公路限速标志的设置位置研究

系统建模与仿真课程大作业 公路设计阶段的安全评价方法与国内外研究应用现状 学 院：汽 车 学 院 专 业：车 辆 工 程 姓 名： 李 政 学 号：2009122037 完成时间： 2010-6-27 二一年六月 摘要 中国公路交通事故在总体事故中所占据的比重较高,而且单位里程的死亡率 超过西方发达国家数倍甚至数十倍之多,因此在公路设计阶段对其进行安全评价 就显得尤为重要了。因此为了进一步提高公路设计的安全性,将安全隐患尽可能 消除在设计阶段，我们必须采取相应的安全评价方法。 安全评价是一种在交通事故发生前或在公路设施规划、研究、设计阶段就 发现公路设施存在着影响交通安全的潜在因素并加以纠正的实用技术。公路安 全评价分为宏观评价和微观评价。宏观评价一般是国家、区域层面上分析交通 安全与人口、机动化水平、路网、经济等因素的关系,依此制定宏观的技术和政 策方面的交通安全改进对策。 一国内外公路安全现状 1.1 中外道路交通事故发展趋势 交通事故是伴随着机动化而产生的“负产品”,根据世界卫生组织的预测, 交通事故伤害在全球十大主要疾病或伤害中的严重程度的排序,将从 1990 年的 第 9 位,上升至 2020 年的第 2 位。中国每年因交通事故死亡的人数近年均在 10 万人左右,高于世界其他国家。图 1 显示了近 23 年间中国交通事故次数和死亡 人数的发展趋势。 图 1 19802003 年中国交通事故数与 交通事故死亡人数变化趋势图 从图 1 中可以看到中国不论交通事故次数,还是交通事故死亡人数,均呈现 急剧上升的趋势,交通事故总数从 1980 年的 11.7 万,上升到 2003 年的 66.8 万, 而交通事故死亡人数也从 1980 年的不到 2.2 万人,上升到 2003 年的 10.4 万人。 而世界发达国家从 20 世纪 70 年代开始,由于加大了治理交通事故的力度,在机 动化水平继续提高的同时,普遍实现了交通事故总数稳中有降的趋势。 “经济合 作与发展组织(OECD)”包括所有工业化国家,除希腊外,其他主要工业化国家的 单位人口交通事故死亡率均呈现下降趋势。对比国内外情况,在发达国家交通安 全形势得到逆转的同时,我国的交通事故记录却还在继续上升。 1.2 国内外公路交通事故规律 为了进一步研究公路交通事故的规律,本文选择德国、美国、日本作为对比,将 它们的公路交通事故状况与中国做一个对比。在交通事故指标统计中,由于中国 没有以交通运营的周转量(车公里为单位)为基数的统计数据,因此,采用单位公 路里程死亡人数作为相对指标,以及公路交通事故死亡人数占交通事故死亡总人 数的比例进行对比分析,其数据如表 1 所示。 表 1 中德美日公路交通事故死亡率及占总数比例 从表 1 可以明显地看出,中国的公路交通事故率依然远远高于发达国家的水 平。就 2000 年到 2003 年间每千公里公路死亡人数的平均值而言,中国是德国的 6 倍,是美国和日本的 12 倍。从另一个角度,即公路交通事故死亡人数占全国道 路交通事故死亡总数的百分比上分析,中国与德国相近,均为 75%左右,美国不到 64%,日本将近 50%。 从以上的分析可知,中国公路交通事故不但在总体事故中所占据的比重较高,而 且单位里程的死亡率超过西方发达国家数倍甚至数十倍之多,因此在公路设计阶 段对其进行安全评价就显得尤为重要了。 二公路的安全性评价方法 安全评价起源于保险业。各公认的安全评价的定义为:运用安全系统工程的 原理和方法,对拟建或已有工程、系统可能存在的危险性及可能产生的后果进行 综合评价和预测,并根据可能导致的事故风险的大小,提出相应的安全对策措施, 以达到系统安全的目的。安全评价应贯穿于工程、系统的设计、建设、运行和 退役整个生命周期的各个阶段。从此定义可以看出:安全评价的目的是为了找出 存在的危险及可能产生的后果;在此基础上应提出相应的安全对策;贯穿于各个 阶段。从其起源及各行业的应用来看,安全评价重大的意义在于建成之前找出安 全隐患并予以改进,避免建成后发生安全事故。 2.1 方法和媒介 公路安全评价分为宏观评价和微观评价。宏观评价一般是国家、区域层面 上分析交通安全与人口、机动化水平、路网、经济等因素的关系,依此制定宏观 的技术和政策方面的交通安全改进对策。微观评价一般是在路或区域路网层面 上分析交通安全与道路特征、交通特征等因素的关系,依此制定道路基础设施改 进、交通安全管理改进等安全对策。本文主要阐述微观评价的相关内容。道路 交通安全问题是人车路系统不协调产生的,根据我国事故资料1,2005 年发生 的 450 254 起道路交通事故中,人(机动车驾驶人、非机动车驾驶人、行人、乘 车人)的原因占 94154%,车辆的原因占 1184%,路的原因 0106%。考虑到事故责任 判定、事故发生后有些事故原因难以判别等因素,路的原因应大于这个比例。根 据国外的研究成果,路的因素大约占 20%左右。根据安全评价的原理,应从系统 安全的角度出发,从人车路系统出发进行公路安全性评价。微观安全评价方法一 般分为定性方法和定量方法。定性方法主要是规范符合性检查、公路安全审核 的方法;定量方法主要是基于数学、统计的方法寻求交通安全与其影响因素的定 量关系。定量的安全评价方法可以选择以下媒介:事故、速度、冲突、驾驶负荷 等。这些媒介也反映了上述从人车路系统出发进行公路安全性评价的思想。基 于事故(绝对或相对)的安全评价方法是最直接、根本的评价方法,在大量采集公 路、交通特征与事故数据后,理想的情况是通过统计等数学方法,将安全审核小 组成员的经验抽象为各种条件与事故的关系,从而将安全评价定量化。由于我国 事故数据存在的问题、在建及运营公路的公路和交通数据的电子化的不足,因此 依据速度、加速度等媒介来间接评价公路安全性也是一种较好的安全性评价方 法。我国有些研究建立了高速公路、双车道公路运行速度预测模型,不足的是速 度差和安全性的关系尚缺乏研究,目前是直接套用国外的研究结论。 2.2 公路安全评价方法及其适用的工作阶段 对于公路安全评价的各个方法,适用于不同的工作阶段。规范符合性检验、 安全检查清单的检查,可用于可行性研究、初步设计、施工图设计、预开通和运 营各个阶段的安全性评价。事故相对多发段判别用于运营阶段的安全性评价,要 求有稳定的交通事故记录;速度一致性分析和事故预测可应用于初步设计、施工 图设计、预开通和运营各个阶段的安全性评价;冲突技术用于运营阶段,并且主 要针对平面交叉。 2.3 规范符合性检验 规范符合性检验可用于各个工作阶段。设计阶段的规范符合性检验仅考虑 现有规范符合性。运营阶段需要依据公路建设期和评价期的标准规范分别对公 路的设计指标进行检验分析,既考虑其建设期情况,又考虑对评价期交通流的适 应情况。检验分为全部满足和部分满足,对部分满足的,列出不符合规范的路段。 2.4 公路安全审核 安全审核的主要任务不是检查是否符合标准规范,其工作重点是对公路方案 进行安全方面的审核。公路标准规范的制订考虑了公路的安全性,但是因为要应 用于整个行业,其同时还需要考虑普遍性、通用性和经济性的平衡等,因此安全 方面的考虑会被削弱。此外,标准规范是经验的总结,所以公路标准并非总是最 先进的。审核者必须超前于公路标准的规定,应用最新的研究成果或技术去进行 公路安全审核。 2.5 基于事故的评价 （1）事故相对多发段判别事故相对多发路段及其附近路段的公路特征、交 通特征的分析对改善事故相对多发路段的安全状况非常重要。运营期公路,一般 根据事故分布规律,找出事故相对多发路段,针对这些路段进行专门分析,找出公 路本身容易使驾驶员发生误操作的原因,进行有针对性的改善。所以,事故相对 多发路段的判别是运营期公路主要的安全评价内容之一。 （2）事故预测事故预测模型是直接研究公路、交通与事故间关系的研究方 法,其思路是把公路分成若干个路段、平面交叉等,然后分别对它们进行事故预 测,再对预测结果进行分析,借此分析出设计方案中公路条件相对较差的点段。 a.分段建立基础模型双车道公路,将其分为同质的普通路段、村庄路段、交 叉口,基于统计分析,分别建立道路和交通要素与事故关系的基础模型。高速公 路仅分为同质的路段。 b.事故修正因子进行修正由于统计模型自身的缺点,即统计相关性无法说明 道路特征与交通控制特征之间的关系,因此,仅用基本模型预测一定基本条件下 事故数,不同于基本条件的道路特征、交通控制特征对路段交通事故数的影响都 通过事故修正因子(AMF)来修正。 c.标定不同地区的事故不同,即使两条路相似,事故也可能不同。由于基础 模型的建立仅用了一个省的数据,许多影响因素未含在基本模型里,例如:事故记 录的区别、驾驶员总数、天气的区别等等。因此提供了一个标定过程,每一个省 应用预测模型时可以根据当地的安全状况进行调整。公路交通安全特征随着时 间是变化的,即使是建模区域的双车道公路,35 年后需要进行事故预测时,也 需要根据彼时的情况进行调整。标定周期一般为 3 年,应用标定程序来确定标定 系数(预测值=标定系数预测模型预测值),使标定后的事故预测值适应于各个 预测区内自身的安全特性。标定不是必须的。根据掌握的数据、经济性等,有不 同的标定程序3,这里略去。 2.6 速度一致性 速度一致性是以速度为媒介,认为速度是公路、交通等条件的表征,然后把 公路分成若干的路段、平面交叉等,然后对它们的速度进行预测,通过相邻路段 的速度差来分析设计方案中公路条件相对较差的点段。由于运行速度这个媒介 相对比较好测量,易于开展工作,在目前得到更多的青睐,国外研究成果较丰富, 国内也有一些研究成果。 2.7 交通冲突技术 交通冲突技术主要应用于已有公路,尤其适用于平面交叉安全改进前后交通 冲突的观测结果的对比分析。如果用事故数据进行对比分析,则需要有足够长的 时间进行事故数据的积累、分析。 三安全评价方法在国内外的应用 为了进一步提高公路设计的安全性,将安全隐患尽可能消除在设计阶段。各 国都逐步采取了一些安全评价方法。1985 年前后,英国首先开始研究并逐步推 广应用了公路安全评价技术,且规定从 1991 年起,对所有新建的高速公路和汽车 专用公路实施公路安全性评价。随后澳大利亚、新西兰、加拿大等 20 余个国家 也相继开展了公路安全性评价的研究和应用。我国于 2004 年 9 月发布了推荐性 行业标准公路项目安全性评价指南(JTG/T B05-2004)(以下简称指南), 并于同年 11 月开始施行。 不同国家的研究人员对公路安全性评价有不同的定义,但总的来说,公路安 全性评价是从预防交通事故、减少事故的严重性入手,由独立的、有资质的人员 对公路建设项目的全过程,即工程可行性研究、初步设计、施工图设计、运营阶 段进行全方位的安全审查,以确定任何潜在的不安全隐患或任何可对公路使用者 构成威胁的运营安排,并提出改善建议。 在我国,将评价阶段分为可行性研究、设计和运营 3 个阶段,根据澳大利亚 的研究,在设计阶段进行过安全性评价的项目中,效益成本比为 31 到 2421, 大约 75%的实施项目的效益成本比大于 101,对处于运营期的公路进行过安全 性评价的项目效益成本比为 2.41 到 841。因此,在设计