针对快速城市化进程中交通事故风险与安全治理之间的不匹配问题，进行时空诊断

《Accident Analysis & Prevention》：Spatiotemporal diagnosis towards mismatch between traffic crash risks and safety governance in rapidly urbanizing cities

快速城市化中交通安全治理错配的时空演变与机制解析——基于地理加权回归与随机森林的联合诊断框架。研究利用2013-2022年中国某城市事故数据，揭示安全治理与城市扩张的时空错配规律：风险重心从成熟城区向郊区迁移（验证治理滞后假说），事故机制由基础设施缺陷转向管理失效（行为失当与车行非机动车冲突激增）。提出以残差为诊断指标的GWR-RF联合框架，突破传统静态模型局限，为动态治理提供决策依据。

　　

黄海波|袁振洲|杨阳|李根|弗拉基米尔·尤里耶维奇·萨拉马托夫|韩宝瑞|安东·尤里耶维奇·科赞科夫|罗忠斌|于善川

北京交通大学交通与运输学院，中国北京100044

摘要

城市功能扩张的速度往往快于安全治理的演变，从而造成关键的时空错配，削弱了交通安全。然而，现有研究通常依赖于静态快照，未能捕捉这些交通事故风险的动态迁移或解码治理不足背后的演变机制。为了研究这种时空错配的演变及其行为和结构原因，本研究提出了一个将地理加权回归与随机森林解释相结合的新诊断框架。利用中国一个快速城市化城市的十年事故数据（2013-2022年），我们重建了高风险错配区域的时空轨迹，在这些区域观察到的事故频率系统性地超过了静态建成环境因素的预测水平。实证结果表明，这种安全治理错配表现在三个关键维度：时空迁移、机制异质性和事故模式的空间变化。首先，在空间上，安全风险的重心已从成熟的市中心系统性地转移到不断扩张的郊区边缘，这从实证上验证了治理滞后的假设。其次，在时间上，主导的风险因素发生了根本性变化。行为因素和冲突模式在十年间一直占据风险等级的主导地位，而基础设施因素则处于边缘地位。这证实了治理不足是管理上的缺陷，而不是物理基础设施的差距。最后，通过机制解码，区分出了这些高风险区域的独特事故模式。与核心区域的拥堵引起的被动错误不同，这些边缘区域的特点是操作不当和严重的车辆与非机动车冲突，反映了管理混合交通流方面的关键差距。这一诊断框架的成功应用证明了其在识别传统静态管理盲点方面的有效性。这些发现挑战了传统的“先建设、后管理”范式。相反，提倡采用动态的、基于精确度的治理框架，以使安全管理与城市风险的时空演变同步。

引言

全球城市发展格局呈现出明显的二元性，导致交通安全存在巨大差异（联合国，2025年）。虽然发达国家已基本达到饱和和稳定阶段，但中国和印度等新兴经济体正在经历以前所未有的速度和规模进行的快速城市化进程（黄和赵，2024年）。根据世界卫生组织的数据，尽管发展中国家仅拥有全球60%的注册车辆，却占了全球道路交通事故死亡人数的93%（世界卫生组织，2023年）。这种不成比例的风险使得发达国家建立的历史经验和静态安全治理模式往往不适用于快速城市化城市面临的复杂和快速的挑战（马塔等人，2022年；森本等人，2022年）。在这种背景下，出现了一个关键的城市化悖论：虽然城市功能的快速物理扩张推动了经济繁荣，但它经常扰乱了现有的交通平衡（伊布拉耶娃等人，2020年；罗布森等人，2018年）。核心矛盾在于发展与管理之间的不同步。传统的交通安全治理往往是静态的，并以行政边界为基础，而这些新兴城市的城市发展则是动态和流动的。当建设速度超过治理演变速度时，新开发的区域往往成为严重交通冲突的热点（张等人，2026年）。这种结构错配已成为快速城市化地区可持续城市发展的主要瓶颈。

为了概念化快速增长与滞后管理之间的摩擦，我们借鉴了城市经济学中已建立的空间错配理论（布鲁克纳和马丁，1997年）。该领域的广泛研究表明，经济要素（如就业机会和住房分布）之间的空间不同步会导致结构性效率低下和社会不平等（吴和王，2021年）。从交通安全管理的角度来看，也有类似的现象。正如经济资源可能在空间上分配不当一样，安全治理资源也常常无法与城市活动的重心变化同步。我们将这种特定现象定义为交通安全治理错配。它描述了一种关键状态：城市功能的强度已经发展到高密度城市标准，但安全软件仍处于初级或半农村水平。在这些错配区域，观察到的事故频率显著超过了静态建成环境模型理论预测的水平（顾等人，2023年）。这种额外的风险在统计上表现为正残差，不仅仅是随机噪声，而是治理不足的量化指标。

尽管人们越来越认识到建成环境的作用，但当前的安全诊断在应对城市化悖论时面临三个关键挑战。首先，诊断的重点往往不正确。虽然像地理加权回归（GWR）这样的方法被广泛使用，但它们主要映射参数变化（系数），忽视了残差的诊断价值（安等人，2022年；刘等人，2024年）。大的正残差被当作错误而忽略，而没有被视为现实违背理论预测的治理不足的重要信号。其次，风险的动态性质尚未得到充分理解。城市化是一个连续的过程，但安全评估通常依赖于静态的横截面快照（乔杜里等人，2025年）。这些静态方法无法追踪安全风险的演变轨迹，往往导致管理干预措施落后于事故分布的实际变化。第三，因果关系仍然是一个黑箱。空间模型可以有效地指出错配发生的位置，但难以解释其原因（穆罕默德等人，2023年）。如果不解码演变的微观机制，无论是由于硬件差距还是软件故障导致的治理缺陷，治理策略都只能是推测性的，而不是精准针对的。

尽管GWR已被广泛用于捕捉交通安全的空间非平稳性，但传统范式主要关注回归系数的空间分布，通常将残差视为需要最小化的随机统计噪声或无法解释的错误。本研究通过将GWR残差的作用从拟合度量转变为诊断信号，从根本上改进了这种方法。我们从理论上将高正残差重新定义为安全治理错配指数。这种方法的前提是，当观察到的事故频率显著超过基于建成环境硬件的理论预测时，它数学上隔离出了潜在的软件缺陷，特别是安全治理和管理方面的滞后。通过将这些残差作为积极的诊断标志而不是将其作为噪声丢弃，本研究建立了区域空间异常与局部治理失败之间的量化联系。利用中国一个快速发展的城市的十年事故数据（2013-2022年），本研究做出了以下贡献：

1.

建立了一个基于残差的诊断框架。我们利用GWR残差来识别高风险错配区域，即实际风险系统性地超过建成环境预测的区域，作为治理不足的代理。

2.

重建了十年间交通风险的迁移轨迹，实证验证了前沿效应，即事故风险从成熟的市中心系统性地转移到不断扩张的郊区边缘。

3.

通过使用随机森林解码这些错配区域的潜在机制，量化了治理缺陷的构成。结果显示，基础设施属性变得边缘化，而管理失败，特别是未分离的混合交通冲突和操作不当，成为额外风险的主要驱动因素。

本研究的其余部分组织如下：第2节回顾了关于建成环境、空间非平稳性和治理滞后的文献。第3节介绍了诊断框架的方法论。第4节详细介绍了研究区域和数据来源。第5节讨论了实证结果及其对安全管理的意义。第6节总结了研究。

节选

交通安全的建成环境决定因素

建成环境与交通安全之间的关系一直是交通安全研究的焦点。经典研究表明，宏观层面的城市形态显著决定了事故频率和严重程度（吴等人，2024年；肖等人，2024a）。更具体地说，城市密度、街道连通性、土地使用混合和街道网络配置已被确定为调节这种关联的关键建成环境属性。

方法论

为了系统地解开城市功能扩张与交通安全之间的复杂相互作用，我们采用了一种分层分析策略。分析从检测空间异质性开始，追踪风险迁移，并最终解码事故机制。

研究区域

本研究选择了中国长江三角洲北部的一个关键沿海城市盐城作为实证案例。作为具有代表性的发展中的城市，盐城的特点是城市化与机动化同步进行。选择这个城市的主要因素如下。

在2013年至2022年的观察期间，该市实施了重要的“向东扩张和向南迁移”战略，使其城市形态从传统的

城市决定因素的时空异质性

实证分析首先验证了交通事故决定因素的空间非平稳性。在诊断治理错配之前，必须证明城市功能扩张对安全的影响并非全球统一，而是表现出显著的时空异质性。

结论

本研究建立了一个数据驱动的诊断框架，以研究城市功能扩张与交通安全治理之间的时空错配。通过将地理加权回归与随机森林解释相结合，我们重建了中国一个快速城市化城市十年（2013-2022年）的安全风险轨迹。核心结论总结如下：

1.

验证了治理滞后的假设。在空间上，安全风险的重心

CRediT作者贡献声明

黄海波：写作——审稿与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，监督，资源，项目管理，方法论，正式分析，数据管理，概念化。袁振洲：写作——审稿与编辑，撰写——初稿，软件，方法论，正式分析，数据管理，概念化。杨阳：写作——审稿与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，监督，软件，资源，方法论，资金支持

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（52572336）、北京自然科学基金（E2024210149）、中央高校基本科研业务费（2024JBRC009）、江苏省基础研究计划（BK20240678）、国家统计科学研究项目（2025LY034）以及江苏省高校哲学与社会科学项目（2024SJYB0142）的支持。