طراحی مدل ایمنی مبادی ورودی شهرها
چکیده:
حمل و نقل یکی از ضروریات زندگی بشر است.آدمی به برقراری ارتباط نیازمند است و فرآیند ارتباط ، جابه جایی را ایجاب می کند و در نتیجه سفر ایجاد می شود.با توجه به تعداد فراوان سفرهای تولید شده،ایمنی این سفرها از اهمیت فراوانی برخوردار است.در کشورما ایران،تعداد سرانه حوادث جاده ای و تلفات ناشی از آن زیاد است و این امر سبب شده که ریشه یابی علل و عوامل موثر در رخ دادن این حوادث مورد کنکاش واقع شود.برابر آمار راهنمایی و رانندگی نیروی انتظامی ،حدود 70 درصد حوادث جاده ای کشوردر محدوده 30 کیلومتری شهرها اتفاق می افتد که به (مبادی ورودی شهرها )موسوم است.در این تحقیق سعی شدهاست با بررسی ارتباط آمار حوادث با وضعیت برخی پارامترهای فیزیکی و جمعیتی مبادی ورودی شهرها در تعدادی از جاده های کشور و با استفاده از تحلیل های آماری،پارامترهایی که در تعداد حوادث موثر است شناسایی شده و رابطه ای میان این پارامترها و تعداد حوادث ارائه شود.
مقدمه:
بر اساس اطلاعات ارائه شده توسط وزارت راه و ترابری، حمل و مقل جاده ای با اختصاص حدود 90 درصد از کل سفرهای در حال انجام در ایران،در مقایسه با سیستم های دیگر حمل و نقل(هوایی،دریایی و ریلی)از جایگاه ممتازی در عرصه ی اقتصاد کشور برخوردار است و (راه) به عنوان یکی از ارکان اصلی این عرصه،همواره محل توجه مدیران و کاربران این سیستم بوده است.
حوادث رانندگی از مهم ترین عواملی هستند که بر سطح خدمت راه ها تاثیر می گذارند و از آنجا که سطح خدمت مطلوب شبکه جاده ای،تضمین کننده حمل و نقل ایمن مسافر و کالا است بروز هر گونه خلل در آن،مسیر رشد اقتصادی و اجتماعی را با مشکلات بسیاری روبرو خواهد کرد.تلفات نیروی انسانی ناگوارترین پیامد هر تصادف اند و آمار متوفیات ناشی از تصادفات در ایران بسیار زیاد است،به نحوی که به طور مثال در سال 1383 روزانه به طور میانگین بیش از 74 نفر در کشور در اثر تصادفات رانندگی کشته شده اند و این در حالی است که در کشورهایی مانند آلمان،
انگلستان و فرانسه که وسیله نقلیه_کیلو متر طی شده در آنها بیش از 10 برابر ایران است تعداد کشته ها بسیار کمتر است.در این کشورها تعداد کشته های ناشی از تصادفات با انجام تمهیدات لازم سیر نزولی یافته و این در حالی است که طبق آمار منتشر شده توشط پزشکی قانونی،تعداد متوفیات ناشی از تصادف در ایران در حدود 8 الی 10 درصد رشد دارد.اهمیت سرمایه گذاری در زمینه ی بررسی و شناسایی علل تصادفات و پیش بینی تمهیداتی برای کاهش آنها امری روشن است.به همین دلیل نخست باید به تحلیل و بررسی نقاط حادثه خیز شبکه جاده ای کشور پرداخت و تلاش ها را به سوی ساماندهی این موقعیت ها معطوف ساخت.با توجه به آمار تصادفات در جاده های کشور به تفکیک فاصله از مبداء هر شهر،حدود 70 درصد از تصادفات جاده ای در محدوده 30 کیلو متر ابتدایی و انتهایی جاده های بین شهری_که حدود 17 درصد کل طول راه های کشور را شامل می شود_به وقوع می پیوندد.بنابراین بررسی وضعیت ایمنی معابر نزدیک به شهرها و کاهش زمینه ایجاد حادثه در این محدوده باعث کاهش حوادث جاده ای در کشور می شود.با توجه به نقش حمل و نقل جاده ای در مجموعه حمل و نقل کالا و مسافر کشور،این موضوع می تواند به هرچه ایمن تر شدن مجموعه فرآیند جابه جایی کالا و مسافر بیانجامد.در تحقیقاتی که به موضوع مبادی ورودی شهرها پرداخته شده،مدلی به منظور تعیین شاخص ایمنی مسیر در این محدوده یافت نشد.در این تحقیق نخستین مدلی که شاخص ایمنی مسیر را در مبادی ورودی شهر بررسی می کند ارایه می شود.
تعاریف و مفاهیم
تصادف:
تصادف جاده ای حادثه ای است که به وسیله نیرویی که به سرعت عمل می کند حادث می شود و نتیجه ی آن خسارات مالی و جانی است.یک تصادف پدیده پیچیده ای است که از ترکیب و تداخل عوامل و متغیرهای گوناگون پدید می آید که هر یک،عوامل و علل ویژه ی خود را دارند.
جدول 1:متوفیات و مصدومین ناشی از تصادفات
ایمنی:
ایمنی با مفهوم عکس خود(حادثه) قابل اندازه گیری و سنجش است،یعنی هرچه تعداد حوادث و تصادفات بیشتر باشد،ایمنی کاهش خواهد یافت و هرچه تعداد حوادث کاهش یابد ایمنی بیشتر خواهد شد،پس به عنوان معیار کمی سنجش ایمنی می توان از نرخ و شدت تصادفات بهره گرفت.در این تحقیق،معیار سنجش شاخص ایمنی با معکوس احتمال وقوع تصادف معادل گرفته شده و بررسی های انجام شده حول محور احتمال وقوع حادثه متمرکز شده است.
مبادی ورودی شهرها
آنچه در این تحقیق به عنوان محدوده ورودی شهرها در نظر گرفته شده،فاصله ی 30 کیلو متری ابتدا و انتهای جاده های بین دو شهر است که از پرحادثه ترین مناطق و موقعیت های کل طول جاده بوده و حدود 70 درصد کل تصادفات جاده ای را به خود اختصاص می دهد.حدود 9500 کیلومتر از مجموع 57500 کیلومتر راه های کشور(تقریبا 17 درصد)در این محدوده واقع می شوند.
آمار تصادفات در محدوده ی ورودی شهرها:
حدود 71 درصد تصادفات در محدوده ی ورودی شهرها(0 تا 30 کیلومتر) رخ می دهند.
علل افزایش تعداد حوادث رانندگی در نزدیکی شهرها:
از مهم ترین عوامل موثر در افزایش تعداد حوادث در مبادی ورودی شهرها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
افزایش ساخت و سازهای غیر مجاز در محدوده ی راه
افزایش تعداد کاربری های مختلف در اطراف جاده ها
افزایش تعداد دسترسی ها به مسیر اصلی
تفکیک نشدن جریان ترافیک برون شهری و درون شهری
افزایش تعداد عابرین پیاده
تنوع زیاد انواع وسایل نقلیه در حال رفت و آمد
با توجه به ماهیت عوامل اشاره شده می توان به این نکته اشاره کرد که برخی از این عوامل به پارامترهای عمومی راه و برخی دیگر به مشخصات شهر و ابتدا و انتهای مسیر بستگی دارند.برای مثال ساخت و سازهای غیرمجاز،تعداد کاربری های حاشیه ی راه و تعداد عبور عابرین پیاده را می توان با جمعیت شهر متناسب دانست.تاثیر دسترسی های متعدد به مسیر اصلی و عدم تفکیک جریان های ترافیک درون شهری و برون شهری نیز در مسیرهای شیب دار مضاعف می شود.تاثیر گذاری رفت و آمد عابر پیاده در مسیرهای با عرض های متفاوت و با حجم گوناگون رفت و آمد به وضوح تغییر خواهد یافت.آنچه در این تحقیق برای شناسایی شاخص ایمنی مبادی ورودی شهرها انجام گرفته بررسی ترکیب پارامترهای مستقل بر ایمنی راه در محدوده های نزدیک شهرها است.
علل آشفتگی ترافیک در محدوده ی مبادی ورودی شهرها
به طور کلی رانندگانی که در این محدوده از جاده عبور می کنند به 3 دسته تقسیم می شوند و ترکیب این 3 دسته با یکدیگر سبب آشفتگی ترافیک در مبادی ورودی شهرها و در نتیجه افزایش احتمال وقوع حادثه می شود.
رانندگان آغاز سفر:
این افراد رانندگانی هستند که در آغاز یک سفر قرار دارند و این بخش از مسیر را به علت وجود ساخت و سازهای پرشمار در حاشیه جاده و این که هنوز مدت زمان زیادی از خروج آنها از شهر نمی گذرد،جزئی از شهر فرض می کنند و رفتار ترافیک شهری را به کار می گیرند.حال اینکه
از شهر خارج شده و باید مقررات ترافیک برون شهری را به کار بندند،برای مثال از توقف ناگهانی خودداری کرده و با سرعت مناسب حرکت کنند،در حالی که اغلب چنین نکرده و امکان ایحاد حادثه را فراهم می کنند.
رانندگان عبوری:
رانندگانی که به صورت عبوری مبادی ورودی شهرها را طی می کنند و یا پس از پایان سفر به این محدوده وارد می شوند،این بخش از راه را جزء مسیر برون شهری فرض کرده و با سرعت زیاد بدون در نظر گرفتن مقررات و ملاحظات ترافیک درون شهری،در آن حرکت می کنند.
رانندگان مرتبط با خدمات حاشیه ای:
رانندگانی که هدفشان از ورود به این بخش از مسیر،استفاده از خدمات موجود در حاشیه ی جاده است،اصولا احساس ورود به یک مسیر بین شهری را نداشته و به صورت متناوب اعمالی از قبیل توقف های ناگهانی،دورزدن های نا بجا و توقف در حاشیه ی جاده را انجام می دهند.این امر سبب می شود رانندگانی که در مسیر برون شهری با سرعت زیاد در حال سفر هستند انتظار برخورد با وسائط نقلیه ای را که ناگهان در کنار مسیر توقف کرد و یا در میان جاده دور بزند،نداشته باشد و در نتیجه تصادف های شدیدی رخ دهند.
گردآوری و آماده سازی اطلاعات
آنچه به عنوان داده های اساسی در طراحی مدل مورد نظر استفاده شده است،بانک اطلاعاتی تصادفات جاده ای کشور است که در حد فاصل سال های 1370 تا 1376 اطلاعات تمامی کروکی ها و گزارش های مربوط به آنها در این محدوده ی زمانی توسط کارشناسان و افسران پلیس راه و راهنمایی و رانندگی تکمیل و ارائه شده اند.
این بانک اطلاعاتی توسط نرم افزارهای FOXPRO ، MICROSOFT ACCSESS تهیه شده است.لازم به یادآوری است که دستیابی به اطلاعات سال 1377 وس از آن ناممکن بوده است.با توجه به ارائه خلاصه آمارهای استان های کشور که حاوی آمارهای مربوط به سال های 1380 و 1381 حوادث رانندگی جاده ای کشور به تفکیک هر استان است مشاهده می شود که با وجود افزایش تعداد حوادث،نسبت رخداد حوادث در محدوده ی مبادی ورودی شهرها به کل حوادث جاده ای،تقریبا بدون تغییر باقی مانده است.
با پردازش داده های مجموعه ی بانک های اطلاعاتی موجود،مشخص شد که حدود 70 درصد تصادفات جاده ای کشور در محدوده ی 30 کیلومتری ابتدا و انتهای مسیر اتفاق می افتند.
طراحی مدل
پارامترهای تاثیرگذار بر مدل:
با بررسی و تجزیه و تحلیل پارامترهای موثر در حوادث رانندگی می توان به معرفی یک مدل ریاضی پرداخت تا با کالیبره کردن آن توسط اطلاعات موجود بتوان در مبادی ورودی هر شهر با معرفی خصوصیات محدوده مورد مطالعه،وضعیت هر راه را از نظر ایمنی بررسی کرد.برای این کار می توان پارامترهای زیر را تعریف کرد:
برای پیش بینی پارامترهای تاثیر گذار بر مدل می توان فرض کرد که تعداد جمعیت شهر،تعداد وسایل نقلیه ای که به طور میانگین سالیانه در روز از جاده عبور می کنند،شیب نسبی محدوده ی راه،تعداد دسترسی های موجود در محدوده ی مورد نظر از راه در طول مسیر ،عرض متوسط مسیر پارامترهایی هستند که می توانند بر ایمنی مبادی ورودی تاثیر بگذارند.
پارامترهای دیگری مانند تعداد کاربری های اطراف مسیر،تعداد و چگالی طولی این کاربری ها نیز وجود دارند که به علت وابستگی زیاد آنها به پارامترهای اصلی در نظر گرفته شده برای مدل،از ورود آنها به مجموعه ی مدل خودداری شده است.بنابراین،از بین 11 پارامتر قبل،مواردF1 , 3F F11,F8,F5,F4, به عنوان نماینده ی دیگر پارامترهای موثر برگزیده شدند.
تعریف مدل:
چنان که بیان شد،مفهوم و حس ایمنی نسبت معکوسی با حادثه و درصد وقوع آن دارد.در بسیاری از موارد،ایمنی با مفهوم مقابل آن یعنی حادثه خیزی تعریف می شود و ایمن بودن،با کم بودن احتمال وقوع حادثه برابر گرفته می شود.در این تحقیق نیز شاخص ایمنی که برای پارامتر وابسته در این مدل درنظر گرفته شده است معکوس تعداد حوادث رانندگی رخ داده شده به ازای هر کیلومتر از طول راه در مبادی ورودی شهر است که به صورت رابطه ی زیر بیان می شود:
RE1ACC/1I=
که در آن:
I:شاخص ایمنی به ازای هر کیلومتر
RE1ACC: احتمال وقوع حوادث رانندگی در هر کیلومتر طول مسیر
بنابراین سعی می شود که مدلی برای پیش بینی RE1ACC به دست می آید.با بررسی های
انجام شده می توان تابع زیر را برای این منظور تعریف کرد.
در این تابع متغیرها به صورت زیر تعریف می شوند:
RE1ACC)Y-):احتمال وقوع حوادث رانندگی در هر کیلومتر طول مسیر
– X1(ORGPOP): جمعیت شهر به هزار نفر
– X2(ACCESSNO):تعداد متوسط دسترسی های مسیر در هر کیلومتر محدوده ی مبادی ورودی
– X3(AADT):تعداد متوسط روزانه وسایل نقلیه عبوری از طول مسیر در یک سال(به هزار وسیله)
– X4(WIDTH):عرض متوسط مسیر
-X5(SLOPE):قدر مطلق شیب نسبی مسیر
-X6(LENGHT):طول مسیر به کیلومتر
انتخاب مدل مناسب:
با استفاده از بانک اطلاعاتی مرجع و نیز اطلاعاتی که از تعدادی از راه های کشور به دست آمده جدول 2 ارائه شده است.در این جدول اطلاعات مورد نیاز مربوط به متغیرهای اساسی مدل درج شده اند.در جدول 3 نیز بر اساس اطلاعات موجود در بانک های اطلاعاتی،میانگین نسبت حوادث رانندگی رخ داده در 30 کیلومتر ابتدایی محورهای مورد مطالعه در طی سالهای 1370 تا 1376 قید شده اند.برای تهیه ی جدول شماره 3 از بین بانک های اطلاعاتی سال های
RE1ACC=F(X1,X2,X3,X4,X5,X6)
1370 تا 1376 تعداد کل حوادث رانندگی هر ساله مسیرهای انتخاب شده،استخراج شده است.همچنین تعداد حوادث رانندگی رخ داده در مبادی ورودی شهرهای ابتدایی و انتهایی این مسیرها نیز به دست آمده است،در نهایت نسبت تعداد این حوادث به کل حوادث آن مسیر محاسبه شده است.با میانگین گیری بین اعداد به دست آمده برای هرسال،عدد نسبت حوادث رخ داده در محدوده ی 30 کیلومتری هر یک از دو سوی یک مسیر به کل حوادث آن مسیر به دست آمده که در ستون مربوطه_ستون میانگین نسبت حوادث_درج شده است.
مشاهده می شود که میانگین اعداد مندرج در جدول(0/68) به آنچه قبلا اشاره شد(0/71) بسیار نزدیک است.انجام عملیات رگرسیون(کمینه کردن مربعات) از میان داده های موجود و انتخاب بهترین مدل پردازش داده ها،از نرم افزار SPSS استفاده شده است.این نرم افزار با امکانات وسیع خود و با انجام پردازش های عددی بر روی اطلاعات ورودی،در محیط های مختلف خطی و غیر خطی بهترین مدل قابل پردازش بر روی داده های ورودی در هر محیط را ارائه می کند.
جدول2.اطلاعات مربوط به مسیرهای انتخاب شده به منظور کالیبراسیون مدل
جدول3:نسبت حوادث رانندگی در محدوده ی 30 کیلومتری از شهرهای مبدا جاده های گزیده ی کشور به کل حوادث رانندگی جاده در طی سال های 1370 تا 1376
ساخت مدل:
در محیط نرم افزار spss،اطلاعات موجود برای مسیرهای قزوین_رشت ، قوچان _ مشهد ، اندیمشک _اهواز،کاشان_اردستان،سبزوار_نیشابور،کرج_چالوس،سمنان_دامغان،یزد_بافق، کرمان_رفسنجان و اردستان_نایین در دو مسیر رفت و برگشت وارد شد.
ضرایب همبستگی پارامترهای مورد استفاده در مدل سازی در جدول 4 آورده شده اندکه متغیر x6 به دلیل دارا بودن همبستگی زیاد با برخی دیگر از متغیرها از ادامه ی روند مدل سازی حذف شد.با توجه به این که ساخت مدل برای موضوع تصادفات رانندگی انجام می پذیرد برای حد قابل قبول همبستگی مقداری بیشتر از حد معمول پذیرفته شده است.
جدول 4.ضرایب همبستگی پارامترهای مورد استفاده در مدلسازی
با انجام مدل سازی به روش رگرسیون خطی،به دلیل مقدار R2کم و نیز کم بودن مقادیر t بعضی از متغیرها در مقایسه با TC،مدل خطی به عنوان مدلی مناسب به منظور هدف مورد نظر در این تحقیق تایید نشد،در نتیجه مدلسازی به روش غیرخطی در دستور کار قرار گرفت.
با انجام مدلسازی به روش غیرخطی،رابطه 3 به عنوان بهترین مدل قابل پردازش بر داده های موجود به دست آمد.
(3) 0/31-^ X6 * X4^0/44*X3^ -0/8 *0/339X2^ * 0/138^Y=1/572 *X1
F=4/09 t6=-2/76
t4=-1/91 t3=-0/96
T2=2/4 t1=2/1
T0=1/45 R2=0/86,Fc=4/57,TC=1/93
برای به دست آوردن مقادیر معیار t متغیرهای این مدل از داده های موجود و نیز مدل رابطه شماره 3 لگاریتم گرفته و مشاهده شد که معیار t متغیرها در حدود Tc مدل بوده و F مدل نیز بیش از مقدار Fc است.در نتیجه با توجه به پارامترهای ذکر شده،این رابطه از نظر ضوابط ریاضی برای برازش داده های اولیه به عنوان یک مدل پیش بینی تغییرات از قابلیت لازم برخوردار است.در نتیجه مدل نهایی شاخص ایمنی به صورت رابطه ی 4 قابل ارائه است.
(4)
0/31-^ X6 * X4^0/44* X3^ -0/8 * 0/339 X2^ * 0/138^ *X1 1/572/1=y I = 1 /
تحلیل و ارزیابی:
تحلیل نتایج به کار گیری متغیرها در مدل
در رابطه 3 که همان مدل پیشنهادی در این تحقیق است،مشاهده می شود که متغیرهای X1 ،X2 وX4 توان مثبت و X6، X3 توان منفی دارند.این مطلب ثابت می کند که افزایش جمعیت شهر و تعداد دسترسی های مسیر با افزایش نسبت حوادث در محدوده ی مبادی ورودی شهرها به تعداد کل حوادث مسیر نسبت مستقیم دارد.از آنجا که افزایش جمعیت شهر مبدا مسیر،موجب افزایش تعداد سفر می شود و این امر به صورت طبیعی افزایش احتمال وقوع حادثه را در پی دارد،افزایش جمعیت شهر تاثیر مستقیم بر افزایش مقدار Y خواهد داشت که این مطلب توان مثبت پارامتر X1 در رابطه ی 3 را توجیه می کند.
افزایش تعداد دسترسی ها در محدوده ی مبادی ورودی شهرها افزایش تعداد تداخلات حرکتی با مسیر اصلی و در نتیجه افزایش احتمال وقوع حادثه را به دنبال دارد و به این ترتیب توان مثبت برای پارامتر X2 نیز توجیه می شود.علاوه بر این، هرچه حجم ترافیک عبوری از مسیر افزایش یابد به دلیل کاهش سرعت سفر و نیز جلب توجه بیشتر رانندگان در حال حرکت به رعایت مقررات ایمنی رانندگی،تعداد حوادث جاده ای کاهش می یابد و به این دلیل توان منفی پارامترX3 در مدل توجیه می شود.همچنین اگر طول مسیر افزایش یابد سهم 30 کیلومتر ابتدا و انتهای آن از کل تعداد حوادث رانندگی آن معبر کاهش می یابد.این مطالب با مدل پیشنهاد شده نیز سازگاری داشته و توان منفی پارامتر X6 موید همین مطلب است.
اعتبار سنجی مدل:
به منظور کنترل مدل انتخاب شده برای موضوع مورد بحث مدل مسیر زنجان_خرمدره به طول 80 کیلومتر در حریم شهر خرمدره و مسیر یزد_رفسنجان نیز به طول 230 کیلومتر در محدوده
شهر یزد انتخاب شدند.سیر کنترل در جدول شماره 5 مشخص شده است.آنچه از جدول شماره ی 5 مشاهده می شود این است که مدل ارائه شده در رابطه ی 3 که برای راه های برون شهری ذکر شده در جدول ،2کالیبره شده است،با اطلاعات جاده هایی که داده های آنها در ساخت و کالیبراسیون مدل به کار نرفته،اعتبار سنجی شده است و نتایج نشان می دهند که تفاوت نتایج پیش بینی بر اساس طراحی مدل و اطلاعات مشاهده ای،اختلافی کمتر از 15 درصد دارند که در مورد مدل های مربوط به تصادف ها که با عوامل بسیاری همچون رفتارهای انسانی مرتبط هستند می تواند مورد قبول واقع شود.این مطلب مناسب بودن استفاده از مدل ارائه شده برای هدف مورد نظر،یعنی پیش بینی شاخص ایمنی در مبادی ورودی شهرها(محدوده ی 30 کیلومتری ابتدایی و انتهایی مسیر) را تایید می کند.
نتایج و پیشنهادها
مدل ارائه شده در این تحقیق به عنوان نخستین مدلی که بر اساس اطلاعات به دست آمده از حوادث رانندگی در مبادی ورودی شهرها شکل گرفته،می تواند با پیش بینی حوادث در این محدوده از مسیر،به ایمن تر کردن سفرهای جاده ای منجر شود.توجه به این نکته ضروری است که هدف از ارائه ی مدل در این تحقیق،پیش بینی شاخض ایمنی بوده است.در نتیجه دلیلی بر حضور همه ی پارامترهایی که در نگاه اول،بر مقدار این شاخص تاثیر گذارند در مدل وجود ندارد،بلکه متغیرهایی باید در مدل حضور داشته باشند که بیشترین وابستگی بین آنها و متغیر وابسته ی مورد نظر توسط تحلیل های آماری به اثبات برسد.همچنین متغیرهای مستقلی که وابستگی آنها به یکدیگر از حد مجاز بیشتر باشد نباید در مدل حضور داشته باشند.در این صورت مناسب ترین متغیر(که توسط تحلیل های آماری مشخص می شود)به عنوان نماینده ی تمام متغیرهای وابسته به یکدیگر در آن گروه در مدل قرار می گیرد.
جدول 5:کنترل مدل انتخاب شده برای شهر خرمدره در محدوده ی زنجان_خرمدره
منابع:
1)ایران.وزارت راه و ترابری،سازمان حمل و نقل و پایانه های کشور(1384)“خلاصه ی اطلاعات آماری مربوط به ایمنی حمل و نقل جاده ای در ایران طی سال های 1377 تا 1383 ”،تهران:دفتر ایمنی و ترافیک،وزارت راه و ترابری.
2)آیتی،اسماعیل(1371)“تصادفات جاده ای ایران”،مشهد:دانشگاه فردوسی مشهد
3)احمدی نژاد،محمود(1379)“ایمنی ترافیک”،تهران:انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران