PHÂN TÍCH XU HƯỚNG CÁC VỤ TAI NẠN GIAO THÔNG THEO KHÔNG GIAN VÀ THỜI GIAN GIÚP GIAO THÔNG TRỞ NÊN AN TOÀN HƠN

ESRI STORY MAP

Bạn chắc chắn sẽ không bao giờ tỉnh dậy vào buổi sáng với ý nghĩ mình có thể sẽ mất đi một người thân bởi tai nạn giao thông. Nhưng thật không may, theo thống kê trực tiếp từ các vụ tai nạn giao thông mỗi ngày có hơn 100 người tại Hoa Kỳ bị thiệt mạng, và hơn 6000 người bị thương hoặc tàn tật (ASIRT, 2002-2006NSC, 2016).

Tiến sĩ Lixin Huang, Kỹ sư CNTT II, là một nhà phân tích GIS cho quận Brevard, tiểu bang Florida, Hoa Kỳ. Lixin Huang nhận thấy các tiểu bang Florida là một trong số những tiểu bang được xếp hạng có tỷ lệ người chết cao nhất và số lượng các vụ tai nạn giao thông ở quận Brevard đang gia tăng.

CrashesByYear=GUID-DB787936-A623-41DB-A88A-C2134371CBEA=1=en=Web__1479324095096

Số lượng các vụ tai nạn ô tô thống kê theo năm tại quận Brevard, Florida

Chi phí liên quan của các vụ tai nạn giao thông cũng là một con số đáng kinh ngạc. Ngoài hậu quả đáng thương tiếc của việc tước đi các sinh mạng, sự hư hại của những con đường cao tốc trên toàn lãnh thổ Hoa Kỳ ước tính lên tới 871 tỷ đô la Mỹ mỗi năm. Tuy nhiên, đa số các vụ tai nạn giao thông này hoàn toàn có thể phòng ngừa được.

Lixin hy vọng với việc xác định các vụ tai nạn xảy ra ở đâu và khi nào xảy ra trên toàn quận Brevard, ông có thể giúp ngăn chặn một số vụ trong số đó. Ông bắt đầu với một cuộc phân tích thăm dò nhanh xu hướng tai nạn giao thông quanh quận. Sau đó, ông tập trung vào những nơi xảy ra tai nạn dọc theo mạng lưới đường bộ và cuối cùng, là ước tính chu kỳ theo thời gian và xu hướng chu kỳ 3D. Quy trình phân tích của ông được mô tả dưới đây bao gồm hướng dẫn cụ thể từng bước và tất cả các dữ liệu được Lixin sử dụng để phân tích.

Loại dữ liệu cần thiết?

Lixin nhận dữ liệu sự cố giao thông từ Trung tâm GeoPlan của Đại học Florida. Bao gồm địa điểm, ngày và thời gian xảy ra mỗi vụ tai nạn giao thông xe cơ giới ở quận Brevard trong khoảng thời gian từ 2010 đến 2015. Mỗi tai nạn giao thông được hiển thị dưới dạng một điểm màu cam trên bản đồ bên dưới.

TNGT1

Nhận thấy rằng rất khó để phân biệt bất kỳ loại mẫu nào từ các vị trí điểm riêng biệt. Lixin quyết định tái cấu trúc dữ liệu để có thể kiểm tra xu hướng không gian - thời gian.

Khu vực có số lượng các vụ tai nạn giao thông tăng cao?

Lixin thực hiện phân tích nhanh theo mô hình không gian-thời gian để xác nhận số vụ tai nạn giao thông đang gia tăng nói chung và sự gia tăng này mang tính chất thống kê.

Tất nhiên, mỗi tháng số lượng các vụ tai nạn xảy ra hoàn toàn khác nhau. Kết quả thống kê cho thấy sự gia tăng đáng kể số lượng các vụ tai nạn giữa năm 2010 và 2015 cho thấy sự gia tăng không chỉ là kết quả của biến động ngẫu nhiên.

Với việc tập trung vào những khu vực khác nhau xung quanh quận Brevard, Lixin có thể tìm ra xu hướng các vụ tai nạn giao thông và xác định các khu vực có vấn đề trên diện rộng.

TNGT3
TNGT4
TNGT5

Phân tích của Lixin đã hoàn thiện?

Sau đây là một vài vấn đề quan trọng với một cuộc phân tích thăm dò nhanh về xu hướng của các vụ tai nạn giao thông:

  1. Phân tích không gian được sử dụng để đánh giá các khu vực điểm nóng và lạnh dựa trên khoảng cách Euclide chứ không phải mạng lưới đường thực tế.
  2. Phân tích chưa xem xét các chu kỳ thời gian quan trọng như giờ cao điểm.

Lixin sẽ điều chỉnh các phân tích của mình để giải quyết cả hai vấn đề này.

Liệu có tồn tại những điểm nóng với tỷ lệ va chạm cao trên mạng lưới đường bộ?

Hai vụ tai nạn cách nhau bởi một con sông hoặc bởi một đường cao tốc chính có thể nằm sát nhau theo đường chim bay (khoảng cách Euclide), nhưng cách xa nhau trên một mạng lưới đường có vài cây cầu hoặc hầm. Bởi vì phân tích điểm nóng đang tìm kiếm những địa điểm có tỷ lệ va chạm cao theo cụm gần nhau, việc đo khoảng cách chính xác là rất cần thiết.

Lixin tổng hợp tất cả các dữ liệu về tai nạn và tử vong trong khoảng thời gian từ 2010 đến 2015 trên các con đường của quận Brevard để  mỗi phân đoạn riêng lẻ của mạng lưới đường sẽ hiển thị số đại diện cho tổng số vụ tai nạn và tử vong đã xảy ra ở đó. Đối với mỗi con số, Lixin tính toán theo mỗi dặm và theo tỷ lệ mỗi năm. Tiếp theo, ông kết nối tất cả các vụ tai nạn và tỷ lệ tử vong của các phân đoạn đoạn đường bằng cách sử dụng các hạn chế được áp lên mạng lưới đường thực tế. Khi tiến hành phân tích điểm nóng, giờ đây ông ấy đã có thể nhìn thấy và so sánh các vị trí trên mạng lưới đường bộ có tỷ lệ va chạm cao và tỷ lệ tử vong cao theo từng vùng không gian.

Các khu vực được đánh dấu màu đỏ của mạng lưới đường là các vị trí có cụm tỷ lệ cao theo thống kê. Bản đồ đầu tiên cho thấy các điểm nóng cho tất cả các vụ tai nạn giao thông. Bản đồ cuối cùng cho thấy các điểm nóng cho tai nạn giao thông có tử vong.

ComparingHotSpots__1481156598733

So sánh các điểm nóng cho tất cả các vụ tai nạn giao thông với các điểm nóng về tai nạn giao thông nghiêm trọng

Những bản đồ này cung cấp các vị trí cụ thể nơi mà mục tiêu an toàn giao thông nên được đánh giá. Chúng chỉ ra các địa điểm cần có các biện pháp khắc phục giúp ngăn ngừa tai nạn trong tương lai.

Thời gian nào là thời điểm nguy hiểm nhất để lái xe?

Số lượng các vụ tai nạn ô tôi đang ngày càng gia tăng tỷ lệ thuận với số lượng lái xe tham gia giao thông. Lixin quyết định tìm kiếm chu kỳ trong dữ liệu sự cố. Ông tạo ra một biểu đồ cho thấy số lượng các vụ tai nạn theo ngày trong tuần và theo giờ trong ngày. Một số thời điểm cao nhất đã được xác định nhưng nhiều nhất là trong thời gian làm việc vào khoảng từ 3 giờ đến 5 giờ chiều (trong khoảng 15h đến 17h)

DOWHODLineGraphArcMap=GUID-9D55A15C-0660-4447-8971-7EF6DAF50A6B=1=en=Web__1479402343553

Số lượng các vụ tai nạn xe cộ cao nhất vào thời điểm trong tuần làm việc từ 15h đến 17h

Những vị trí nào thường xảy ra các vụ tai nạn trong tuần làm việc từ 15h đến 17h?

Lixin tự hỏi liệu các địa điểm xảy ra tai nạn giao thông liên quan đến việc đi làm vào buổi chiều có giống như những ngày khác và vào những thời điểm khác hay không. Ông so sánh bản đồ các điểm nóng cho tất cả các vụ tai nạn (bên trái) với bản đồ các điểm nóng về tai nạn cho các vụ tai nạn xảy ra trong khoảng thời gian từ 15h đến 17h từ thứ Hai đến thứ Sáu (bên phải). Có một số khác biệt trong hai bản đồ.

All2WrkWkHotSpots__1481156658660

Ví dụ, Lixin thấy rằng Tuyến đường 1 của Hoa Kỳ ở phía bắc Florida State Road 404 (Pineda Causeway) không phải là khu vực nóng cho các vụ tai nạn trên toàn thời gian; điều đó đúng, tuy nhiên, đó lại là khu vực nóng theo kết quả thống kê  các vụ tai nạn vào các ngày trong tuần từ 3:00-05:00 chiều. Ông thực hiện kiểm tra các vụ tai nạn giao thông trong khu vực này và hệ quả là do tài xế bị mất tập trung. Vì thế tăng mức phạt cho việc sử dụng điện thoại di động khi lái xe có thể giúp giảm bớt các vụ tại nạn xảy ra tại đây.

Các vụ tai nạn được thống kê theo ngày vào thời điểm cụ thể có xu hướng như thế nào?

Tiếp theo, Lixin kiểm tra xu hướng sự cố vào các ngày trong tuần với khoảng thời gian từ 3:00 đến 5:00 chiều theo không gian và thời gian thông qua hình ảnh 3D. Bằng cách sắp xếp các phân khúc đường điểm nóng tai nạn mỗi năm, Lixin có thể xác định vị trí các khu vực có vấn đề thường xuyên trong suốt buổi chiều.

TNGT8

Lixin đã hoàn thành những gì?

Quy trình làm việc của Lixin đã trả lời các câu hỏi sau đây:

* Giao lộ và đoạn đường nào trong quận Brevard có tỷ lệ va chạm cao nhất?

* Khi nào và ở đâu xảy ra hầu hết các sự cố?

* Mô hình không gian của các trường hợp tử vong khác với mô hình không gian của các vụ tai nạn giao thông nói chung như thế nào?

* Mô hình không gian của tỷ lệ sự cố xảy ra trong thời gian đi làm buổi chiều của tuần làm việc khác với mô hình tổng thể của tỷ lệ sự cố như thế nào?

* Theo thời gian, giao lộ hoặc đường nào là khu vực có vấn đề dai dẳng dẫn đến tai nạn giao thông?

Quy trình công việc tương tự này có thể được mở rộng để trả lời các câu hỏi bổ sung:

* Đâu là khu vực điểm nóng cho các vụ tai nạn liên quan đến người lái xe cao tuổi, người lái xe trẻ tuổi hoặc tai nạn liên quan đến nồng độ cồn?

* Khi nào và ở đâu xảy ra tai nạn liên quan đến người lái xe cao tuổi, người lái xe tuổi vị thành niên hoặc tai nạn liên quan đếnnồng độ cồn?

Bằng cách hiểu các tai nạn giao thông xảy ra ở đâu và khi nào trong toàn hạt, Lixin sẽ có thể đưa ra các khuyến nghị sáng suốt hơn cho các chính sách về các biện pháp có thể giúp giảm thiểu tai nạn giao thông trong tương lai.