城市道路网络的交通安全评价与优化设计方法研究

Facing the challenges of improving urban traffic safety in China, this project aims to eliminate the potential safety problems of the road transportation network and to proactively improve the safety performance of the road transportation network during the planning stage. This project will first evaluate the impacts of road network characteristics and land use features on traffic safety. Then safety assessment models for road network will be developed to evaluate safety performance of road transportation networks. Finally, the developed safety assessment model of road network will be applied in the urban road network design problem. Road network design methods taking into account both traffic safety and efficiency will be developed, which can be used to improve the safety performance of road network through network design. The expected research achievements can help evaluate the safety performance of road networks, and proactively improve safety performance by road network design during the road planning stage. Therefore, the expected research achievements can overcome the drawback of the traditional safety management, which responses reactively to safety problems that have occurred. The expected achievements of this project can provide the basic methods and techniques to solve urban road safety problem in a proactive manner instead of a reactively manner, and to optimize the safety and efficiency of road network simultaneously during the road network planning stage.

面向我国城市交通安全改善的现实需求，以从源头上消除道路网络规划方案中的安全隐患、主动提升城市道路网络的整体安全性为目标，本项目在揭示城市路网特征和用地特征对交通安全影响机理的基础上，建立城市路网交通安全分析模型，实现对城市路网的交通安全评价；并将城市路网交通安全分析模型应用于城市道路网络设计，建立兼顾交通安全和运输效率的城市道路网络设计方法，实现对城市路网的交通安全优化设计。本项目的预期研究成果可以对城市路网规划方案进行交通安全评价，并对城市路网进行主动的交通安全优化设计，克服传统交通安全改善方法被动应对交通安全问题的缺陷，为实现城市交通安全保障从事后被动改造向事前主动预防的根本转变、实现城市路网交通安全和运输效率的综合最优提供基础理论和技术支撑。

传统交通安全管理方法在交通安全问题出现以后再被动地对初始方案进行修正，不仅造成大量资源浪费，更降低了城市道路网络的整体效能。在城市路网规划阶段融入对交通安全的考量，可以实现城市路网主动安全设计，从源头上消除路网中的安全隐患。本项目研究在揭示城市路网形态-用地形态-交通安全复杂关联机理的基础上，提出了基于宏-微观因素关联的城市路网交通安全分析技术，建立了融入交通安全考量的城市路网多目标优化设计方法。. （1）建立了安全导向的用地形态与路网形态的组合优化方法。解析了城市路网拓扑结构特征对交通安全的影响规律，定量刻画了交通安全与职住分离指标的非线性关系，揭示了城市路网形态-用地形态-交通特征-交通安全复杂关联机理，提出了安全导向的路网形态与用地形态组合优化方法。. （2）提出了基于宏-微观因素关联的城市路网交通安全分析技术。构建了同时关联路网宏观因素与道路设施微观因素的城市路网交通安全分析模型，发明了有限数据条件下基于贝叶斯更新的城市路网交通安全分析模型移植方法，破解了因历史事故数据缺失导致难以建立有效交通安全模型的难题；建立了面向城市路网安全评价的交通安全服务水平划分方法。. （3）建立了融入交通安全考量的城市路网多目标优化设计方法。将城市路网交通安全分析模型应用于城市路网设计，构建了交通安全约束条件下的单目标道路网络设计模型和考虑交通安全的多目标城市道路网络设计模型，建立了兼顾交通安全和运输效率的城市道路网络设计方法。. 项目获国家发明专利授权17项、软件著作权3项，发表SCI/SSCI论文22篇、EI论文13篇，获教育部技术发明一等奖（排名2）、中国公路学会科学技术一等奖（排名4）、中国公路学会科学技术二等奖（排名7），形成了城市道路网络交通安全评价与优化设计理论方法与关键技术。成果在南京市江宁区城市路网规划中得到应用。