果，一果必有一因，比较侧重于对“人”的分析。它具体可以分为三种:事故由具有事故倾向的人引起，即认为有些人本身就有产生事故的倾向性。这种理论当然是片面的，它源于对实际事故的观察，但其归纳推理错误，其理论贡献在于交通工具的驾驶与管理人员需要有较高的生理和心理素质，这也是当今需要对驾驶人进行适应性检测的一种理论基础。事故是由肇事者的心理动力引发的，即由肇事者的心理受到刺激而有意无意引发事故，从而得到心理上的宣泄或期望引起社会的注意。这种理论对于一个理性的人显然不成立，但特定的环境条件下有其合理性。社会环境因素理论，认为社会环境条件是事故产生的原因。它强调事故发生的外部根源性，而忽视了人的主观能动性。单因素理论只是某一个方面、某一个角度研究事故发生的规律，它忽略了事物之间的联系性。但它的简单直观性对于我们分析寻找事故发生的主要原因非常有用，特别是在事故分析的初始阶段更是如此，其代表性的理论主要有事故倾向性理论。

（2）多因素理论

20世纪60～70年代，单因素理论逐渐发展成为多因素理论，表明事故是多种因素的存在引发的。如在道路交通事故分析中，要求从人、车、路、环境四方面因素着手。多因素理论的贡献在于改变了人们对交通事故成因的单向性、局部性思维，开始从社会整体角度来考虑交通安全问题；其不足之处在于对因素之间的相互关系及影响注意不够，没有对因素之间的逻辑关系进行深入分析。

（3）系统致因论

20世纪80年代国外提出了系统致因理论，以系统的观点对引发事故的多种因素及其相互关系进行研究，主要是因素间的逻辑关系。系统致因理论的重大贡献在于它首先将数学引入事故研究之中，强调了定性和定量分析的结合，使事故的分析与预防建立在科学的基础之上。

2）分析方法分类

交通事故黑点成因分析的目的在于找出导致特定地点交通事故多发或可能引发交通事故的主要原因。交通事故调查的结果表明，直接导致交通事故多发的原因包括人的原因、车辆原因、道路原因、环境原因等。其中，人的原因、车辆原因、环境原因往往以随机的形式出现，而道路原因对交通事故的影响则更加持久和显著。

事故成因分析按分析对象分为宏观事故成因分析和微观事故成因分析两种，其中宏观事故成因分析指对某一条道路、道路的某一段（比如事故黑点、段）在一定时期内发生的事故的成因分析，而微观事故成因分析指对某一次事故的成因分析。

对于宏观事故成因的分析，一方面大量文献着重从人、车、路及环境因素从定性的角度对交通事故的影响作分析，认为人是交通安全中的一个能动因素，人是交通安全的主体，人的过失行为常是造成交通事故的主要原因；车辆技术性能的好坏，是影响道路交通安全的重要因素；道路因素主要是不同车道、车道宽度、路肩宽度、道路线形等对事故均存在影响；交通环境主要是交通量、交通组成以及天气、道路沿线秩序等的作用。宏观事故成因的分析方法虽然有助于对交通事故的形成机理的认识，但不能很好的确定具体的事故成因。

微观事故成因分析方法主要有实验性专家系统分析方法以及以概率论为基础、应用相应的数学模型进行分析的方法，如将分析路段事故指标与所选道路全线事故指标进行对比来确定显著性变量的突出因素法；针对事故原因原始记录的错综复杂性提出对交通事故原因采用模糊聚类的方法来确定事故的主要因素、诱导因素、潜在因素；采用主成分分析法对事故原因原始记录进行分析，从而确定主要的事故原因；针对交通事故原因具有的不确定性提出利用粗糙集理论的决策表及粗糙集模型求出各因素的重要性，从而判断各因素对交通事故影响程度的大小；运用灰色系统理论，对事故危险指数和引发交通事故的各类事故原因作灰色关联分析，从而找出路段上危害性最大的一些事故成因。微观事故成因分析方法虽然都能从一定角度确定事故的主要原因，但往往是从事故原因的原始记录入手，缺乏对道路交通系统整体的考虑，以及交通事故形成机理的分析，因而对于事故成因的确定具有一定局限性。

3）分析方法

目前，国内外分析交通事故原因的主要方法有统计分析法、因果分析法、事故树分析法、事件树分析法、安全检查表法等。

（1）统计分析法

该法是依靠客观数据资料，例如，通过交通事故次数、死亡、损失、原因、地点、时间、道路、车辆、驾驶人等数据资料来客观地反映事实，据此科学地推理、判断，从而将包含在数据中的规律性揭示出来，它分三个步骤即统计、调查和整理、统计分析和统计判断。交通事故分析中应用的统计分析方法，基本都是尽可能地用总体分析，而不是取样分析。

（2）因果分析法

把系统中产生事故的原因及造成的结果所构成的错综复杂的因果关系，采用简明文字和线条加以全面表示的方法，称为因果分析法（也称鱼刺图分析法）。道路交通安全与否，是人、车、路、环境等多方面因素综合作用的结果。这些因素与交通安全的关系相当复杂，它们彼此之间也存在着错综复杂的关系。当我们分析发生交通事故的原因时，可以将各种原因进行归纳分析，把每一个方面作为一个分支，然后逐次向下分析，直到基本原因，并采取措施将之消除为止。绘图前，首先应对造成交通事故的原因进行详细的分析，从中找出直接原因、间接原因和基本原因，按原因大小依次标出。用因果分析法分析交通事故问题，可以使复杂的原因系统化、条块化，而且直观、逻辑性强，因果关系明确，便于把主要原因弄清楚。

（3）事故树分析法

事故树分析也称故障树分析（Fault Tree Analysis），属于演绎分析法。下面简要介绍事故树的分析程序（图2－12所示）:

图2－12　事故树分析程序流程图

①确定顶上事件

所谓顶上事件，即人们所不期望发生的事件，也是我们所要分析的对象事件。顶上事件的确定可依据我们所需分析的目的直接确定，并在调查事故的基础上提出。除此，也可事先进行事件树分析或故障类型和影响分析，从中确定顶上事件。

②理解系统

要确实掌握了解被分析系统的情况。如工作系统的工作程序、各种重要参数、作业情况及环境状况等。必要时，画出工艺流程图和布置图。

③调查事故的原因

应尽量广泛地了解所有事故。不仅要包括过去已发生的事故，而且也要包括未来可能发生的事故；不仅包括本系统发生的事故，也包括同类系统发生的事故。查明能造成事故的各种原因，包括机械故障、设备损坏、操作失误、管理和指挥错误、环境不良因素等等。

④确定目标值

根据以往的事故经验和同类系统的事故资料，进行统计分析。得出事故的发生概率（或频率），然后根据这一事故的严重程度，确定要控制的事故发生概率的目标值。

⑤构造事故树

首先广泛分析造成顶上事件起因的中间事件及基本事件间的关系，并加以整理，而后从顶上事件起，按照演绎分析的方法，一级一级地把所有直接原因事件，按其逻辑关系给予连接，以构成事故树。

⑥定性分析

依据所构造出的事故树图，列出布尔表达式，经解算，求出最小割集、最小径集（根据成功树），确定出各基本事件的结构重要度。

⑦定量分析

根据各基本事件发生概率来求出顶上事件的发生概率。把求出的概率与通过统计分析得出的概率进行比较，如果两者不符，必须重新分析研究已构造出的事故树是否正确完整，各基本原因事件的故障率是否估计过高或过低等。在求解出顶上事件概率的基础上，进一步求出各基本事件的概率重要系数和临界重要系数。在分析时，若当事故发生概率超过预定概率目标时，要研究降低事故发生概率的所有可能，从中选出最佳方案，或者寻找消除事故的最佳方案。进而通过各重要度分析，选择治理事故的突破口，或按重要度系统值排列的大小，编制不同类型的安全检查表，以加强人为控制。

⑧制定预防事故（改进系统）的措施

在定性或定量分析的基础上，根据各可能导致事故发生的基本事件组合（最小割集或最小径集）的可预防的难易程度和重要度，订出具体、切实可行的预防措施，并付诸实行。

上述的事故树分析程序包括了定性和定量分析两大类。从实际应用而言，交通事故的影响因素众多，且人的失误率、车辆的故障率等实际资料难以获得，所以给定量分析带来很大困难或不可为，所以目前在交通事故树分析中，一般只进行定性分析。但实践证明，定性分析也能取得较好的效果。

（4）事件树分析法

事件树分析法是一种将系统内各元素按其状态（如成功或失败）进行分支，最后直至系统状态输出的水平放置的树状图。按照事故发展、演变的历程，分阶段、分步骤地进行分析，每一步骤都从成功和失败两种可能后果进行分析，最后生成水平状的表示其可能结果的树状图，即为事件树分析方法（Event Tree Analysis，ETA）。该方法最初用于系统可靠性分析，目前广泛用于事故分析。

一起交通事故的发生，是许多事件按时间顺序相继出现、演变最终生成的结果。其中一些事件的出现是以另一些事件发生为条件的。在事故从渐变到突变的发展过程中，出现的事件可能有两种状态，即事故发生或不发生。

（5）安全检查表法

交通安全检查表是进行安全检查和诊断的明细表，用于检查交通系统中的不安全因素和不安全行为。事先对要检查的交通系统加以剖析、分解、查明问题所在，并根据理论知识、实践经验、有关标准、规范和事故情报等进行周密细致的思考，确定检查的项目和要点。将检查项目和要点按系统编制成表，以便在设计和检查时，按规定的项目进行检查和诊断，这种表就叫交通安全检查表。