2021年度湖南省自然科学奖拟提名项目公示内容

2021年度湖南省自然科学奖拟提名项目公示内容项目名称道路交通事故机理解析及多场景耦合风险评估理论二、提名意见在《联合国道路交通安全十年行动计划（2011-2020）》《交通强国建设纲要》等的指引下，该项目组依托国家自然科学基金项目、美国NIH项目、湖南省重点科技项目、智能汽车领军企业合作项目等，组织具有坚实研究基础的交叉学科团队，形成了具有独创性的道路交通事故机理解析方法及多场景耦合风险评估理论。从事故数据挖掘、交通安全规划和事故风险评估及预测三个领域获得了“交通事故数据质量提升体系与危险场景库构建方法”、“层级-时空事故数据分析理论与方法”和“基于人工智能的交通事故风险预测理论”等重要科学发现。项目8篇代表作及论文发表在Science(letters栏目),LancetPublicHealth,AMAR，IEEEITS，AAP等领域国际顶级期刊，IF总和114.4，他引总数593次，SCI/SSCI他引总数422次。ESI高被引论文4篇，其中1‰热点论文2篇。8篇代表作及论文的研究成果获得了包括加拿大工程院院士TarekSayed，AMAR主编FredMannering等来自50余个国家500多个科研机构的学者的广泛正面引用和高度评价。该项目取得了重大科学理论突破，其成果在国内外产生了重要学术影响，第1、2完成人入选2020年全球前2%顶尖科学家“年度影响力”榜单。推荐书内容真实、数据可信，提名该项目为湖南省自然科学奖一等奖。三、项目简介《交通强国建设纲要》明确提出提升道路交通安全水平的发展要求，智能网联交通和自动驾驶安全保障技术将成为新时代世界科技竞争的重要聚焦点。交通事故是交通安全研究的核心数据，也是智能网联交通系统运行测试和精准管控的关键场景基础。交通事故数据分析存在高维复杂非线性、时空耦合关联性、有效信息缺失不规则性等科学挑战，本项目依托4项国家自然科学基金、1项美国NIH基金、3项省级重点及领军企业计划，历时9年，跨交通、车辆、信息、公卫等学科开展交叉研究，在事故数据深度挖掘、事故机理精细解析、事故风险精准研判等核心科学问题上取得重要突破，服务于自动驾驶测试场景构建、设施安全规划及设计、主动安全防控等应用场景。重要科学发现如下：（1）事故数据质量提升体系与危险场景库构建方法：提出“交通&公卫”双源事故数据比对技术，剖析我国交通事故死亡特征及变化态势，发现多源数据结构性差异；开辟交通事故数据修复与结构化数据提取的新路径，攻克了从真实交通事故案例到自动驾驶测试应用的技术难题，服务于我国自动驾驶安全测试规程体系。（2）层级-时空事故数据分析理论与风险评估方法：证实了忽略空间自相关、空间溢出、空间异质、时空交互特征将导致事故模型参数有偏估计等问题，实现了“宏观-中观-微观”多层次、“行人-非机动车-机动车”多方式、“事故频次-严重程度-伤亡成本”多指标、“人-车-路-天气-建成环境”多因素的事故机理深度解析和事故“黑点-黑线-黑面”时空推演判别，服务于交通安全规划与设计方法体系。（3）基于人工智能的交通事故风险预测理论：解构事故风险多因素交互作用过程的时间动态性、空间变异性和高维复杂非线性特征，构建基于人工智能的事故风险实时预测方法，服务于智能网联交通系统主动安全防控体系。8篇研究论文成果累积IF总和114.4，其中IF>10的4篇，ESI高被引论文4篇，其中1‰热点论文2篇，他引总数593次，SCI/SSCI他引总数422次，获得了包括加拿大工程院院士T.Sayed，AMAR主编F.Mannering，AAP荣誉主编M.Aty，TR-PartB主编C.R.Bhat，以及王炜、王云鹏、赵祥模、刘攀等来自50余个国家500多个科研机构的知名学者正面引用和高度评价。项目成果服务于国家智能网联汽车（长沙）测试区建设及中保研、中国汽研、中汽中心、百度、大众汽车等智能网联测试场景构建和汽车安全指数制定，实现专利直接转让。研究成果支撑了“智慧交通”湖南省重点实验室的建设和验收（优秀），团队主持完成100余项智能交通规划设计项目。第1完成人黄合来担任交通安全国际顶级期刊AAP主编（中科院Top刊,第一位华人主编）、AMAR编委、TR-IP和《交通信息与安全》副主编，SCI总引3700余次，H-index:35；第1、2完成人入选Elsevier中国高被引学者以及2020年全球前2%顶尖科学家“年度影响力”榜单；第3完成人为世界银行全球道路安全基金会技术顾问，BMJ-InjPrev,IntJ

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Health,InjEpi编委。四、客观评价1.论文评价情况8篇论文累积IF总和114.4，其中IF>10的4篇（论文1,2,6,7），ESI高被引论文4篇（论文2,3,5,8），其中1‰热点论文2篇（论文5,8），他引总数593次，SCI/SSCI他引总数422次。获得全球50多个国家和地区超过500家知名高校和权威研究机构的高度评价和引用（图6）。正面评价的国际权威学者包括：加拿大工程院院士T.Sayed，AMAR主编F.Mannering，AAP荣誉主编M.Aty，TR-PartB主编C.R.Bhat，AMAR副主编、全球高被引学者D.Lord，AMAR、KoreaJTE副主编S.Washington,AAP副主编G.Yannis、N.NSze、Md.Haque，IEEEFellow、SPIEFellowH.Leung，马里兰大学国家交通研究中心主任L.Zhang，“威尔伯·史密斯卓越交通教育家奖”首位华裔获得B.Ran等，以及中国交通安全领域权威学者王炜、王云鹏、赵祥模、刘攀、闫学东、王雪松等。施引刊物包括LancetPublicHealth，AMAR,AAP,JSR，ITEJournal,TR-PartB,IEEEITS,IEEEIM,IEEEInternetofThingsJ.，Comput.-AidedCivilInfrastruct.Eng.等交通、土木、信息、公卫等领域权威期刊。图6.八篇论文施引国家、机构及学者分布关系图科学发现1评价：事故数据质量提升体系与危险场景库构建方法广东省公共卫生院院长马文军在其发表于TheLancetPublicHealth（IF21.648）的论文中正面引用了论文1提出的基于事故报告数据的深层原因挖掘的分析方法（见代表引文1）。北京大学人民医院副院长王天兵在其发表于TheLancetPublicHealth的论文中，认为论文1对中国道路交通死亡人数的分析研究，对于制定卫生政策和减少道路交通死亡具有重要意义（见代表引文2）。卡塔尔大学N.Benlagha教授在其发表于AAP的论文中肯定了论文7提出的协调数据源对于进一步改善道路安全至关重要的观点（见附件9-16）。科学发现2评价：层级-时空事故数据分析理论与风险评估方法加拿大工程院院士T.Sayed多次在其公开发表的论文中大篇幅引用论文2的研究成果，肯定了在车辆和行人事故建模中的多元联合分析方法（见代表引文3）。交通安全权威学者、德克萨斯州农工大学D.Lord教授在其AAP论文中正面评价了论文3构建的“地理权重泊松回归模型”，认为该模型的表现明显优于传统的微观模型，肯定了该模型优于非空间全局模型的性能（见代表引文4）。雅典国立技术大学土木工程学院首席教授、交通安全国际资深学者G.Yannis在AAP发表空间分析重要综述文章，大篇幅正面引用论文3构建的“地理权重泊松回归模型”以及论文4中的宏微观区域事故预测方法（见代表引文5）。美国交通部数据驱动交通运营与规划中心主任、TR-PartB主编C.R.Bhat肯定了论文3针对不同事故严重程度等级分析对参数协方差的处理方式（见附件9-17）。科学发现3评价：基于人工智能的交通事故风险预测理论IEEECircuitsSyst.Mag.副主编，IEEEFellow、SPIEFellowH.Leung教授在IEEETrans.Instrum.Meas.上正面评价了论文5在考虑时空动态性特征的速度预测模型中运用模糊神经网络模型的作用（见附件9-18）。IEEETrans.Ind.Inform.主编D.DeSilva在IEEEInternetofThingsJ.上撰文肯定了论文5中基于微波传感器数据进行实时速度预测方法，采用模糊神经网络拟合交通预测模型的非线性特征（见代表引文6）。AMAR副主编、昆士兰大学土木工程学院院长S.Washington教授，和AAP副主编Md.Haque教授在AAP联合撰文，正面评价了论文6在事故频次和严重程度联合建模中采用多元回归模型的优势（见代表引文7）。普渡大学土木工程教授S.Labi在AMAR撰文多次正面肯定论文6神经网络模型在事故频次和严重程度联合建模中的价值（见附件9-19）。美国怀俄明大学A.Ghasemzadeh博士在其发表于国际权威期刊JournalofSafetyResearch的论文中详细介绍并正面引用了论文8中基于机器学习分析交通事故严重程度的研究方法（见代表引文8）。2.项目学术影响第1完成人黄合来担任交通安全国际顶级期刊AAP主编（中科院Top刊,IF:4.99,1969年创刊以来第四任主编、第一位华人主编，84位编委来自20个国家，中国仅占6位）、AMAR编委（IF11.8，中国大陆唯一编委）、TR-IP和《交通信息与安全》副主编，SCI总引3700余次，H-index:35；第1、2完成人入选Elsevier中国高被引学者；第1、2完成人入选2020年全球前2%顶尖科学家“年度影响力”榜单；第3完成人为世界银行全球道路安全基金会技术顾问委员，BMJ-InjPrev,IntJ

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Health,InjEpi编委。成果服务于国家智能网联汽车（长沙）测试区及中保研、中国汽研、中汽中心、百度、大众汽车等智能网联测试场景构建和汽车安全指数制定，实现专利直接转化。团队支撑了“智慧交通”湖南省重点实验室的建设（验收优秀），主持完成100余项智能交通规划设计研究项目。五、代表作及论文目录序号代表作及论文名称/刊名/作者影响因子年卷页码（xx年xx卷xx页）发表时间（年月日）通讯作者（含共同）第一作者（含共同）国内作者（排序）他引总次数SCI他引次数知识产权是否归国内所有是否代表作1RoadtrafficmortalityinChina:analysisofnationalsurveillancedatafrom2006to2016/TheLancetPublicHealth/LijunWang;PeishanNing;PengYin;PeixiaCheng;DavidC.Schwebel;JiangmeiLiu;YueWu;YunningLiu;JinleiQi;XinyingZeng;MaigengZhou;GuoqingHu21.6482019年4卷245-255页2019年5月1日GuoqingHuLijunWang;PeishanNing王黎君，宁佩珊，殷鹏，成佩霞，刘江美，武越，刘韫宁，齐金蕾，曾新颖，周脉耕，胡国清3312是是2Amultivariatespatialmodelofcrashfrequencybytransportationmodesforurbanintersections/AnalyticMethodsinAccidentResearch/HelaiHuang;HanchuZhou;JieWang;FangrongChang;MingMa11.8062017年14卷10-21页2017年1月21日JieWangHelaiHuang黄合来，周汉楚，王杰，常方蓉，马明6255是是3Modelingcrashspatialheterogeneity:Randomparameterversusgeographicallyweighting/AccidentAnalysisandPrevention/PengpengXu;HelaiHuang4.9932015年75卷16-25页2014年11月16日HelaiHuangPengpengXu许鹏鹏，黄合来11992是是4Macroandmicromodelsforzonalcrashpredictionwithapplicationinhotzonesidentification/JournalofTransportGeography/HelaiHuang;BoSong;PengpengXu;QiangZeng;JaeyoungLee;MohamedAbdel-Aty4.9862016年54卷248-256页2016年6月22日QiangZengHelaiHuang黄合来，宋博，许鹏鹏，曾强5048是是5Animprovedfuzzyneuralnetworkfortrafficspeedpredictionconsideringperiodiccharacteristic/IEEETransactionsonIntelligentTransportationSystems/JinjunTang;FangLiu;YajieZou;WeibinZhang;YinhaiWang6.4922017年18（9）卷2340-2350页2017年9月1日YajieZouJinjunTang唐进君，刘芳，邹亚杰，张伟斌208122是是6Modelingnonlinearrelationshipbetweencrashfrequencybyseverityandcontributingfactorsbyneuralnetworks/AnalyticMethodsinAccidentResearch/QiangZeng;HelaiHuang;XinPei;S.C.Wong11.8062016年10卷12-25页2016年4月6日HelaiHuangQiangZeng曾强，黄合来，裴欣，S.C.Wong5139是否7ImprovetrafficdeathstatisticsinChina/Science/HelaiHuang.FangrongChang,DavidC.Schwebel,PeishanNing,PeixiaCheng,GuoqingHu47.7282018年362(6415)卷650页2018年11月9日GuoqingHuHelaiHuang黄合来，常方蓉，宁佩珊，成佩霞，胡国清76是否8Crashinjuryseverityanalysisusingatwo-layerStackingframework/AccidentAnalysisandPrevention/JinjunTang;JianLiang;ChunyangHan;ZhibinLi;HelaiHuang4.9932019年122卷226-238页2018年11月1日ZhibinLiJinjunTang唐进君，梁健，韩春阳，李志斌，黄合来6348是否合计593422六、主要完成人情况姓名排名职务职称工作单位完成单位对本项目重要科学发现的贡献黄合来1院长教授中南大学中南大学作为项目负责人和主要完成人，负责该项目的总体设计，制定研究总体方案，承担该项目的核心研究工作，是代表作及论文2、3、4、6、7的第一或通讯作者，论文2和3均入选ESI高被引论文。在发现1中，研发了具有华中地区特色的交通事故深度研究数据库与自动驾驶测试场景库，攻克了从真实交通事故案例到自动驾驶研发测试应用的技术难题；在发现2中创建了道路交通事故层级-时空分析理论与方法，解析了“人-车-路-天气-建成环境”对多类道路单元和交通方式事故风险的影响机理；在发现3中，开发了基于数据时空变异特征和非线性特性的事故风险实时预测技术框架，解决了事故主动防控中交通及环境数据非线性时空序列建模问题。唐进君2交通运输系副主任副教授中南大学中南大学对发现点2和3做出了突出贡献，是代表作及论文5和8的第一作者，这两篇论文均入选ESI1‰热点论文。在发现2中，通过融合时空事故数据特征，提出了多模型集成事故严重程度预测框架，分析了交通事故风险的影响机理。在发现3中，构建分层进化模糊神经网络模型，优化预测网络参数，提升交通流预测精度。胡国清3院长教授中南大学中南大学作为项目主要完成人，是代表作及论文1的通讯作者。在科学发现1中，构建了全球195个国家和地区1985-2013年的道路交通死亡数据库，首次系统性分析全球195个国家和地区的道路交通死亡数据质量；深度剖析了2006-2016年我国大陆地区交通事故死亡特征及变化态势，首次从交通事故死亡定义差异、人群结构差异、复杂估算模型差异等层面揭示了多源数据差异的成因。曾强4无副教授华南理工大学华南理工大学对科学发现2和3做出了重要贡献，是代表作及论文4的通讯作者和论文6的第一作者。在科学发现2中，开发了城市道路交叉口和连接路段的联合事故预测模型，首次实现了异质性道路设施单元的事故频次统一建模，并以此构建了交通事故黑面宏微观综合判别方法。在科学发现3中，构建了各严重等级事故风险预测的人工神经网络模型，实现了在机器学习体系下识别各严重等级事故风险的显著影响因素，解决了模型的过度拟合问题，解析了各显著因素在不同条件下对事故风险的非线性效应，解决了传统机器学习方法“黑盒子”问题。王黎君5室主任研究员中国疾病预防控制中心中国疾病预防控制中心作为项目主要完成人，是代表性论文1的共同第一作者。在科学发现1中，首次从采用具有全国和省级代表性的死因监测数据系统评估交通事故死亡特征及变化趋势，发现了多来源交通事故数据不一致性的问题。七、主要完成单位情况单位名称中南大学排名1法定代表人田红旗所在地湖南长沙单位性质学校传政编码410083通讯地址湖南省长沙市麓山南路932号联系人陈雅忱单位电动电子邮箱kjccgb@对本项目科学发现的贡献：（限600字）1.作为完成单位制定了项目总体规划和实施方案。2.完成了交通事故深度研究数据库与自动驾驶测试场景库构建、“5ST层级-时空”事故数据建模分析方法体系”、解析事故风险多因素交互法的高维复杂非线性特征等方面的相关理论与方法研究工作，完成了事故深度分析、事故数据建模、事故风险实时预测部分的科学实验，支撑并验证了发现点1，2和3的基础理论研究。3.为项目的顺利进行提供了人力、物力、时间和项目管理等各方面的保障条件。声明：本单位同意主要完成单位排名，遵守《湖南省科学技术奖励办法》及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。单位（盖章）年月日单位名称华南理工大学排名2法定代表人高松所在地广东单位性质学校传政编码510640通讯地址广东省广州市天河区五山路381号联系人傅铭单位电动电子邮箱adkjzhk@对本项目科学发现的贡献：（限600字）1.作为参与单位完成了城市道路交叉口和连接路段的联合事故预测方法以及严重等级事故风险预测等相关理论与方法研究工作，完成了模型构建、因素分析、预测敏感性分析等科学实验，支撑并验证了科学发现2和3的基础理论研究。2.为项目的顺利进行提供了人力、物力和时间等各方面的保障条件。声明：本单位同意主要完成单位排名，遵守《湖南省科学技术奖励办法》及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。单位（盖章）年月日单位名称中国疾病预防控制中心排名3法定代表人吴静所在地北京单位性质事业单位传政编码100050通讯地址北京西城区南纬路27号联系人刘芳单位电动电子邮箱liufang@对本项目科学发现的贡献：（限600字）1.作为参与单位完成了交通事故数据质量研判和提升相关的理论与方法研究工作，从可及性和一致性双维度分析道路交通死亡数据质量问题，完成了相关的科学实验和数据分析过程，支撑并验证了发现点1的基础理论研究。2.为项目的顺利进行提供了人力、物力、时间和项目管理等各方面的保障条件。声明：本单位同意主要完成单位排名，遵守《湖南省科学技术奖励办法》及其实施细则的有关规定，承诺遵守评审工作纪律，保证所提供的有关材料真实有效，且不存在任何违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规及侵犯他人知识产权的情形。如有材料虚假或违纪行为，愿意承担相应责任并接受相应处理。如产生争议，保证积极配合调查处理工作。单位（盖章）年月日主要完成人合作关系说明本项目以中南大学为第一完成单位，与华南理工大学、中国疾病预防控制中心合作完成，第一完成人黄合来为中南大学教授，第二完成人唐进君为中南大学副教授，第三完成人胡国清为中南大学教授，第四完成人曾强为华南理工大学副教授，第五完成人王黎君为中国疾病预防控制中心研究员。项目合作关系如下（图7）：图7主要完成人合作关系图第一完成人黄合来是论文2、3、4、6、7的第一或通讯作者以及论文8的合作作者，负责该项目的总体设计，制定研究总体方案、技术路线和实施计划，承担该项目的核心研究工作，是提交项目中5项的主持人。第二完成人唐进君是论文5、8的第一作者，于2017.08-2020.12期间作为黄合来的博士后，获得全国博士后科学基金面上项目（一等）及特别资助项目；黄合来和唐进君分别担任智慧交通湖南省重点实验室正副主任，共同完成了实验室建设和验收（优秀）；联合主持实验室10