基于GIS的交通事故黑点探测方法

基于GIS的交通事故黑点探测方法PAGE目录摘要 1ABSTRACT 21.绪论 31.1交通事故黑点探测的需求 31.2GIS的产生 31.3国内的交通事故分析系统发展 41.4基于GIS的道路交通事故系统研究的意义 42.GIS的基础与原理 52.1GIS的定义 52.2GIS的功能 72.2.1数据采集与编辑 82.2.2数据存储与管理 92.2.3空间分析 92.2.4二次开发与编程 102.3GIS与其他系统的区别 112.4GIS的研究内容 122.4.1空间数据库的准确性研究 122.5GIS的发展 132.5.1GIS发展的科学背景 132.5.2GIS的发展阶段 142.5.3GIS的发展趋势 152.6GIS的实现平台和软件 162.7GIS产品输出 173交通事故黑点探测方法概述 173.1道路交通事故黑点定义 173.2道路交通事故数据黑点探测方法现状 183.2.1基于传统概率统计学的黑点方法 183.2.2基于空间数据挖掘的黑点鉴别方法 193.2.3基于空间分析的黑点探测 193.2.4基于车辆运动参数的黑点预测 203.2.5基于RBF的黑点探测方法 204.基于GIS的交通事故黑点探测方法 214.1道路交通事故数据的分析 224.2GIS在交通事故管理中的作用 234.2.1空间数据分析能力 234.2.2地理信息线性模型 244.3GIS在交通事故中的应用 244.3.1GIS在交通策划中的应用 254.3.2GIS在道路设计中的应用 264.3.3GIS在城市交通管理中的应用 265.总结 27致谢 28参考文献 29PAGE23基于GIS的交通事故黑点探测方法摘要道路交通安全问题是政府和我们共同关注的一个问题，交通事故的发生仍然处于一个威胁社会的地位。对道路安全问题的研究引起了人们的高度重视。交通事故的发生和很多因素都有关系，例如交通量、车辆和道路环境，在研究中可以分析获得的交通事故的数据，从而能够发现主要影响交通事故发生的因素。通过这样的方法就能够有针对性地研究效率高的措施，用来减少交通事故的发生，从而减少人的伤亡和财产损失。采用GIS技术建立交通事故信息系统，已成为城市道路交通管理、事故分析的一个先进有效的技术手段。在城市交通管理过程中，可通过地理信息系统借助计算机，建立、编辑、显示、查询和管理交通事故信息，并对交通事故多发地段进行规划整治。GIS系统是有效提高城市道路交通安全管理的水平，减少事故的发生，使事故对道路通行的影响最小化，并有效合理分配交通流的重要手段。关键词：GIS道路交通事故黑点探测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.绪论本章主要对现代化城市道路信息管理的需求、道路信息化的研究方向还有GIS在道路信息化管理系统中的应用进行了概要性的总结，分析了目前的道路信息管理系统现状和今后的方向，并给出了本文的结构思路。1.1交通事故黑点探测的需求最近几年，我们可以明显的感觉到道路上来往的车辆日益增加，人口也不断的增长，交通拥挤等问题摆在我们面前。道路交通已成为人们日常必须关注的问题。提到道路交通就可以要想富先修路，这说明道路交通在我国的经济中起着举足轻重的作用。同样道路交通也是一个社会进步的重要保障，并且直接关系到每一名交通服务对象的切身利益，所以保证道路交通有序、安全、畅通是交通参与者对交通运输部门提出的根本要求。如何应用先进的管理方法和技术，切实提高城市道路交通安全管理的水平，减少事故的发生，使事故对道路通行量的影响最小化，并最有效地合理分配交通流，需要先进的科学技术手段的支持[1]。1.2GIS的产生20世纪50年代，电子计算机已经兴起，随着航空摄影测量学以及地图制图学利用弟子计算机，如今当人们收集、存储和处理数据和图形时会应用电子计算机。计算机可以直接为数据的分析提供服务。由此现代意义上有了GIS的问世。20世纪60年代，地理信息系统这个词语作为一个术语被提出来，并于20世纪70年代世界上首次出现了第一个GIS，用于自然资源的管理和规划。这之后，计算机在软硬件方面都有了巨大的进步，不少专业性的土地信息系统和地理信息系统在一些国家建立，并且GIS软件设计及应用的研究引起了许多大学和研究机构的一定重视。软件开始在市场上流行，GIS发展的道路变得更加实用。20世纪80年代，硬件是GIS组成不可缺少的一部分，在计算机行业中性价比大大提高的新型计算机为其提供了基础。GIS得到大范围的普及，全球性的难题可以得到一定的解决，一直丰富着其理论方面，进一步导致GIS的研究更加成熟，为社会服务。对于我国来说，地理信息系统的起步并不是特别早。进入80年代后迅速发展，在这一阶段，“中国GIS协会”在我国成立，同时不少的国家都相继地制定了关于GIS的发展规划，建立相应的机构。国界已经不是GIS发展的障碍，全球性GIS的发展成为了当时的热点。工业化国家也开始重视地理信息系统的应用，并且GIS的研究在很多国家中都得到普遍的认同。地理信息系统应用已经广泛被应用，成为很多机构平时不可缺少的工具，有些组织也在一定程度上受了地理信息系统的影响。毫不怀疑，GIS会发展为当今社会最基本的服务系统，在各行各业得到重视以及应用。GIS很大目的在于应用。在地质灾害、工商运营、交通管理等各行各业都得到极大的应用。已经深入到很多家庭中。通过一些研究可以知道，GIS技术正在或者将在美国大部分的办公室中得到广泛使用，在7万个以上的地方和州政府部门得到应用。如何去评价一个城市管理水平呢？一个城市的先进的GIS逐渐形成了比较重要的标志。对于我国来说，一定规模的城市信息系统已经在厦门、大连、湖南、上海、天津、深圳等城市建立。1.3国内的交通事故分析系统发展我过目前主要使用的交通事故数据采集分析系统的缺点是对空间信息管理不便，这是由于传统的事务管理的采用方式。不过，可以不断提高其分析功能。总体来说，数据采集、数据分析、数据可视化等方面是我国目前的交通事故管理方式现存的问题。1.4基于GIS的道路交通事故系统研究的意义在我们这个国家，GIS技术正在不断的完善，进一步的发展，成为信息产业不可确实的一部分。GIS有很多的应用，其中一个具体应用是关于道路交通方面的。随着城市的不断发展，在交通事故的统计、查询等方面一定程度上重视通过高科技的方法进行一些操作。现在获得了数据后，面对大量的数据，就要想办法去找一些可以方便管理、能够简单操作的方法，交通事故数据的处理就需要这样的方法，正好交通事故地理信息系统可以满足这个要求。基于GIS的城市道路交通事故信息系统可以大范围地形象地描述一个城市关于交通事故的分布情况，并且能够方便寻找发生的事故，大大的加强了工作的效率。不仅可以有效减少道路交通事故死亡人数，而且可以有效地减少由于交通事故造成的交通拥堵和环境污染，为经济社会发展创造良好的社会交通环境。2.GIS的基础与原理2.1GIS的定义通常情况下，人们在策划和处理事务的时候经常涉及到一些同周边环境和位置有关的信息。比如人们比较熟悉的地图和图纸。那么，这些信息就需要涵盖必要的内容，例如事情发生的过程和结果，并且信息要可以描述事件发生的地点、周边环境以及空间关系。从而，地理信息系统就随着人们的要求出现在我们生活当中。究竟什么是GIS呢？地理信息系统无论在人们日常生活需要方面还是在研究方面都非常的重要。目前，其定义还未得到统一的说法。不同的部门有不同的说法。可以大众地定义一下，GIS是有计算机软硬件以及不一样的方法构成的系统，应用系统工程和信息科学的一些理论，从而满足所需信息策划管理以及研究的需求。从应用的角度，GIS可分为如下五部分：第一，计算机硬件计算机硬件当然含有计算机，还有计算机要工作的系统。常用的是Windows操作系统和UNIX操作系统。附属设备包括显示器，用于空间数据输入的数字化仪或扫描仪和打印机、绘图仪。第二，GIS软件处于工作中的GIS是需要很多软件的，例如一些支持程序。地理空间数据在地理信息系统中，如果想要描述一个物体，那么就要使用数据这个手段。因为计算机不能够像人类一样认识很多东西，它只能够识别一些数据之类的东西。当然，地理空间数据有两类，一种是矢量数据，另一种是栅格数据。应用分析模型应用分析模型指的是GIS操作必需的物质、组织、管理和文化环境。系统开发、管理和使用人员地理信息系统的运行是需要一定的软件支持，需要适宜的环境，这种环境也是需要计算机硬件的。数据是GIS中必不可少是一部分；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。地理信息系统早已经出现，并不算是新出现的未曾知道的事物。其实，在20世纪60年代的时候，对于数据的储藏和操作的问题计算机当时已经能够应对。下面就是其中几个关于GIS的早期例子：爱丁堡大学的计算机制图（Coppock1988），哈佛实验室的计算机制图（Chrisman1988）和实验制图单元（Rhind1988）。加拿大土地详查和其后的加拿大地理信息系统的发展（Tomlinson1984）。IanMcHarg的《自然设计》的出版和地图叠加方法。2.2GIS的功能GIS可以处理很多地理信息，是一门新兴的边缘学科，由空间、计算机、测绘等学科交叉而形成。关于数据的采集、管理、分析和输出这些基本的功能是不可以被忽视的，要得到一定程度上的关注。不同的商家可能会有不同的GIS软件，其优点和缺点也可能不相同，然而，一般说来，大部分都有基本的和高级的功能。由于这些功能的存在，新兴技术的出现，两者完美的结合演绎了系统高级的应用功能，大范围地满足社会的需求。2.2.1数据采集与编地理信息系有很多不同的功能，例如可以进行采集数据和编辑数据。这样的功能有益于数据的分层。物体的要素要想被计算机识别，就需要转换成数据，按照一定的顺序变成各自对应的坐标值以及对应的代号。当然，也可以生成不一样的专题。数据采集：地理信息系统正常的工作都不可能脱离数据而完成，当我们获得所用到的资料时就应该找到计算机能够来处理的方式，这也就是采集数据。当然，针对数据采集还是有各式各样的方法。数据编辑目前来说，地理信息系统的功能中已经有了针对数据编辑的功能，数据不可能完全一样，根据这种不一样，就有了数据的编辑的两种分类，有针对空间和属性不同的编辑。数据编辑可以用来修改一些不太正确的数据。2.2.2数据存储与管理地理信息系统中的数据量是非常的可观的，并且不是特别的简单，这样如果数据经过处理后就要找到一种方便的方法来把数据存储起来，易于工作人员管理，有益于学习研究。两种不一样的数据是可以进行有机的结合，这种结合的工作是可以在空间数据组织和管理中完成的。通常来说两种不同的数据可以不在一起存储，然后应用相应的标识码进行之后的工作。2.2.3空间分析空间数据几何量测包括长度、面积、分布中心等的计算。空间集合分析这种分析是有一定的条件的，要想满足这样就必须有两个逻辑子集，接下来当然是就应该是相应的计算，可以有对应的方法步骤。叠加分析在地理信息系统中几个图层可以通过一定的步骤组合在一块，不过这需要在一样的地区中进行，并且需要一样的投影和一样的比例尺。经过前边几个步骤后，就该进行一些相应的关系运算出现新的图形。最后，工作人员经过一系列步骤后就可以输出所得到的结果。2.2.4二次开发与编程地理信息系统技术具有很多的功能，深入各行各业的应用中，不过，仍然是不能满足所有的要求，为了能够大范围的得到普及，就需要深入研究二次开发与编程。2.3GIS与其他系统的区别计算机的发展，也产生越来越多的数据管理系统。各个管理系统有自己的优点，下面就来分析一下GIS这一管理系统与其他管理系统的区别：第一，GIS和一般MIS：地理信息系统不仅仅能够应对空间数据的处理它的强大的功能还能够处理属性数据，并且往往是将二者结合在一起进行研究。一般说来，非空间数据才在一般的MIS那得到处理，关系型二维表也是经常采用的方式。第二，GIS与GPS：现在的手机等都利用了高科技可以进行定位，那么全球定位导航如今也可以实现，GPS就是能够完成这项工作的重要的手段。如果我们想知道一些地理对象的位置，那么GPS就可以比较准确地获得我们想要知道的这些信息。另外，数据采集有不同的方式，GPS能够相应地改变其方式。第三，GIS与CAD系统：它们两者的最大区别是CAD系统不能够针对不是规则的几何图形做出相应的处理。缺乏分析和判断能力[5]。CAD主要针对规则的几何图形，代替计算机，工程人员在其辅助下进行各种图形的设计。GIS处理数据，那么CAD能够为其提供数据，成为其数据源。2.4GIS的研究内容2.4.1空间数据库的准确性研究地理信息数据不可避免的会有误差，那么可以有很多种手段可以来处理，并且能够应用高科技手段，中间也可以处理那些不确定性的错误。地理信息数据中误差处理和不确定性错误处理的方法和技术。因此我们要进行准确性的研究。我们可以有不同的方法来研究数据，那么我们就可以组织学者来研究更有效的方法。2.5GIS的发展2.5.1GIS发展的科学背景自从以前的社会到现在，不断有不同行业的学者专心研究空间数据，对数据进行收集存储。并且他们的用到的表达形式是地图，可以为不同行业提供服务。地理信息系统这个学科是和其他不同的学科密切相关的。别的学科的发展可以促进地理信息系统的不断进步发展。资源和环境的需求也不断推进着GIS的发展。20世纪60年代初，在美国的一个高校里出现了计算机图形学，经过不断的发展，在这个基础的建立上就出现了计算机数字地图，之后计算机技术不断进步，一直被应用到各行各业中。2.5.2GIS的发展阶段60年代开拓期地理信息系统在很久的时候就已经出现了，在20世纪60年代的时候开始逐步发展起来。有的国家在不断的努力研究下有了图形显示器。并且，在那个时代“地理信息系统”第一次作为术语被提出。他继而建立了世界上第一个实用的地理信息系统；美国的一个学着在那个国家的一所大学研究大规模城市交通，并提出建立GIS软件系统的思想；接着就开始着手很多许多机构相继的建立。70年代巩固发展期到20世纪70年代的时候，计算机发展已经可以为很多行业服务，内存相对以前来说增大很多，比以往的设备也齐全多了，这样在地理信息系统中用来处理数据的手段就更加多元化方便。人不仅仅可以和人类对话，也可以和一定的机器对话。很多学者以及一些公司都开始研究实用的软件，为人们的生活服务。飞速发展的计算机技术也是在不断进步的社会中得到广泛的应用，激励更多的学者去研究地理信息系统。80年代大发展时期这个时期，计算机无论在硬件还是软件方面都有了难以想象的大跨步，与计算机密不可分的地理信息系统发展的速度也是惊人的。很多的国家都不断的建立相应的关于地理信息系统的机构，组织学者学者建设科研项目，也会制定属于自己国家的规划。并且，在这个阶段，国界已经不能成为地理信息系统发展的一个阻碍问题了，各个国家相互交流，推进它的发展。90年代用户时代到20世纪90年代这个阶段，在日常生活中就可以到处接触到地理信息系统的应用，已经成为我们不可或缺的工具。计算机技术无论在硬件还是在软件方面的发展都达到了前无所有的局面，网络也深入到各行各业，这就使得地理信息系统在处理数据的多方面功能上也达到了巅峰的时候。这么多年的努力终于可以为人们的生活工作提供了很大的方便。地理信息系统仍然深受国家政府高校的重视，不少学生也励志向这个方向努力进步，可以为这个逐步产业化的地理信息系统服务。人类对地理信息系统也越来越认同，对它的需求也是随社会的进步生活的提高而越来越高。2.5.3GIS的发展趋势3S集成技术GIS、RS、GPS各自有各自的优点和缺点，然而并不是独立的，它们可以有机的结合，为它们的发展提供更好的环境，不少的商家也重视这样的集成技术，研究这项内容。相比较而下，相对简单的是RS与GPS的结合。为了得到GIS的图形数据，可以采集输入现有地图，原有地图的内容并不是特别的完整，摄影测量的精度相对来说比较高，从而各种比例尺对精度的要求都可以得到满足。数字摄影测量将发展成为GIS图形数据的主要采集工具，图形数字化逐步被其替代。网络GIS更加流行网络的大跨步发展使得地理信息系统数据在很多方面的功能拥有更好的途径。网络技术在近几年中飞速发展，为地理信息系统提供了新的操作平台。网络和GIS的有机结合，实现了用户可以在网络上浏览、查找空间数据的需求。同时，网络GIS也开启了地理信息系统理论和技术研究的新的领域，地理信息系统有了新的机遇，能够更快的发展。三维GIS更富有吸引力现实生活中有很多GIS不太好处理的三维现象，这是会严重影响地理信息系统的往前的进展。然而，现在已经出现能够说描述这些现象的一些软件。它不仅表达三维物体还表达物体的内部。如果想要处理像地下矿体、地下水文等这些真三维现象，目前的地理信息系统还不能够达到这一要求。同时，对于地理信息系统的发展来说并不利，还严重阻碍了它的发展。组件GIS进一步发展现在的社会发展很快，各个国家都会进行高技术的研究，软件技术也在快速的融入到我们的生活中，其中有一个就是组件GIS的发展。它的大致的理论想法就是将不同的功能的模块分开成为几个控件，从而不同的控件做各种的工作。移动GIS将会更加推广每个系统都会由几部分组成，移动GIS顾名思义是有移动通信和GIS的，另外像这种系统的服务类型要求它们会定位，这样就可以实时的跟踪进行定位，并且能够有移动终端。其特点包括：移动性、动态（实时）性。GIS与专家系统、神经网络的结合经过多年的发展，GIS在空间分析这方面的能力得到一定的提高，然而当管理者需要为其决策提供服务时，GIS仍然不能够提供这一服务，这是因为在知识表示、知识处理和进行启发式推理的能力还是不够强的，对于复杂地学问题没有办法进行解决。2.6GIS的实现平台和软件地理信息系统的实现是需要一定的平台的，现在经过多年的努力已经出现几种软件，例如Mapinfo、Arcinfo等，这些并不是社会性质的，而是带有商业性的。通过工作上的实验证明可以说这些软件是足以表达地理信息系统的大部分的功能的。在高校中有很多老师带着自己的学生进行软件的开发研究，他们的研究是根据用户的需求来进行的，这些软件是应用到各行各业的，是需要在地理信息系统的基础上进行开发的。2.7GIS产品输出地理信息系统有很多重要的成分，比如空间分析和处理。如果想要做到决策这个工作就需要分析和处理的结果，当然，最终我们想要的还是能够可以输出的产品。GIS最终输出的产品就是数据，这里不仅仅有空间数据，还可以输出属性数据，这样就能够为研究人员提供所需要的产品。GIS最后得到的结果不一定都是永久性的，还可以说是输出文本和图形的暂时的产品。地理信息系统有了结果以后，就会有各式各样的方式来输出，对输出方式的要求并不一定都是一样的，不一样的背景就会有不同的需求，就会有不同的要求。平时打印物品就需要相应的输出设备，那么图件的输出也是需要一定的输出设备来配合完成。3交通事故黑点探测方法概述3.1道路交通事故黑点定义在交通方面，车辆来往中不可避免的会受到车流量、司机等因素的影响而发生交通事故，从而造成不同程度的人员伤亡以及因此带来的物品损失。一条路上总要有个事故发生的高频率地段，通常老百姓就会把它成为“鬼路”，人们在这个地段必须进行减速，提高注意从而防止事故的发生。交通事故的发生不可能是只有一个原因，如果想要减低事故发生率就需要研究不同的因素对事故发生的影响程度，从而建立不同的体系，鉴别事故高频发生地。每个国家的国情是不一样的，经济发展程度不一样，文化也不相同，因此在交通安全管理方面的一些规则或者定义是不完全相同的，另外，所制定的处罚也根据每个国家的具体情况而定。不过通常来说，交通事故一般都是说在道路上由于意外发生的造成伤亡的事件。交通事故黑点，又称为道路交通事故的危险点，是指经常发生交通事故的道路地点，即交通事故的发生率与后果在一段时间内比较显著的道路空间。交通事故危险点的鉴别标准，是一个相对的概念，而不是绝对的、一成不变的。在一定程度上，事故危险点的鉴别就是交通安全评价的范畴，只是在实施鉴别时，人们更侧重于找出道路不安全状态的阈值，当所采用的指标超过这一阈值时，则认为是事故危险点。3.2道路交通事故数据黑点探测方法现状交通黑点是指会经常发生交通意外的道路地点，交通黑点的探测是通过一定的模型将路段中事故多发地带即黑点与正常路段鉴别开来的方法和手段。当前，国内外学者提出了诸多黑点探测方法，大致可分为以下几种方法：3.2.1基于传统概率统计学的黑点方法此方法基于大量交通事故数据的分析，通过统计学的手段对数据进行处理，主要包括事故频率法[7～15]、泊松分布法、贝叶斯函数法[16]、综合泊松分布和负指数法等[17]。还有外国研究者将概率法进行了一定的改进，使之可以对一些潜在的黑点进行辨别[18]。为了解决传统统计学方法没有考虑事故发生的时空特点，文献[19,20]研究了基于核心密度估算的黑点探测方法，该方法首先对交通事故进行分析，然后通过挖掘交通事故黑点的结构性特征和时空分布特征，以确定潜在的黑点区域。虽然基于统计学的黑点探测方法比较成熟，应用也较为广泛，实现起来也相对简单，然而该方法由于道路分段的随意性，不可避免的存在小样本问题及事故样本的信息损失问题[21]，从而无法保证信息的充分利用和客观性[22]。3.2.2基于空间数据挖掘的黑点鉴别方法聚类分析是空间数据挖掘中发现空间数据分布模式最重要的方法之一，所研究的对象和指标之间并不是完全没有交集，会在某些方面有一定的形似度，这也是这种方法的大致思路，将相似的样本或指标进行分类。文献[23]将聚类方法应用于黑点的时空分析中,结合V2检测法，探测黑点分布的时间规律；文献[24,25]利用基于密度的聚类方法（如DBSCAN算法）直接从交通事故空间数据库中发现事故高发区域—黑点；文献[26]利用二阶聚类算法建立案例检索库，进而开发出交通事故案例检索系统，以提高交通事故频发的黑点区域的根据实际情况而做出的处理的准确性和科学性；使用有序聚类的方法，划分出反映交通事故受伤人数的变化区间，再用加权的马尔可夫链来预测交通事故受伤人数的未来升降情况，并依此鉴别交通事故黑点。为了有效发掘黑点可能原因，许多学者在探测黑点方法的基础上，开始关注原因探究。3.2.3基于空间分析的黑点探测结合GIS（GraphicsInformationSystem）的可视化技术和强大的空间分析方法，进而能够实现交通事故空间数据库建立、事故数据录入及编辑、动态分段、黑点鉴别、评价指标统计、事故严重程度分级、事故时间/成因分布分析、多元线性回归等[31,32]。文献[33]利用GIS定位和显示正在发生的交通事故，再通过相关性信息的特征选择和分类，结合SVM算法和人工神经网络模型进行黑点预测；文献[34]通过智能化分析方法实现自动识别交通事故；文献[35]利用GIS显示利用频繁项集方法自动识别事故频繁发生的地段。这些方法可以将各种信息进行综合处理分析，在大时空尺度上对黑点进行鉴定，但在一些细节方面仍有不足，如道路单元的划分模型的不确定性、阈值的取值等都会直接影响探测结果，也决定了结果的不确定性。3.2.4基于车辆运动参数的黑点预测利用车辆行驶状态参数和驾驶员身体状态参数综合研究黑点探测方法，虽然具有一定的准确度，能够发现直接影响事故发生的可能原因，但是这种方法因其原始数据较难采集，所以很难投入实际应用。3.2.5基于RBF的黑点探测方法径向基函数神经网络有很强大的功能，能够在很多不同的领域中利用。一般前向网络不能够拥有最佳逼近性能以及全局最优特性，然而RBF具有这些特点，并且RBF结构相对其它来说是很简单的，并且训练速度也相当快，它的工作效率是非常高的。综上所述，当前基于统计学的黑点探测方法比较成熟，应用也较为广泛，实现也相对简单，但其依赖于大量的交通事故数据的分析处理，无法对新修路段或黑点潜在路段进行黑点探测；基于空间数据挖掘的黑点鉴别方法，可以有效发掘黑点可能原因，探测黑点区域，此方法无法进行有效的黑点预测；基于空间分析的黑点探测方法可以将各种信息进行综合处理分析，在大时空尺度上对黑点进行鉴定，在一些细节方面仍有不足；基于车辆运动参数的黑点预测研究方法因其原始数据较难采集，无法实际应用。综上所述，当前基于统计学的黑点探测方法比较成熟，应用也较为广泛，实现也相对简单，但其依赖于大量的交通事故数据的分析处理，无法对新修路段或黑点潜在路段进行黑点探测；基于空间数据挖掘的黑点鉴别方法，可以有效发掘黑点可能原因，探测黑点区域，此方法无法进行有效的黑点预测；基于空间分析的黑点探测方法可以将各种信息进行综合处理分析，在大时空尺度上对黑点进行鉴定，在一些细节方面仍有不足；基于车辆运动参数的黑点预测研究方法因其原始数据较难采集，无法实际应用。4.基于GIS的交通事故黑点探测方法地理信息系统中的数据量非常大，这个系统中的数据也并不是特别疏散，反而比较密集，不仅仅有作为GIS核心的空间数据，还有GIS成分的非空间数据。地理信息系统能够表达的语义信息相对其他数据库来说可能会比较丰富和复杂。一直以来，地理信息系统发展的速度就很快，应用方面也是越来越广，慢慢不再局限于数据库，而是进一步的跨入分析型阶段。这样就导致即使地理信息系统的空间分析能力比较强，仍然难以满足上述的要求，只能对其分析的功能有更高的要求。我们可以知道传统的关系型数据并不能够表达一些附带空间拓扑结构，这很难满足现代社会的要求，而空间数据却能够弥补这些缺陷。所以我们就不得不去在现有的基础上继续研究，从而能够在技术上做出一定的改进，让发展更进一步。一个驾驶员的不当行为就有可能导致道路交通事故的引发，周围的环境，恶劣的天气等都而已发现。会引起事故的发生。但是在一定程度上简化抽象交通事故的记录是因为不能准确地预测交通事故的发生。研究交通事故相对来说比较理想的情况是采用数据挖掘的方法。之所以采用数据挖掘的方法是因为在缺少背景只是的情况下，在大量的数据中有隐含的规律。不过因为在交通事故上的数据量很大，并且具有空间特性，因此目前的方法能够在一定的网络中将没有关系的事故点联系到一块。4.1道路交通事故数据的分析获得了道路交通事故的数据后，要对这些数据进行分析，从而来找到可以更加方便管理道路交通安全的方法。显然，分析这些数据就是要明确事故发生的地点，发生的分布情况。对于经常发生事故的路段要能够查出来，也就是说要排查黑点。另外，发现了问题就要去分析问题，找到原因。那到底是什么原因引起这样的事故呢？为什么在这个地方经常发生事故呢？从上可以看出来，对数据的分析的两个明显的目的就是解决“在那里”和“为什么”的问题。问题出现了，就一想办法解决。要找到能够帮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统，这样也可以更好地管理道路交通，让交通安全。这里存在两个重要的步骤，第一，表示道路交通事故数据和它的分析结果的形式。应用统计分析的方法是传统上的方法，这已经不能够满足现在的需求，在关于处理空间问题上就显得力所不能。多量的评价指标和数学模型是得到的结果。从而，我们就不能直观地观察到原来数据、整理阶段、分析结果的展示。但是，GIS引用了电子图可以弥补传统方式的不足，这就出现了功能比较强大的可视化的平台，更加清楚地观察到存储、管理、解析交通事故数据记录的展示。这样说来，运用GIS处理交通事故数据是多么的必不可少，尤其重要。第二，处理道路交通事故，就要获得数据，那么相应的分析方法。这是一个不太简单的问题。驾驶员的行为会影响交通事故的引发，道路的环境和天气都可能会影响。4.2GIS在交通事故管理中的作用地理信息系统本身具有数据采集与编辑、数据存储与管理、显示、查询、分析等这些基础的功能，在资源环境、政府管理、电信等不同的领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视的，需要引起足够的重视。4.2.1空间数据分析能力交通流量情况，土地利用情况，人口方面的信息，城市规划人员需要对这些内容进行分析，那么他们就可以利用GIS，让工作更加方便。同样，工程技术人员能够有效地利用GIS将地质、水文以及水文数据等结合起来。新道路影响着环境、经济和文化，交通地理信息系统对这影响起着尤其重要的作用。应用地理信息系统可以解决很多实际的问题，可以进行数据的录入、管理、显示以及分析。数据录入需要注意很多方面的事项。在不同的时段，道路状况会有所不同，地理信息系统可以对其进行照片式存储，然后能够通过地理信息系统的输入的功能录入数据。数据格式不一定都一样，那么如果要进行不同格式的转换可以通过内置的数据转换功能。地理信息系统还有图形显示功能，这种功能能够实现路径路桩、路况照片的显示。不一样的数据的操作可以在地理信息系统中实现，比如转换基准数据，变换地图投影，叠加环境和地貌数据。同时，还可以实现不同的信息的融合，例如事情发生的地点，这些地点的指示和交通量。地理信息系统不仅可以更高程度地处理信息，并且能够轻松地管理系统中的所有数据。例如可以管理和显示道路记录单，另外还可以存取控制地图数据。4.2.2地理信息线性模型地理信息系统有较高的集成功能，公园里边的规划，过道里的分析这些功能都可以被集中到这里。一个城市有着各种网络活动，如何去评价它的地理网络活动呢？地理信息系统软件能够去进行评价以及管理。可以最大程度上管理整个系统的资源分布。4.3GIS在交通事故中的应用现如今GIS的强大功能已经被社会认可，被人们应用，地理信息系统可以集合数据、模拟地理，还能够拥有很强的空间分析的能力。地理信息系统被广泛地用到生活中各个领域，比如交通部门非常重视地理信息系统的应用，将地理信息系统和交通管理联系起来，用来处理交通事故，和交通事故黑点探测进行有机的结合，可以探测出来事故发生的地点等。4.3.1GIS在交通策划中的应用城市路网的建立需要合理的规划，如果要规划必须考虑到一系列的因素。这些究竟都是什么因素呢？显然一个城市的人口状况和城市路网的建立有着密不可分的关系。另外，如何规划这个城市，这个城市的区域的面积，现在的路网的状况，计划的路网的状况等这些信息都和规划城市路网有关系，建立城市路网时需要把它们考虑进去。有了这些信息，我们就要想办法找到一些方法，这些方法能够合理地存储这些信息，并且操作起来不是特别麻烦，也就是说需要满足操作起来方面的要求，并且还必须容易扩展。然后，收集这些信息，接下来要进行存储、处理、分析这一系列的操作。提高工作效率向来是工作的一个目标，那么数据调查和输入的时间就不能够显得尤其长，要尽量缩短这些时间。从而一个设计的周期要大大的缩短。传统上采用的处理交通规划数据的方式并不能够满足我们现在的要求，已经不能为人们所用，工作效率低，费时间费力，并且数据是需要具有可读性、可变性这些特点的，然而传统的方式显然是不能满足这些特点的。4.3.2GIS在道路设计中的应用GIS被众所周知的也是最常用到的是它的作图功能，在规划中还可以应用到它强大的分析功能。一个城市建立一条公路，那么这条公路就不可避免的会造成对周围环境的一些影响，那么如何考虑以及评估这些影响呢？地理信息系统在交通中就可以做到这些。从而当我们在公路施工之前时可以利用地理信息系统选择公路的路线，还可以应用到初步设计中。在道路设计中往往会遇到很多的问题，土方估算传统的方法就非常繁琐，并且工作效率特别低，那么就可以利用地理信息系统在道路设计中估算土方。在道路工程竣工后地理信息系统的二次开发能够组织并且管理许多关于拆迁的相关信息，并且能够自动地统计和计算出拆迁的影响状况。4.3.3GIS在城市交通管理中的应用地图是表达空间现象的一种主要的图形形式，可以表现不同的地理内容，传统上的地图很难能够去进行一些不同地图的分类，也不方便进行存储或者管理之类的操作。而利用地理信息系统出现了GIS地图，它可以对不同的地理内容的地图进行上述的操作。如果不想表达复杂的内容，想要一些单一的内容，GIS地图可以通过图层的形式来实现这一目的。这是传统地图和GIS地图最大的区别。并且地理信息系统有着自己独特的表现地图的能力，能够形象地观察出交通以及交通相关信息，还能够在地图层上快速地显示出来一些变动信息。数据有空间数据属性数据，这两者之间可以进行有机的结合，这种结合能够通过地理信息系统来实现，这样来说，拥有完备的数据库将会成为现实，决策者就会得到更为详细和准确的信息。我国各个省市非常重视地理信息系统的应用，在二十世纪九十年代的时候我国的南方的一个省广东就很好的利用了地理信息系统，在地理信息技术的基础上，应用数据库技术完成了“广东省综合交通管理系统”。系统具体由社会经济、基础设施、运网流量、规划项目、系统维护及系统功能等模块构成[38]。5.总结交通事故黑点探测有许多不同的方法，各自有各自的优缺点，如果想要分析和重组道路交通事故相关的信息，可以广泛的利用地理信息系统技术。道路交通事故受着道路环境、车辆等各种各样的因素影响，而这种技术可以成功的在数字城市或基础地理信息框架下研究道路交通事故的发生表结构和表间的关系都可以进一步明确的被设计出来。交通事故的研究有时候需要比较完整的数据支持，从两个不同的方面组织交通事故信息数据库可以实现这一需求，这两个方面是空间数据分层和影响因素及数据分层两方面。由于道路信息是随着时间动态变化的，所以数据的更新非常重要。那么要实现数据的更新就需要找到对应的有效的方法，目前我们可以利用GIS系统，然后再有通信技术的配合，通过集成来完成相应的工作。GIS系统处理和存储数据的能力并不是在于软件条件，如果要想完成交通上一定的控制，就必须能够找到相配的设备来进行支持，那么很多信息就可以互通。当前，随着计算机硬软件的飞速发展，我国的地理信息系统也迎来了快速发展的时期。地理信息系统是一种许多学科交叉的相对来说比较特殊的系统，能够分析和处理大量的数据，这种功能使其得到相当程度的重视，资源调查、城市规划、交通道路、地震灾害等领域充分利用地理信息系统为其服务，更好地为人们为生活服务。当然，在上海、北京等不少的城市中，已经实现了关于道路交通事故的地理信息系统的实际处理功能，不断开发利用地理信息系统。当然，道路交通管理的方向也慢慢为网络化、智能化、一体化。在未来几年中，GIS、GPS和RS的有机结合会为GIS的发展提供更多的平台，扩宽GIS应用的广度。致谢这篇论文在我的指导老师谢瑞老师的悉心指导下，历时两个月的撰写终于完成了。在撰写过程中遇到了很多困难和问题，特别感谢老师能在百忙之中帮助我解决这些难题并给了比较详细的解答。大学四年的生活即将结束，在这四年之中得到了很多老师和同学的无微不至的帮助。大学不止是一个授予我们知识的场所，也是一个帮助我们成长的地方，我们从幼稚逐渐变得成熟。我也从老师和同学身上学到了很多道理，这将会成为我以后人生道路上不可磨灭的印记。在四年的学习生活中，结识了很多的良师益友。任课老师不仅认真的教授给我们专业课知识，而且在生活上也给与了我们很大的帮助。因为我们还年轻，在人生的道路上有很多的迷茫与不知所措。经过老师的悉心帮助和开导，解决了我们成长道路上的很多的困惑，让我们可以轻松的度过自己的大学生活。最后，我要感谢我的论文指导老师和参与审阅本论文的老师在百忙之中可以抽出空余时间给我的论文以指导和批评。我衷心感谢参加此次毕业答辩的老师，并希望参加毕业答辩的同学能够一切顺利！参考文献[1]基于GIS城市道路交通事故管理系统的研究与开发.九江职业技术学院学报[2]孔涛等.利用GIS技术减少交通事故的系统途径和方法.道路交通与安全[3]马健霄，许家忠，张伟.城市道路网信息管理系统研究[J].森林工程，2003,19(2)[4]闾国年，张书亮，龚敏霞等.地理信息系统集成原理与方法[M].北京科学出版社：2003[5]陈军.论中国地理信息系统的发展方向[J].地理信息世界，1(1)，2003[6]刘小勇，胡新民，叶云霞.城市道路交通事故信息系统中的GIS系统集成技术的应用.维普网[7]SaffetErdogan∗，YilmazI,BayburaT，etal.Geographicalinformationsystemsaidedtrafficaccidentanalysissystemcasestudy:cityofAfyonkarahisar[J].AccidentAnalysisandPrevention,2008,40:174-181.[8]沙爱敏.高速公路交通事故分布规律及多发位置的鉴别研究[J].扬州职业大学学报,2012年06月,16(2):31—34.[9]GundogduIB.ApplyinglinearanalysismethodstoGIS-supportedproceduresforpreventing[J].SafetyScience,2010年(48).[10]胡江碧,刘璟,彭利人等.109国道宁夏石中段交通事故多发点研究[J].北京工业大学学报,2003年9月,29(3):1-5.[11]张道文,黄海波,周华.成南高速公路交通事故特性研究[J].公路,2010,11(11):1-5.[12]张长生,马荣国.山区高速公路交通事故分析及多发路段鉴别[J].长安大学学报,2010,30(6):76-80.[13]肖慎,过秀成,宋俊敏.公路交通事故黑点诊断技术研究[J].公路交通科技,2003(4):95-97.[14]潘昭宇,潘敏荣,卢光明等.公路交通事故黑点总体特征分析[J].东南大学学报,2007,37(5):930-933.[15]GundogduIB.ApplyinglinearanalysismethodstoGIS-supportedproceduresforpreventing[J].ContentslistsavailableatScienceDirect,2010(48):763-769.[16]ChangI,WKimS.ModellingforIdentifyingAccident-Prone