Risk-based network-wide road safety assessment. A new methodological approach

Although EU roads are among the safest in the world, the burden of road crashes is still too high, so that the road safety targets set for 2020 were far from being achieved. Road Infrastructure Safety Management (RISM) procedures aim at evaluating, monitoring, and improving the safety performance of the road network, over its whole life cycle. Specifically, Road Network Screening (RNS) is the first step of the procedure, and it is applied to a wide scale to identify those most critical segments that require further investigation. Recently, the European Commission has updated the former RISM Directive (2008/96/EC) and expanded its scope beyond the TEN-T Network, by specifically upgrading the RNS procedure (Art. 5). More precisely, according to a proac-tive approach, a risk-based network-wide safety assessment and a risk mapping have been introduced. However, no technical nor methodological specification has been provided on how to perform such tasks, which are mandated to the Member States by 2024. RNS represents the starting point for developing the new risk-based assessment procedure. However, despite the valuable insights provided by previous research on such topic at the theoretical and practical level, looking thoroughly at the past literature some gaps persist. For instance, available road network segmentation methods strongly depend on the availability of accurate spatial crash locations to work properly. A structured and common formulation of road crash risk (i.e., the combination of crash occurrence, severity, and exposure) was not clearly found. Indeed, just a handful of studies tried to formalise a risk-based analysis, which however was just partially explained. Finally, most used ranking methods rely on a fixed threshold, instead of a multi-level ranking scale. The present research aims at providing practitioners and road safety authorities with a flexible and easy-to-apply scheme that supports their work and responds to the new EU requirements. More precisely, it proposes a new methodological approach for the implementation of a risk-based network-wide road safety assessment. Building on the basic procedure of the RNS and applying the widely shared definition of risk (i.e., the combination of crash occurrence, severity, and exposure), an operational and flexible framework is devised, which integrates different raw data sources (i.e., road infrastructure, operational, environmental and context characteristics) and returns an evaluation of an entire road network. Specifically, the evaluation is performed through a road crash risk prediction model, in which all the risk components are estimated separately: road crash occurrence probability and road crash severity by mean of a binomial logit model, and crash exposure factor (i.e., traffic volumes) by mean of a multiple linear regression model. The identification of the most critical segment of the network is the main expected output, which is obtained by developing risk maps based on a five-levels ranking scale. Moreover, it is devised in compliance with the ISO 39001:2012 Standards, to facilitate the whole process and enables for qualification. To assess its applicability and effectiveness, the proposed methodology is tested over the main road network of the Province of Brescia (Lombardy Region - Italy), which represent an emblematic case study. Furthermore, it is compared to the alternative risk formulations retrieved from previous studies. Results highlighted the potential of the proposed methodology, its wide adaptability and easy interpretability. Furthermore, it allows the identification of critical segments of the net-work that the other assessment procedures are not able to detect.

Nonostante la rete stradale europea sia tra le più sicure al mondo, le esternalità dovute all’incidentalità stradale risultano ancora troppo elevate, tanto che gli obiettivi di sicurezza stradale fissati per il 2020 non sono stati raggiunti. Il processo di Gestione della Sicurezza delle Infra-strutture Stradali (GSIS) mira a valutare, monitorare e migliorare le prestazioni di sicurezza di una rete stradale, durante il suo intero ciclo di vita. Nello specifico, la valutazione della sicurezza di rete rappresenta il primo passo dell'intero processo, e viene applicata su larga scala per individuarne quei segmenti più critici che richiedono ulteriori indagini. Recentemente, la Commissione Europea ha aggiornato la precedente direttiva GSIS (96/2008/EC) e ne ha ampliato il campo di applicazione oltre la rete Transeuropea (TEN-T), introducendo, secondo un approccio proattivo, un processo di valutazione della sicurezza a livello di rete basato sul rischio oltre alla mappatura di tali rischi. Tuttavia, non è stata fornita alcuna indicazione metodologica riguardo come eseguire tale procedura, di cui è invece prevista la realizzazione da parte degli Stati Membri entro il 2024. La valutazione della sicurezza di rete rappresenta il punto di partenza per lo sviluppo della nuova procedura basata sul rischio. Tuttavia, nonostante i numerosi ed importanti contributi forniti dagli studi precedenti sul tema, sia a livello teorico che pratico, analizzando la letteratura scientifica, rimangono alcune limitazioni. Ad esempio, l’efficacia dei metodi di segmentazione della rete stradale disponibili dipendono fortemente dalla disponibilità di un’informazione accurata riguardo la localizzazione degli incidenti. Non è stata ancora definita una formulazione strutturata e comune per la misura del rischio di incidente stradale (i.e., la combinazione di probabilità di accadi-mento, severità ed esposizione). In merito, solo pochi studi hanno cercato di formalizzare un'ana-lisi basata sul rischio, che tuttavia hanno permesso di spiegare solo in parte il fenomeno. Infine, i metodi di classificazione più utilizzati sono basati su soglie fisse, anziché su una scala di classificazione multilivello. La ricerca vuole proporre un nuovo approccio metodologico per la valutazione della sicurezza stradale a livello di rete, basato su un’analisi del rischio di incidente stradale. In particolare, par-tendo dalla struttura generale della valutazione della sicurezza di rete e applicando la definizione di rischio (i.e., combinazione di accadimento, severità ed esposizione di incidente) viene delineata una procedura operativa e flessibile. Essa integra le diverse fonti informative e restituisce la valutazione dell’intera rete stradale. Tale valutazione è svolta mediante un modello di previsione del rischio di incidente stradale, che stima separatamente tutte le tre componenti del rischio. Il risultato principale è l'identificazione degli elementi più critici della rete, attraverso la restituzione di mappe di rischio basate su una scala di classificazione a cinque livelli. Inoltre, essa è concepita in conformità con le indicazioni dello Standard ISO 39001:2012, al fine di facilitarne l’applicazione e di accedere ad un processo di certificazione. Per valutarne applicabilità ed efficacia, la metodologia proposta è stata testata sulla rete stradale principale della Provincia di Brescia (Regione Lombardia - Italia), che rappresenta un caso di stu-dio emblematico. Inoltre, è stato proposto un confronto con le formulazioni di rischio alternative desunte dagli studi precedenti per capirne le differenze. I risultati hanno evidenziato le potenziali-tà della metodologia proposta, la sua ampia adattabilità e facile interpretabilità. Inoltre, ha con-sentito l'identificazione di segmenti critici della rete che le altre procedure di valutazione non so-no state in grado di rilevare.