基于GIS的交通事故黑點探測方法PAGE目錄摘要 1ABSTRACT 21.緒論 31.1交通事故黑點探測的需求 31.2GIS的產生 31.3國內的交通事故分析系統發展 41.4基于GIS的道路交通事故系統研究的意義 42.GIS的基礎與原理 52.1GIS的定義 52.2GIS的功能 72.2.1數據采集與編輯 82.2.2數據存儲與管理 92.2.3空間分析 92.2.4二次開發與編程 102.3GIS與其他系統的區別 112.4GIS的研究內容 122.4.1空間數據庫的準確性研究 122.5GIS的發展 132.5.1GIS發展的科學背景 132.5.2GIS的發展階段 142.5.3GIS的發展趨勢 152.6GIS的實現平臺和軟件 162.7GIS產品輸出 173交通事故黑點探測方法概述 173.1道路交通事故黑點定義 173.2道路交通事故數據黑點探測方法現狀 183.2.1基于傳統概率統計學的黑點方法 183.2.2基于空間數據挖掘的黑點鑒別方法 193.2.3基于空間分析的黑點探測 193.2.4基于車輛運動參數的黑點預測 203.2.5基于RBF的黑點探測方法 204.基于GIS的交通事故黑點探測方法 214.1道路交通事故數據的分析 224.2GIS在交通事故管理中的作用 234.2.1空間數據分析能力 234.2.2地理信息線性模型 244.3GIS在交通事故中的應用 244.3.1GIS在交通策劃中的應用 254.3.2GIS在道路設計中的應用 264.3.3GIS在城市交通管理中的應用 265.總結 27致謝 28參考文獻 29PAGE23基于GIS的交通事故黑點探測方法摘要道路交通安全問題是政府和我們共同關注的一個問題，交通事故的發生仍然處于一個威脅社會的地位。對道路安全問題的研究引起了人們的高度重視。交通事故的發生和很多因素都有關系，例如交通量、車輛和道路環境，在研究中可以分析獲得的交通事故的數據，從而能夠發現主要影響交通事故發生的因素。通過這樣的方法就能夠有針對性地研究效率高的措施，用來減少交通事故的發生，從而減少人的傷亡和財產損失。采用GIS技術建立交通事故信息系統，已成為城市道路交通管理、事故分析的一個先進有效的技術手段。在城市交通管理過程中，可通過地理信息系統借助計算機，建立、編輯、顯示、查詢和管理交通事故信息，并對交通事故多發地段進行規劃整治。GIS系統是有效提高城市道路交通安全管理的水平，減少事故的發生，使事故對道路通行的影響最小化，并有效合理分配交通流的重要手段。關鍵詞：GIS道路交通事故黑點探測APPLICATIONOFGISINTRAFFICACCIDENTBLACKSPOTDETECTIONABSTRACTRoadtrafficaccidentaremajorthreatstotoday'shumansociety，greatattentiontotheroadsafetyissuehasraised.Researchistheessenceofitthroughextensiveanalysisoftrafficaccidentdata，research，vehicles，theroadandtheimpactofenvironmentalfactorsontrafficaccidents，identifythemainfactorsinfluencing，andtargetedtotakeeffectivemeasurestoreducetheoccurrenceoftrafficaccidentandreducelosses.TrafficaccidentinformationsystembyGIStechnology，hasbecomeanurbanroadtrafficmanagement，accidentanalysisofadvancedandeffectivetechnologies.Inthecourseofurbantrafficmanagement，throughageographicinformationsystemwiththehelpofcomputers，create，editdisplay，query，andmanagetrafficaccidentinformation，lotsofaccidentsandtrafficplanningandregulation.GISofurbanroadtrafficsafetymanagementsystemiseffectivetoimprovestandards，reducetheoccurrenceofaccidentsandminimizetheimpactofaccidentsontheroad，andimportantmeansofeffectiveandrationalallocationoftrafficflow.KEYWORDS：GeographicInformationSystem，Road，Trafficaccident，Blackspotdetection1.緒論本章主要對現代化城市道路信息管理的需求、道路信息化的研究方向還有GIS在道路信息化管理系統中的應用進行了概要性的總結，分析了目前的道路信息管理系統現狀和今后的方向，并給出了本文的結構思路。1.1交通事故黑點探測的需求最近幾年，我們可以明顯的感覺到道路上來往的車輛日益增加，人口也不斷的增長，交通擁擠等問題擺在我們面前。道路交通已成為人們日常必須關注的問題。提到道路交通就可以要想富先修路，這說明道路交通在我國的經濟中起著舉足輕重的作用。同樣道路交通也是一個社會進步的重要保障，并且直接關系到每一名交通服務對象的切身利益，所以保證道路交通有序、安全、暢通是交通參與者對交通運輸部門提出的根本要求。如何應用先進的管理方法和技術，切實提高城市道路交通安全管理的水平，減少事故的發生，使事故對道路通行量的影響最小化，并最有效地合理分配交通流，需要先進的科學技術手段的支持[1]。1.2GIS的產生20世紀50年代，電子計算機已經興起，隨著航空攝影測量學以及地圖制圖學利用弟子計算機，如今當人們收集、存儲和處理數據和圖形時會應用電子計算機。計算機可以直接為數據的分析提供服務。由此現代意義上有了GIS的問世。20世紀60年代，地理信息系統這個詞語作為一個術語被提出來，并于20世紀70年代世界上首次出現了第一個GIS，用于自然資源的管理和規劃。這之后，計算機在軟硬件方面都有了巨大的進步，不少專業性的土地信息系統和地理信息系統在一些國家建立，并且GIS軟件設計及應用的研究引起了許多大學和研究機構的一定重視。軟件開始在市場上流行，GIS發展的道路變得更加實用。20世紀80年代，硬件是GIS組成不可缺少的一部分，在計算機行業中性價比大大提高的新型計算機為其提供了基礎。GIS得到大范圍的普及，全球性的難題可以得到一定的解決，一直豐富著其理論方面，進一步導致GIS的研究更加成熟，為社會服務。對于我國來說，地理信息系統的起步并不是特別早。進入80年代后迅速發展，在這一階段，“中國GIS協會”在我國成立，同時不少的國家都相繼地制定了關于GIS的發展規劃，建立相應的機構。國界已經不是GIS發展的障礙，全球性GIS的發展成為了當時的熱點。工業化國家也開始重視地理信息系統的應用，并且GIS的研究在很多國家中都得到普遍的認同。地理信息系統應用已經廣泛被應用，成為很多機構平時不可缺少的工具，有些組織也在一定程度上受了地理信息系統的影響。毫不懷疑，GIS會發展為當今社會最基本的服務系統，在各行各業得到重視以及應用。GIS很大目的在于應用。在地質災害、工商運營、交通管理等各行各業都得到極大的應用。已經深入到很多家庭中。通過一些研究可以知道，GIS技術正在或者將在美國大部分的辦公室中得到廣泛使用，在7萬個以上的地方和州政府部門得到應用。如何去評價一個城市管理水平呢？一個城市的先進的GIS逐漸形成了比較重要的標志。對于我國來說，一定規模的城市信息系統已經在廈門、大連、湖南、上海、天津、深圳等城市建立。1.3國內的交通事故分析系統發展我過目前主要使用的交通事故數據采集分析系統的缺點是對空間信息管理不便，這是由于傳統的事務管理的采用方式。不過，可以不斷提高其分析功能。總體來說，數據采集、數據分析、數據可視化等方面是我國目前的交通事故管理方式現存的問題。1.4基于GIS的道路交通事故系統研究的意義在我們這個國家，GIS技術正在不斷的完善，進一步的發展，成為信息產業不可確實的一部分。GIS有很多的應用，其中一個具體應用是關于道路交通方面的。隨著城市的不斷發展，在交通事故的統計、查詢等方面一定程度上重視通過高科技的方法進行一些操作。現在獲得了數據后，面對大量的數據，就要想辦法去找一些可以方便管理、能夠簡單操作的方法，交通事故數據的處理就需要這樣的方法，正好交通事故地理信息系統可以滿足這個要求。基于GIS的城市道路交通事故信息系統可以大范圍地形象地描述一個城市關于交通事故的分布情況，并且能夠方便尋找發生的事故，大大的加強了工作的效率。不僅可以有效減少道路交通事故死亡人數，而且可以有效地減少由于交通事故造成的交通擁堵和環境污染，為經濟社會發展創造良好的社會交通環境。2.GIS的基礎與原理2.1GIS的定義通常情況下，人們在策劃和處理事務的時候經常涉及到一些同周邊環境和位置有關的信息。比如人們比較熟悉的地圖和圖紙。那么，這些信息就需要涵蓋必要的內容，例如事情發生的過程和結果，并且信息要可以描述事件發生的地點、周邊環境以及空間關系。從而，地理信息系統就隨著人們的要求出現在我們生活當中。究竟什么是GIS呢？地理信息系統無論在人們日常生活需要方面還是在研究方面都非常的重要。目前，其定義還未得到統一的說法。不同的部門有不同的說法。可以大眾地定義一下，GIS是有計算機軟硬件以及不一樣的方法構成的系統，應用系統工程和信息科學的一些理論，從而滿足所需信息策劃管理以及研究的需求。從應用的角度，GIS可分為如下五部分：第一，計算機硬件計算機硬件當然含有計算機，還有計算機要工作的系統。常用的是Windows操作系統和UNIX操作系統。附屬設備包括顯示器，用于空間數據輸入的數字化儀或掃描儀和打印機、繪圖儀。第二，GIS軟件處于工作中的GIS是需要很多軟件的，例如一些支持程序。地理空間數據在地理信息系統中，如果想要描述一個物體，那么就要使用數據這個手段。因為計算機不能夠像人類一樣認識很多東西，它只能夠識別一些數據之類的東西。當然，地理空間數據有兩類，一種是矢量數據，另一種是柵格數據。應用分析模型應用分析模型指的是GIS操作必需的物質、組織、管理和文化環境。系統開發、管理和使用人員地理信息系統的運行是需要一定的軟件支持，需要適宜的環境，這種環境也是需要計算機硬件的。數據是GIS中必不可少是一部分；方法為GIS建設提供解決方案；人員是系統建設中的關鍵和能動性因素，直接影響和協調其它幾個組成部分。地理信息系統早已經出現，并不算是新出現的未曾知道的事物。其實，在20世紀60年代的時候，對于數據的儲藏和操作的問題計算機當時已經能夠應對。下面就是其中幾個關于GIS的早期例子：愛丁堡大學的計算機制圖（Coppock1988），哈佛實驗室的計算機制圖（Chrisman1988）和實驗制圖單元（Rhind1988）。加拿大土地詳查和其后的加拿大地理信息系統的發展（Tomlinson1984）。IanMcHarg的《自然設計》的出版和地圖疊加方法。2.2GIS的功能GIS可以處理很多地理信息，是一門新興的邊緣學科，由空間、計算機、測繪等學科交叉而形成。關于數據的采集、管理、分析和輸出這些基本的功能是不可以被忽視的，要得到一定程度上的關注。不同的商家可能會有不同的GIS軟件，其優點和缺點也可能不相同，然而，一般說來，大部分都有基本的和高級的功能。由于這些功能的存在，新興技術的出現，兩者完美的結合演繹了系統高級的應用功能，大范圍地滿足社會的需求。2.2.1數據采集與編地理信息系有很多不同的功能，例如可以進行采集數據和編輯數據。這樣的功能有益于數據的分層。物體的要素要想被計算機識別，就需要轉換成數據，按照一定的順序變成各自對應的坐標值以及對應的代號。當然，也可以生成不一樣的專題。數據采集：地理信息系統正常的工作都不可能脫離數據而完成，當我們獲得所用到的資料時就應該找到計算機能夠來處理的方式，這也就是采集數據。當然，針對數據采集還是有各式各樣的方法。數據編輯目前來說，地理信息系統的功能中已經有了針對數據編輯的功能，數據不可能完全一樣，根據這種不一樣，就有了數據的編輯的兩種分類，有針對空間和屬性不同的編輯。數據編輯可以用來修改一些不太正確的數據。2.2.2數據存儲與管理地理信息系統中的數據量是非常的可觀的，并且不是特別的簡單，這樣如果數據經過處理后就要找到一種方便的方法來把數據存儲起來，易于工作人員管理，有益于學習研究。兩種不一樣的數據是可以進行有機的結合，這種結合的工作是可以在空間數據組織和管理中完成的。通常來說兩種不同的數據可以不在一起存儲，然后應用相應的標識碼進行之后的工作。2.2.3空間分析空間數據幾何量測包括長度、面積、分布中心等的計算。空間集合分析這種分析是有一定的條件的，要想滿足這樣就必須有兩個邏輯子集，接下來當然是就應該是相應的計算，可以有對應的方法步驟。疊加分析在地理信息系統中幾個圖層可以通過一定的步驟組合在一塊，不過這需要在一樣的地區中進行，并且需要一樣的投影和一樣的比例尺。經過前邊幾個步驟后，就該進行一些相應的關系運算出現新的圖形。最后，工作人員經過一系列步驟后就可以輸出所得到的結果。2.2.4二次開發與編程地理信息系統技術具有很多的功能，深入各行各業的應用中，不過，仍然是不能滿足所有的要求，為了能夠大范圍的得到普及，就需要深入研究二次開發與編程。2.3GIS與其他系統的區別計算機的發展，也產生越來越多的數據管理系統。各個管理系統有自己的優點，下面就來分析一下GIS這一管理系統與其他管理系統的區別：第一，GIS和一般MIS：地理信息系統不僅僅能夠應對空間數據的處理它的強大的功能還能夠處理屬性數據，并且往往是將二者結合在一起進行研究。一般說來，非空間數據才在一般的MIS那得到處理，關系型二維表也是經常采用的方式。第二，GIS與GPS：現在的手機等都利用了高科技可以進行定位，那么全球定位導航如今也可以實現，GPS就是能夠完成這項工作的重要的手段。如果我們想知道一些地理對象的位置，那么GPS就可以比較準確地獲得我們想要知道的這些信息。另外，數據采集有不同的方式，GPS能夠相應地改變其方式。第三，GIS與CAD系統：它們兩者的最大區別是CAD系統不能夠針對不是規則的幾何圖形做出相應的處理。缺乏分析和判斷能力[5]。CAD主要針對規則的幾何圖形，代替計算機，工程人員在其輔助下進行各種圖形的設計。GIS處理數據，那么CAD能夠為其提供數據，成為其數據源。2.4GIS的研究內容2.4.1空間數據庫的準確性研究地理信息數據不可避免的會有誤差，那么可以有很多種手段可以來處理，并且能夠應用高科技手段，中間也可以處理那些不確定性的錯誤。地理信息數據中誤差處理和不確定性錯誤處理的方法和技術。因此我們要進行準確性的研究。我們可以有不同的方法來研究數據，那么我們就可以組織學者來研究更有效的方法。2.5GIS的發展2.5.1GIS發展的科學背景自從以前的社會到現在，不斷有不同行業的學者專心研究空間數據，對數據進行收集存儲。并且他們的用到的表達形式是地圖，可以為不同行業提供服務。地理信息系統這個學科是和其他不同的學科密切相關的。別的學科的發展可以促進地理信息系統的不斷進步發展。資源和環境的需求也不斷推進著GIS的發展。20世紀60年代初，在美國的一個高校里出現了計算機圖形學，經過不斷的發展，在這個基礎的建立上就出現了計算機數字地圖，之后計算機技術不斷進步，一直被應用到各行各業中。2.5.2GIS的發展階段60年代開拓期地理信息系統在很久的時候就已經出現了，在20世紀60年代的時候開始逐步發展起來。有的國家在不斷的努力研究下有了圖形顯示器。并且，在那個時代“地理信息系統”第一次作為術語被提出。他繼而建立了世界上第一個實用的地理信息系統；美國的一個學著在那個國家的一所大學研究大規模城市交通，并提出建立GIS軟件系統的思想；接著就開始著手很多許多機構相繼的建立。70年代鞏固發展期到20世紀70年代的時候，計算機發展已經可以為很多行業服務，內存相對以前來說增大很多，比以往的設備也齊全多了，這樣在地理信息系統中用來處理數據的手段就更加多元化方便。人不僅僅可以和人類對話，也可以和一定的機器對話。很多學者以及一些公司都開始研究實用的軟件，為人們的生活服務。飛速發展的計算機技術也是在不斷進步的社會中得到廣泛的應用，激勵更多的學者去研究地理信息系統。80年代大發展時期這個時期，計算機無論在硬件還是軟件方面都有了難以想象的大跨步，與計算機密不可分的地理信息系統發展的速度也是驚人的。很多的國家都不斷的建立相應的關于地理信息系統的機構，組織學者學者建設科研項目，也會制定屬于自己國家的規劃。并且，在這個階段，國界已經不能成為地理信息系統發展的一個阻礙問題了，各個國家相互交流，推進它的發展。90年代用戶時代到20世紀90年代這個階段，在日常生活中就可以到處接觸到地理信息系統的應用，已經成為我們不可或缺的工具。計算機技術無論在硬件還是在軟件方面的發展都達到了前無所有的局面，網絡也深入到各行各業，這就使得地理信息系統在處理數據的多方面功能上也達到了巔峰的時候。這么多年的努力終于可以為人們的生活工作提供了很大的方便。地理信息系統仍然深受國家政府高校的重視，不少學生也勵志向這個方向努力進步，可以為這個逐步產業化的地理信息系統服務。人類對地理信息系統也越來越認同，對它的需求也是隨社會的進步生活的提高而越來越高。2.5.3GIS的發展趨勢3S集成技術GIS、RS、GPS各自有各自的優點和缺點，然而并不是獨立的，它們可以有機的結合，為它們的發展提供更好的環境，不少的商家也重視這樣的集成技術，研究這項內容。相比較而下，相對簡單的是RS與GPS的結合。為了得到GIS的圖形數據，可以采集輸入現有地圖，原有地圖的內容并不是特別的完整，攝影測量的精度相對來說比較高，從而各種比例尺對精度的要求都可以得到滿足。數字攝影測量將發展成為GIS圖形數據的主要采集工具，圖形數字化逐步被其替代。網絡GIS更加流行網絡的大跨步發展使得地理信息系統數據在很多方面的功能擁有更好的途徑。網絡技術在近幾年中飛速發展，為地理信息系統提供了新的操作平臺。網絡和GIS的有機結合，實現了用戶可以在網絡上瀏覽、查找空間數據的需求。同時，網絡GIS也開啟了地理信息系統理論和技術研究的新的領域，地理信息系統有了新的機遇，能夠更快的發展。三維GIS更富有吸引力現實生活中有很多GIS不太好處理的三維現象，這是會嚴重影響地理信息系統的往前的進展。然而，現在已經出現能夠說描述這些現象的一些軟件。它不僅表達三維物體還表達物體的內部。如果想要處理像地下礦體、地下水文等這些真三維現象，目前的地理信息系統還不能夠達到這一要求。同時，對于地理信息系統的發展來說并不利，還嚴重阻礙了它的發展。組件GIS進一步發展現在的社會發展很快，各個國家都會進行高技術的研究，軟件技術也在快速的融入到我們的生活中，其中有一個就是組件GIS的發展。它的大致的理論想法就是將不同的功能的模塊分開成為幾個控件，從而不同的控件做各種的工作。移動GIS將會更加推廣每個系統都會由幾部分組成，移動GIS顧名思義是有移動通信和GIS的，另外像這種系統的服務類型要求它們會定位，這樣就可以實時的跟蹤進行定位，并且能夠有移動終端。其特點包括：移動性、動態（實時）性。GIS與專家系統、神經網絡的結合經過多年的發展，GIS在空間分析這方面的能力得到一定的提高，然而當管理者需要為其決策提供服務時，GIS仍然不能夠提供這一服務，這是因為在知識表示、知識處理和進行啟發式推理的能力還是不夠強的，對于復雜地學問題沒有辦法進行解決。2.6GIS的實現平臺和軟件地理信息系統的實現是需要一定的平臺的，現在經過多年的努力已經出現幾種軟件，例如Mapinfo、Arcinfo等，這些并不是社會性質的，而是帶有商業性的。通過工作上的實驗證明可以說這些軟件是足以表達地理信息系統的大部分的功能的。在高校中有很多老師帶著自己的學生進行軟件的開發研究，他們的研究是根據用戶的需求來進行的，這些軟件是應用到各行各業的，是需要在地理信息系統的基礎上進行開發的。2.7GIS產品輸出地理信息系統有很多重要的成分，比如空間分析和處理。如果想要做到決策這個工作就需要分析和處理的結果，當然，最終我們想要的還是能夠可以輸出的產品。GIS最終輸出的產品就是數據，這里不僅僅有空間數據，還可以輸出屬性數據，這樣就能夠為研究人員提供所需要的產品。GIS最后得到的結果不一定都是永久性的，還可以說是輸出文本和圖形的暫時的產品。地理信息系統有了結果以后，就會有各式各樣的方式來輸出，對輸出方式的要求并不一定都是一樣的，不一樣的背景就會有不同的需求，就會有不同的要求。平時打印物品就需要相應的輸出設備，那么圖件的輸出也是需要一定的輸出設備來配合完成。3交通事故黑點探測方法概述3.1道路交通事故黑點定義在交通方面，車輛來往中不可避免的會受到車流量、司機等因素的影響而發生交通事故，從而造成不同程度的人員傷亡以及因此帶來的物品損失。一條路上總要有個事故發生的高頻率地段，通常老百姓就會把它成為“鬼路”，人們在這個地段必須進行減速，提高注意從而防止事故的發生。交通事故的發生不可能是只有一個原因，如果想要減低事故發生率就需要研究不同的因素對事故發生的影響程度，從而建立不同的體系，鑒別事故高頻發生地。每個國家的國情是不一樣的，經濟發展程度不一樣，文化也不相同，因此在交通安全管理方面的一些規則或者定義是不完全相同的，另外，所制定的處罰也根據每個國家的具體情況而定。不過通常來說，交通事故一般都是說在道路上由于意外發生的造成傷亡的事件。交通事故黑點，又稱為道路交通事故的危險點，是指經常發生交通事故的道路地點，即交通事故的發生率與后果在一段時間內比較顯著的道路空間。交通事故危險點的鑒別標準，是一個相對的概念，而不是絕對的、一成不變的。在一定程度上，事故危險點的鑒別就是交通安全評價的范疇，只是在實施鑒別時，人們更側重于找出道路不安全狀態的閾值，當所采用的指標超過這一閾值時，則認為是事故危險點。3.2道路交通事故數據黑點探測方法現狀交通黑點是指會經常發生交通意外的道路地點，交通黑點的探測是通過一定的模型將路段中事故多發地帶即黑點與正常路段鑒別開來的方法和手段。當前，國內外學者提出了諸多黑點探測方法，大致可分為以下幾種方法：3.2.1基于傳統概率統計學的黑點方法此方法基于大量交通事故數據的分析，通過統計學的手段對數據進行處理，主要包括事故頻率法[7～15]、泊松分布法、貝葉斯函數法[16]、綜合泊松分布和負指數法等[17]。還有外國研究者將概率法進行了一定的改進，使之可以對一些潛在的黑點進行辨別[18]。為了解決傳統統計學方法沒有考慮事故發生的時空特點，文獻[19,20]研究了基于核心密度估算的黑點探測方法，該方法首先對交通事故進行分析，然后通過挖掘交通事故黑點的結構性特征和時空分布特征，以確定潛在的黑點區域。雖然基于統計學的黑點探測方法比較成熟，應用也較為廣泛，實現起來也相對簡單，然而該方法由于道路分段的隨意性，不可避免的存在小樣本問題及事故樣本的信息損失問題[21]，從而無法保證信息的充分利用和客觀性[22]。3.2.2基于空間數據挖掘的黑點鑒別方法聚類分析是空間數據挖掘中發現空間數據分布模式最重要的方法之一，所研究的對象和指標之間并不是完全沒有交集，會在某些方面有一定的形似度，這也是這種方法的大致思路，將相似的樣本或指標進行分類。文獻[23]將聚類方法應用于黑點的時空分析中,結合V2檢測法，探測黑點分布的時間規律；文獻[24,25]利用基于密度的聚類方法（如DBSCAN算法）直接從交通事故空間數據庫中發現事故高發區域—黑點；文獻[26]利用二階聚類算法建立案例檢索庫，進而開發出交通事故案例檢索系統，以提高交通事故頻發的黑點區域的根據實際情況而做出的處理的準確性和科學性；使用有序聚類的方法，劃分出反映交通事故受傷人數的變化區間，再用加權的馬爾可夫鏈來預測交通事故受傷人數的未來升降情況，并依此鑒別交通事故黑點。為了有效發掘黑點可能原因，許多學者在探測黑點方法的基礎上，開始關注原因探究。3.2.3基于空間分析的黑點探測結合GIS（GraphicsInformationSystem）的可視化技術和強大的空間分析方法，進而能夠實現交通事故空間數據庫建立、事故數據錄入及編輯、動態分段、黑點鑒別、評價指標統計、事故嚴重程度分級、事故時間/成因分布分析、多元線性回歸等[31,32]。文獻[33]利用GIS定位和顯示正在發生的交通事故，再通過相關性信息的特征選擇和分類，結合SVM算法和人工神經網絡模型進行黑點預測；文獻[34]通過智能化分析方法實現自動識別交通事故；文獻[35]利用GIS顯示利用頻繁項集方法自動識別事故頻繁發生的地段。這些方法可以將各種信息進行綜合處理分析，在大時空尺度上對黑點進行鑒定，但在一些細節方面仍有不足，如道路單元的劃分模型的不確定性、閾值的取值等都會直接影響探測結果，也決定了結果的不確定性。3.2.4基于車輛運動參數的黑點預測利用車輛行駛狀態參數和駕駛員身體狀態參數綜合研究黑點探測方法，雖然具有一定的準確度，能夠發現直接影響事故發生的可能原因，但是這種方法因其原始數據較難采集，所以很難投入實際應用。3.2.5基于RBF的黑點探測方法徑向基函數神經網絡有很強大的功能，能夠在很多不同的領域中利用。一般前向網絡不能夠擁有最佳逼近性能以及全局最優特性，然而RBF具有這些特點，并且RBF結構相對其它來說是很簡單的，并且訓練速度也相當快，它的工作效率是非常高的。綜上所述，當前基于統計學的黑點探測方法比較成熟，應用也較為廣泛，實現也相對簡單，但其依賴于大量的交通事故數據的分析處理，無法對新修路段或黑點潛在路段進行黑點探測；基于空間數據挖掘的黑點鑒別方法，可以有效發掘黑點可能原因，探測黑點區域，此方法無法進行有效的黑點預測；基于空間分析的黑點探測方法可以將各種信息進行綜合處理分析，在大時空尺度上對黑點進行鑒定，在一些細節方面仍有不足；基于車輛運動參數的黑點預測研究方法因其原始數據較難采集，無法實際應用。綜上所述，當前基于統計學的黑點探測方法比較成熟，應用也較為廣泛，實現也相對簡單，但其依賴于大量的交通事故數據的分析處理，無法對新修路段或黑點潛在路段進行黑點探測；基于空間數據挖掘的黑點鑒別方法，可以有效發掘黑點可能原因，探測黑點區域，此方法無法進行有效的黑點預測；基于空間分析的黑點探測方法可以將各種信息進行綜合處理分析，在大時空尺度上對黑點進行鑒定，在一些細節方面仍有不足；基于車輛運動參數的黑點預測研究方法因其原始數據較難采集，無法實際應用。4.基于GIS的交通事故黑點探測方法地理信息系統中的數據量非常大，這個系統中的數據也并不是特別疏散，反而比較密集，不僅僅有作為GIS核心的空間數據，還有GIS成分的非空間數據。地理信息系統能夠表達的語義信息相對其他數據庫來說可能會比較豐富和復雜。一直以來，地理信息系統發展的速度就很快，應用方面也是越來越廣，慢慢不再局限于數據庫，而是進一步的跨入分析型階段。這樣就導致即使地理信息系統的空間分析能力比較強，仍然難以滿足上述的要求，只能對其分析的功能有更高的要求。我們可以知道傳統的關系型數據并不能夠表達一些附帶空間拓撲結構，這很難滿足現代社會的要求，而空間數據卻能夠彌補這些缺陷。所以我們就不得不去在現有的基礎上繼續研究，從而能夠在技術上做出一定的改進，讓發展更進一步。一個駕駛員的不當行為就有可能導致道路交通事故的引發，周圍的環境，惡劣的天氣等都而已發現。會引起事故的發生。但是在一定程度上簡化抽象交通事故的記錄是因為不能準確地預測交通事故的發生。研究交通事故相對來說比較理想的情況是采用數據挖掘的方法。之所以采用數據挖掘的方法是因為在缺少背景只是的情況下，在大量的數據中有隱含的規律。不過因為在交通事故上的數據量很大，并且具有空間特性，因此目前的方法能夠在一定的網絡中將沒有關系的事故點聯系到一塊。4.1道路交通事故數據的分析獲得了道路交通事故的數據后，要對這些數據進行分析，從而來找到可以更加方便管理道路交通安全的方法。顯然，分析這些數據就是要明確事故發生的地點，發生的分布情況。對于經常發生事故的路段要能夠查出來，也就是說要排查黑點。另外，發現了問題就要去分析問題，找到原因。那到底是什么原因引起這樣的事故呢？為什么在這個地方經常發生事故呢？從上可以看出來，對數據的分析的兩個明顯的目的就是解決“在那里”和“為什么”的問題。問題出現了，就一想辦法解決。要找到能夠幫助更好地分析道路交通事故的方法，例如道路交通事故分析系統，這樣也可以更好地管理道路交通，讓交通安全。這里存在兩個重要的步驟，第一，表示道路交通事故數據和它的分析結果的形式。應用統計分析的方法是傳統上的方法，這已經不能夠滿足現在的需求，在關于處理空間問題上就顯得力所不能。多量的評價指標和數學模型是得到的結果。從而，我們就不能直觀地觀察到原來數據、整理階段、分析結果的展示。但是，GIS引用了電子圖可以彌補傳統方式的不足，這就出現了功能比較強大的可視化的平臺，更加清楚地觀察到存儲、管理、解析交通事故數據記錄的展示。這樣說來，運用GIS處理交通事故數據是多么的必不可少，尤其重要。第二，處理道路交通事故，就要獲得數據，那么相應的分析方法。這是一個不太簡單的問題。駕駛員的行為會影響交通事故的引發，道路的環境和天氣都可能會影響。4.2GIS在交通事故管理中的作用地理信息系統本身具有數據采集與編輯、數據存儲與管理、顯示、查詢、分析等這些基礎的功能，在資源環境、政府管理、電信等不同的領域都起到重要的作用。在交通事故管理中的作用更是不可忽視的，需要引起足夠的重視。4.2.1空間數據分析能力交通流量情況，土地利用情況，人口方面的信息，城市規劃人員需要對這些內容進行分析，那么他們就可以利用GIS，讓工作更加方便。同樣，工程技術人員能夠有效地利用GIS將地質、水文以及水文數據等結合起來。新道路影響著環境、經濟和文化，交通地理信息系統對這影響起著尤其重要的作用。應用地理信息系統可以解決很多實際的問題，可以進行數據的錄入、管理、顯示以及分析。數據錄入需要注意很多方面的事項。在不同的時段，道路狀況會有所不同，地理信息系統可以對其進行照片式存儲，然后能夠通過地理信息系統的輸入的功能錄入數據。數據格式不一定都一樣，那么如果要進行不同格式的轉換可以通過內置的數據轉換功能。地理信息系統還有圖形顯示功能，這種功能能夠實現路徑路樁、路況照片的顯示。不一樣的數據的操作可以在地理信息系統中實現，比如轉換基準數據，變換地圖投影，疊加環境和地貌數據。同時，還可以實現不同的信息的融合，例如事情發生的地點，這些地點的指示和交通量。地理信息系統不僅可以更高程度地處理信息，并且能夠輕松地管理系統中的所有數據。例如可以管理和顯示道路記錄單，另外還可以存取控制地圖數據。4.2.2地理信息線性模型地理信息系統有較高的集成功能，公園里邊的規劃，過道里的分析這些功能都可以被集中到這里。一個城市有著各種網絡活動，如何去評價它的地理網絡活動呢？地理信息系統軟件能夠去進行評價以及管理。可以最大程度上管理整個系統的資源分布。4.3GIS在交通事故中的應用現如今GIS的強大功能已經被社會認可，被人們應用，地理信息系統可以集合數據、模擬地理，還能夠擁有很強的空間分析的能力。地理信息系統被廣泛地用到生活中各個領域，比如交通部門非常重視地理信息系統的應用，將地理信息系統和交通管理聯系起來，用來處理交通事故，和交通事故黑點探測進行有機的結合，可以探測出來事故發生的地點等。4.3.1GIS在交通策劃中的應用城市路網的建立需要合理的規劃，如果要規劃必須考慮到一系列的因素。這些究竟都是什么因素呢？顯然一個城市的人口狀況和城市路網的建立有著密不可分的關系。另外，如何規劃這個城市，這個城市的區域的面積，現在的路網的狀況，計劃的路網的狀況等這些信息都和規劃城市路網有關系，建立城市路網時需要把它們考慮進去。有了這些信息，我們就要想辦法找到一些方法，這些方法能夠合理地存儲這些信息，并且操作起來不是特別麻煩，也就是說需要滿足操作起來方面的要求，并且還必須容易擴展。然后，收集這些信息，接下來要進行存儲、處理、分析這一系列的操作。提高工作效率向來是工作的一個目標，那么數據調查和輸入的時間就不能夠顯得尤其長，要盡量縮短這些時間。從而一個設計的周期要大大的縮短。傳統上采用的處理交通規劃數據的方式并不能夠滿足我們現在的要求，已經不能為人們所用，工作效率低，費時間費力，并且數據是需要具有可讀性、可變性這些特點的，然而傳統的方式顯然是不能滿足這些特點的。4.3.2GIS在道路設計中的應用GIS被眾所周知的也是最常用到的是它的作圖功能，在規劃中還可以應用到它強大的分析功能。一個城市建立一條公路，那么這條公路就不可避免的會造成對周圍環境的一些影響，那么如何考慮以及評估這些影響呢？地理信息系統在交通中就可以做到這些。從而當我們在公路施工之前時可以利用地理信息系統選擇公路的路線，還可以應用到初步設計中。在道路設計中往往會遇到很多的問題，土方估算傳統的方法就非常繁瑣，并且工作效率特別低，那么就可以利用地理信息系統在道路設計中估算土方。在道路工程竣工后地理信息系統的二次開發能夠組織并且管理許多關于拆遷的相關信息，并且能夠自動地統計和計算出拆遷的影響狀況。4.3.3GIS在城市交通管理中的應用地圖是表達空間現象的一種主要的圖形形式，可以表現不同的地理內容，傳統上的地圖很難能夠去進行一些不同地圖的分類，也不方便進行存儲或者管理之類的操作。而利用地理信息系統出現了GIS地圖，它可以對不同的地理內容的地圖進行上述的操作。如果不想表達復雜的內容，想要一些單一的內容，GIS地圖可以通過圖層的形式來實現這一目的。這是傳統地圖和GIS地圖最大的區別。并且地理信息系統有著自己獨特的表現地圖的能力，能夠形象地觀察出交通以及交通相關信息，還能夠在地圖層上快速地顯示出來一些變動信息。數據有空間數據屬性數據，這兩者之間可以進行有機的結合，這種結合能夠通過地理信息系統來實現，這樣來說，擁有完備的數據庫將會成為現實，決策者就會得到更為詳細和準確的信息。我國各個省市非常重視地理信息系統的應用，在二十世紀九十年代的時候我國的南方的一個省廣東就很好的利用了地理信息系統，在地理信息技術的基礎上，應用數據庫技術完成了“廣東省綜合交通管理系統”。系統具體由社會經濟、基礎設施、運網流量、規劃項目、系統維護及系統功能等模塊構成[38]。5.總結交通事故黑點探測有許多不同的方法，各自有各自的優缺點，如果想要分析和重組道路交通事故相關的信息，可以廣泛的利用地理信息系統技術。道路交通事故受著道路環境、車輛等各種各樣的因素影響，而這種技術可以成功的在數字城市或基礎地理信息框架下研究道路交通事故的發生表結構和表間的關系都可以進一步明確的被設計出來。交通事故的研究有時候需要比較完整的數據支持，從兩個不同的方面組織交通事故信息數據庫可以實現這一需求，這兩個方面是空間數據分層和影響因素及數據分層兩方面。由于道路信息是隨著時間動態變化的，所以數據的更新非常重要。那么要實現數據的更新就需要找到對應的有效的方法，目前我們可以利用GIS系統，然后再有通信技術的配合，通過集成來完成相應的工作。GIS系統處理和存儲數據的能力并不是在于軟件條件，如果要想完成交通上一定的控制，就必須能夠找到相配的設備來進行支持，那么很多信息就可以互通。當前，隨著計算機硬軟件的飛速發展，我國的地理信息系統也迎來了快速發展的時期。地理信息系統是一種許多學科交叉的相對來說比較特殊的系統，能夠分析和處理大量的數據，這種功能使其得到相當程度的重視，資源調查、城市規劃、交通道路、地震災害等領域充分利用地理信息系統為其服務，更好地為人們為生活服務。當然，在上海、北京等不少的城市中，已經實現了關于道路交通事故的地理信息系統的實際處理功能，不斷開發利用地理信息系統。當然，道路交通管理的方向也慢慢為網絡化、智能化、一體化。在未來幾年中，GIS、GPS和RS的有機結合會為GIS的發展提供更多的平臺，擴寬GIS應用的廣度。致謝這篇論文在我的指導老師謝瑞老師的悉心指導下，歷時兩個月的撰寫終于完成了。在撰寫過程中遇到了很多困難和問題，特別感謝老師能在百忙之中幫助我解決這些難題并給了比較詳細的解答。大學四年的生活即將結束，在這四年之中得到了很多老師和同學的無微不至的幫助。大學不止是一個授予我們知識的場所，也是一個幫助我們成長的地方，我們從幼稚逐漸變得成熟。我也從老師和同學身上學到了很多道理，這將會成為我以后人生道路上不可磨滅的印記。在四年的學習生活中，結識了很多的良師益友。任課老師不僅認真的教授給我們專業課知識，而且在生活上也給與了我們很大的幫助。因為我們還年輕，在人生的道路上有很多的迷茫與不知所措。經過老師的悉心幫助和開導，解決了我們成長道路上的很多的困惑，讓我們可以輕松的度過自己的大學生活。最后，我要感謝我的論文指導老師和參與審閱本論文的老師在百忙之中可以抽出空余時間給我的論文以指導和批評。我衷心感謝參加此次畢業答辯的老師，并希望參加畢業答辯的同學能夠一切順利！參考文獻[1]基于GIS城市道路交通事故管理系統的研究與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