Skip to main content

Currently Skimming:


Pages 77-117

The Chapter Skim interface presents what we've algorithmically identified as the most significant single chunk of text within every page in the chapter.
Select key terms on the right to highlight them within pages of the chapter.


From page 77...
... 61  5 MODELS FOR URBAN AND SUBURBAN ARTERIALS 5.1 ROADWAY SEGMENTS Estimation Data The process of developing models for urban and suburban arterial road segments involved developing an  initial  set  of models  and  then  validating  them with  a  second  dataset  obtained  later.  Following  the  successful validation, we combined the two datasets into a larger dataset to re‐estimate the models.  We attempted three sets of models:  1. Base Condition SPFs -- using only those sites meeting the HSM base conditions  2.
From page 78...
... 62   Single‐vehicle run‐off‐road (SV ROR)    Single‐vehicle fixed object (SV FIXEDOBJ)
From page 79...
... 63  Table 5‐1: Ohio Segment Length and Crash Type Totals for Five‐Year Period for Base Condition Sites (Urban/Suburban Arterial  Segments)   Site  Type  Length  (mi.)
From page 80...
... 64   Table 5‐2: Ohio Segment Crash Type Statistics for Five‐Year Period for Base Condition Sites (Urban/Suburban Arterial Segments)   Site  Type  Stat.  PED  BIKE  MVD  RE  HO  ANG  SSD  SOD  MVN  OTHER  SV  SV  ROR  ANIM AL  FO  MO  SV  OTHER  Night  2U  N  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  2U  MIN  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  2U  MAX  2  1  13  66  2  7  7  8  8  109  36  81  32  3  8  78  2U  MEAN  0.03  0.01  0.49  1.65  0.06  0.10  0.18  0.32  0.41  4.71  1.79  2.78  1.70  0.05  0.19  3.31  2U  STD  0.19  0.11  1.30  4.21  0.25  0.47  0.62  0.88  1.01  8.75  3.84  5.79  3.64  0.25  0.60  6.28  3T  N  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  3T  MIN  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  3T  MAX  1  1  10  34  1  6  2  4  7  56  13  42  12  1  2  36  3T  MEAN  0.02  0.01  0.59  1.42  0.02  0.20  0.12  0.13  0.24  2  0.52  1.39  0.52  0.03  0.06  1.64  3T  STD  0.13  0.10  1.54  3.70  0.15  0.63  0.37  0.52  0.70  5.23  1.42  3.92  1.41  0.16  0.26  3.73  4D  N  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  4D  MIN  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  4D  MAX  2  2  19  172  1  7  28  4  19  98  37  61  36  4  8  85  4D  MEAN  0.05  0.01  0.37  3.22  0.01  0.16  0.89  0.11  0.49  4.50  1.36  2.92  1.24  0.12  0.22  3.82  4D  STD  0.24  0.14  1.64  13.98  0.11  0.67  2.64  0.44  1.62  10.76  3.51  7.32  3.19  0.45  0.86  9.13  4U  N  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  4U  MIN  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  4U  MAX  2  3  34  78  2  21  32  7  13  35  15  25  15  1  2  28  4U  MEAN  0.05  0.02  0.67  1.89  0.05  0.31  0.71  0.18  0.32  1.33  0.45  0.80  0.46  0.03  0.04  1.52  4U  STD  0.26  0.20  2.55  5.91  0.23  1.34  2.38  0.68  1.14  3.26  1.31  2.25  1.32  0.18  0.22  3.61  5T  N  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  5T  MIN  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  0  5T  MAX  2  2  29  115  2  11  24  4  18  46  16  29  16  2  4  43  5T  MEAN  0.07  0.04  2.20  6.69  0.07  0.81  1.79  0.33  0.92  3.74  1.13  2.33  1.14  0.10  0.17  4.41  5T  STD  0.27  0.23  4.37  15.99  0.27  1.75  3.48  0.76  2.16  6.75  2.34  4.66  2.39  0.35  0.50  7.54 
From page 81...
... 65  Table 5‐3: OH Segment Continuous Variable Statistics for Base Condition Sites (Urban/Suburban Arterial Segments)   Site  Type  Stat.  Length  AADT  Med  Width  Parking Prop  FODensity  Offset  FO  Maj  Comm  Min  Comm  Maj  Ind  Min  Ind  Maj  Res  Min  Res  Other  Dwy  2U  N  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  760  2U  MIN  0.01  100  0  0  25  2  0  0  0  0  0  0  0  2U  MAX  6.29  23,028  0  0  75  20  10  41  6  28  4  193  5  2U  MEAN  0.59  6975  0  0  37.76  8.95  0.19  2.34  0.08  0.97  0.03  10.96  0.03  2U  STD  0.72  3978  0  0  12.95  3.80  0.77  4.70  0.48  2.63  0.26  20.03  0.24  3T  N  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  182  3T  MIN  0.02  1356  0  0  25  2  0  0  0  0  0  0  0  3T  MAX  3.29  23780  0  0  75  20  11  49  12  10  2  65  1  3T  MEAN  0.34  1022  0  0  41.87  8.11  0.98  5.24  0.29  0.41  0.05  4.82  0.02  3T  STD  0.44  4034  0  0  13.75  4.09  1.89  9.12  1.17  1.27  0.27  8.99  0.15  4D  N  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  358  4D  MIN  0.01  256  10  0  25  10  0  0  0  0  0  0  0  4D  MAX  4.81  45,874  100  0  75  30  33  47  8  5  2  64  2  4D  MEAN  0.45  14,384  33.27  0  34.32  21.63  0.42  1.11  0.14  0.13  0.01  0.87  0.02  4D  STD  0.67  8758  29.14  0  11.67  4.11  2.11  4.60  0.69  0.61  0.14  4.24  0.18  4U  N  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  348  4U  MIN  0.01  1150  0  0  25  2  0  0  0  0  0  0  0  4U  MAX  5.96  41,418  0  0  75  25  11  57  11  16  3  78  4  4U  MEAN  0.28  14,281  0  0  43.09  7.84  0.48  3.56  0.27  0.52  0.04  3.45  0.05  4U  STD  0.47  7350  0  0  13.84  4.54  1.32  7.05  0.93  1.93  0.25  9.06  0.34  5T  N  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  180  5T  MIN  0.01  5356  0  0  25  2  0  0  0  0  0  0  0  5T  MAX  2.91  50,553  0  0  75  20  23  75  9  16  2  46  2  5T  MEAN  0.42  19,422  0  0  38.97  8.47  2.23  8.09  0.42  0.52  0.07  3.05  0.08  5T  STD  0.51  83456  0  0  10.74  4.37  4.06  12.22  1.20  1.92  0.30  7.02  0.31   
From page 82...
... 66  Table 5‐4: OH Segment Categorical Variable Total Mileage (mi.)  for Base Condition Sites (Urban/Suburban Arterial Segments)
From page 83...
... 67  Estimated Models Documented in this section are the base condition models intended for use in the HSM predictive chapter  for urban and suburban arterials. Models developed for all sites representing the average site conditions  are found in Appendix A. These could be applied for network screening or other safety management tasks  where models for average site conditions are desired.  The model development process involved using the Ohio data to estimate a set of initial models, which  we subsequently validated where possible using a dataset that later became available from Minnesota.  Following the validation, we combined the two datasets to re‐estimate the final models.  We developed the initial models using the same base conditions as those in the current HSM chapter for  urban and suburban arterials:   No on‐street parking   No roadside fixed objects   A 15‐foot median width for divided roads   No lighting   No automated speed enforcement    The model predictions do not  include  intersection‐related or animal crashes. The  initial base condition  models were estimated for the following crash types:   Total (TOT)    Multiple‐vehicle driveway related (MVD)
From page 84...
... 68  For TOT, MVD, and NIGHT crashes, parameter estimates for driveway count variables were inconsistent  in their levels of statistical significance and whether one driveway type was associated with fewer or more  crashes. In light of these findings, we considered two options. Option 1 used the same driveway definitions  and model form for considering driveways as in the current HSM chapter. Option 2 used the total driveway  density  (driveways per mile)  as an alternate variable. For TOT and NIGHT crashes, the model form  for  Option 1 did not include length, as the inclusion of this variable created poor parameter estimates for the  relationship between average annual daily traffic (AADT)
From page 85...
... 69  Table 5‐5: Total (TOT)  for Base Conditions Option 1 (Urban/Suburban Arterial Segments)
From page 86...
... 70  Table 5‐7: Multiple‐Vehicle Non‐Driveway (MVN)  for Base Conditions (Urban/Suburban Arterial Segments)
From page 87...
... 71  Table 5‐9: Sideswipe‐Same‐Direction (SSD)  for Base Conditions (Urban/Suburban Arterial Segments)
From page 88...
... 72  Table 5‐11: Multiple‐Vehicle Non‐Driveway Other (MVN OTHER)  for Base Conditions (Urban/Suburban Arterial Segments)
From page 89...
... 73  Table 5‐13: Nighttime (NIGHT)  for Base Conditions (Option 1)
From page 90...
... 74  Table 5‐15: Multi‐Vehicle Driveway (MVD)  for Base Conditions (Option 1)
From page 91...
... 75  Table 5‐17: MN Segment Length and Crash Type Totals for 5 Year Period for Base Condition Sites (Urban/Suburban Arterial  Segments)   Facility  Type  No. of  segments  No. of  miles  Average  AADT  TOT  Multi‐ Veh  Driveway  Rear End  Head‐On + SOD  SSD  Multi‐ Veh  Other  Single‐ Vehicle  Night  2U  236  33.86  9,511  320  21  118  25  16  36  115  69  3T  63  7.23  10,841  76  4  39  6  7  17  7  18  4D  92  14.95  22,150  308  4  182  15  31  25  57  63  4U  113  11.72  10,386  160  15  53  9  24  41  22  29  5T  15  1.60  15,753  20  2  6  2  2  6  2  3   
From page 92...
... 76  Table 5‐18 to Table 5‐21 provide goodness‐of‐fit measures for the initial base condition models validated  with the Minnesota data. The cumulative residuals  (CURE)  plot measures are for CURE plots using the  predicted number of crashes on the x‐axis. Only site/crash types with a reasonable number of crashes  (approximately 100)
From page 93...
... 77  Table 5‐21: Validation of 4U Base Condition Models    5.1.3.2 Final Models Given the reasonable results of  the validation exercise and  the paucity of  the  initial model estimation  data, we re‐estimated all base condition models using the combined Ohio and Minnesota base condition  sites. We re‐estimated all  initial crash  type models, as well as estimating models by crash severity  (all  crash types combined) .  As with the initial base model development, we used only sites with no lighting, parking, or automated  enforcement to develop the base condition SPFs. Because no sites had zero roadside fixed objects and  few divided roadways had a median width of exactly 15 feet, we included these variables in the models  only if we considered them appropriate for the crash type, and if the variable was statistically significant  in the model and with the expected direction of effect. If we included a variable, we would set it to the  base  condition  for  application. We  attempted  to  include  driveway  density  in  all models  developed,  acknowledging that driveway presence might affect different crash types in different ways. We entered  the number of driveways in a segment in those models in which it was included -- that is, where there was  no base condition for the number of driveways in a segment.  Final base condition models were calibrated for the following crash types (as defined previously)
From page 94...
... 78  Table 5‐23: Total for Base Conditions Combined Data (Urban/Suburban Arterial Segments)   Site Type  Alpha1  Ohio  Beta1  Alpha2  Beta2  Beta3  Beta4  Beta5  2U  ‐6.2667  (0.5588)
From page 95...
... 79  For KA crashes, no model was calibrated for four‐lane divided (4D)  or four‐lane plus two‐way left‐turn‐ lane (5T)
From page 96...
... 80  For SSD crashes, a base condition model was not successfully calibrated for 3T sites. We calibrated the  recommended model for 3T sites by using all sites and representing average conditions.  Table 5‐29: SSD for Base Conditions Combined Data (Urban/Suburban Arterial Segments)   Site Type  Alpha1  Ohio  Beta1  Alpha2  Beta2  Beta3  Beta4  Beta5  2U  ‐14.1461  (1.9684)
From page 97...
... 81  Table 5‐31: MVN OTHER for Base Conditions Combined Data (Urban/Suburban Arterial  Segments)   Site Type  Alpha1  Ohio  Beta1  Alpha2  Beta2  Beta3  Beta4  Beta5  2U  ‐11.8140  (1.2722)
From page 98...
... 82  Table 5‐33: Nighttime for Base Conditions Combined Data (Urban/Suburban Arterial  Segments)   Site Type  Alpha1  Ohio  Beta1  Alpha2  Beta2  Beta3  Beta4  Beta5  2U  ‐3.5624  (0.8332)
From page 99...
... 83  5.2 INTERSECTIONS Estimation Data Models have been estimated for four‐leg signal‐controlled (4SG)  intersections, three‐leg signal‐controlled  (3SG)
From page 100...
... 84   No right‐turn‐on‐red prohibition (that is, right‐turn‐on‐red is allowed on all legs)     No red light cameras   Lighting is present. (Note: This is different from what is currently in the HSM.  As shown in Table  5‐35, most of the signal‐controlled  intersections had  lighting, which  left us with an  insufficient  sample of intersections without lighting.)
From page 101...
... 85  Table 5‐35: Distribution of categorical variables by intersection type (urban/suburban  arterials)   Variable  3SG  3ST  4SG  4ST  Number of legs with left‐turn lanes  0  485  7214  803  2342  1  301  315  210  74  2  189  48  692  106  3  0  0  323  11  4  0  0  734  2  Number of legs with right‐turn lanes  0  721  7470  1985  2466  1  204  101  430  59  2  50  6  243  8  3  0  0  68  2  4  0  0  36  0  Number of legs with left‐turn lanes on major road  0  619  7282  998  2374  1  323  282  331  69  2  33  13  1433  92  Number of legs with right‐turn lanes on major road  0  865  7523  2286  2496  1  105  54  359  38  2  5  0  117  1  Number of legs with left‐turn lanes on minor road  0  703  7481  1396  2474  1  254  89  430  48  2  18  7  936  13  Number of legs with right‐turn lanes on minor road  0  792  7518  2221  2498  1  177  59  411  33  2  6  0  130  4  Lighting  Not Present  91  2407  278  680  Present  884  5170  2484  1855  Number of approaches prohibiting right‐turn‐on‐ red  0  852  7574  2454  2532  1  84  0  98  0  2  39  0  79  0  3  0  0  35  0  4  0  0  96  0  Red light camera  Not Present  963  7576  2708  2535  Present  12  0  54  0  Schools within 1000 feet  Not Present  849  6961  2420  2289  Present  126  616  342  246  Number of liquor stores within 1000 feet  0  937  7341  2559  2437  1 to 8  38  236  203  98  Number of bus stops within 1000 feet  0  707  6615  2322  2318  1 or 2  32  179  101  50  3 or more  236  783  339  167   
From page 102...
... 86  Table 5‐36: Descriptive statistics for base condition SPFs (3SG: 345 intersections)   Variable  Number of crashes  Mean  Std. Dev  Minimum  Maximum  Major road AADT     12,363  4949  3050  32,109  Minor road AADT     4077  3026  110  18,415  Total Intersection AADT     16,440  5989  4440  44,345  Ratio of Minor to Total  Intersection AADT    0.25  0.13  0.02  0.5  KA  62  0.18  0.42  0  2  KAB  375  1.09  1.37  0  9  KABC  854  2.48  2.47  0  13  KABCO  4026  11.67  9.14  0  52  SV_KA  13  0.04  0.19  0  1  SV_KAB  47  0.14  0.38  0  3  SV_KABC  67  0.19  0.47  0  4  SV_KABCO  253  0.73  1.21  0  15  SD_KA  22  0.06  0.24  0  1  SD_KAB  158  0.46  0.75  0  4  SD_KABC  424  1.23  1.38  0  6  SD_KABCO  2302  6.67  5.8  0  39  OD_KA  10  0.03  0.17  0  1  OD_KAB  60  0.17  0.53  0  6  OD_KABC  99  0.29  0.68  0  7  OD_KABCO  369  1.07  1.47  0  11  ID_KA  17  0.05  0.24  0  2  ID_KAB  108  0.31  0.73  0  6  ID_KABC  253  0.73  1.36  0  10  ID_KABCO  974  2.82  3.52  0  24       
From page 103...
... 87  Table 5‐37: Descriptive statistics for base condition SPFs (3ST: 2082 intersections)   Variable  Number of crashes  Mean  Std Dev  Minimum  Maximum  Major road AADT     8187  5221  270  38,460  Minor road AADT     2137  1400  33  18,460  Total Intersection AADT     10,324  5810  540  56,920  Ratio of Minor to Total  Intersection AADT     0.23  0.12  0  0.5  KA  198  0.1  0.32  0  3  KAB  840  0.4  0.78  0  7  KABC  1422  0.68  1.15  0  11  KABCO  4756  2.28  3.47  0  49  SV_KA  59  0.03  0.18  0  2  SV_KAB  222  0.11  0.36  0  5  SV_KABC  297  0.14  0.43  0  6  SV_KABCO  952  0.46  0.87  0  13  SD_KA  52  0.02  0.16  0  2  SD_KAB  323  0.16  0.48  0  6  SD_KABC  661  0.32  0.75  0  9  SD_KABCO  2390  1.15  2.37  0  31  OD_KA  43  0.02  0.14  0  1  OD_KAB  128  0.06  0.25  0  2  OD_KABC  184  0.09  0.3  0  3  OD_KABCO  453  0.22  0.54  0  4  ID_KA  43  0.02  0.16  0  3  ID_KAB  163  0.08  0.33  0  4  ID_KABC  272  0.13  0.49  0  9  ID_KABCO  885  0.43  1.08  0  14       
From page 104...
... 88  Table 5‐38: Descriptive statistics for base condition SPFs (4SG: 589 intersections)   Variable  Number of crashes  Mean  Std. Dev  Minimum  Maximum  Major road AADT     11,067  5650  1810  34,960  Minor road AADT     3803  3167  72  27,228  Total Intersection AADT     14,870  7344  2061  56,488  Ratio of Minor to Total  Intersection AADT     0.25  0.13  0.01  0.5  KA  148  0.25  0.56  0  4  KAB  767  1.3  1.79  0  14  KABC  1798  3.05  3.67  0  35  KABCO  7253  12.31  12.7  0  109  SV_KA  16  0.03  0.16  0  1  SV_KAB  73  0.12  0.37  0  3  SV_KABC  112  0.19  0.48  0  3  SV_KABCO  409  0.69  1.05  0  9  SD_KA  53  0.09  0.33  0  3  SD_KAB  283  0.48  0.92  0  8  SD_KABC  868  1.47  2.15  0  18  SD_KABCO  3964  6.73  8.32  0  76  OD_KA  27  0.05  0.23  0  2  OD_KAB  167  0.28  0.74  0  6  OD_KABC  309  0.52  1.14  0  10  OD_KABCO  1021  1.73  2.81  0  25  ID_KA  51  0.09  0.29  0  2  ID_KAB  239  0.41  0.83  0  8  ID_KABC  483  0.82  1.34  0  8  ID_KABCO  1671  2.84  3.36  0  26       
From page 105...
... 89  Table 5‐39: Descriptive statistics for base condition SPFs (4ST: 551 intersections)   Variable  Number of crashes  Mean  Std Dev  Minimum  Maximum  Major road AADT     8251  6179  450  37,301  Minor road AADT     2088  1459  50  13,773  Total Intersection AADT     10,339  6658  810  40,111  Ratio of Minor to Total  Intersection AADT     0.23  0.13  0  0.5  KA  120  0.22  0.56  0  4  KAB  432  0.78  1.39  0  9  KABC  706  1.28  1.99  0  16  KABCO  1931  3.5  4.58  0  51  SV_KA  20  0.04  0.2  0  2  SV_KAB  61  0.11  0.37  0  2  SV_KABC  72  0.13  0.39  0  2  SV_KABCO  265  0.48  0.81  0  5  SD_KA  15  0.03  0.18  0  2  SD_KAB  84  0.15  0.46  0  4  SD_KABC  219  0.4  1.05  0  14  SD_KABCO  720  1.31  2.91  0  46  OD_KA  21  0.04  0.2  0  2  OD_KAB  60  0.11  0.38  0  3  OD_KABC  83  0.15  0.44  0  3  OD_KABCO  214  0.39  0.82  0  6  ID_KA  64  0.12  0.41  0  4  ID_KAB  225  0.41  0.99  0  7  ID_KABC  328  0.6  1.31  0  9  ID_KABCO  705  1.28  2.24  0  15    Estimated Models We estimated all the models using negative binomial regression with a constant overdispersion parameter  and the traditional log‐linear framework. Most previous studies on this topic have used a power function,  which provides  limited  flexibility  in  the  functional  form.  In  this section, we used  the Hoerl  function  to  provide more flexibility in the functional form (Hauer, 2015)
From page 106...
... 90  Model A included as the starting point the following independent variables in the following form:  𝑌 e e 𝐴𝐴𝐷𝑇 e 𝐴𝐴𝐷𝑇    (5‐2)   Model B included as the starting point the following independent variables in the following form:  𝑌 e e 𝐴𝐴𝐷𝑇 e   (5‐3)
From page 107...
... 91  Table 5‐40: Prediction Models for 3SG Intersections  Crash  Type  Severity  Model  Form  a (S.E.)
From page 108...
... 92  Table 5‐41: Prediction models for 3ST intersections  Crash  Type  Severity  Model  Form  a (S.E.)
From page 109...
... 93  Table 5‐42: Prediction models for 4SG intersections  Crash  Type  Severity  Model  Form  a (S.E.)
From page 110...
... 94  Table 5‐43: Prediction models for 4ST crashes  Crash  Type  Severity  Model  Form  a (S.E.)
From page 111...
... 95  Validation of Models To calibrate and validate the models estimated using the data from Ohio, we used six years of data (2010– 15)  from North Carolina. Some of the data for calibration were compiled as part of project funded by the  North  Carolina Department  of  Transportation  (Smith  et  al.  2016)
From page 112...
... 96  Table 5‐45: Summary of Calibration/Validation data from North Carolina for 3ST intersections  (52 intersections: 2010 to 2015 data)   Variable  Sum  Mean  Standard deviation  Minimum  Maximum  KABCO  304  5.85  8.10  0  36  SV_KABCO  55  1.06  1.55  0  7  SD_KABCO  124  2.38  4.43  0  19  OD_KABCO  48  0.92  1.59  0  8  ID_KABCO  87  1.67  2.38  0  10  Major AADT    7,682  7,232  67  45,733  Minor AADT    1,764  2,227  18  9,500  Total AADT    9,446  7,832  117  45,803    Table 5‐46: Summary of Calibration/Validation data from North Carolina for 4SG intersections  (102 intersections: 2010 to 2015)
From page 113...
... 97  We considered two basic options for calibration and validation. The first was to estimate a calibration  factor  following  the approach outline  in  the HSM. The  second was  to estimate a  calibration  function  (Srinivasan et al. 2016) .  As discussed in Srinivasan et al. (2016)
From page 114...
... 98  Table 5‐48: Calibration/Validation Results for 3SG intersections  Crash  Type  Option  Total  Observed  Crashes  Total  Predicted  Crashes  ln(a)
From page 115...
... 99  Table 5‐49: Calibration/Validation results for 3ST intersections  Crash  Type  Option  Total  Observed  Crashes  Total  Predicted  Crashes  ln(a)
From page 116...
... 100  Table 5‐50: Calibration/Validation results for 4SG intersections  Crash  type  Option  Total  Observed  Crashes  Total  Predicted  Crashes  ln(a)
From page 117...
... 101  Table 5‐51: Calibration/Validation Results for 4ST Intersections  Crash  Type  Option  Total  Observed  Crashes  Total  Predicted  Crashes  ln(a)

Key Terms



This material may be derived from roughly machine-read images, and so is provided only to facilitate research.
More information on Chapter Skim is available.