El transporte por carretera -...

CalibraciCalibracióón de modelos para el n de modelos para el ananáálisis de la seguridad de lalisis de la seguridad de la

carretera y sus mcarretera y sus máárgenes en el rgenes en el proyecto DISCAMproyecto DISCAM

JosJoséé MMªª Pardillo MayoraPardillo Mayora

CalibraciCalibracióón de modelos para el ann de modelos para el anáálisis de la seguridad de la carretera y sus mlisis de la seguridad de la carretera y sus máárgenes en el proyecto DISCAMrgenes en el proyecto DISCAMJosJoséé MMªª Pardillo Mayora Pardillo Mayora

Equipo de investigaciEquipo de investigacióónn

Departamento de ingenierDepartamento de ingenieríía civil Transportes de la UPMa civil Transportes de la UPMInvestigador principalInvestigador principal

JosJoséé MMªª Pardillo MayoraPardillo Mayora

Investigadores responsables de fasesInvestigadores responsables de fasesFases 4 y 5: Rafael Jurado PiFases 4 y 5: Rafael Jurado PiññaaFase 2: MarFase 2: Maríía Castro Malpicaa Castro Malpica

Otros investigadores del DepartamentoOtros investigadores del DepartamentoBegoBegoñña a GuiraoGuirao Abad Abad SandroSandro RocciRocci BoccaleriBoccaleriAlberto Camarero Orive Alberto Camarero Orive

Investigadores (contratados)Investigadores (contratados)Francisco J. Soler Flores Francisco J. Soler Flores Arturo DomArturo Domíínguez Liranguez Lira


ObjetivosObjetivos

Objetivo de la Objetivo de la investigaciinvestigacióónn

Desarrollo de Desarrollo de herramientas herramientas analanalííticas que ticas que permitan mejorar la permitan mejorar la seguridad en el diseseguridad en el diseñño o de las carreteras y de de las carreteras y de la configuracila configuracióón de n de sus msus máárgenes

Resultados esperadosResultados esperadosModelo de estimaciModelo de estimacióón de los n de los ííndices de accidentes a partir de ndices de accidentes a partir de las caracterlas caracteríísticas de las sticas de las carreteras espacarreteras españñolas de dos olas de dos carrilescarrilesMMéétodo de evaluacitodo de evaluacióón de la n de la consistencia del trazadoconsistencia del trazadoProcedimiento de caracterizaciProcedimiento de caracterizacióón n de la seguridad de las mde la seguridad de las máárgenesrgenesRecomendaciones de diseRecomendaciones de diseñño de o de las mlas máárgenes de las carreterasrgenes de las carreterasMetodologMetodologíía de optimizacia de optimizacióón de n de inversiones en tramos con inversiones en tramos con elevados niveles de riesgo

rgenes

elevados niveles de riesgo


LLííneas de investigacineas de investigacióónn

1.1. Modelos de estimaciModelos de estimacióón de los n de los ííndices de ndices de accidentalidad en funciaccidentalidad en funcióón de las caractern de las caracteríísticas de sticas de las carreteraslas carreteras

2.2. Consistencia del trazadoConsistencia del trazado

3.3. Seguridad en las mSeguridad en las máárgenes de las carreterasrgenes de las carreteras


Antecedentes: modelos de Antecedentes: modelos de predicciprediccióón de accidentesn de accidentes

144 referencias144 referenciasModelos de regresiModelos de regresióón generalizados (n generalizados (AbbessAbbess, , WrightWright, , JarrettJarrett, , MiaouMiaou, , PersaudPersaud, Lord, Washington, , Lord, Washington, IvanIvan))

La distribuciLa distribucióón de la variable objeto (frecuencia de accidentes n de la variable objeto (frecuencia de accidentes no es normalno es normal

Modelo de PoissonModelo de PoissonModelo binomial negativo (si existe sobredispersiModelo binomial negativo (si existe sobredispersióón)n)

CombinaciCombinacióón con mn con méétodos todos bayesianosbayesianos para mejorar la para mejorar la precisiprecisióón en carreteras existentes (n en carreteras existentes (HauerHauer, , PersaudPersaud))Factores de modificaciFactores de modificacióón respecto de la estimacin respecto de la estimacióón en n en condiciones de referencia (IHSDM, HSM, condiciones de referencia (IHSDM, HSM, SafetySafety AnalistAnalist) ) Modelos de regresiModelos de regresióón logn logíística para estimar la gravedad de stica para estimar la gravedad de los accidentes los accidentes


Antecedentes: consistencia del Antecedentes: consistencia del trazadotrazado

38 referencias38 referencias

MMéétodos basados en la circulacitodos basados en la circulacióón vehicular: Vn vehicular: V8585 y y estabilidad del vehestabilidad del vehíículo en las curvas (culo en las curvas (LammLamm et al. et al. 1991,1995, IHSDM, 2004)1991,1995, IHSDM, 2004)

MMéétodos basados en las caractertodos basados en las caracteríísticas geomsticas geoméétricas de tricas de la carretera (Castro et al. 2005)la carretera (Castro et al. 2005)

MMéétodos basados en el comportamiento del conductor: todos basados en el comportamiento del conductor: carga de trabajo del conductor y demanda visual carga de trabajo del conductor y demanda visual ((MesserMesser 1980; 1980; KrammesKrammes et al. 1995 b; et al. 1995 b; FitzpatrickFitzpatrick et al. et al. 1999; 1999; WooldridgeWooldridge 2000)2000)

MMéétodos todos ““mixtosmixtos”” ((LammLamm et al. 1987 y 1999; et al. 1987 y 1999; PolusPolus y y DaganDagan 1987; 1987; FaghriFaghri y y HarbesonHarbeson 1999; 1999; HassanHassan et al. et al. 2001)2001)


Antecedentes: modelos de Antecedentes: modelos de accidentalidad por salida de la calzadaaccidentalidad por salida de la calzada

( ) ( ) ( )w θ w θ w θv Ψ v Ψ v Ψ

w v θ Ψ

P C E = P E E *P C E∑∑∑∑

Modelos probabilModelos probabilíísticossticos

Frecuencia de salidaFrecuencia de salidaProbabilidad de Probabilidad de accidenteaccidenteEstimaciEstimacióón del nivel de n del nivel de severidadseveridadEstimaciEstimacióón de costes y n de costes y ratios coste/beneficioratios coste/beneficio

Modelos basados en Modelos basados en datos de accidentesdatos de accidentes

RegresiRegresióón n multivariantemultivariante

CaracterizaciCaracterizacióón de n de la configuracila configuracióón de n de las mlas máárgenes a rgenes a travtravéés de s de indicadores de indicadores de peligrosidad peligrosidad Contraste y Contraste y calibracicalibracióón con los n con los registros de registros de accidentesaccidentes


Antecedentes: peligrosidad de Antecedentes: peligrosidad de las mlas máárgenes de las carreterasrgenes de las carreteras

RoadsideRoadside HazardHazard RatingRating((ZegeerZegeer, 1988), 1988)

Siete niveles de Siete niveles de peligrosidadpeligrosidad

AplicaciAplicacióón a modelos de n a modelos de predicciprediccióón de accidentes n de accidentes por salida de la calzadapor salida de la calzada


MetodologMetodologíía para la a para la estimaciestimacióón n de la frecuencia de accidentesde la frecuencia de accidentes

Revisión de la experiencia internacional

Planteamiento del modelo

Desarrollo de los programas de calibración

Ajuste de los modelos

Aplicación a carreteras existentes:Modelo bayesiano

Aplicación en carreteras nuevas

Forma funcional

Definición de la población

Selección de variables


Planteamiento de los modelosPlanteamiento de los modelos

Modelo lineal generalizado de Poisson / Modelo lineal generalizado de Poisson / binomialbinomial--negativonegativo

SelecciSeleccióón de variables para conseguir la mn de variables para conseguir la mááxima xima potencia de explicacipotencia de explicacióón del modelon del modelo

Consistencia de caracterConsistencia de caracteríísticassticasGradientes de cambioGradientes de cambioCaptura de las interacciones de las variablesCaptura de las interacciones de las variables

j

n

jjix

i eββ

µ∑

= =

+1

,0 ( )i

i K

i

y

i

i

i

i

i KKK

Ky

Ky

yP

1

11

11!

1

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛Γ

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +Γ

=µµ

µ


Ajuste de los modelosAjuste de los modelos

MuestraMuestraRCERCE

ValenciaValenciaCastilla LeCastilla Leóón n ExtermaduraExtermadura

Redes de autonomRedes de autonomííasasJunta de Junta de CastlllaCastllla la Manchala ManchaJunta de ExtremaduraJunta de Extremadura

Datos:Datos:Accidentes (5 aAccidentes (5 añños)os)TrTrááficoficoInventario de caracterInventario de caracteríísticas sticas de la Red

Proceso:Proceso:SelecciSeleccióón de variables n de variables significativas significativas

Estudio de Estudio de correlacionescorrelaciones

AjusteAjusteContraste del aumento del Contraste del aumento del coeficiente de determinacicoeficiente de determinacióón n Grado de significaciGrado de significacióón del n del parparáámetrometroAjuste de parAjuste de paráámetros por metros por mmááxima verosimilitudxima verosimilitud

de la Red


CalibraciCalibracióón inicial (1): Itinerarios n inicial (1): Itinerarios en carreteras convencionalesen carreteras convencionales

(-0.469932+0.8657369 LnEXPO+0.4522908 Interkm-0.0967722 VIS-0.0390203 INC+0.013701DifVeProm)⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅=ACC e

ACC: Frecuencia de accidentes con vACC: Frecuencia de accidentes con vííctimas (ctimas (acvacv/5 /5 aañños)os)LNEXPO: Logaritmo neperiano del volumen de LNEXPO: Logaritmo neperiano del volumen de trtrááfico (10fico (1088 vehveh--km)km)InterkmInterkm: Densidad de accesos e intersecciones : Densidad de accesos e intersecciones (accesos/km)(accesos/km)VIS: Media de la visibilidad disponible mVIS: Media de la visibilidad disponible míínima nima (escala 1(escala 1--5)5)INC: Pendiente longitudinal media (%)INC: Pendiente longitudinal media (%)DifVelPromDifVelProm: Media de la diferenciad de velocidad : Media de la diferenciad de velocidad especespecíífica entre alineaciones contiguas (km/h)fica entre alineaciones contiguas (km/h)Bondad de ajuste:Bondad de ajuste:

RR22 m.v.: 81,15%m.v.: 81,15%

0 5 10 15 20 25 30-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

Gráfico de residuos estandarizados acumulados


CalibraciCalibracióón inicial (2): Tramos de n inicial (2): Tramos de 1 km en carreteras convencionales1 km en carreteras convencionales(-0.3937136 + 0.8700814LNEXPO+0.265021NINTER-0.1050077VISMIN-0.005216VEL_MIN-0.0249549INCMAX+ 0.0069947SPDVEL) ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅=ACC e

ACC: Frecuencia de accidentes con vACC: Frecuencia de accidentes con vííctimas (ctimas (acvacv/5 /5 aañños)os)LNEXPO: Logaritmo neperiano del volumen de LNEXPO: Logaritmo neperiano del volumen de trtrááfico (10fico (1088 vehveh--km)km)NINTER: Densidad de accesos e intersecciones NINTER: Densidad de accesos e intersecciones (accesos/km)(accesos/km)VISMIN: Visibilidad disponible mVISMIN: Visibilidad disponible míínima (escala 1nima (escala 1--5)5)VELMIN: VELMIN: LLíímitacimitacióónn de velocidad (km/h)de velocidad (km/h)INCMAX Pendiente longitudinal mINCMAX Pendiente longitudinal mááxima (%)xima (%)SPDVelSPDVel: Reducci: Reduccióón de velocidad especn de velocidad especíífica fica respecto a alineaciones contiguas (km/h)respecto a alineaciones contiguas (km/h)Bondad de ajuste:Bondad de ajuste:

RR22 m.v.: 32,3 %m.v.: 32,3 %

Gráfico de residuos estandarizados acumulados

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

IMD/1000

resi

duos

acu

mul

ados


Aplicaciones previstasAplicaciones previstas

PlanificaciPlanificacióónnEstimaciEstimacióón de n de ííndices de accidentesndices de accidentesComparaciComparacióón de alternativasn de alternativas

Carreteras existentesCarreteras existentesCombinaciCombinacióón con mn con méétodo bayesianotodo bayesianoSelecciSeleccióón de actuaciones de mejora de la n de actuaciones de mejora de la seguridadseguridadAnAnáálisis coste beneficiolisis coste beneficio


MMéétodo bayesianotodo bayesiano

Hipótesis sobre la distribución de lastasas de accidentes

Distribución de probabilidad del índice de accidentes en cada tramo

Datos de accidentes y de tráfico en cada tramo (5 años)

Teorema de Bayes

Distribución de probabilidad del índice de accidentes en cada clase

Datos de accidentes y del tráfico en cada clase (5 años)

Ajuste por máxima verosimilitud

División de la red en clasesde tramos de

características semejantes

Datos de accidentes y del tráfico en la red (5 años)

Inventario de características

Análisis de varianzasEstr

atifi

caci

ónD

istr

ibuc

ión

a pr

ioiri

Dis

trib

ució

na

post

erio

ri


Modelo bayesiano de estimaciModelo bayesiano de estimacióón de la n de la frecuencia de accidentesfrecuencia de accidentes

:Frecuencia de accidentes :Frecuencia de accidentes estimada en el tramo iestimada en el tramo i∝∝i : Coeficiente de ponderacii : Coeficiente de ponderacióónneiei : Estimaci: Estimacióón de la frecuencia n de la frecuencia de accidentes en el tramo i de accidentes en el tramo i obtenida aplicando la ecuaciobtenida aplicando la ecuacióón n resultante del modelo de resultante del modelo de regresiregresióón multivarianten multivarianteRiRi : Frecuencia de accidentes : Frecuencia de accidentes registrada en el tramo i en el registrada en el tramo i en el perperííodo de considerado para la odo de considerado para la calibracicalibracióón del modelon del modelo

Ventajas:Ventajas:Aprovecha toda la Aprovecha toda la informaciinformacióón disponiblen disponible

InformaciInformacióón sobre las n sobre las caractercaracteríísticas de la sticas de la carretera (regresicarretera (regresióón n multivariante)multivariante)Registro de accidentes en Registro de accidentes en un perun perííodo de 5 aodo de 5 aññosos

Mayor precisiMayor precisióón en la n en la estimaciestimacióón de la n de la frecuencia de los frecuencia de los accidentes en peraccidentes en perííodos odos posterioresposteriores

ˆx̂ e (1 ) Ri i i i i= α + − α

ix̂


Consistencia del trazadoConsistencia del trazado

CampaCampañña de toma de a de toma de datos de velocidades datos de velocidades de circulacide circulacióónn

100 secciones100 seccionesRadios 100 m a Radios 100 m a ∝∝Pendientes: 0% a 7%Pendientes: 0% a 7%

Perfiles de velocidades Perfiles de velocidades en desarrolloen desarrollo


Seguridad en las mSeguridad en las máárgenesrgenes

Objetivos Objetivos

1.1. Determinar las variables representativas en la Determinar las variables representativas en la estimaciestimacióón de la peligrosidad y severidad de los n de la peligrosidad y severidad de los accidentes por salida de la calzada.accidentes por salida de la calzada.

2.2. CaracterizaciCaracterizacióón de la peligrosidad de las mn de la peligrosidad de las máárgenes de rgenes de las carreteraslas carreteras

3.3. Indicadores para el desarrollo de modelos de Indicadores para el desarrollo de modelos de predicciprediccióón de accidentes por salida de la calzadan de accidentes por salida de la calzada


Toma de datos de Toma de datos de configuraciconfiguracióón de mn de máárgenes rgenes

Muestra Muestra 748 km748 kmTramos: 500 mTramos: 500 m

Indicadores (variables Indicadores (variables categcategóóricas)ricas)

TrazadoTrazadoBarrerasBarrerasPendiente transversalPendiente transversalObstObstááculosculos

48 combinaciones48 combinacionesAccidentes por salida de la Accidentes por salida de la calzada: 5 acalzada: 5 aññosos


MetodologMetodologíía de estudio de a de estudio de mmáárgenesrgenes

CategorCategoríías de configuracias de configuracióón n mmáárgenesrgenes

Contraste estadContraste estadíísticostico

Significativo

ÍÍndices de peligrosidad de ndices de peligrosidad de las mlas máárgenesrgenes

Índice peligrosidad accidentes

Índice gravedad de accidentes

Indicador de trazado

Indicador rango tráfico

Indicador pendiente

Indicador obstáculos

Indicador barrera

No significativo


Resultados del 1er aResultados del 1er aññoo

SSííntesis de antecedentes ntesis de antecedentes Modelos de estimaciModelos de estimacióón de la frecuencia de accidentes n de la frecuencia de accidentes EvaluaciEvaluacióón de la consistencia del trazadon de la consistencia del trazadoEvaluaciEvaluacióón de los niveles de seguridad en la mn de los niveles de seguridad en la máárgenes.rgenes.

Desarrollo teDesarrollo teóórico del modelo de estimacirico del modelo de estimacióón de la frecuencia n de la frecuencia de accidentes y del procedimiento de calibracide accidentes y del procedimiento de calibracióónn

CalibraciCalibracióón inicial de los modelosn inicial de los modelos

Desarrollo del procedimiento bayesiano para estimaciDesarrollo del procedimiento bayesiano para estimacióón de la n de la frecuencia de accidentes en carreteras en serviciofrecuencia de accidentes en carreteras en servicio

CaracterizaciCaracterizacióón de la distribucin de la distribucióón de velocidades de n de velocidades de circulacicirculacióón en una muestra de tramos de carreteras espan en una muestra de tramos de carreteras españñolas olas de dos carriles de dos carriles CaracterizaciCaracterizacióón del estado de las mn del estado de las máárgenes en una muestra de rgenes en una muestra de carreteras de dos carrilescarreteras de dos carriles


ContinuaciContinuacióón de la n de la investigaciinvestigacióónn

22ºº aaññooDepuraciDepuracióón del modelo de n del modelo de estimaciestimacióón de la n de la frecuencia de accidentesfrecuencia de accidentesCalibraciCalibracióón del mn del méétodo todo para evaluar la para evaluar la consistencia del trazado consistencia del trazado Ajuste del procedimiento Ajuste del procedimiento de caracterizacide caracterizacióón de los n de los niveles de seguridad de niveles de seguridad de las mlas máárgenes

33erer aaññooRecomendaciones de Recomendaciones de disediseñño de las o de las mmáárgenes de las rgenes de las carreterascarreterasMetodologMetodologíía de a de optimizacioptimizacióón de n de inversiones en tramos inversiones en tramos con elevados niveles con elevados niveles de riesgode riesgo

rgenes

El transporte por carretera -...

Documents

Transcript of El transporte por carretera -...