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城市交通消散期事故高峰現象及成因論文
摘要：學界對于交通事故高峰出現在交通高峰期還是之后的消散期存在爭論，以惠州市中心城區為例，對城市交通事故進行研究，判別交通消散期事故高峰現象的存在性。以交通事故空間點數據為研究對象，使用核心密度估算法，分析交通事故的結構性特征和時空分布特征，并針對三個交通消散期研究其事故的具體特征及其成因。研究表明：惠州市中心城區交通消散期存在事故高峰現象，主要發生在上午和下午;機動車在交通事故中占主導地位;臨近商業設施的交通消散期事故高峰現象最為明顯;支路事故在晚間交通消散期后段出現了事故高峰;從上午到晚上，交通事故黑點從交通相關設施轉移到商業設施。交通消散期事故高峰現象的形成與居民集中在交通消散期的非通勤交通行為、特定路段的小時交通量高峰出現在交通消散期，以及交通消散期內松懈的交通管制和駕駛行為等有一定的關系。
關鍵詞：城市交通事故;交通消散期;時空間分析;地理信息系統;惠州
交通事故是現代社會威脅人身安全和造成經濟損失的重要因素，隨著中國近年來機動車數量的急速增長，城市交通事故的數量也隨之不斷上升，因此如何減少交通事故的發生成為城市研究關注的話題之一。為了提出交通事故的預防措施和制定有效的交通管理制度，理解交通事故發生的原因、時空間分布特征等方面是至關重要的內容。
城市交通事故研究是國內外研究的熱點主題之一，研究的重點包括兩類，其一是對交通事故研究方法的研究探討，尤其是空間分析方法，其二是和對交通事故影響因素的研究。交通事故數據通常是具有社會經濟屬性的空間點事件，目前國內外學界已有大量點事件的空間分析方法， 包括樣方分析、最近臨近距離、核心密度估算、K函數等[1~5]。對交通事故影響因素的研究包括行人、機動車、道路狀況、自然環境和人文因素等方面，其中被提及的因素從多到少依次是個人行為、機動車行駛速度和路面狀況等[6~10]。諸多研究中隱含了不同的尺度，如交通個體的微觀尺度、特定路段的中觀尺度和整個城市的宏觀尺度，其中城市的宏觀尺度最能夠說明城市交通事故的總體特征，理解整個城市的交通事故時空間分布特征是歸納事故影響因素的關鍵。
針對城市交通事故的時空間分布特征學界有著大量的研究，主要關注于時間分布特征和空間分布特征兩方面。在時間分布特征上，一般認為城市交通事故在白天高于夜間、下午高于上午、出行高峰時段多于非高峰時段[11]，弱勢群體死亡事故多發生在夜間[12]，并且在交通流量高峰時段,交通事故與交通流量呈正相關關系[13]。在空間分布特征上，有學者認為城市道路交通事故高發點多集中在城鄉結合部位的出入口道路上[14],也有學者針對城市邊緣區進行研究發現愈接近城區事故愈多,愈遠離城區事故愈少[11],且普遍同意交通干線的事故高于交通支線。但是，上述研究僅分別對時間和空間分布進行研究，鮮有二者相結合的真正意義上的交通事故時空間特征研究，且對空間的關注要重于時間，時間只是相關要素中的其中一個。因此，本文將重點研究城市交通事故的時空間關系和特征。
學界普遍接受的觀點是，城市交通事故的時間分布特征是交通事故高峰會出現在交通流量高峰時段，即交通事故數量與交通流量成正相關關系。如Kingham等[15]在對新西蘭克里斯特徹奇市2000~2004年的交通事故研究中顯示，交通事故高峰出現在8:00,15:00和17:00，這3個時間段分別為早上班高峰，下午放學高峰和晚下班高峰。這種“常識性”的認識是交通事故時間分布特征未被重視的原因之一。但有研究發現了一個與普遍觀點相反的結論，即交通事故的高峰并沒有出現在上下班的交通高峰時段內，而是稍晚于上下班高峰時段，即出現在交通由擁擠到消散的時期(交通消散期)。造成這種現象的原因包括交通消散期內駕駛員謹慎程度放松、情緒煩躁、出行匆忙等方面[14]。
該解釋從個人行為的角度進行分析，但并未結合事故高發時段的空間特征以及相關的空間因素進行研究，且以主觀的描述為主，實證支持不足。
針對城市交通事故高峰出現在交通消散期這一現象尚未有更多的研究，在西方依賴于高速公路通勤交通的背景下，交通事故數量確實與交通流量正相關[16,17]。但受眾多因素的影響的城市交通是開放的系統，與封閉的高速公路事故情況不同。國內學者也少有進一步的研究。因此本文以惠州市惠城區中心城區為例，首先驗證城市交通消散期內交通事故高峰現象是否存在，其次以城市交通消散期事故的特征為切入點，置于整個城市交通事故的時空間過程之中，總結交通消散期事故高峰的時空間特征，最后分析交通消散期事故高峰現象的形成原因。
1數據與方法
1.1數據
本研究選擇惠州市中心城區作為研究區域�；葜菸挥趶V東省東南部，珠江三角洲東北端，是惠州市中心城區是惠州市，交通事故集中發生的區域。
交通事故和路網數據來源于惠州市公安局，選取2010年的50 823條交通事故記錄，按5%抽樣率等距抽取2 541條數據，經過自動地址匹配得到交通事故的有效空間數據1 972條，其中位于中心城區的數據有1 469條，再經過人工校核排除錯誤信息，最終確定1 143條空間點數據。這些數據包括事故發生地點、發生日期、發生時間、嚴重程度和碰撞車輛類型等屬性。路網數據包括了公路、主干道、次干道和支路的9 659條多段線。
2城市交通消散期事故高峰的驗證及結構性特征
2.1交通消散期事故高峰的驗證
圖3顯示了惠州市中心城區交通事故量隨時間呈雙峰的特征，即10:30~11:30為上午的事故高峰，14:30~15:30為下午的事故高峰，12:30~13:30為中午的事故低谷。從實地調研中了解到，惠州市中心城區交通高峰時段為早上班高峰(7:30~9:30)、晚下班高峰(17:30~19:30)和中午的上下班次高峰(11:30~12:30,13:30~14:30);與此相對的交通消散期包括上午(9:30~11:30)、中午(12:30~13:30)、下午(14:30~16:30)和晚上(18:30~23:30)。
惠州市中心區的交通事故高峰均非上下班時間段內，上午10:30~11:30之間的交通事故量大于交通流早高峰時段，下午14:30~15:30的交通事故量遠大于交通流午間次高峰，在這兩個時間段內證實了交通消散期事故高峰的存在。但晚間交通消散期并未出現交通事故高峰。
2.2交通消散期事故高峰現象的結構性特征2.2.1交通方式結構在抽樣得到的1 143次交通事故中，機動車/摩托車、自行車和行人相關的事故數量分別為969次、214次、190次和85次。事故的交通方式按發生沖突的交通主體雙方的車輛類型共同判斷，如機動車和摩托車碰撞的事故分別統計到機動車事故量和摩托車事故量中，因此4種交通方式事故量的加總值大于全部交通事故量。圖4顯示，機動車事故的時間變化趨勢與全部事故的時間變化趨勢基本一致，說明機動車事故在城市交通事故中占據了主導位置，即交通消散期事故高峰現象的形成主要由機動車造成。摩托車事故在上午、下午和晚上出現3個高峰，而自行車和行人事故未顯現出明顯的高峰。
圖4不同交通方式事故樣本量時間變化Fig.4 Traffic accidents one-day-sample by traffic modes2.2.2設施結構設施密度矩陣反映了商業設施、工作地、主干道交叉口和交通設施對交通事故的影響，計算某類設施(如商業設施)的全部設施點在某個時段(如7:00~8:00)密度的平均值，從而得到不同設施事故平均密度的時間變化圖(圖5)。由于交通設施僅有兩個點，密度變化的隨機性較大，不具有一般規律性，故未將其納入對比中。影響事故的重要程度依次為商業設施、主干道交叉口和工作地;
7:30~22:30之間3類設施的平均密度最低值均出現在交通流午間高峰期12:30~13:30，事故高峰期都出現在交通消散期，其中，商業設施和主干道交叉口的平均密度最高值出現在消散期中的14:30~15:30，工作地的平均密度最高值則出現在16:30~17:30;商業設施在20:30~22:30出現了夜晚消散期的峰值，工作地和主干道交叉口則未出現。
2.2.3道路等級結構
將惠州市中心城區城市道路分為主干道(包括公路和城市主干道)、次干道和支路，選擇距事故距離最近的路段并確定所在道路等級，分別統計各等級道路的事故量，并顯示其時間變化(如圖6)。從變化趨勢看，主干道事故在交通消散期出現事故高峰現象明顯，且出現在早上和下午;
次干道事故最高值出現在下午消散期中的16:30~17:30，次高值為15:30~16:30，而上午的事故最高值為9:30~10:30，是典型的早交通消散期事故高峰;支路交通事故的波動性較大，早交通流量高峰和晚交通流量高峰都出現支路事故高峰，但最高值出現在下午的14：30~15:30，同時注意到支路上的交通事故出現了晚交通消散期高峰現象，即20:30~22:30間的交通事故量多于晚交通高峰期的事故量。
2.2.4時空關系
為使惠州市惠城區交通事故的時空分布特征更為清晰直觀，基于24張所有時間段的設施點密度分布圖，將全天的交通事故的空間分布進行抽象性簡化，形成交通事故時空分布示意圖(圖7)。
以距離為橫軸、時間為縱軸構造坐標系，橫軸的正方向分布與交通有關的設施(主干道交叉口和交通設施)，橫軸的負方向分布商業設施;橫軸上設施點按距離依次排列在橫軸上，并分為內圈層、中圈層和外圈層;最后將每個時間段內各個設施點的密度在坐標系中顯示。
圖7惠州市中心城區交通事故時空分布示意Fig.7 Spatial-temporal pattern of traffic accidentsin the inner City of Huizhou從早上7:30開始，交通事故顯示出集聚的特征，主要發生在城市外圍的河南岸汽車站和連接新老城區的合生大橋。9:30~11:30的上午交通消散期中，事故主要集中發生在惠州汽車總站和圓通橋南�；葜萜嚳傉臼切腥撕蛙囕v匯集的和公共交通和過境交通樞紐，同時也存在摩的等非正規交通方式，交通流復雜，因此在立交橋的橋上和橋下都成了交通事故多發地。圓通橋是行人從惠州汽車總站進入城區內部的交通要道，本交通消散期內的事故密度略高于惠州汽車總站。11:30~14:30為事故數量的低谷時段，且分布較為分散。
下午交通消散期中14:30~15:30是全天事故數量最多的時段，該時段的事故空間分布圖顯示交通事故涉及范圍很廣，且主要圍繞商業設施——花邊嶺廣場和百佳超市，但事故密度卻未達到全天最高值。15:30~16:30的事故密度值為全天最高，且集中性非常強，主要集中在花邊嶺廣場，該廣場道路交叉口為五岔口，周圍有大商場、專賣店等市級商業設施，同時是經由西枝江大橋通往新城區的重要交通節點。16:30~17:30事故主要發生在兩個汽車站，說明部分行人開始離開城市。20:30~22:30的晚上交通消散期中，盡管在總量上未出現交通事故峰值，但事故集中程度較高，主要集中在花邊嶺廣場等商業設施。
總體上，全天之中以12:30和19:30兩個時間點為界，可將全天 分為上午、下午和晚上。上午的事故主要發生在主干道交叉口和交通設施，具體地點為橋頭和汽車站，其中以惠州汽車總站和圓通橋南最為突出;下午的事故在商業設施、主干道交叉口和交通設施均有分布，其中花邊嶺廣場的事故密度值持續較高;晚上的交通事故僅發生在商業設施，又以花邊嶺廣場最為顯著。因此惠州市中心城區全天的交通事故的總體特征可以表述為：隨著時間的變化，事故高發地從主干道交叉口和交通設施逐漸向商業設施轉移。
2.3不同交通消散期事故的特征及其差異
2.3.1不同交通消散期事故的特征
前述表明，惠州市中心城區上午存在交通消散期(9:30~11:30)事故高峰現象。從道路結構上看，主干道和次干道事故與上述特征吻合，但支路事故卻顯示出較大差別，即在城市交通流量高峰期(7:30~8:30)的支路事故高于之后的3個小時，說明早交通消散期事故高峰的形成主要與主干道和次干道有關，與支路關系不大。從設施相關的交通事故看，商業設施相關事故出現了交通消散期事故高峰，而主干道交叉口和工作地相關事故并未出現交通消散期事故高峰。從交通早高峰進入交通消散期的過程看，事故易發地從城市外圍(合生大橋和河南岸汽車站)轉入城市中心，之后穩定在城市中心(惠州汽車總站和圓通橋南)，可見上午交通消散期高峰的產生主要受居民從汽車站進出城市行為的影響。
對比13:30~14:30的交通返工高峰，在下午交通消散期內(14:30~16:30)事故的數量和密度均達到了全天的最高值，主要發生在主干道、支路、商業設施周邊和主干道交叉口等，盡管不是次干道事故和工作地相關事故的最高發時段，但總量上也出現了交通消散期高峰現象。在空間分布上，從14:30開始交通事故的空間分布特征發生了明顯的變化，即由上午的交通設施相關事故轉向商業設施與交通設施相關事故并存，涉及范圍較廣，且該時段的密度最高值發生地為大型商業設施;
15:30~16:30的事故更加集中，花邊嶺廣場等商業設施相關的事故密度達到了全天的最高值�？梢姡用裣M娛樂行為是下午交通消散期事故高峰形成的最主要原因。
晚間交通消散期(18:30~23:30)在事故總量上并未出現高峰。主干道、次干道、主干道交叉口和工作地等相關的事故高峰都在晚下班高峰期，隨后事故量隨時間而下降。若將晚間交通消散期劃分為前段(18:30~20:30)和后段(20:30~23:30)，與商業設施和支路相關的交通事故量在晚消散期后段出現峰值，特別是在花邊嶺廣場等商業設施出現較強的空間集聚性。
2.3.2交通消散期事故高峰的差異
交通消散期事故高峰現象是一個復雜的時空現象，依據不同的時段和不同的標準顯示出多樣化的特征。在諸多標準中，事故總量是交通消散期事故高峰現象最重要的判斷標準，而其他標準能說明交通消散期事故的具體特征(表1)。
在事故總量上，交通消散期事故高峰存在于上午交通消散期(9:30~11:30)和下午交通消散期(14:30~16:30)，與廣州、西安、哈爾濱等大城市交通消散期高峰的現象[14]的不相同點在于惠城區不存在晚間交通消散期事故高峰。主干道事故、次干道事故和工作地相關事故的消散期高峰現象也發生在上午交通消散期和下午交通消散期;主干道交叉口相關事故的消散期高峰現象僅存在于下午交通消散期;支路事故和商業設施相關事故都在晚間交通消散期后段出現了事故高峰。在所有的判別標準中，均存在下午交通消散期事故高峰現象，均不存在晚間交通消散期前段的事故高峰現象。
3交通消散期事故高峰成因分析
3.1主要影響因素
3.1.1機動車為主導的交通方式與駕駛行為機動車事故在交通事故中占據了主導地位，機動車行為是交通消散期事故高峰現象形成的最主要邏輯。交通高峰期的機動車有著明確的目的地，駕駛行為謹慎而規范;在交通消散期機動車的目的地并不如工作目的地那樣熟悉，隨著交通管制力度的下降更容易違反交通規則，且駕駛的謹慎程度也不如交通高峰期。相比之下摩托車、自行車和行人則處在交通事故的從屬地位。
3.1.2不同空間設施交通需求的時空差異商業設施、主干道交叉口、工作地和交通設施對交通事故的發生具有不同的影響，從中可以透視交通消散期事故高峰現象的形成原因。
商業設施相關事故的交通消散期事故高峰現象最為明顯。首先，城市的商業設施具有很強的集聚性，居民最主要的消費目的地往往只有若干個大商場和特色商業設施，在特定的時間段內吸引了城區各地的交通，容易誘發交通事故;其次，大型商業設施通常位于城市的繁華地段，通過性交通與進出商業設施的交通相互混雜，容易引起交通事故的發生;第三，大部分的消費休閑交通發生在交通消散期，使得因上述兩方面引起的事故量超過交通高峰期。
主干道交叉口相關事故的交通消散期事故高峰現象不明顯。主干道交叉口相關事故與交通流量有著最直接的關系，即交通流量越大，越容易發生交通事故，因此主干道交叉口對交通消散期事故高峰現象的產生具有抑制作用。
工作地相關事故的交通消散期事故高峰現象不明顯，很顯然工作地相關事故的發生是由通勤交通決定的。但惠城區中心城區沒有工作地集聚區，工作地對交通事故的影響不大。
惠州市中心城區的交通設施只有兩處，與大型商業設施類似，交通設施會在特定時間特定路段吸引交通，并且有著復雜的交通狀況。居民進出城市的行為主要發生在上午，從交通高峰期延續到交通消散期，并在交通消散期得到加強，使得交通消散期事故密度大于交通高峰期。
3.1.3不同等級道路的環境和交通管制差異若不考慮20:30~22:30時段，主干道和次干道的交通消散期事故高峰現象比支路明顯。首先，主干道和次干道在交通高峰期的管制力度大，能夠有效地規范駕駛員的行為，進入交通消散期時交通管制力度下降會產生更多的違規駕駛，但交警往往疏于支路的交通管制，在交通高峰期和交通消散期支路的管制力度差別不大，使得更多的碰撞發生在交通高峰期;其次，主干道和次干道在交通高峰期的交通通行速度較慢，進入交通消散期后速度加快，容易誘發交通事故，而支路的通行速度較慢，在交通高峰期和交通消散期的差別不大，因此更多的碰撞仍然會發生在交通高峰期。
但是在20:30~22:30時段內支路事故出現了交通消散期事故高峰現象，主要與支路不盡完善的道路狀況和照明等環境因素有關。
3.2主要成因分析
3.2.1居民集中在交通消散期的非通勤交通行為通勤交通和非通勤交通是城市交通中的兩種交通行為，很顯然交通消散期的事故是由非通勤交通造成的，交通消散期事故高峰現象產生的根本原因在于非通勤交通引起的事故數量大于通勤交通事故數量。
非通勤交通與整個城市居民出行行為密切相關，主要包括兩種：從汽車站進出城市的行為和消費休閑行為。居民進出城市行為發生在上午(8:30~11:30)，惠州汽車總站是惠州市中心城區最主要的長途汽車站，汽車站周邊交通情況復雜，因此9:30~11:30時段內的事故數量超過了早交通高峰的事故數量。居民的消費休閑行為開始于14:30，這種惠城區居民與大城市不同的特有的生活方式直接導致了14:30~16:30時段內事故數量最高峰的出現。在晚間盡管未形成消散期事故高峰，但20:30~22:30之間事故再次在花邊嶺廣場集中出現且為全天事故密度次高值，印證了消費休閑出行是交通事故產生的重要因素。
與交通高峰期相比，交通消散期的出行行為目的性更強、目的地更為集中，從而在空間上產生了交通事故黑點(black spots)，進而造成交通消散期事故高峰的產生。
3.2.2特定路段的小時交通量高峰出現在交通消散期傳統觀點認為交通事故與交通流量呈正相關關系，因此交通事故高峰應該發生在交通流量高峰，即交通流量越大則車輛間碰撞的機會就越大。同時，交通消散期事故高峰現象表明較小的交通流量也可能產生更多的交通事故。因此，對于交通流量與交通事故的相關性不應只考慮整個城市的全部交通，而應該考察特定路段的小時交通量。交通高峰期是整個城市內居民從居住地移動到工作地的大范圍交通行為，幾乎涵蓋了城市的所有路段;而交通消散期的交通則發生在部分路段，可能不會出現交通繁忙路段，也可能出現交通異常繁忙的路段。
17:30~18:30時段的交通事故量為全天的次高值，表明較大的交通流量仍然會產生較多的交通事故。在這樣的判斷下，可以推測交通消散期事故高峰現象是由特定時間特定路段的大交通流量造成的。而非通勤交通以較小的交通流量引起更多的交通事故，是因為在特定時間的特定路段產生了交通集聚，復雜的交通情況使得交通事故頻頻發生，即特定路段的小時交通量高峰出現在交通消散期，從而形成交通消散期事故高峰現象。
在晚間，交通事故與交通流量呈正相關的關系，與上午存在交通消散期事故高峰現象的情況不同。晚下班高峰的交通情況比早上班高峰復雜，因為晚下班高峰既包含了通勤交通，也包含了非通勤交通(餐飲、購物和娛樂等)，而晚間交通消散期前段非通勤交通引起的事故并未大于晚下班高峰期，因此并未產生交通消散期的事故高峰。3.2.3交通消散期內松懈的交通管制和駕駛行為交通高峰期是交通管制最為嚴格的時段，對機動車司機駕駛行為的規范可有效地遏制交通事故的發生;但進入交通消散期時，交通管制力度有所下降，交通違規行為會造成更多的碰撞。同樣地，在交通高峰期司機注意力集中，進入交通消散期時精神隨之放松，駕駛的注意力下降，且更容易發生交通違規行為。夜間并未出現交通消散期事故的高峰現象，是因為在夜間司機會駕駛得更加謹慎。
在交通高峰期，通勤交通的目的性很強，司機熟悉通勤路段的路況，并且明確地知道目的地所在;在交通消散期，司機可能不知道目的地的確切所在地，或者不熟悉駕駛路段的情況，甚至根本沒有明確的目的地，這種不規律的交通行為也是交通事故發生的潛在誘因之一。
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