交通安全灰色预测模型课程设计

兰州交通大学博文院道路交通安全课程设计学院班级姓名学号成绩指导老师杨文霞2016年月日指导教师评语及成绩任务分配表序号学号姓名所做任务成绩1 20131553 范学强过程计算，文字输入及排版2 20131570 虎高林文字输入3 20131563 张汉忠图表输入及过程验算4 20131550 刘启晨文字输入5 20131546 胡延庆文字输入6 20131552 张爱鑫文字输入指导教师评语：导师签字：年月日兰州交通大学博文学院课程设计任务书所在系：交通运输系课程名称：道路交通安全指导教师（签名）：杨文霞专业班级：学生姓名：学号：一、课程设计题目某城市道路交通事故次数预测模型二、课程设计的目的对道路交通事故预测进行研究，对于探究道路交通事故的发生规律，分析现有道路交通条件下交通事故的未来发展趋势以及道路交通安全控制等具有重要意义。

通过本课程设计，首先可以使学生对灰色系统预测模型有整体的认识和了解。

在对某城市道路交通事故次数预测的过程中，使学生能够在道路交通事故预测的基础上，熟练采用简便、有效的灰色系统预测模型，培养学生分析问题和解决问题的能力。

三、课程设计的主要内容和要求1、设计内容某城市2000~2004年交通事故发生次数的数据见下表，请预测2016年该城市道路交通事故次数。

表一序号0 1 2 3 4年份2000 2001 2002 2003 2004事故次数28 33 37 36 35表二序号0 1 2 3 4年份2000 2001 2002 2003 2004事故次数33 35 28 32 36表三序号0 1 2 3 4年份2000 2001 2002 2003 2004事故次数40 36 45 30 41表四序号0 1 2 3 4年份2000 2001 2002 2003 2004事故次数32 33 18 22 27表五序号0 1 2 3 4年份2000 2001 2002 2003 2004事故次数30 45 32 28 30表六序号0 1 2 3 4年份2000 2001 2002 2003 2004事故次数33 34 29 28 302、设计方法灰色系统预测模型五、主要参考文献【1】梁邵东，唐伯明，徐松。

灰色理论在交通事故预测的应用.[ J ].重庆交通大学学报（自然科学版）.2008.6【2】裴玉龙，严宝杰。

道路交通安全.人民交通出版社.2007.10【3】审核批准意见系主任（签字）年月日目录摘要 .............................................................................................................................. 错误！未定义书签。

1前言 ........................................................................................................................... 错误！未定义书签。

2道路交通系统的一般特征与灰色系统关系............................................................ 错误！未定义书签。

3灰色预测法.. (2)4灰色系统理论的预测模型 (2)5课程设计详解 (3)6结论 (7)7参考文献 (8)摘要：交通安全系统是一个典型的灰色系统。

本文利用灰色理论，对我国过去几年道路交通事故伤亡人数统计值进行分析处理，建立灰色GM（1，1）模型，并功过对模型的进一步改进使其更加符合实际情况。

在与统计值吻合较好的基础上，对我国未来几年道路交通事故伤亡人数做出预测。

为制定交通安全政策提供依据，同时也可据以检验采用相应措施的效果。

关键词：灰色理论；灰色模型；交通事故；伤亡人数；预测Abstract: the traffic safety system is a typical grey system. The grey theory, carried on the analysis to China over the past few years, road traffic accident casualties statistical value, grey GM (1,1) model is established, and merits and demerits of the model further improvement to make it more in line with the actual situation. In better based on the agreement with statistical values of our country future several year road traffic accident casualties make predictions. For the formulation of traffic safety policy provide the basis and to test the effect of corresponding measures according to their. Key words: grey theory; grey model; traffic accident; number of casualties; prediction1.前言灰色系统是一种既包括已知信息部分也包括未知信息部分的系统。

道路交通系统是一个由人-车-路-环境组成的复杂的动态系统，其既包括确定的、已知的信息（如路线、道路设施等）；也包括不确定的、未知的信息（如路况、人的心里状况等）。

所以，我们可将其视为一个灰色系统进行研究。

道路交通的有效预测，对交通系统安全，交通安全政策的制定以及交通安全的评价【1】具有重大意义。

本文利用灰色GM（1，1）模型及其改进形式，对我国过去几年道路交通事故中伤亡人数的统计值进行分析处理，并对未来几年作出预测，直观地反映了交通事故伤亡人数的发展趋势。

2.道路交通系统的一般特征与灰色系统关系道路交通事故是一个随机事件，具有不确定性和信息不对称性。

每次事故的发生并非由单一因素所致，通常是由道路交通系统中多种因素共同作用的结果。

（1）交通事故系统的模糊性。

交通事故通常由多因素共同所致，而这些因素间相互作用大小，对事件影响程度等都是不明确的，不可能用具体数字来衡量，各因素的边界存在极大的模糊性和不确定性。

（2）交通事故具有偶发性。

交通事故是否会发生？将在什么地方、什么时间发生？这都是很难预测的，每一个人所面临的情况存在差异，也不可能确定在谁身上会一定发生或一定不发生，它是一个偶然的、随机的事件。

（3）构成交通安全系统的各种关系是灰色的，如前所述，这个系统既包括确定的、已知的信息，也包括不确定的、未知的信息。

基于这些考虑，我们完全可以把道路交通系统视为一个灰色系统，应用灰色理论进行研究分析。

3.灰色预测法道路交通系统作为一个抽象系统，它没有物理原型，很难确定影响系统的全部因素，更不可能确定因素之间的映射关系。

因此，可将城市道路交通系统视为本征性灰色系统。

道路交通事故存在于道路交通系统中，事故的发生与众多因素相互关联和制约，但又很难找出影响事故发生的全部因素。

也就是说，影响事故发生的信息不明确、不完全。

同时，在多种因素中必然有的对事故影响大些，有的影响小些。

经过对大量交通事故的调查研究发现，各种因素都与道路交通事故间存在一定的关系，对事故影响大的因素支配着交通事故次数的变化。

灰色理论所研究的正是这种外延明确、内涵不明确的对象。

灰色系统理论认为，尽管客观系统表象复杂，但总是有整体功能的，总是有序的，在离散的数据中必然蕴含着某种内在规律。

灰色关联理论提出了系统的关联度分析方法，它是根据因素之间发展态势的相似或相异程度来衡量因素间关联程度的方法。

根据灰色理论的GM(1.1)模型的预测。

在预测中，可将一个地区的道路交通系统视为灰色系统，把交通事故当作灰色量。

对影响本次交通事故的有关因素进行关联分析，找出主要的影响因素，建立生成数列和灰色预测模型。

交通事故灰色与预测的特点是在数据量少、资料不完全的情况下采用。

但是预测结果的后验差表明，交通事故灰色预测的精度不高。

在实际预测中，可运用定性与定量相结合或灰色预测与其他方法相结合的组合预测法构造预测模型，这样预测精度会有很大的提高。

4.灰色系统理论的预测模型应用灰色系统理论，在数据处理上提出累加或累减生成的方法，通过生成使数据列的随机性弱化，从而转化为比较有规律的数据列，将随机过程转化为便于建模的灰色过程。

如给定数据列：[][]...),(,)()(2)0(1)0()0(t x t xt xi =是随机过程，不稳定。

若作数据累加生成处理，令 [])()(1)0(1)1(t x t xi ik ∑==得到新的数据列：[][]),...(),()(2)1(1)1()1(t x t xt xi =新数据列随机性将被弱化（可进行N 次处理），心数据列绘制曲线多逼近指数式曲线。

灰色动态模型GM （n,h ）,n 为微分方程阶数，h 为变量的个数。

一般采用GM（1，1）模型形式：μα=+x dx dt)1()1(式中：α、μ——建模过程中待辨识的参数和内部变量；x )1(——原始数据)()0(t x i 经过累加生成处理得到的新数据列。

GM （1，n ）模型计算程序框图如图1-1所示。

1）构造数据矩阵B开始 输入数据y n 累加生成 B B T, B B T()B B T1- ()y n B B B T T1- 存在 输出μα, 结束 图1-1GM （1，n ）模型计算程序框图[][][]⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+--+-+-=1)()1(21451)3()2(211)2()1(21)1()1()1()1()1()1(n n b x x x x x x2）构造数阵向量y n[])(,454),3(),2()0()0()0(n xxxynT=3）作最小二乘法计算，求参数 α、μ()y nc B B B T-∧T=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=1μα4）建立时间响应函数方程式b 的时间响应函数为：αμαμ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=∧-e x xak )0()1()1(4.灰色GM （1，1）模型在我国道路交通预测中的应用5.课程设计详解本文以下表一为依据建立灰色模型，并据此模型对某城市2000~2004年交通事故发生的次数，来预测2016年该城市道路交通事故次数。