绪 论
在诸多的基于非事故数据的交通安全分析方法中，交通冲突技术是较为典型但也存在一定争议的一种。一方面，很多学者认为交通冲突技术是一种可靠的安全分析方法，利用该方法可以得到与基于历史事故数据分析方法几乎一致的分析结果；另一方面，一些学者则认为交通冲突技术与其他的非事故数据方法一样，缺乏坚实的理论基础和完善的理论体系，因而质疑该方法的可靠性和有效性。总体来看，广大学者在认识到交通冲突技术理论体系并不完善的同时，对该技术的进一步发展和广泛应用持有积极与肯定的态度。 本文研究的目的就是在对交通冲突技术发展历程和研究成果进行总结的基础上，通过引入极值理论，构建交通冲突的极值统计模型，分析交通冲突极值行为与交通安全之间的关系，从而为交通冲突技术的可靠性和有效性提供更多的论据；更为重要的是，通过对交通冲突极值统计模型的分析、评价及扩展应用，为利用非事故事件进行交通安全分析与评价提供新的思路和方法。
..........
第 2 章 交通冲突数据及其与事故关系分析
2.1数据来源
项目组收集到了三条高速公路的的竣工文件、共 32 个路段约 121 个小时的交通运行状况视频以及约 5 年的交通事故历史记录。这 32 个路段的选取主要考虑了两个方面：一是路段附近有跨线桥等设施以便于架设摄像机；二是所选取的路段尽可能包含多种平纵线形指标组合。三条高速公路的基本信息及数据收集情况如表 2-1 所示，现场调查的情况如图 2-1 所示。 由于本文所研究的对象是高速公路基本路段，因此从所调查的路段中剔除了含有施工区、位于高速公路出入口以及由于天气原因导致较多时段视频不清晰的路段。在剩余的路段中，大部分路段均记录了该路段双向的交通运行状况，但也有部分路段由于地形原因仅记录了单向的交通运行状况。通过对剩余路段视频的逐一分析，最后得到了 29 个分方向路段。
2.2交通运行状况分析
从交通流理论的角度来看，高速公路基本路段上车辆的行驶状态包括跟驰行驶、车道变换和自由行驶三种。跟驰行驶是指在无法超车时列队行驶车辆中的任一车辆受前车速度限制而跟随前车行驶的状态，这种状态又称为非自由行驶状态；与之对应的自由行驶一般是指同一车道上行驶的前后车的车头时距大于 8s 或车间距大于 125m 的状态；车道变换是指车辆从一个车道变换至相邻车道，其目的主要是为了获取更大的行驶自由度[114 115]。本节将主要结合实测数据分析车道变换行为的相关特性。
第 3 章 基于极值理论的交通冲突分析原理研究 ................. 42
3.1极值理论及其分类 .................. 42
3.2区组极值理论 ........................45
第 4 章交通冲突极值统计模型构建研究 ..........58
4.1 建模关键问题处理 ............................................. 60
2.1区组划分 ........................................ 62
4.2.2区组极值模型构建 ....................... 62
4.2.3最优模型及估计结果 ..................................... 68
第 5 章交通冲突极值统计模型对比分析 ....................... 84
5.1极值理论模型的对比分析 .......................84
5.1.1数据利用效率对比 ...........................84
第 6 章 基于超阈值模型的交通事件安全连续体表达
6.1超阈值模型存在问题分析
由表 6-1 可知，阈值的变化会导致模型参数估计结果的变化，进而导致安全分析指标值的变化，尤其是当阈值从-1.00 变化为-0.95 时，虽然模型估计参数的变化范围很小，但是所对应的安全分析指标值的变化幅度却很大，相当于从危险路段转变为零事故路段。据此，可以发现安全分析指标值对阈值选取非常敏感，应尽可能消除阈值选取的主观性，减少其不确定性。前文所建立的极值理论模型是以 NPET 为基础，即建模之前将 PET 进行了取负映射以满足极值理论模型的前提要求。取负映射的一个显著缺点是该映射为线性映射，即 PET 和 NPET 之间是同比例转换，无法体现出不同严重程度等级之间的差别。比如，PET=0s 和 PET=0.1s 之间的差值与 PET=1.0s 和 PET=1.1s之间的差值是相同的，但显然其值所代表的实际严重程度的差别是不同的，PET=0s 代表的是交通事故，而 PET=0.1s、PET=1.0s 和 PET=1.1s 均代表的交通冲突。
6.2安全连续体参数化模型的提出与解析
本节所提出的模型就是以移位倒数映射后的 PET 为数据基础，以消除超阈值模型中阈值选取的主观性为目标而建立的。而消除阈值选取主观性的基本思路是：将阈值作为一个模型参数和其他模型参数同时估计[134]。传统的超阈值模型建立方法实际上遵循的是两步走的思路，即第一步选取阈值，第二步假设阈值已知进而估计其他两个超阈值模型参数(尺度参数和形状参数)。由于尺度参数和形状参数的值是由阈值决定的，阈值选取的主观性也就导致了尺度参数和形状参数的不确定性。显然，如果将阈值也作为一个参数并和其他两个参数同时估计，就会将尺度参数和形状参数对阈值的主观依赖性转变为三个参数对数据的依赖性。 从整个观测样本的角度分析，所选取的阈值实际上是把观测样本集合划分为两个部分：超出阈值的部分为极值样本，用来拟合极值统计模型；低于阈值的样本为常规样本，属于经典统计研究的范畴。也就是说，超阈值样本服从的是某一极值理论分布，而低于阈值的样本服从的是某一中心分布。因此，阈值实际上是将整个样本分布函数分为两段。
. ...........
结论
本文以探讨基于交通冲突技术的安全分析与评价方法为出发点，以现场调查得到的高速公路车道变换冲突数据和交通事故数据为数据基础，结合极值理论，完成了交通冲突技术研究文献的综述，基于交通冲突的区组极值模型和超阈值极值模型的构建，极值统计模型的对比分析，移位 Gamma-GPD 模型的构建与解析等一系列研究工作。研究取得了以下结论和创新性成果： (1)构建了交通冲突区组极值模型和交通冲突超阈值极值模型，证明了在小样本情况下超阈值极值模型在数据利用效率、预测可靠性以及预测精度等方面的优越性。极值理论在交通安全分析领域的应用提出较晚，因而研究相对较少。在已有的相关研究中，都仅限于两种极值统计模型中一种的应用。
...........
参考文献（略）