Анализ дорожно-транспортных происшествий в городе Саранске с использованием QGIS

Автор: Беднов С.С., Богдашкина О.Ф., Калашникова Л.Г.

Журнал: Огарёв-online @ogarev-online

Статья в выпуске: 2 т.11, 2023 года.

Бесплатный доступ

Описана методика и приведены примеры совмещения разнородной информации в среде геоинформационной системы для анализа дорожно-транспортных происшествий (ДТП). С использованием ГИС QGIS и данных о ДТП в векторном виде произведен анализ и выявлены причины ДТП на территории г. Саранска.

Геоинформационная система, геообработка, гис, дорожно-транспортное происшествие, дтп, наезд на пешехода, пространственные данные

Короткий адрес: https://sciup.org/147250365

IDR: 147250365

Текст научной статьи Анализ дорожно-транспортных происшествий в городе Саранске с использованием QGIS

При обработке больших массивов данных одним из самых перспективных направлений является геоаналитика, так как она позволяет агрегировать данные с их привязкой к геопозиции объекта и его положению в географическом пространстве. Направление работы с геоданными уже очень подробно проработано, но и здесь можно найти, в каких аспектах использование ГИС-технологий будет приносить дополнительную пользу аналитикам.

Географическая информационная система (геоинформационная система, ГИС) – это технология, представляющая среду для управления, визуализации, анализа и понимания значимости пространственных данных. ГИС позволяет объединять информацию и аналитические инструменты из разных источников: топографические планы, материалы обследований территории, данные дистанционного зондирования, корпоративные базы данных, сведения в реальном времени и т. д. Полученную информацию об объекте исследования и результаты ее обработки или анализа визуализируют посредством создаваемых (в т. ч. и с использованием ГИС-технологий) картографических материалов [1; 4; 6; 7]. ГИС дает возможность анализировать разнообразные данные в географическом контексте, т. е. посредством их привязки к определенным географическим территориям или 1

объектам. Таким образом, разные данные могут быть распределены по слоям, чем решается проблема совмещения разнородной информации в едином пространстве.

ГИС, как программная система пространственного анализа, может использоваться в любых сферах деятельности, где важен учет географического распределения. Это анализ рыночных показателей и изменений окружающей среды, обеспечения безопасности граждан, а также быстрая локализация происшествий, в т. ч. и дорожно-транспортных [2; 6; 8]. Ниже будет приведен соответствующий пример совмещения разнородной информации в среде ГИС QGIS [10] для анализа дорожно-транспортных происшествий.

Возможности проведения адекватного анализа ДТП в России появились вместе с картой статистики ДТП от ГИБДД [3]. По ней, как минимум, уже с 2016 г. можно получать данные с привязкой к точному адресу и времени события. В 2017 г. в общем доступе появилась и дополнительная информация: детали дорожной ситуации, время суток, подробности аварии и повреждений и прочее. «Карта ДТП» [5] некоммерческий проект по визуализации официальных данных ГИБДД, который оказался тем местом, где пользователи могут дать дополнительную информацию о ДТП о некорректных координатах, дополнительных условиях аварии или ее участниках. Этот проект дает возможность всем желающим вовлечься в решение этой проблемы через исследование ДТП, выявление факторов аварийности, опасных участков в своих регионах и городах. Это инструмент, который позволяет производить детальный пространственный анализ ДТП: находить опасные перекрестки, изучать локальную статистику по городам и отдельным улицам, выявлять основные факторы и причины аварий. При этом известен опыт анализа ДТП с использованием специализированной ГИС IndorRoad [2] и применением ГИС-технологий при анализе данных службы аварийных комиссаров [5].

«Карта ДТП» [5] создавалась для повышения безопасности дорожного движения и снижения смертности на дорогах. Ресурс выдает данные об авариях с погибшими и пострадавшими с 2015 г. по настоящее время. Пользователи могут отфильтровать эти данные по следующим параметрам ДТП:

– времени и месту;

  • –    участникам (пешеходы, мотоциклисты, общественный транспорт, дети и т. п.);

  • –    нанесенному вреду здоровью (легкий, тяжелый, с погибшими);

  • –    типам (например: наезд на пешехода);

  • –    нарушениям (например: выезд на полосу встречного движения);

  • –    объектам вблизи (например: школа либо иное детское учреждение);

  • –    дорожным условиям (например: гололедица);

    – погодным условиям (например: дождь);

    – улицам.

«Карта ДТП» [5] помогает выявлять их актуальные причины, оценивать современный уровень развития транспортной инфраструктуры, а также определять пути решения и разрабатывать программы повышения безопасности на улицах и дорогах.

Для анализа и выявления причин ДТП на территории Республики Мордовия были использованы возможности ГИС QGIS [10]. На начальном этапе получена информация о ДТП на необходимой территории в векторном виде с сайта ГИБДД [3] (см. рис. 1). Всего за период с января 2015 г. по ноябрь 2022 г. на территории Республики Мордовия выявлен 7441 случай ДТП. Информация в атрибутивной таблице целевого слоя довольно обширна:

  • –    адрес ДТП;

  • –    время суток;

  • –    объект происшествия;

  • –    погодные условия;

  • –    категория ДТП;

  • –    время ДТП;

  • –    степень тяжести ДТП;

  • –    состояние дорожного покрытия;

    – участники ДТП.

Рис. 1. Данные о ДТП в Мордовии в векторном виде.

Изначально векторные данные о ДТП представлены в системе географических координат WGS 84 (известна также как WGS 1984, EPSG:4326). Для корректного выполнения анализа необходимо данные из системы географических координат перепроецировать в прямоугольные (EPSG 3857). Анализируемые данные были представлены в одной и той же системе координат, поэтому было выполнено перепроецирование слоя ДТП в Мордовии в проекцию Меркатора (система координат

EPSG:3857 – WGS 84 / Pseudo-Mercator – Прямоугольная).

Для получения данных только на г. Саранск необходимо сделать выборку с использованием функции «Фильтр» (см. рис. 2). Результатом является временный слой с необходимыми данными, который для дальнейшей работы нужно пересохранить.

Q ДТП-Мордовия — всего объектов: 7441, отфильтровано: 7441, выделено: 3133

7

С , L 0" fe в

4s Т Я Ф Р    Ий

id

tags

light

point

nearby

region

chem

address

weather

category

datetime

severity

g

Дорожно-транспортные п...

В темное время суток, освещение ...

{"lat": 54.213278, "long": 45.125230}

Многоквартир...

Саранск

820

г Саранск, ул В...

Пасмурно

Наезд на пешехода

2016/11/16 21:...

Тяжёлый

Nt

256...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

{"lat”: 54.185286, "long": 45.161126}

Регулируемый...

Саранск

710

г Саранск, ул К...

Ясно

Наезд на пешехода

2021/04/28 16:...

Легкий

{

256...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

{"lat”: 54.174851, "long": 45.138445 }

Нерегулируем...

Саранск

710

г Саранск, пр-к...

Пасмурно

Наезд на пешехода

2021/04/27 18:...

Легкий

{

256...

Дорожно-транспортные п...

В темное время суток, освещение ...

{"lat": 54.185122, "long": 45.209859}

Нерегулируем...

Саранск

740

г Саранск, ул В...

Пасмурно

Наезд на пешехода

2021/04/24 21:...

Легкий

{

256...

Дорожно-транспортные п...

В темное время суток, освещение ...

{"lat": 54.122652, "long": 45.120345 }

Выезд с приле...

Саранск

820

рп Ялга, ул Пи...

Пасмурно

Наезд на пешехода

2021/04/21 21:...

Легкий

{

256...

Дорожно-транспортные п...

В темное время суток, освещение ...

{"lat": 54.246447, "long": 45.235691 }

АЗСгНерегулир...

Саранск

300

г Саранск, ш А...

Дождь

Столкновение

2021/04/21 20:...

Легкий

{

256...

Дорожно-транспортные п...

В темное время суток, освещение ...

{"lat": 54.200609, "long": 45.229243 }

Остановка об...

Саранск

740

г Саранск, ул Г...

Дождь

Наезд на пешехода

2021/04/20 21:...

Легкий

{

256...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

{"lat": 54.190553, "long": 45.172273 }

Школа либо и...

Саранск

800

г Саранск, ул Б...

Ясно

Наезд на пешехода

2021/04/17 07:...

Тяжёлый

{

255...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

{"lat": 54.175071, "long": 45.208858}

Крупный торга...

Саранск

950

NULL

Пасмурно

Опрокидывание

2021/03/18 16:...

Легкий

{

0

255...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

{"lat": 54.220517, "long": 45.130817}

Многоквартир...

Саранск

200

г Саранск, пр-к...

Пасмурно

Столкновение

2021/03/17 07:...

Легкий

{

1

258...

Дорожно-транспортные п...

В темное время суток, освещение ...

{"lat": 54.208741, "long": 45.112267}

Остановка об...

Саранск

740

г Саранск, ул П...

Пасмурно

Наезд на пешехода

2021/06/28 19:...

Легкий

{

2

258...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

{"lat": 54.185239, "long":45.162152}

Остановка об...

Саранск

830

г Саранск, ул К...

Ясно

Наезд на пешехода

2021/06/18 17:...

Легкий

{

3

258...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

{"lat": 54.185211, "long": 45.209545 }

АЭС,Нерегулир...

Саранск

740

г Саранск, ул В...

Дождь

Наезд на пешехода

2021/06/09 19:...

Тяжёлый

{

4

258...

Дорожно-транспортные п...

Светлое время суток

("lat": 54.246484, "long": 45.235766}

Регулируемый...

Саранск

300

г Саранск, М-5...

Ясно

Столкновение

2021/06/08 16:...

Легкий

г

Tf" Все объе

HIE

Рис. 2. Результат выборки всех ДТП для г. Саранск.

Для дальнейшего анализа использовалась категория ДТП «Наезд на пешехода». Наезд автомобиля на пешехода ДТП, в процессе которого пешеход погиб или получил ранение в результате контакта с движущимся автомобилем. Это один из самых распространенных видов ДТП, при котором наступают тяжкие последствия. В нашей стране они составляют примерно 35-40 %, а в городах и крупных населенных пунктах – до 50-60 % всех происшествий. Поэтому далее выявлялись улицы г. Саранска, где совершается наибольшее количество наездов на пешеходов, и проанализированы причины, по которым они происходят. Для этого сначала с помощью функции «Фильтр получена выборка из поля «category» всех точек с показателем ДТП «Наезд на пешехода» (см. рис. 3).

Далее были выбраны только улицы с интенсивным движением транспорта: из слоя «Автодороги» извлечены дороги, имеющие названия в поле «NAME» и полученная выборка сохранена в проекции EPSG:3857 – WGS 84 / Pseudo-Mercator. В итоге из 6319 дорог остались 790 основных (см. рис. 4).

Для точного соотнесения точек ДТП «Наезд на пешехода» и автодорог задавался радиус попадания и построены буферные зоны дорог с использованием функции геообработки «Буфер» [10].

address weather category datetime severity г Саранск, ул Басенко, 15 Пасмурно Наезд на пешехода 2022/10/19 18:09:00.000 Легкий г Саранск, ул Косарева, 122 Пасмурно Наезд на пешехода 2022/09/29 18:20:00.000 Тяжёлый г Саранск, пр-кт 50 лет Октября, 37 Ясно Наезд на пешехода 2022/08/31 18:50:00.000 Тяжёлый г Саранск, ул Победы, 14 Ясно Наезд на пешехода 2022/08/15 20:15:00.000 Тяжёлый г Саранск, ул Басенко, 28 Ясно Наезд на пешехода 2022/08/12 17:50:00.000 Легкий г Саранск, ул Борина, 1а Ясно Наезд на пешехода 2022/07/22 19:30:00.000 Легкий г Саранск, ул Коммунистическая, 54 Ясно Наезд на пешехода 2022/07/17 21:20:00.000 С погибшими г Саранск, ул М.Расковой, 28а Ясно Наезд на пешехода 2022/07/09 15:30:00.000 Легкий г Саранск, ул Б.Хмельницкого, 24 Ясно Наезд на пешехода 2022/06/30 22:05:00.000 Легкий г Саранск, ул Миронова, 10 б Ясно Наезд на пешехода 2022/06/30 09:05:00.000 Легкий г Саранск, ул А.Невского, 93 Ясно Наезд на пешехода 2022/06/28 09:33:00.000 Тяжёлый г Саранск, ул Строительная, 11 3 Пасмурно Наезд на пешехода 2022/06/22 14:00:00.000 Легкий г Саранск, ул Большевистская, 68A Пасмурно Наезд на пешехода            2022/06/15 22:30:00.000 Легкий

Рис. 3. Результат выборки категории ДТП «Наезд на пешехода».

Рис. 4. Результат выборки автодорог, имеющих название.

В результате построения буферных зон автодорог был получен временный слой «Буферизовано» (см. рис. 5). Но анализ атрибутивной таблицы показывает, что одна и та же улица может иметь на разных ее участках несколько буферов, поэтому для однозначного соответствия одного объекта одной автодороге необходимо выполнить их объединение. Для этого использовалась функция геообработки «Объединение по признаку» [10]. В данном случае объединение выполнялось по названию автодороги, т. е. по полю «NAME». В результате объединения получены буферные зоны, соответствующие каждой улице («Объединенный слой» с 294 объектами) (см. рис. 6).

Рис. 5. Результат буферизации автодорог.

Рис. 6. Результат объединения буферных зон от автодорог.

Далее определялось количество наездов на пешеходов для каждой улицы. Для этого использована функция Анализа «Подсчет точек в полигоне» [10], где в качестве полигона использован «Объединенный слой», а в качестве точек – слой «Наезды на дорогах». В результате получен полигональный слой «Количество», в атрибутах которого присутствует поле «NUMPOINTS», содержащее количество наездов на пешеходов для каждой улицы (см. рис. 7).

По результатам проведенного анализа можно сделать вывод, что наибольшее количество наездов на пешеходов происходит на городских магистралях с высокой интенсивностью движения как транспортного, так и пешеходного потоков. Это улицы

Полежаева, Косарева, Александра Невского, Коммунистическая, Титова, Гагарина, Ульянова и др.

Рис. 7. Результат выполнения операции «Подсчет точек в полигоне».

Визуальный анализ полученной картографической информации на примере улицы

Александра Невского показывает, что чаще всего наезды на пешеходов происходят на нерегулируемых пешеходных переходах, которых на данной улице достаточно много (см. рис. 8).

Рис. 8. Улица Александра Невского с точками ДТП «Наезд на пешехода».

В связи с этим выработано несколько предложений (и это только малый перечень мер) по повышению безопасности пешеходов на дорогах [3].

  • 1.    Регулируемые пешеходные переходы должны быть оборудованы камерами видеофиксации.

  • 2.    Перед нерегулируемыми пешеходными переходами должны быть устроены искусственные неровности (неофициальный термин «лежачий полицейский»).

  • 3.    На нерегулируемых пешеходных переходах необходимо увеличить степень освещенности в темное время суток.

  • 4.    Опасные для пешеходов нерегулируемые переходы на многополосных дорогах нужно ликвидировать и обустроить регулируемые пешеходные переходы.

  • 5.    Места, где запрещен переход, по краю тротуара обязательно должны иметь ограждение.

Пешеходы – наиболее уязвимая категория участников дорожного движения, самой острой проблемой для которых являются наезды на них на пешеходных переходах. В связи с этим необходим комплексный подход для повышения безопасности дорожного движения, обеспечивающий одновременное решение и транспортных проблем в целом. При этом основываться необходимо на равенство прав участников дорожного движения – и водителей и пешеходов, на безопасное и комфортное передвижение по дорогам. И самое главное, что во главу приоритетов всегда нужно ставить человеческую жизнь и здоровье.

Повышение безопасности дорожного движения возможно при комплексном подходе, использовании совокупности методов и инструментов, активном использовании современных технологий, в том числе и геоинформационных. Именно ГИС предназначены для управления большим количеством информации и ее анализа. ГИС позволяют обобщать показатели в области безопасности дорожного движения, в частности выполнять анализ мест концентрации ДТП, осуществлять поиск наиболее проблемных мест аварийности и выявлять закономерности всех нарушений. Таким образом, ГИС располагают всеми необходимыми инструментами для анализа, оценки и прогнозирования ситуаций в сфере обеспечения безопасности дорожного движения [4]. Набором таких возможностей обладает и ГИС QGIS, с подключением онлайн-сервисов и наличием большого количества инструментов обработки и анализа геоинформации.

Список литературы Анализ дорожно-транспортных происшествий в городе Саранске с использованием QGIS

  • Берлянт А. М. Геоинформационное картографирование. - М.: Астрея, 1997. - 64 с.
  • Бойков В. Н., Субботин С. А. Анализ дорожно-транспортных происшествий с использованием ГИС IndorRoad // САПР и ГИС автомобильных дорог. - 2014. - №1 (2). - С. 74-76. EDN: SEHFUP
  • Госавтоинспекция [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://гибдд.рф (дата обращения 18.11.2022).
  • Ивлиева Н. Г. Создание карт с использованием ГИС-технологий: учеб. пособие. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2005. - 123 с.
  • Карта ДТП [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://dtp-stat.ru/pages/about (дата обращения 18.11.2022).
  • Основы геоинформатики: В 2 кн. - Кн. 2: Учеб. пособие / Е. Г. Капралов, А. В. Кошкарев, В. С. Тикунов и др. - М.: Издат. центр "Академия", 2004. - 480 с. EDN: QKEJIR
  • Тесленок С. А. Использование карт: учеб. пособие [Электронный ресурс]. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2021. - 97 с. - 2,66 Мб.
  • Чинаев С. С., Тесленок С. А. Применение ГИС-технологий при анализе данных службы аварийных комиссаров // Материалы XXII науч.-практич. конф. молодых ученых, аспирантов и студентов Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н. П. Огарева. - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2019. - С. 215-221.
  • Щербин С. В. ГИС: географический подход к решению транспортной проблемы // Технологии и средства связи. - 2013. - № 1. - С. 14-15. EDN: RRSDQD
  • QGIS - свободная географическая информационная система с открытым кодом [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.qgis.org/ru/site/ (дата обращения 18.11.2022).
Еще
Статья научная