Seminario L importanza dei dati per la sicurezza stradale Firenze, 14 novembre 2012 L analisi delle cause degli incidenti stradali Prof. Ing. Alfonso Montella Università degli Studi di Napoli Federico II Dipartimento di Ingegneria dei Trasporti Luigi Tocchetti alfonso.montella@unina.it
Sommario 1) I fattori contributivi degli incidenti 2) L analisi dei dati di incidente 3) L ispezione del sito 4) Caso studio A. Montella, Sicurezza stradale, a.a. 2012/2013 2
Parte 1 I fattori contributivi degli incidenti A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 3
I fattori contributivi degli incidenti Le principali disfunzioni del sistema utente ambiente strada traffico che hanno causato l incidente A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 4
L individuazione dei fattori contributivi La domanda Perchè gli utenti stradali hanno sbagliato ad interagire con l ambiente circostante? La difficoltà Ogni incidente è il risultato di un unica catena di eventi e non è sempre possibile individuare tutti gli elementi ed i loro collegamenti A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 5
La classificazione dei fattori I fattori contributivi principali Il contributo agli incidenti è ritenuto molto probabile ed essenziale I fattori contributivi secondari Il contributo agli incidenti è ritenuto possibile e minore A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 6
Le fasi di analisi Analisi dei dati di incidente Identificare le caratteristiche peculiari della distribuzione degli incidenti Ispezione dei siti Verificare se le caratteristiche degli incidenti sono legate a condizioni di rischio dei siti A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 7
Fonte dei dati Macro dati ISTAT/Centri di monitoraggio Analisi aggregate a livello di area geografica estesa Micro dati ISTAT/Centri di monitoraggio Analisi aggregate a livello di strada o area geografica limitata Rapporti di incidente delle forze dell ordine Analisi diasaggregate a livello di specifico sito e specifico incidente A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 8
I dati criticità Macro dati ISTAT/Centri di monitoraggio I centri di monitoraggio non sono diffusi su tutto il territorio nazionale I macro dati ISTAT consentono solo analisi aggregate a livello di area geografica estesa A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 9
I dati criticità Micro dati ISTAT Molte informazioni essenziali non sono accessibili agli esperti di sicurezza Non sono presenti gli incidenti con danni materiali I feriti non sono classificati in lievi e gravi Non è riportato il numero di occupanti di tutte le unità di traffico Non è classificata la gravità delle ferite per tutti gli utenti della strada coinvolti (anche i non feriti) A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 10
I dati criticità Micro dati ISTAT La localizzazione è insufficiente per una analisi dei fattori contributivi Fino al 2010 la localizzazione è riferita al km Incidenti 2008-2010, area extraurbana Tipo di strada Incidenti localizzati Incidenti % localizzati Altra strada 232 2.067 11,2% Strada comunale extraurbana 1.110 16.348 6,8% Strada provinciale extraurbana 28.628 55.903 51,2% Strada regionale extraurbana 6.050 8.079 74,9% Strada statale extraurbana 27.121 34.296 79,1% Autostrada 35.232 36.651 96,1% Totale complessivo 98.373 153.344 64,2% A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 11
I dati criticità Micro dati ISTAT Non è presente la descrizione della dinamica dell incidente Non è presente lo schizzo planimetrico dell incidente Non sono presenti foto dell incidente (veicoli e strada) A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 12
I dati criticità Micro dati ISTAT La classificazione è basata solo sul tipo di collisione La classificazione non considera che Un incidente è un evento multi-fattoriale Ogni incidente è caratterizzato da una catena di eventi che hanno condotto alla collisione e ai seguenti danni e/o ferite A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 13
I dati criticità Micro dati ISTAT Non sono presenti informazioni sui cantieri stradali Le informazioni non consentono di indicare sia caratteristiche planimetriche che altimetriche p.e., le curve in salita, in piano o in discesa hanno caratteristiche diverse Lo stesso avviene per altre caratteristiche che sono considerate indipendenti mentre è invece necessario considerare la combinazione di più caratteristiche A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 14
I dati criticità Micro dati ISTAT Non sono presenti informazioni su tutti gli oggetti colpiti in carreggiata Non sono presenti informazioni su tutti gli oggetti colpiti fuori della carreggiata Non sono indicate tutte le violazioni al codice (campi rigidi che non consentono l inserimento di tutte le informazioni) Non sono presenti dati affidabili su tasso alcolemico e utilizzo dei dispositivi di sicurezza A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 15
I dati criticità Dati delle forze dell ordine I dati dei diversi organi di rilievo non sono uniformi La qualità dei dati è fortemente variabile I dati sono acquisiti anche da personale non specilizzato (gli ausiliari) La standardizzazione dei dati non è sufficiente A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 16
Parte 2 Analisi dei dati di incidente A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 17
Analisi dei dati di incidente Metodi di analisi Matrice dei fattori a) Si definiscono le caratteristiche principali di ogni incidente nel sito di studio b) Si confrontano le caratteristiche del sito di studio con quelle dei siti di controllo c) Si identificano Ie caratteristiche dominanti, ossia le caratteristiche sovrarappresentate nel sito di studio d) Si effettua un test statistico per verificare il livello di significatività della differenza tra le caratteristiche nel sito di studio e le caratteristiche nei siti di controllo A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 18
Analisi dei dati di incidente Metodi di analisi Diagrammi di condizione a) Rappresentazione schematica delle condizioni del sito Geometria Sezione trasversale Segnaletica Ostacoli alla visibilità Ostacoli sul margine b) Consente una valutazione preliminare delle condizioni del sito che possono aver influenzato gli incidenti A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 19
Analisi dei dati di incidente Metodi di analisi Diagrammi di collisione a) Simbolo grafico che indica per ogni incidente La localizzazione dell incidente Le manovre dei veicoli Data e l ora dell incidente Caratteristiche del fondo stradale Veicoli coinvolti Conseguenze dell incidente b) Analisi di insieme delle caratteristiche degli incidenti A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 20
Le matrici dei fattori Fonte: UK Highway Agency, 2003. Design Manual for Roads and Bridges. HD 19/03 Road Safety Audit, Annex G. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 21
Matrice dei fattori Le caratteristiche dell incidentalità nel sito in esame sono confrontate con le stesse caratteristiche in siti di riferimento assimilabili Analisi statistica dei dati Test binomiale A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 22
a Il test binomiale La probabilità che la proporzione di un particolare tipo di incidente è maggiore di una soglia di riferimento è x 1 i n i 1- P (X x -1, n, p)=1- B (x -1, n, p)=1- p (1 p) dove a = probabilità x = numero di incidenti nel sito di studio con la caratteristica in esame n = numero totale di incidenti nel sito di studio p = probabilità di riferimento i 0 n! ( n i)! i! A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 23
Esempio 1 Dati Nel sito di studio si sono verificati 6 incidenti su strada bagnata 3 incidenti su strada asciutta Nei siti di controllo si sono verificati Domande 38 incidenti su strada bagnata 100 incidenti su strada asciutta 1. Qual è la caratteristica di incidente sovrarappresentata nel sito di studio? 2. Qual è la probabilità di errore nell affermare che una caratteristica di incidente è sovrarappresentata nel sito di studio? A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 24
Esempio 1 Analisi preliminare dei dati Preparazione di una tabella di contingenza per l elaborazione dei dati Sito Controllo Totale Bagnato 6 38 44 Asciutto 3 100 103 Totale 9 138 147 A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 25
Esempio 1 Risposta 1 Nel sito di studio % incidenti su strada bagnata = 6/(6+3) = 66.7% % incidenti su strada asciutta = 3/(6+3) = 33.3% Nei siti di controllo % incidenti su strada bagnata = 38/(38+100) = 27.5% % incidenti su strada asciutta = 100/(38+100) = 72.5% La caratteristica sovrarappresentata è Incidente su strada bagnata (66.7% vs. 27.5%) A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 26
Esempio 1 Risposta 2 Applicazione del test binomiale a 1-P (X x -1, n, p)=1- Distrib.Binom (x -1, n, p) dove: x = numero di incidenti su strada bagnata nel sito di studio = 6 n = numero di incidenti totali nel sito di studio = 6 + 3 = 9 p = proporzione di incidenti su strada bagnata nel sito di controllo = 0.275 (27.5%) a 1-P (X 6-1, 9, 0.275) =1- Distrib.Binom.(6-1, 9, 0.275) =1-0.984 0.016 Nel sito di studio l incidente su strada bagnata è sovrarappresentato (66.7% vs. 27.5%) con una probabilità di errore a pari a 0.016 A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 27
Il diagramma di condizione Rappresentazione schematica del sito per fornire uno schema grafico collegato ai risultati del diagramma di collisione A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 28
Il diagramma di collisione Le caratteristiche dell incidentalità possono diventare evidenti con il diagramma di collisione rappresentazione schematica di tutti gli incidenti che hanno luogo in uno specifico sito in un dato periodo di tempo A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 29
Il diagramma di collisione Ogni incidente è rappresentato da una serie di frecce, una per ogni veicolo o pedone coinvolto, che indicano l esatta localizzazione, la direzione di marcia e la manovra A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 30
Il diagramma di collisione Le frecce possono essere etichettate con codici che contengono (p.e.) la data l ora Il giorno Il numero identificativo la gravità dell incidente il tipo di incidente i veicoli coinvolti lo stato della pavimentazione le condizioni atmosferiche le condizioni di illuminazione A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 31
Il diagramma di collisione Fonte: AASHTO, 2010. Highway Safety Manual, First Edition. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 32
Il diagramma di collisione Fonte: AASHTO, 2010. Highway Safety Manual, First Edition. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 33
Il diagramma di collisione Fonte: UK Highway Agency, 2003. HD 19/03 Road Safety Audit, Annex G. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 34
Parte 3 Le ispezioni del sito A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 35
I fattori contributivi Le esperienze di studi precedenti hanno evidenziato che in molti casi esiste una associazione tra Caratteristiche dominanti degli incidenti (p.e., incidenti su strada bagnata) Fattori contributivi (p.e., inadeguata aderenza della pavimentazione) In relazione alle caratteristiche dominanti degli incidenti Ipotesi preliminari sui fattori contributivi Verifica in sito dell esistenza dei fattori contributivi A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 36
Caratteristiche e fattori contributivi Fonte: PIARC, 2003. Road Safety Manual. Appendix 6-2. Fonte: AASHTO, 2010. Highway Safety Manual, First Edition. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 37
L ispezione dei siti Obiettivi Investigare come l ambiente stradale è stato percepito ed utilizzato dai differenti utenti della strada coinvolti nell incidente Indagare i possibili aspetti che possono aver influenzato l incidente Verificare se le ipotesi elaborate in fase di analisi dei dati trovano riscontro nel sito A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 38
L ispezione dei siti Gli ispettori Gruppo di 2-4 esperti di sicurezza, che assicura scambio di idee tra differenti esperti approfondimento di più punti di vista maggiore obiettività nel processo A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 39
L ispezione dei siti Il momento di ispezione Diurno la strada e l ambiente stradale sono facilmente percepiti Notturno la strada e l ambiente stradale sono percepiti diversamente di notte A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 40
L ispezione dei siti Le attrezzature abbigliamento protettivo ad elevata visibilità fotocamera videocamera per registrare il comportamento degli utenti ruota di misura o distanziometro laser per misurare le distanze di visibilità, la larghezza della sezione e altre grandezze rilevanti inclinometro per misurare la pendenza trasversale (eventuale) misuratori di velocità (eventuali) contatori di traffico (eventuali) cronometro (eventuale) A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 41
L ispezione dei siti La documentazione Copia dei rapporti di incidente (o documentazione di sintesi) Tabelle di sintesi dei dati di incidente Risultati delle analisi statistiche Diagrammi di condizione Diagrammi di collisione Planimetrie Conteggi di traffico Rilievi di velocità A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 42
L ispezione dei siti Le modalità ispettive La strada viene percorsa in modo da simulare tutte le tipologie di utenti coinvolti nell incidente conducenti di veicoli commerciali automobilisti motociclisti ciclisti pedoni A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 43
L ispezione dei siti Le modalità ispettive Analisi dettagliata del sito interazione con l ambiente circostante pavimentazione barriere di sicurezza ostacoli sui margini impianti di illuminazione segnaletica orizzontale segnaletica verticale delineazione percorsi pedonali A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 44
L ispezione dei siti Le modalità ispettive Analisi dettagliata del sito distanze di visibilità disponibili (misurabili con una ruota di misura o un distanziometro laser) larghezza delle corsie e delle banchine presenza di tracce di incidenti (barriere danneggiate, vetri sulla pavimentazione, tracce di frenata, ecc.) A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 45
L ispezione dei siti Le modalità ispettive Analisi dettagliata del comportamento degli utenti rispetto delle regole di precedenza traiettorie dei veicoli velocità code frenate improvvise sorpassi pericolosi invasione delle corsie opposte volume e composizione del traffico A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 46
Parte 4 Un caso studio A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 47
Un esempio nel comune di Napoli Montella A., 2011. Identifying crash contributory factors at urban roundabouts and using association rules to explore their relationships to different crash types. Accident Analysis and Prevention, Vol. 43(4), pp. 1451-1463, doi:10.1016/j.aap.2011.02.023. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 48
Un esempio nel comune di Napoli Montella A., 2011. Identifying crash contributory factors at urban roundabouts and using association rules to explore their relationships to different crash types. Accident Analysis and Prevention, Vol. 43(4), pp. 1451-1463, doi:10.1016/j.aap.2011.02.023. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 49
R15, Leg3, 6 Crashes Too large radius of deflection ( ) Negative deviation angle (-73.9 ) Eccentricity (27.3 m) R4, Leg1, 6 Crashes Too large radius of deflection (573. 4 m) Too small deviation angle (7.7 ) R4, Leg3, 4 Crashes Too large radius of deflection (104. 6 m) R10, Leg1, 4 Crashes Too large entry width (6.4 m) A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 50
Le tecniche di data mining Le tecniche di data mining consentono di individuare relazioni e interdipendenze nell ambito di grandi moli di dati e grandi quantità di informazioni A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 51
Gli alberi di classificazione Um Node 0 F = 1,853 (3.3%) I = 54,161 (96.7%) Total = 56,014 (100.0%) Road type Ot I = 97.7% Node 1 Total = 88.8% F =11.5% Total =11.2% Node 2 Pedestrian age Lighting >65 65 Nt Dy F=4.4% Total= 31.1% Node 3 I= 98.9 Total=57.7% Node 4 F= 17.6% Total= 4.3% Node 5 F= 7.8% Total= 7.0% Node 6 Pedestrian age >75 66-75 Lighting Pedestrian age >45 45 Node 7 F= 6.0% Total=14.4% Node 8 I= 97.0% Total= 16.7% Node 9 I= 98.0% Total= 17.4% Node 10 I= 99.2 % Total= 40.2% F= 10.7% Node 11 Total= 4.1% Node 12 F= 3.8% Total= 2.9% Lighting Involved vehicle Nt Dy Truck Ot Pedestrian age Involved vehicle Ot Road type Rp, Rn, Mw Node 13 F= 9.9% Node 14 F= 5.0% Node 15 F= 7.0 % Node 16 I = 97.3% Node 17 I= 97.6% Node 18 I= 99.0 % Node 19 I = 97.3% Node 20 I= 99.4% Node 22 I= 98.0% Node 23 F= 8.4% A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 52
Le regole associative Montella A., Aria M., D Ambrosio A., Mauriello F., 2011. Analysis of powered two-wheeler crashes in Italy by classification trees and rules discovery. Accident Analysis and Prevention, in press, doi:10.1016/j.aap.2011.04.025. A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 53
Grazie per l attenzione! A. Montella, L'analisi delle cause degli incidenti stradali 54