《Accident Analysis & Prevention》：Exploring variations in the influence of various factors on fatal/non-fatal crash outcomes of novice driver involved crashes across diverse urban environments: Insights from partially topic-constrained modeling approach
编辑推荐：
新手司机事故严重性受城市环境类型影响，基于沈阳6年事故数据构建多尺度缓冲区（50m/250m/500m），通过公共设施数量和LDA模型提取三类城市环境主题，发现不同主题下事故影响因素存在显著差异：低强度环境 improper operation 更易致致命伤，高强度环境 weekends/ speeding 风险突出，中等环境 summer/两年驾龄影响显著。
孙志远|金思琪|杨洋|肖江岩|魏硕|王铎|王建宇|卢华普
北京工业大学交通工程重点实验室，中国北京100124
摘要
新手驾驶员对城市交通安全构成了相当大的挑战。由于他们的驾驶经验有限，可能无法完全适应复杂多样的城市环境，这导致在不同城市环境中，各种因素对事故严重程度的影响存在差异。然而，以往的研究主要将城市环境视为一个潜在的影响因素，而忽视了这些差异。为了填补这一空白，本研究使用了中国沈阳六年来新手驾驶员事故的数据集，并通过分析事故周围缓冲区内各种类型公共服务设施的数量来描述城市环境。此外，还利用潜在狄利克雷分配（LDA）模型提取了城市环境的相关主题，每个主题代表一类新手驾驶员事故的特点。进一步地，本研究通过部分主题受限的建模方法探讨了不同类别中因素对事故严重程度影响的变化。结果表明，整个数据集被划分为三个主题，揭示了不同主题下因素影响事故严重程度的显著差异。具体来说，在服务资源匮乏、环境强度较低的地区，不当操作会增加致命事故的可能性（主题1）；在服务资源集中、环境强度较高的地区，周末和超速可能增加致命事故的概率（主题2）；在服务资源分散、环境强度中等的地区，夏季和拥有两年驾驶经验也与致命事故的可能性增加有关（主题3）。
引言
近年来，新取得驾照的驾驶员数量持续增加。据统计，2024年中国共有2226万新取得驾照的驾驶员（公安部，2025年）。这一增长导致涉及新手驾驶员的事故数量显著上升——新手驾驶员被定义为具有1至3年驾驶经验的人（张等人，2022年）。鉴于此，研究影响新手驾驶员事故伤害严重程度的因素受到了广泛关注（Hossain等人，2022年；Pervez等人，2022年；Mitchell等人，2015年）。
由于驾驶经验有限，新手驾驶员可能无法完全适应复杂的城市环境。先前的研究表明，城市环境对事故严重程度有显著影响。例如，朱等人（2024a）发现，年轻的新手驾驶员在交叉路口发生中等程度伤害事故的可能性高于道路路段。孙等人（2024b）发现城市功能区是影响新手驾驶员事故伤害严重程度的重要因素。
然而，仅仅将城市环境视为事故严重程度的潜在影响因素是不够的。不同的城市环境会显著影响驾驶员的注意力、驾驶态度和事故应对方式。然而，这些影响往往难以观察，并导致其他因素在不同城市环境中对事故严重程度的影响存在差异（Mannering，2018年）。例如，林和范（2019）发现25至59岁的驾驶员在交叉路口造成致命伤害的可能性较低，但在非交叉路口位置则更高。谢等人（2021）发现摩托车撞行人在城市地区会增加严重和致命伤害的概率，但在农村地区则降低这种可能性。这些研究表明，某些因素对事故严重程度的影响因城市环境而异。理解这些差异对于揭示潜在规律至关重要，从而可以提出更细致的策略来减少事故严重程度。
为了描述新手驾驶员事故发生的城市环境，本研究使用了以事故为中心的圆形缓冲区内的公共服务设施数量。附近设施的数量反映了当地城市环境的功能强度和服务水平。在城市和空间研究中，兴趣点（POI）数据常用于测量活动密度和城市功能。先前的研究已经证实，POI的分布和数量可以可靠地代表当地的城市功能和社会经济活动（孙等人，2023年；吴等人，2023年；牛等人，2025年）。与传统土地利用数据相比，POI提供了更细致和更敏感的社区功能和人类活动水平测量方法（冯等人，2024年）。因此，缓冲区内的设施数量可以有效区分密集、活跃的环境和稀疏、不发达的环境。
为了进一步考虑潜在的空间尺度效应，本研究采用了多尺度缓冲区方法，在每个事故地点周围构建了50米、250米和500米的圆形缓冲区，如图1所示。该图展示了本研究中采用的多尺度圆形缓冲区的概念性示意图，其中（a）提供了事故位置及其在研究区域内的相应缓冲区划分的总体情况，（b）为单个事故地点的50米、250米和500米半径圆形缓冲区提供了详细的示意图，以便于理解。这种多尺度设计能够系统地研究城市环境效应在不同空间范围上的变化。先前的研究强调了可修改区域单元问题（MAUP），即分析结果可能因空间尺度的选择而有所不同（Rahman等人，2016年；李和陈，2025年；李等人，2026年）。因此，不同的缓冲区大小可能会影响环境特征的表示和解释。通过量化三个空间尺度上的设施数量和组成，本研究捕捉了不同空间范围的城市环境特征。根据所描述的环境，事故被分类为几类，并研究了不同城市环境类型中影响事故严重程度因素的变化。据此，本研究提出了三个关键研究问题：（1）如何根据事故周围缓冲区内的城市环境对事故进行分类？（2）这些类别中因素对事故严重程度的影响存在哪些差异？（3）应提出哪些管理策略来有效减少不同城市环境中发生的致命事故？
研究区域
辽宁省省会沈阳是中国东北部的一个关键交通枢纽，在区域发展中具有战略重要性。截至2024年底，该市人口约为924.3万，GDP达到9027.1亿元人民币（沈阳市统计局，2025年）。鉴于其在城市流动性和交通管理方面的重要性，沈阳经常被学术文献用作分析交通问题的案例研究。
城市环境信息编码
潜在狄利克雷分配（LDA）模型已成为识别文档集合中主题的最广泛采用的技术之一（Blei等人，2003年）。它还能够提取与城市环境相关的可解释主题（Gao等人，2017年）。基于LDA模型，本研究识别并提取了新手驾驶员事故周围缓冲区内的城市环境主题。LDA将每次事故表示为多个主题的混合。主题划分结果
LDA模型的输入数据包括1960份文档，每份文档对应一次事故，每份文档包含18个单词。本研究使用的整个文本语料库包含54个独特的单词。该模型使用Gensim Python库实现，该库提供了基于在线变分贝叶斯推断的潜在狄利克雷分配（LDA）的高效和可扩展实现，适用于大型语料库和迭代训练。结论
各种因素对新手驾驶员事故伤害严重程度的影响在不同城市环境中存在显著差异。本研究通过分析事故周围缓冲区内各种类型公共服务设施的数量来描述城市环境。利用潜在狄利克雷分配（LDA）模型，识别出了与城市环境相关的不同主题，每个主题代表一个独特的类别。
CRediT作者贡献声明
孙志远：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、资源获取、方法论、调查、资金申请、正式分析、概念化。金思琪：撰写——初稿、可视化、验证、方法论、调查、正式分析、数据管理。杨洋：撰写——初稿、方法论、概念化。肖江岩：撰写——初稿、方法论。魏硕：撰写——初稿、验证、方法论。王铎：
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
致谢
本研究得到了北京自然科学基金（项目编号9232001）和国家重点研发计划（项目编号2017YFC0803903）的支持。
