高速公路运营安全性评价

高速公路运营安全性评价作者李志宏孔令旗罗强【摘要】系统研究国内外道路运营安全评价先进技术，认为各种安全评价方法有其优缺点，单一方法使用时，难以得到全面、可靠的评价结果。在此基础上，结合我国高速公路运营状况，提出了运用速度协调性分析、事故调查与分析、设计符合性以及运营安全评价清单进行评价的高速公路运营综合安全评价方法。该方法能最大程度地发现事故隐患、预防事故的发生或减轻事故的严重程度。并运用该方法对某改建高速公路进行了运营安全评价，指出了该拟改建高速公路两处事故多发路段和3方面的安全隐患，证实了综合安全评价方法的有效性。【关键词】道路安全；高速公路；事故；运营安全；综合安全评价0引言我国高速公路建设发展迅速，但高速公路交通事故伤亡及财产损失，令人触目惊心。从图1可以看出，2000—2003年，高速公路通车里程、事故数以及事故死亡人数分别由1.6万公里、17217起、2015人增加到2.9745万公里、36257起、5269人；随着高速公路通车里程的快速增长，事故数也相应增加，而事故死亡人数增长更快。图1高速公路里程、事故及死亡人数增长情况截至2007年年底，我国高速公路通车里程已达5.36万公里，“五纵七横”的国家高速公路网已基本形成。但高速公路运营安全状况较差，呈现出事故率高，而且远远高于普通公路的趋势。京石高速公路曾经仅9个月间就发生交通事故799起，事故率为120起/(亿车公里)[1]，京塘高速公路1993年事故率90起/(亿车公里)[2]。而1995年，美国高速公路事故率仅为0.75起/(亿车公里)，法国为0.57起/(亿车公里)，日本为0.56起/(亿车公里)[2]。据1997年公安部统计，全国高速公路每百公里事故死亡率是普通公路的5倍，平均每千米发生的事故1.89起，而一般公路每千米发生的事故数仅为0.24起，高速公路是一般道路的近8倍。因此，现阶段对于事故频发、死伤严重的高速公路，急需进行安全评价及改造；同时，许多早期修建的双向4车道高速公路，已不能满足交通量迅速增长的需求，急需拓宽改建，在改建前必须进行运营安全评价，有针对性地消除安全隐患。而现阶段还没有一套适合我国实际、行之有效的高速公路运营安全评价方法。笔者旨在通过理论研究及实践，提出一套实用的安全评价方法，以期能改善高速公路运营安全现状。1高速公路运营安全评价方法1.1速度协调性分析速度协调性分析包括运行速度协调性分析和设计速度协调性分析[3-5]。运行速度协调性评价采用实测或预测相邻路段85%分位运行速度差△V85对，其评价标准[3,6]为：|△V85|＜10km/h即运行速度协调性好；|△V85|为10～20km/h即运行速度协调性较好。条件允许时，宜适当调整相临路段技术指标，使运行速度的差值小于或等于10km/h；|△V85|＞20km/h即运行速度协调性不良。相临路段需重新调整平、纵面设计。设计速度协调性评价是对同一路段的设计速度与运行速度的差值进行评价。运行车速可实测或预测获得。当同一路段设计速度与运行速度的差值大于20km/h时，应按规定对该路段的相关技术指标进行安全性验算[3]。该方法的关键是要准确实测或预测车辆的运行车速，它是人、车、路及环境对于车辆运行及其安全影响的综合表征。1.2事故调查与分析应用数学统计的方法，进行事故调查与分析，鉴别事故黑点，有针对性地进行道路安全改造，基于事故的直接安全评价方法具有明显的优点[7]。第一，交通事故是人、车、路和环境危险因素的综合体现，基于事故统计的安全评价指标直观，具有较强的说服力。第二，评价精度较高。经过相当长时间收集到足够的事故数据和其他影响因素的详细数据建立的模型，能够反映出道路的安全隐患所在，在系统稳定情况下，用于中、短期事故预测，结果一般比较精确。但由于事故率法是基于事故统计的评价方法，不可避免地存在固有的缺点[7]：1)事故的稀有性致使评价周期过长，要有较长时期的事故统计数据作分析。较长时期的、系统的事故数据累积往往是比较困难的，特别是在我国缺乏事故的长期统计资料。一方面在验证所采取的高速公路安全措施的效果时，不能立竿见影，可能要等待若干年；另一方面当收集到足够数量并且可靠的事故数据资料时，时过境迁，若交通流量、交通组成等发生了较大变化，则会失去评价的意义。2)事故统计的不完全性致使评价结论失真。我国道路交通事故数据是由交通警察统计的，而交通警察统计事故的目的是事故责任认定；此外，在很多情况下，事故是私了的，交通事故的统计很不完善，同时还可能存在事故数量虚报的情况。3)事故严重性程度的考虑不足。如何将不同严重程度的事故综合，还有待于研究。4)基于事故的安全评价为事后评价，事故后果已经发生，无法挽回。因此，为了克服上述基于事故评价方法的缺点，结合事故率法与非事故安全评价方法具有较高的现实意义。1.3设计符合性检查设计符合性检查评价[3]是按照批准的施工图设计文件及变更设计文件进行，评价的内容包括：平面、纵断面、横断面、平纵面线形组合、路基路面、桥梁、隧道、路线交叉、交通工程及沿线设施等的变更设计、施工部分，评价采取现场调查与设计文件或技术标准对照的方式进行。现场调查应在白天和夜间分别进行，有条件时还应对事故多发路段进行雨、雪、雾天等恶劣气候条件或交通高峰期的调查。路段调查前，应按公路双方向进行考察，并采取连续摄像或拍照的方式先将全路状况进行记录，以找出全线的安全敏感区，然后现场对影响安全的主要区域或路段进行详细勘查。设计符合性检查不仅是对各项设计元素进行规范符合性检查，更应着重于检查分析各道路条件设计因素组合对高速公路行车安全的影响。但设计符合性检查只能定性查找出若干安全隐患，彻底的事故隐患排查需借助安全评价清单进行。1.4运营安全评价清单评价高速公路运营安全评价清单[2]是根据以往的工程经验和高速公路安全工程的基本原理，以及对高速公路交通事故调查评价的基础上列出的影响高速公路运营安全的问题清单，评价人员可利用评价清单进行评价，或检查是否遗漏一些应该评价的方面。由于高速公路事故的多影响因素，随机性等特征，并由于评价小组的知识结构不可能包含所有方面的知识，因此，评价清单对实施全面的运营安全评价是很有帮助的。但评价清单绝对不是道路安全评价的全部内容，每一个高速公路项目都有要进行特殊评价的内容，因此，积累经验和建立评价清单数据库是特别重要的；通过安全评价清单，也只能定性地找出安全隐患所在。1.5交通冲突技术交通冲突技术[6](TCT，TrafficConflict，Technique)，是目前国际上新兴的一种定量非事故统计交通安全评价理论方法，该技术被誉称为20世纪交通安全评价领域内的一次革命。交通冲突(TCT)[7]是指机动车与其他用路者双方，若各按其原来的方向和速度行驶，则一定会发生碰撞事故，但由于其中一方采取了紧急避险措施或制动，或转向或加速行驶等避免事故发生的事件。交通冲突的发生量要比交通事故多得多，事故与冲突的成因与前期过程完全相似，二者的惟一区别仅在于是否有损害后果发生。有研究表明[7-9]，事故与冲突的发生概率虽然存在着差异，但这种差异具有线性特征且呈一定的规律性，二者相应的各项代表性参数存在着某种强相关关系，冲突对事故具有替换性。该技术以大样本生成、快速、定量研究评价交通安全现状与改善效果为特点而异于传统的事故统计评价理论，很大程度上克服了传统的事故统计评价理论存在的事故稀有性导致评价周期过长、事故统计的不完全性而带来评价结论欠真等问题。具有能替代传统的基于事故的安全评价、能全面准确地进行非事故评价、能快速定量地达到改善安全的目的等优点[10]。但现阶段交通冲突技术无论在理论研究还是应用研究上，都存在需进一步研究的问题[10]：1)交通冲突技术理论的系统性研究，特别是现有交通冲突判别标准和判定模型需进一步进行验证和改进。2)现阶段，用交通冲突技术进行道路安全评价，其指标体系仅考虑了交通车辆运行安全方面的因素，而未考虑天气、景观、环境等影响因素，其安全评价显然是不够全面的。3)交通冲突观测技术的手段有待于改进及扩展，视频检测技术将是一个好的发展方向。4)现有交通冲突技术的研究理论方法都是针对城市平面交叉口冲突现象进行开发的，应用前景重点在诊断局部事故地点的安全性，而高速公路点多线长，如何将交通冲突技术很好地应用于路段进行安全评价，成为研究和开发的新课题。1.6综合安全评价方法我国高速公路安全评价研究工作刚刚起步，许多安全评价方法，特别是交通冲突技术、都还不太完善，各种方法均有其优缺点，单一方法使用时，难以得到全面的评价结果。速度协调性分析评价平纵线形的一致性及安全性，得出线形不一致、不安全的路段并分析其原因；事故调查与分析查清历史事故及其原因，确定出事故多发路段；设计符合性检查及安全评价清单着重评价各项道路条件的规范符合性并实施全面的安全评价，找出不符合规范的设计以及存在安全隐患的道路条件。综合运用以上评价方法可以将定性评价与定量评价、直接评价与间接评价有机的结合起来，各种方法既互为验证，又互为补充，能最大程度地发现事故隐患、预防事故的发生或减轻事故的严重程度。具体评价时，可按以下步骤进行，如图2所示：图2综合安全评价方法流程图1)同步进行速度协调性分析、事故调查与分析、设计符合性检查以及安全评价清单评价，得出各种方法初步评价结果。2)各种方法互为验证、互为补充，分析、整合各种方法的评价结果。3)汇总、得出最终评价结果。2我国某高速公路运营安全评价2.1项目概况某高速公路全线为双向4车道全封闭、全立交、收费控制出入的高速公路，设计速度100km/h。自全线建成通车以来，交通量增长迅速，交通拥挤，引发了大量的交通事故，服务水平逐年降低，急需进行安全评价及扩建改造。2.2速度协调性分析采用美国IHSDM(InteractiveHighwaySafetyDesignmodel)06版运行速度模型对该高速公路的速度协调性进行了分析。图3为该高速公路K27+794.996～K33+525路段速度协调分析结果，可以看出：仅逆桩号方向在K28+266.790附近，相临路段运行速度差位于10km/h和20km/h之间，运行速度协调性较好。其余相邻路段运行速度差均小于10km/h，运行速度协调性好。设计速度与运行速度差个别路段位于10km/h和20km/h之间，运行速度协调性较好；大多数路段小于10km/h，协调性好；没有大于20km/h的路段。图3速度协调性分析该高速公路其余路段速度协调性分析结果与该路段相似，无速度协调不良路段。2.3事故调查与分析通过对近3年的事故资料分析[1]，确定两处为事故多发路段：1)某路段，该路段平纵线形较好，通过实地踏勘以及参阅原竣工资料，事故发生原因为：①由于路线纵坡小(局部小纵坡路段与超高缓和过渡段重合)、超车道局部沉陷造成路拱横坡平缓、局部行车道车辙等原因造成路面积水引发交通事故；②道路两侧树木高大、枝叶繁茂，驾驶员看不到路侧远处的景色，心理上比较单调、有种压抑感，特别是在夏季天气闷热、高温时节，由于驾驶员易于疲劳、瞌睡，引发交通事故。2)某立交匝道，匝道现场如图4，图4(a)、图4某立交匝道图4(b)、图4(c)、图4(d)为由远及近。事故原因主要为：该匝道设计标准低、转弯半径小，而主线车速较快，同时驾驶员进入匝道前不注意匝道转向标志牌而转向突然，且强行变道，易造成追尾事故，如图4(a)、图4(b)；该匝道上驶出与驶进高速公路的车辆由于视距不足，容易会车，如图4(c)、图4(d)所示。2.4设计符合性及安全评价清单评价结合制定的该高速公路安全评价清单，进行现场调查及设计符合性安全评价，发现安全隐患如下：1)K28+266.790～K28+661.223路段圆曲线半径为3800m，小于不设超高的最小半径4000m，而未设置超高(速度协调性分析结果表明此处逆桩号方向车速差较大)。2)行车道存在车辙现象，个别超车道路段存在车辙和路面局部沉降的现象；全线纵坡偏小，且在局部路段小纵坡与缓和曲线超高过渡段重合(同事故调查与分析结果)。3)个别路段标志牌设置