上杭高速交通事故與氣象要素的相關性分析

中圖分類號：P49 文獻標志碼：B 文章編號：2095-3305（2025）05-0278-03

在惡劣氣象條件下，交通事故及其次生災害頻發，嚴重影響人們的生命財產安全和社會經濟的有序發展。周子欽等[1指出交通運輸與氣象因素之間存在較為密切的關系；賀芳芳等[2分析了上海地區不良天氣條件與交通事故之間的關系，發現高速交通對氣象條件高度敏感，很大限度上受氣象條件的影響和制約。強降雨、低溫雨雪、大風是影響高速交通的主要氣象災害，福建省龍巖市上杭縣高速公路地形復雜，天氣受地形影響顯著，這些因素極易引發安全事故。因此，通過分析該縣2013一2022年兩條高速沿線交通事故特點與對應天氣的相關性，結合高速公路交通事故數據樣本分類統計結果，明確事故易發指標，構建高速公路風險預測模型，繪制風險區劃圖，旨在提高交通氣象保障服務水平，減少交通事故。

1資料與方法

根據龍巖高速交警支隊三大隊提供的2013—2022年長深高速和上蛟高速交通事故數據，以及同期長深高速公路上杭段及上蛟高速公路臨近 5km 內南陽、才溪、舊縣、九洲、湖洋等7個氣象自動站逐日氣溫、降水、風速等實況數據。采用事故比方法對某一氣象要素影響下的交通事故進行分析，利用Excel進行數據處理和繪圖，運用SPSS27.0進行k-均值聚類分析，結合數據樣本研究氣象要素影響下的交通事故。進行Person相關性分析并構建回歸模型，根據風險指數應用ArcGIS繪制交通風險區劃圖。

2結果與分析

2.1高速交通事故的時間分布特征

2.1.1年際間變化特征

2013—2022年長深高速、上蛟高速共發生2739起交通事故。長深高速交通事故數為1416起，年均事故率約為142起；上蛟高速公路為1323起，年均事故率約為132起。其中，2013一2014年長深高速交通事故數明顯較多，2015—2022年兩條高速公路事故數差距不大。

2.1.2 月際變化特征

相較于長深高速，上杭高速雨天事故較為集中。兩條高速公路月變化趨勢均呈“三峰型”分布，其中夏季發生事故的風險最高，冬春季次之；事故在5一6月高發，2、8月次之。其原因在于5一6月、8月的強降水天氣較多，2月道路結冰較多且春運車流量大。影響高速交通事故的主要氣象災害為夏季強降水、大風天氣以及冬季低溫雨雪天氣。

2.1.3 日變化特征

事故日變化特征呈雙峰形，上蛟高速公路事故日變化大于長深高速。事故主要發生在白天時段，15：00＼～18：00高發，11：00＼～12：00次之。其原因在于該時段車流量增多，上杭縣境內強對流天氣也多發生在該時段。

2.2天氣對高速交通事故的影響

2.2.1 降水的影響

通過分析降水天氣下兩條高速交通事故數，發現雨天事故數1975起，占總事故數的 72.11% 。其中，長深高速事故數為980起，事故率為 69.21% （長深高速雨天事故占長深高速總事故之比）；上蛟高速事故數為995起，事故率為 75.21% （上蛟高速雨天事故占上蛟高速總事故之比）。

選取2013—2022年降雨量 ?0.1mm 的降雨總天數作為降雨日總天數，其中長深高速公路鄰近的5個氣象站累計7879d，上蛟高速公路鄰近的3個氣象站累計 4996d 將日降雨量作為衡量降雨影響程度的量化指標，用降雨日事故數與相應級別的降雨日總天數比率作為事故比，發現降雨量級與交通事故發生成正比。例如，當日降雨量達到大雨及以上時，事故比最大，長深高速為 38.24% ，上蛟高速為 54.13% 。李云峰等[3]指出降水量的增加易造成路面積水，影響汽車行駛的穩定性，導致汽車發生漂移、側滑等。此外，降雨強度大時能見度不高，影響駕駛員視線，增加交通事故發生的可能性。

2.2.2低溫雨雪的影響

當前，冰凍天氣缺乏統一的指標，各地所用指標不同，部分標準將日平均氣溫 ?1 ℃、出現降雨或降雪設為1個冰凍日[4]。上杭道路結冰和冰凍雨雪天氣較少，考慮到一些高速路面海拔略高于站點，冬季路面溫度略低于鄰近站點氣溫，故選取7個氣象站2013—2022年12月到翌年2月的日最低氣溫 ?2% 的低溫總天數作為低溫天氣站點數，累計55起，低溫事故數占總事故的 2.00% 。其中，長深高速低溫事故數為31起，事故率為 2.19% ；上蛟高速低溫事故數為24起，事故率為 1.81% ○

選取長深高速、上蛟高速鄰近氣象站2013—2022年日最低氣溫 ?2 ℃的天數作為低溫日總天數，其中長深高速低溫事故數累計531起，上蛟高速累計398起。將日最低氣溫作為衡量低溫影響程度的量化指標，將低溫日事故數與相應指標的低溫日總天數比率作為事故比，發現 -2^°C 以下的事故比明顯比 -2^°C 以上的高（長深高速為 10.71% ，上蛟高速為 6.45% ）。其原因在于 -2^°C 以下的氣溫易造成道路結冰和引發雨雪天氣。因此，選取 -2% 作為低溫雨雪事故高風險指標。

2.2.3 大風的影響

兩條高速公路6級以上大風（含6級以上的雷雨大風事故數共293起，大風事故數占總事故的 10.70%_o 其中，長深高速大風天事故數為151起，事故率為 10.66% （長深高速大風天事故占長深高速總事故的百分比）；上蛟高速大風天事故數為142起，事故率為 10.73% （上蛟高速大風天事故占上蛟高速總事故的百分比）。兩條高速的大風事故數和事故率相差不大。

長深高速、上蛟高速鄰近氣象站2013—2022年日風力達到6級以上的大風日總天數分別累計1533、850d 6級大風事故比明顯比7＼～8級大（長深高速為10.25% ，上蛟高速為 17.57% ），原因可能是6級大風發生次數多，故造成的事故率較高。而9＼～10級的大風事故比因個例數相對較少，9級大風事故比，長深高速只有 5.88% ，上蛟高速高達 42.86% ；10級大風事故比，長深高速達到 33.33% ，上蛟高速為0。因此，選取6級大風作為大風事故高風險指標。

2.2.4設定高速公路行車風險指標

當日降雨量達到大雨及以上或日極端低溫 ? -2^°C 或風力等級 ?6 級時，極易引起事故，為高風險等級；當日降雨量達到中雨或日極端低溫為 -2～0C （含）或風力等級 ?9 級時，易引起事故，為中風險等級；當日降雨量達到小雨或日極端低溫在 0～2^°C （含）或風力等級為7＼～8級時，容易引起事故，為一般風險等級；當日無降雨或日極端低溫 ?2 （204號 °C 或風力等級 ?6 級時，不易引起事故，為低風險等級。

2.3交通事故的空間分布特征及區劃

2.3.1雨天交通事故的空間分布特征

對長深高速雨天980起事故數據進行 k- 均值聚類分析，制作高速降水風險區劃圖（圖1）。低風險區域主要分布于G25高速的 3173km 附近（南陽到才溪路段），中風險區域主要分布在 3 213km 附近 （湖洋西段），較高風險區域主要分布在3 190km 附近（舊縣到九洲），高風險區域主要分布在 3 201km （九洲）附近，這與站點分布（表1）結果一致。

對上蛟高速雨天的995起事故數據進行k-均值聚類分析，低風險區域主要分布在S66高速的 23km 附近（九洲到白砂），中風險區域主要分布在 32km 附近（九洲到城區），較高風險區域主要分布在 2km 附近（蛟洋），高風險區域主要分布在 13km 附近（蛟洋到白砂），這與站點分布（表2）結果基本一致。

2.3.2低溫天氣交通事故的空間分布特征

對低溫天氣引發的長深高速31起事故、上蛟高速24起事故進行聚類分析，制作低溫風險區劃圖（圖2）。長深高速低風險區域分布在G25高速的 3 177km 附近（南陽），中風險區域在 3216km 附近 （湖洋西段），較高風險區域在3 191km 附近（舊縣到九洲），高風險區域分布在 3202km 附近（九洲），這與站點分布（表1）結果一致。上蛟高速低風險區域主要分布S66高速的 35km 附近（九洲），中風險區域主要分布在 11km 附近（蛟洋與白砂之間），較高風險區域主要分布在 20km 附近（白砂），高風險區域分布在 1km 附近（蛟洋），這與站點分布（表2）結果基本一致。

2.3.3大風天氣交通事故的空間分布特征

對大風天氣下長深高速151起事故和上蛟高速142起事故進行聚類分析，制作大風風險區劃圖（圖3）。長深高速低風險區域在G25高速的 3 174km 附近（南陽），中風險區域在 3212km 附近（湖洋），較高風險區域分布在 3 201km 附近（九洲）；高風險區域分布在3189km 附近（才溪到舊縣），這與站點分布（表1）結果一致。上蛟高速低風險區域分布在S66高速的 23km 附近（白砂），中風險區域分布在 14km 附近（白砂）；較高危風險區域分布在 33km 附近（九洲），高危風險區域分布在 2km 附近 （蛟洋）。

2.4建立高速交通事故與氣象因子的相關性預報模型

選取2013—2022年1—12月的月事故數與大風、低溫進行相關性分析。低溫（道路結冰 ?2% 與事故相關系數分別為0.064（長深）、0.092（上蛟），相關系數低，均未通過顯著性檢驗。大風（6級以上）與事故相關系數分別為0.064（長深）0.092（上蛟），相關系數低，均未通過顯著性檢驗。對2013—2022年事故數與月雨量進行相關分析和建模，相關系數分別為 0.534^** （長深）、 0.690^** （上蛟），均通過極顯著相關性檢驗（**表示通過0.01置信度檢驗）。說明上杭兩條高速的事故數均隨雨量增加而上升。

3結論與討論

（1）2013—2014年長深高速交通事故數較高，2015—2022年兩條高速公路的事故數相差不大。兩條高速公路的月變化趨勢一致，事故高發月份為5一6月和2、8月。事故主要發生在白天時段，高發時間多為15：00＼～18：00、11：00＼～12：00。

（2）降雨天氣條件下高速公路交通事故發生最多，占事故總數的 72.11% 。其中，大雨以上降水導致的事故比最大；氣溫在 以下容易造成道路結冰；6級大風的事故比高，容易引發交通事故。

（3）降水高風險區域，長深高速主要分布在 3201km 附近（九洲），上蛟高速主要分布在 13km 附近（蛟洋到白砂）；低溫高風險區域，長深高速主要分布在 3 202km 附近（九洲），上蛟高速主要分布在 1km 附近 （蛟洋）;大風高風險區域，長深高速主要分布在 3189km 附近（才溪到舊縣），上蛟高速主要分布在 2km 附近 （蛟洋）。

（4）不同氣象因素對交通事故的影響存在顯著的差異，降水與高速交通事故數為顯著正相關。從預報模型看，上杭縣兩條高速的事故數均隨著雨量增加而上升。

參考文獻

[1]周子欽，盧德全，孫雷果，等.廣南高速公路道路封閉與不良氣象條件的相關性研究[J].河南科技，2020，39（35）：146-149.

[2]賀芳芳，房國良，吳建平，等.上海地區不良天氣條件與交通事故之關系研究[J].應用氣象學報，2004（1）：126-128.

[3]李云峰，謝勇，金順梅，等.吉林省高速公路交通事故與氣象要素的關系研究[J].氣象與環境學報，2021，37（3）：94-101.

[4]顧婷婷，潘婭英，駱月珍.浙江省高速公路低溫雨雪冰凍災害風險評估與區劃[J].氣象與環境學報，2016.32（3）：102-106.