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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2023.tde-19092023-101215
Document
Author
Full name
Olga Beatriz Barbosa Mendes
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2023
Supervisor
Committee
Larocca, Ana Paula Camargo (President)
Pirdavani, Ali
Silva, Karla Cristina Rodrigues
Title in English
Assessing the transferability of the Highway Safety Manual crash prediction model for divided rural multilane highways in Brazil
Keywords in English
crash prediction model
Highway Safety Manual
local calibration fator
road safety
transferability
Abstract in English
The predictive method presented in the Highway Safety Manual (HSM) estimates the crash frequency by combining a safety performance function (SPF) with crash modification factors (CMFs) and a calibration factor to consider local conditions. This study aims to assess the performance of HSM predictive models when applied to a different condition, such as found on Brazilian roads, by evaluating rural multilane highways. Five divided four-lane highways were segmented and considered following HSM guidelines. To deal with the possible underreporting number of Property Damage Only (PDO) crashes, further investigation was developed for total and Fatal or Injury (FI) severity. Calibration factors (Cx) were calculated, 2.62 for total and 2.35 for FI crashes. The goodness of fit (GOF) tests applied were Mean Absolute Deviation (MAD), Mean Absolute Percentage Error (MAPE), Mean Squared Error (RMSE), R2, and observed versus estimated collisions graphs for different scenarios. The Goodness of Fit measures to assess the HSM performance shows that models for total crashes perform better than FI. Finally, as 2020 was an atypical year in which the COVID-19 pandemic altered traffic patterns worldwide, this study aimed to assess the application of the calibrated prediction model to a sudden disturbance in traffic behavior. The HSM method was applied to 2020 using the Cx obtained from the four previous years. The result showed that for 2020, the observed counts were about 10% lower than the calibrated predictive model estimate of crash frequency for all types of crashes. However, the calibrated prediction of FI crashes was very close to the observed counts.
Title in Portuguese
Avaliação da transferibilidade do modelo preditivo de colisões do Highway Safety Manual para rodovias multipistas rurais no Brasil
Keywords in Portuguese
Highway Safety Manual
fator de calibração local
modelo de previsão de acidentes
segurança viária
transferibilidade
Abstract in Portuguese
O método preditivo do Highway Safety Manual (HSM) estima a frequência de acidentes aplicando uma função de desempenho de segurança (SPF), em que o fator de calibração estima o ajuste para as condições locais. Para avaliar a transferibilidade em condições diferentes daquelas em que o modelo foi desenvolvido, este trabalho traz uma nova abordagem por meio da avaliação de rodovias brasileiras pedagiadas. Assim, cinco rodovias rurais de multipistas foram segmentadas e avaliadas conforme recomendação do HSM. Para reduzir o problema da subnotificação de dados de acidentes, o método foi desenvolvido para dados de colisões classificados como fatais ou com vítimas (FI) em comparação com os dados totais. O fator de calibração local (Cx) encontrado foi 2,62 para todos os tipos de acidentes e 2,35 apenas para FI. As medidas de avaliação de qualidade de ajuste (Goodness of Fit - GOF), foram Desvio Médio Absoluto (MAD), Erro Médio Percentual Absoluto (MAPE), Erro Quadrático Médio (RMSE), R2 e gráficos de colisões observadas versus estimadas para diferentes cenários. As medidas de GOF para avaliar o desempenho do HSM mostram que a análise com todos os tipos de severidade das colisões apresenta melhor desempenho em comparação ao FI. Por fim, como 2020 foi um ano atípico, em que o tráfego em todo o mundo foi alterado pela pandemia de COVID-19, este estudo teve também como objetivo avaliar a aplicação do modelo de previsão calibrado a uma perturbação real repentina no comportamento do tráfego. O método do HSM foi aplicado para prever colisões em 2020 com o Cx obtido pelos quatro anos anteriores. O resultado foi que para 2020, o Nobservado foi cerca de 10% inferior ao Nprevisto calibrado para todos os tipos de acidentes. No entanto, a previsão calibrada de colisões de FI foi muito próxima da contagem observada.
 
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Publishing Date
2023-09-21
 
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