Подсистема анализа очагов интерактивной карты аварийности Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ, ТЕХНИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНЫХ НАУКАХ

УДК 656.11

111 2 М. Е. Елисеев1, Д. М. Пронин1, А. А. Репников1, М. Е. Сангалова2,

Т. Н. Томчинская1

ПОДСИСТЕМА АНАЛИЗА ОЧАГОВ ИНТЕРАКТИВНОЙ КАРТЫ АВАРИЙНОСТИ

Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева1, Арзамасский филиал Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского2

Описываются принципы работы программного модуля анализа очагов интерактивной карты аварийности. Уточняется методика анализа очага аварийности, описанная в ранних работах авторов. Приводятся примеры проведения анализа с использованием разработанного программного обеспечения.

Ключевые слова: топографический анализ, ДТП, ГИС, геоинформационная система.

Необходимость разработки интерактивных карт аварийности для крупных городов очевидна [1]. Такие карты разрабатываются в ряде регионов [2], [3]. В их основе лежат два подхода: топографический анализ и ГИС-технологии. Топографический анализ ДТП - стандартный метод для выявления участков дорог с повышенной аварийностью («очагов ДТП»), ГИС-технологии подразумевают объединение пространственных и табличных данных в единое целое. Таким образом, для создания интерактивной карты необходима база данных ДТП, имеющая привязку к ГИС-карте.

Архитектура информационной системы, предназначенной для анализа ДТП, состоит из ведущей локальной подсистемы, обеспечивающей:

1) подготовку и сопровождение многослойной векторной карты города;

2) связь с базой данных ДТП;

3) статистический анализ причин ДТП;

4) экспорт в интернет подсистему (импорт данных из неё).

Интернет подсистема позволяет осуществлять обратную связь с субъектами дорожного движения, с помощью которой участники дорожного движения получают личностно-ориентированную информацию о ДТП в режиме реального времени в виде тематических карт с аннотациями и рекомендуемыми путями объезда в тех случаях, когда это возможно.

Статистический анализ осуществляет специальный программный модуль - анализатор очага. Он должен для данной географической области (обычно не более 500 м2) сформулировать статистически наиболее вероятные гипотезы о причинах аварийностии выявить потенциально опасные категории участников ДТП. Подразумевается, что очаг содержит достаточный объем статистической информации. На практике (по Нижнему Новгороду) рассматривались очаги размера около 100 м2, в которых произошло более 100 ДТП за 2 года и 3 месяца, то есть около 50 ДТП за год. Очаги ДТП за последние годы территориально сохраняются. Сравнительный анализ числа ДТП за 2009, 2010 годы, 12 наиболее мощных очагов приведен в табл. 1.Очаги отсортированы по числу ДТП, выделены совпадающие районы (поле «nn» -число ДТП).

© Елисеев М. Е., Пронин Д. М., Репников А. А., Сангалова М. Е., Томчинская Т. Н., 2012.

Таблица 1

2010 год 2009 год

Улица Дом пп Улица Дом пп

КОМИНТЕРНА 115 119 КУЗБАССКАЯ 1 86

МОСКОВСКОЕ ШОССЕ 296А 123 КАНАВИНСКИИ МОСТ 88

ГАГАРИНА ПРОСП. 1 128 КОМСОМОЛЬСКАЯ ПЛ. 1 88

ОКСКИИ СЪЕЗД 131 ГАГАРИНА ПРОСП. 1 91

КАНАВИНСКИИ МОСТ 137 КОМИНТЕРНА 115 99

ЛЕНИНА ПРОСП. 33 188 ЛЕНИНА ПРОСП. 33 107

КУЗБАССКАЯ 1 192 ОКСКИИ СЪЕЗД 118

РОДИОНОВА 187 196 ЛЕНИНА ПРОСП. 88 139

ЛЕНИНА ПРОСП. 73 236 ЛЕНИНА ПРОСП. 70 140

ЛЕНИНА ПРОСП. 70 254 ЛЕНИНА ПРОСП. 73 141

МЫЗИНСКИИ МОСТ 272 МЫЗИНСКИИ МОСТ 186

ЛЕНИНА ПРОСП. 75 343 ЛЕНИНА ПРОСП. 75 207

Для выявления особенностей очага использовалась теория, подробно описанная в работах [4, 5]. Напомним основные положения.

Основным маркером называется матрица следующего вида, элементами которой яв-п

ляются доли , где щ - число ДТП соответствующей категории водителей, N - общее число ДТП.

Таблица2

Стаж\Возр. <21 21 - 25 26 - 40 41 - 60 > 60

<1 муж.

жен.

1-2 муж.

жен.

3-6 муж.

жен.

>6 муж.

жен.

Временным маркером за промежуток времени , ] с шагом ^ называется матрица-

п

строка (массив), элементами которой являются доли , где N - прежнее, щ - количество

ДТП в интервале [^ + И0, ^ + (/ + 1)^ ].

Маркеромпричины называется матрица-строка, элементами которой являются доли

п

, где N - прежнее, щ - количество ДТП, при совершении которых присутствовал I -й фактор. Список факторов - условий, сопутствующих ДТП или типов ДТП, устанавливается заранее.

Вычисляются основной и временной маркеры, маркер причины для всей базы ДТП, которая в данном случае берется в качестве генеральной совокупности. При анализе конкретного очага перечисленные маркеры вычисляются для него, вычисленные значения сравниваются со средними и выявляются особенности очага.

Приведем пример такого анализа для одного из очагов: «Комсомольская площадь, д. 1» (рис. 1).

Рис.1

Общее число ДТП - 191. Категории водителей, попадающие в ДТП в данном очаге чаще, чем в среднем приведены в табл. 3.

Таблица 3

Доля ДТП Отношение к среднему Пол Возраст (лет) Стаж (лет)

0,097 1,75 Мужчина 25-40 1-2

0,018 2,033 Женщина 40-60 1-2

0,018 3,96 Мужчина 20-25 >6

0,024 1,65 Мужчина >60 >6

Рассматривался следующий список сопутствующих факторов и типов ДТП: «Задним ходом», «Дистанция», «Приоритет», «Скорость», «Боковой интервал», «Заснеженная дорога», «Гололедица», «Снежный накат», «Туман», «Снегопад», «Наезд на пешехода». Смысл пунктов достаточно ясен, так «Дистанция» - означает, что ДТП произошло по причине малой дистанции между авто, «Приоритет» - несоблюден приоритет при проезде перекрестка, перестроении и т. п., «Скорость» - выбран скоростной режим несоответствующий ситуации на дороге и т. д. Данный список не является окончательным и его состав - тема отдельного обсуждения, выходящего за рамки данной работы. Результаты работы программного модуля анализа причины приведены на рис. 2.

1£' Очаговый топографический анализ ДТП

вви

Открыть

дзе DOM m л »

НОВИКОВА-ПРИБОИ 185

МОСКОВСКОЕ ШОССЕ 104 187

► КОМСОМОЛЬСКАЯ пл. 1 131

ГЕРОЕВ ПРОСП. 1 133

ПОПОВА 35 133

МОЛИТОВСКИЙ МОСТ 210

ВАНЕЕВА 225

ГАГАРИНА ПРО СП 1 230

КАНАВИНСКИЙ МОСТ 240

КОМИНТЕРНА 115 245

ГАГАРИНА ПРО СП 251

ОКСКИЙ СЪЕЗД 272

ЛЕНИНА ПРОСП. вв 283

КУЗБАССКАЯ 1 287

ЛЕНИНА ПРОСП. 305

ЛЕНИНА ПРОСП. 33 321

РОДИОНОВА 187 337

ЛЕНИНА ПРОСП. 73 407

ЛЕНИНА ПРОСП. 70 435

МОСКОВСКОЕ ШОССЕ 4G0

МЫЗИНСКИЙ МОСТ 498

ЛЕНИНА ПРОСП. 75 581

¡КОМСОМОЛЬСК I ГэТ"

По всем ДТП По очагу

Задним кодом 8678 Задним кедом 15

Дистанция 7193 Дистанция 14

Приоритет 5381 Приоритет 10

Скорость 5272 Скорость 6

Боковой инт. 2289 Боковой инт. 7

Заснеж. дорога 20542 Заснеж. дорога 30

Гололедица 4526 Гололедица 37

Снежный накат 2996 Снежный накат 3

Туман 155 Туман 0

Снегопад 11058 Снегопад 16

Наезд на пешех 4720 Наезд на пешек 18

Сравнение

Анализ

Отобразить

Отобразить

1. КОМСОМОЛЬСКАЯ пл.

Боковой

инт..1.49086489453462 Гололедица:3.98541 1922 00052 Наезд на

пешех.:1.85915906127771

Рис. 2

Таким образом, аварий из-за недостаточного бокового интервала больше в 1,5 раза, из-за гололедицы - больше в 4 раза, аварий с участием пешеходов - в 1,9 раза больше, чем в среднем.

Временной маркер был вычислен за период 01.01.2009 по 31.12.2010. В качестве шага t0 выбран промежуток 1 месяц (различия в числе дней: 30 или 31, на наш взгляд, несущественны).

Очаговый топографический анализ ДТП

Открыть

□вв

КОМСОМОЛЬСКАЯ

Общее количество ДТП

А36 DOM nn л

НОВИКОВА-ПРИБОЯ 185

МОСКОВСКОЕ ШОССЕ 104 187

► КОМСОМОЛЬСКАЯ ПЛ 1 191

ГЕРОЕВ ПРО СП 1 193

ПОПОВА 35 193

МОЛИТОВСКИЙ мост 218

ВАНЕЕВА 225

ГАГАРИНА ПРОСП. 1 238

КАНАВИНСКИЙ МОСТ 248

КОМИНТЕРНА 115 245

ГАГАРИНА ПРОСП. 251

ОКСКИЙ СЪЕЗД 272

ЛЕНИНА ПРОСП. 88 283

КУЗБАССКАЯ 1 297

ЛЕНИНА ПРОСП. 385

ЛЕНИНА ПРОСП. 33 321

РОДИОНОВА 187 337

ЛЕНИНА ПРОСП. 73 487

ЛЕНИНА ПРОСП. 70 435

МОСКОВСКОЕ ШОССЕ 468

МЫЗИНСКИЙ МОСТ 498

ЛЕНИНА ПРОСП. 75 591 V

Всего

178407

'<НЧнМ-Н id Пересчет

(КОМСОМОЛЬСКА I Ï

3519 3489 3628 3790 3265 3407 3049 2651 2780 2531 1533 1082 4153 3679 4109 3488 3614 3740 3754 3061 4235 4242 3417 2191

Среднее значение маркера

0.044881 136831 31 55

0.0444985779330927

0,0402713700309717

0,0403375208846149

0.041 641 69015521 57

0,043452752942977

0,0300800340836915

0.0338107566926422

0,0354500179575803

0,932280281997351

0.81 9551 8257298456

0,9137997882842093

0,0529672095603709

0,0469218309589705

0.0524860351754308

0,0444858239697986

0,0400920233440544

0.0476998227199102

0,0478783782060275

0,0399390816432206

0.0540130345504866

0,0541023122935452

0,943580292575910

0.0279439335773592

Всего

lies

Количество ДТП Временной маркер Значение

критерия

0,0476190476190476

0,0654761994761905

9.0773099523009524

0.01 1904761904761 9

0,0238095238095238

0,0535714285714286

0.0773009523009524

0,071428571428571 4

0,0357142857142857

0.0238095238095230

0,00595238095238095

0,0297619047619948

9.0773099523009524

0.0178571428571429

0,0357142857142857

0,0416666666666667

0.01 1904761904761 9

0,0654761904761905

0,0238095238095238

9.0297619047619940

0,0238095238095238

0,0892857142857143

9.0416666666666667

0,01 78571 428571 429

2009 2 47142298846052

2909 3 67232064755695

2909 7

,98990196045698

2009 8

2,11 259991 923892

200912

2,156692852741 84

2010 1

,46092182358135

2910 6

1.37267156862745

2910 10

1.65031235266384

Рис. 3

Анализ (рис. 3) показывает, что превышения среднестатистических данных наблюдались как в зимние месяцы (2 2009,12 2009, 1 2010) и близкие к ним (3 2009), так и в месяцы, когда о снеге и гололедице говорить не приходится (7 2009, 8 2009).

Комплексный анализ позволяет сделать следующие выводы. При проезде водителем данного участка дороги особое внимание необходимо уделить соблюдению бокового интервала и движению пешеходов. Непосредственный осмотр территории показывает, что на данном участке дороги имеется нерегулируемый пешеходный переход. Требует проверки гипотеза о том, что он является одной из основных причин аварий.

Анализ категорий водителей показывает, что около 10 % ДТП приходится на мужчин 25-40 лет со стажем 1-2 года, впрочем пристального внимания заслуживают и остальные категории из табл. 3.

Аннотация данного очага может выглядеть следующим образом:

1) очаг отображается на слоях соответствующих строкам табл.3: «Мужчина, 25-40 лет, стаж 1 -2 года» и т. д.;

2) текст «Обратите внимание на соблюдение бокового интервала и особое внимание к пешеходам вблизи перехода»;

3) в месяцы со снежным покровом (ноябрь - март) к аннотации добавляется «Осторожно - гололедица».

Безусловно, текст аннотации необходимо детально прорабатывать с учетом психологии категорий водителей.

Получение такого типа информации по каждому из основных 30-40 очагов крупного города с последующим нанесением ее на интерактивную картупозволит дать водителям детальную личностно-ориентированную информацию.

Детальное рассмотрение изменения очага во времени, учет изменений, вносимых в дорожную инфраструктуру и визуализация этих данных в виде тематических карт с аннотациями может дать наглядную и полезную с точки зрения безопасности дорожного движения информацию о влиянии этих изменений на аварийность.

Библиографический список

1. www.edinros.ru

2. www.65.gibdd.ru

3. nick123.ru

4. Елисеев, М. Е. О интерактивной карте аварийности крупного города / [М. Е. Елисеев и др.] //

Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании

'2011: сб. научных трудов по материалам международной научно-практической конференции.

Транспорт/Автомобильные перевозки. - Одесса: Черноморье, 2011.

5. Елисеев, М. Е. О статистическом анализе очагов аварийности // Автотранспортное предприятие. М., 2012. №4.

Дата поступления в редакцию 10.10.2012

M. E. Eliseev1, A. A. Repnikov1, D. M. Pronin1, M.E. Sangalov2,T. N. Tomchinskaya1

SUBSYSTEM OF THE ANALYSIS OF CENTERS OF THE INTERACTIVE MAP

OF TRAFFIC ACCIDENTS

Nizhny Novgorod state university n.a N.I. Lobachevsky1 , Nizhny Novgorod state university n.a N.I. Lobachevsky( Arzamassky branch)

The article describes the principles of working of the test module analysis of centers of interactive map of the traffic accident. The method of the analysis of the centers of the traffic accidents described in earlier works of the authors is being defined. There are given examples of the analysis using the software.

Key words: topographic analysis, traffic collision, TRC, traffic accident, GIS, geographic information system.