（交通运输规划与管理专业论文）高速公路在雾天条件下安全保障系统研究.pdf

s t u d y o nt h es e c u r i t ys y s t e mo fh i g h w a yi n c o n d i t i o n so ft h ef ogc0n i t i o n st h ei o r ad i s s e r t a t i o ns u b m i r e df o rt h ed e g r e eo fm a s t e r c a n d i d a t e ：l i y a n g s u p e r v i s o r ：s e n i o rf e l l o w l e id a c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论 文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：乃扬 弘矽年莎月扩日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 态响 导师签名：毒述 洳口年多月孑日 矽d 年e 月占日 两要 自1 9 8 8 年大陆第一条高速公路建成通车以来，由于我国高速公路的建设不 断加块，通车里程不断的增加。由此带来的影响就是高速公路交通事故率也随之 猛增，因为大雾引起的高速公路交通事故率呈现明显的上升趋势。大雾引发高速 公路车辆追尾事故不仅对人员造成严重伤亡，而且还带来巨大的经济损失，引起 了交通部门及社会舆论界的高度重视。 本论文对国内外对雾及高速公路能见度研究的情况进行了总结。针对不良天 气引发高速公路交通事故频繁的现状，指出高速公路交通事故特点，探索交通事 故发生的原因，分析不良天气对安全行车及高速公路运营的影响。依据交通工程 理论和控制理论，探讨良好天气条件下车流的安全间距；根据能见度和路面附着 系数将雾天影响能见度程度分为三类，研究三类条件下高速公路安全行车限制速 度及救援预案分析。 本论文对在雾天条件下我国高速公路交通管理的现状和不足表现进行了总 结。借鉴了国外特别是美国的雾天高速公路交通管理措施，论文中提出了建立我 国高速公路雾天交通安全系统的建议。该系统由雾预报检测系统、智能监视控制 系统、信息发布系统三个部分组成，可有效预防雾中高速公路交通事故的产生。 关键词：雾高速公路能见度交通安全 a b s t r a c t s i n c et h ef i r s th i g h w a yw a sb u i l ti nm f i n i a n do fc h i n ai n19 8 8 ，t h ec o n s t r u c t i o n a n dt h et r a f f i cc o u r s eo fh i g h w a yh a si n c r e a s i n g l ye n h a n c e dm e a n w h i l e ，t h er a t eo f a c c i d e n t so c c u r r i n go nh i g h w a yh a sa l s oi n c r e a s e d ，w h i l et h i sc a u s e db ya m b i e n tf o g o b v i o u s l yt e n dt oa s c e n t t h ea c c i d e n t sc a u s e db yf o go nh i g h w a yn o to n l yr e s u l ti n l o t so f i n j u r i e sa n dd e a t h s ，b u ta l s ol e a dt ol a r g ee c o n o m i cl o s s c o n s e q u e n t l y ，i th a s r e c e i v e dm o r ea t t e n t i o nf r o mc o m m u n i c a t i o n sd e p a r t m e n t sa n dp r e s sc i r c l e s t h ep a p e rs u m su pt h er e s e a r c h e so nf o ga n dh i g h w a yv i s i b i l i t yf r o m d o m e s t i ca n da b r o a d a c c o r d i n gt ot h ed e f i n i t i o no fa m b i e n tf o ga n di t sf o r m i n g c h a r a c t e r i s t i c s ，c o n d i t i o n sa n df e a t u r e so ft h ef o gf o r m i n gi nt h ea r e a sa l o n gs o m e t y p i c a lh i g h w a ya r ep o i n t e do u t f o rt h ec u r r e n ts i t u a t i o nt h a tt r a f f i ca c c i d e n t so nt h e f r e e w a yc a u s e db yu n f a v o r a b l ew e a t h e rf r e q u e n t l yo c c u r , t h i sp a p e rp o i n t so u tt h e c h a r a c t e r i s t i c so fa c c i d e n t s ，e x p l o r e sw h ya c c i d e n t sc a nh a p p e na n da n a l y z e st h e e f f e c t so ft h eu n f a v o r a b l ew e a t h e ro nr o a ds a f e t ya n df u n c t i o no ft h ef r e e w a y a c c o r d i n gt ot r a f f i ce n g i n e e r i n gt h e o r ya n dc o n t r o lt h e o r y , p r o b ei n t ot h es a f e t y i n t e r v a ld i s t a n c eo ft h ev e h i c l ef l o wu n d e rf a v o r a b l ew e a t h e r o ft h r e et y p e so f d r i v i n gu n d e rt h eh i g h w a ys a f e t ya n dr e s c u eo f t h es p e e dl i m i t t h ep a p e rs u m su pt h ep r e s e n ts i t u a t i o n si nt r a f f i cm a n a g et of o go nh i g h w a y i nc h i n aa n dp o i n t so u tt h ef l a w s a c c o r d i n gt ot h em a n a g i n gm e a s u r et of o go n h i g h w a yi na b r o a de s p e c i a l l yi nt h eu s a ，t h et r a f f i cs a f e t ys y s t e mi ss u g g e s t e d t h es y s t e mc o n s i s t so ft h r e ep a r t s f o gp r e d i c t i o na n di n t e l l i g e n tm o n i t o r i n ga n d c o n t r o ls y s t e ma n di n f o r m a t i o nd i s t r i b u t i o ns y s t e m i tc a nb eu s e dt oe f f e c t i v e l y p r e v e n ta c c i d e n to c c u r r i n go nh i g h w a yi nf o gw e a t h e r k e yw o r d s f o g ，h i g h w a y , v i s i b i l i t yt r a f f i cs a f e t y i i 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景。l 1 2 国内外相关研究综述2 1 2 1 国外研究现状2 1 2 2 国内研究现状4 1 3 研究的内容及意义6 1 3 1 研究的内容6 1 3 2 研究的意义7 第二章雾对高速公路交通事故的影响8 2 1 高速公路交通事故的特点及影响因素。8 2 1 1 我国高速公路事故概况8 2 1 2 我国高速公路交通事故的特点8 2 1 3 交通事故影响因素分析9 2 2 雾与高速公路交通事故1 1 2 2 1 雾的定义及分类一1 1 2 2 2 雾引发高速公路事故现状1 2 2 2 3 雾天高速公路事故的特点1 2 2 2 4 雾对高速公路交通安全的影响1 3 2 3 雾天下高速公路安全间距的控制一1 3 2 3 1 良好天气下的安全间距1 4 2 3 2 雾天条件下的安全间距的控制1 6 2 3 3 雾天条件下的的安全限速。1 7 第三章在雾天条件下高速公路行车安全预警与防护系统1 9 3 1 系统构建思路1 9 3 2 系统的功能2 0 3 3 系统的组成2 0 3 3 1 雾预报检测系统2 1 3 3 2 交通安全控制系统2 1 i i i 3 3 3 信息发布系统2 2 3 4 系统实施技术2 3 3 4 1 气象监测技术2 3 3 4 2 车辆安全行驶技术2 5 3 4 3 信息发布技术2 7 3 5 系统实施方案2 8 3 5 1 雾天天气对车辆安全行驶影响程度划分2 8 3 5 2 实施方案2 8 第四章高速公路在雾天条件下突发事件的救援策略研究3 2 4 1 目前我国紧急救援系统存在的问题3 2 4 2 紧急救援系统概述3 2 4 2 1 紧急救援系统的任务3 3 4 2 2 紧急救援系统的功能3 3 4 3 高速公路在雾天条件下突发事件的救援策略3 3 4 3 1 紧急救援系统的流程3 3 4 3 2 建立救援预案3 4 4 3 3 雾天的救援预案分析3 8 第五章研究结论与展望4 0 5 1 主要研究成果。4 0 5 2 有待进一步研究的问题4 0 参考文献4 l 致谢。4 4 i v 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 研究背景 高速公路在经济建设中占有重要地位是国民经济和社会发展中的重要基础 设施，它是经济发展的必然产物。随着我国经济不断迅猛的发展，高速公路的建 设也不断的加快。自1 9 8 8 年l o 月3 1 日，上海到嘉定1 8 5 公路高速公路建成通 车以来，我国高速公路建设越来越快，到2 0 0 9 年底，据有关资料显示，我国高 速公路的通车总里程已经达到6 5 万公理，稳居世界第二。 但是随之而来的是交通事故事件的不断增加，高速公路交通安全问题日益严 重。据日本交通厅安全情况统计，其高速公路每百公里交通事故发生率仅占普通 公路的1 2 或1 3 ，而交通流量却在普通公路交通流量的1 0 倍左右，据美国的 统计情况表明，其高速公路每百公里交通事故发生率仅占普通公路的1 1 0 左右， 而据资料显示在我国高速公路的交通事故和死亡率却比一般公路的数量要高，自 从1 9 9 4 年以来我国高等级公路交通事故事件次数一直占到事故总数的3 0 以上， 并呈显明显的上升趋势。以2 0 0 3 年为例，全年我国的公安交通管理部门总共受 理道路交通事故事件6 6 万多起，共造成1 0 万多人死亡和近5 0 万人受伤，直接 经济损失有3 3 7 亿元人民币之多，其中高速公路上发生的交通事故又占据了相 当高的比例，每百公里高速公路事故发生率是普通公路事故发生率的四倍，其中 由于雾等不良天气影响造成的事故事件数就占到总数的1 4n 儿刳。 引起高速公路交通事故发生的原因有很多，比如有：人的原因、车的原因、 路况、环境及管理方面的原因等等。其中因雾天而引起的高速公路交通事故更是 屡见不鲜，在雾天情况下，由于能见度的降低，使驾驶员视线受到较大干扰，交 通流速度明显下降，路面附着系数降低，使轮胎与路面的摩擦力显著减少，从而 对机动车的制动稳定性、转向稳定性等等造成了很大的影响，这时高速公路中行 驶的车辆就特别容易打滑、跑偏，从而影响了驾驶员的情绪，使他不自觉的忽略 一些限速预告，反而超速行驶，因而使交通事故发生几率大大的增加，这类交通 事故一般以多车连续追尾相撞的恶性交通事故而见诸各大新闻媒体。 在造成我国高速公路交通事故诸多天气因素中，雾是其中最为严重的灾害性 天气之一。近几年来，由大雾而引起的高速公路交通事故屡屡发生，我国每年由 于大雾的原因，而造成数十辆汽车追尾相撞的恶性交通事故都会有数十起。在 第一章绪论 1 9 9 9 年1 1 月1 1 1 5 日期间，成绵高速公路、沈大高速公路、成渝高速公路、京 津唐高速公路都相继发生了多起多车相撞的特大交通事故，甚至于在济青高速公 路上曾发生过一次一百九十多辆车的“追尾 事故。这类事故不仅造成重大的经 济损失及人员的伤亡，而且受到了社会及新闻界的关注。 由此可见，雾对高速公路交通安全的影响是巨大的。而且世界各国因为大雾 引发的交通事故而造成的损失也是惨重的。但是在我国，由于管理和监控水平的 相对低下，在可预见的未来，在没有准备的情况下，交通事故的发生不可避免。 因此，本文，对于雾对高速公路交通安全的影响及建立预警、防护、救援系统是 相当必要的且具有重要的现实意义和紧迫感。 1 2 国内9 1 $ f l 关研究综述 1 2 1 国外研究现状 国外高速公路起步早，基础雄厚，由于大雾对于高速公路交通安全的影响， 人们对雾的关注程度越来越高，在发达国家就特别注意采用气象信息辅助交通决 策系统，气象保障措施比较完善。 美国联邦公路局在其系列交通规划中一直将道路天气作为首要研究的对象， 不断优化气象观测网以获得更多、更细致、更准确的气象资料为天气预报制作提 供更多依据。他们己经将气象保障作为指挥交通、防止交通事故的重要手段，交 通管理部门根据天气监测和专业天气预报，确定高速公路的关闭、开启条件和车 速限定。 而且国外的经济发达国家对雾的能见度、能见度与高速公路安全之间的关系 方面取得了一系列的研究成果。其中的代表成果有： 1 g r a z z i 等1 3 1 在检验亮度对比降低定律的过程中4 1 ，采用了距离对比的方法。 通过研究发现设备散射及目标物阴影效应会对雾的能见度造成较大的影响。 2 s h r e e 和s r i r l i v a s a 【5 】从在不同能见度的条件下开始，通过建立在大气中光的 衰减模型，把大气的影响作用视为一种可视信息信号的调节机制，对恶劣天气下 景物的模糊特征进行了研究。 3 q iy i n g 等【6 】为了预测各种空气的污染对能见度的影响，通过对空气质量模 型和能见度模型的研究，把他们联系起来，建立了一套相关的解析模型。 4 m a r i u s z 等【7 1 通过对加拿大某处的大雾进行研究，对其中土壤含水量和湍流 参数等参数对雾形成影响的讨论，指出区域水分的平流作用和沿线湖泊的风才是 2 长安大学硕士学位论文 雾形成的重要条件。 在m a r i u s z 等人的研究【8 】中进一步发现，用土壤含水量和湍流参数等因素来 描述雾形成的过程并不准确，因此指出雾形成的最大可能因素为气溶胶的浓度。 5 m a t t h e w 9 1 通过对芝加哥某处机场周边的环境进行分析，探讨了造成大雾的 原因和季节变化规律与周边环境、问题和机场位置等因素的关系。最后指出辐射 雾和平流雾才是飞机飞行的最大威胁。 6 p i e r r e 等【1o 】通过对雾中有机物含量进行研究，发现雾滴的大小与有机碳的关 系。 7 d a r i d a d ew o l f 掣1 1 】通过对雾滴大小进行统计和研究，得出雾滴的大小与光 的反射、波长和衰减系数的影响。 8 m a h e ra in 等【1 2 】人通过对雾对光的衰减作用的研究和计算，总结出激光在 雾中衰减结果的计算方法。 9 b e n d e r s k ys 等通过实验和计算，对雾中颗粒大小和含水量与光在雾中的 衰减系数的影响。 而在管理方面，国外的一些发达地区已经发展出来一些比较有特色的对于雾 天天气通行的管理特色，取得了一些重要的成果，对于避免高速公路交通事故发 生起到了良好的效果。国外的发达国家由于高速公路起步较早，高速公路的交通 工程设施也发展的比较完善，对于恶劣天气的预警系统的覆盖率也比较广，一旦 气候有变，能通过自动监控系统及时的对管理人员通知及广播给驾驶员，来提醒 其采取必要的防护措施。比如下面就有美国两个地区在确定高速公路能见度和车 速管理方面的规定： 1 犹他州能见度预警系统中心车速管理，见表卜1 。 实验结果表明，由于雾天管理措施的改进，虽然对驾驶员行驶车速进行了控制， 反而对于高速公路通行能力有了较大的提高。当高速公路车速在8 6 8 9 9 7 k m h 之间时，由于驾驶员的谨慎驾驶，反而平均车速增加了1 5 ，而当高速公路车速 在1 5 3 - 1 1 9 k g m h 之间时，同样的原因使平均车速增加了2 2 ，这样就减少了 车速变化的幅度，使交通车流保持稳定，保障了高速公路快速通行。 能见度m预警信息 2 0 0 - 2 5 0 薄雾正常行驶 1 5 0 - 2 0 0 浓雾限速8 0 k m h 第一章绪论 1 0 0 1 5 0 浓雾限速6 5 k m h 6 0 - 1 0 0 浓雾限速5 0 k m h 6 0浓雾限速4 0 k m h 表1 - 1 犹他州低能见度下行车限速指标 2 华盛顿州i 车速管理 天气 路面车辆控制 小雨、能见度大于8 0 0 m 干燥无轮胎要求、车速小于1 0 4 5 k m h 大雨或雾、能见度小于3 2 0 m 泥泞或有冰使用斜交轮胎、车速小于8 8 4 k m h 大雨或雪，能见度小于1 6 0 m 浅的积水、雨或冰覆盖使用斜交轮胎、车速小于7 2 4 k m h 雨夹雪、大雨或大雪、能见度 深的积水、深的积雪或融 使用防滑链、车速小于5 6 3 k m h 小于1 6 0 m 雪 表1 - 2 华盛顿州车速管理规定 由此可见，在高速公路的交通安全管理中对于低能见度浓雾的监测和配套预 警系统的建立有着及其重要的作用。 1 2 2 国内研究现状 目前，由于我国尚无特别有效的预防措施，或由于投资方面的原因和保障人 员安全的角度来看，普遍采用关闭高速公路的措施来防止高速公路大雾交通事 故，这样就造成社会、经济方面的损失。在交通气象预测方面我国起步较晚，近 几年国内开展了一些交通气象方面的研究，在天气气候对于交通的影响分析方面 积累了一些经验，但在预报服务技术方面尚未有系统的研究，更没有开展规模化 的高速公路气象服务。 我国对于高速公路雾的能见度研究起步较晚，在1 9 9 2 年，才有一篇高速 公路雾天的行车安全n 们把雾与高速公路行车安全联系在一起。直到现在，由于 大雾的因素，高速公路交通事故频发才引起人们的广泛关注，涌现了一批对高速 公路雾的研究成果，其中代表性的成果有： 1 邓顺熙口朝通过对沪蓉高速公路沿线雾的分布规律和特征进行研究，对雾的 能见度、能见度与微观物理量之间的关系和对人工影响雾天能见度的办法进行了 讨论和分析。 2 冯民学等n 6 3 通过对高速公路沿线地区雾形成的研究和高速公路沿线气象 监测站的建立，对雾的变化规律和能见度的变化进行了研究，提出了建立高速公 4 长安大学硕士学位论文 路雾情预警系统的紧迫性。 3 刘文智和彭辉口7 3 根据对高速公路沿线雾区的影响分析，从交通安全的方面 入手，对高速公路交通改性和组织等等诸多因素提出整改意见，提高高速公路交 通安全。 4 王忠n 踟通过对雾的能见度对高速公路行车安全的影响分析，对高速公路实 际限速进行研究，推导出具体限速的公式。 5 骆勇和魏朗n 叩通过对高速公路交通安全中雾的影响分析，提出了一系列交 通安全整改方法。 6 韦栋乜们在书中重点对高速公路的行车限速进行探讨，提出自动驾驶在高速 公路交通安全的重要性。 7 黄朝迎心门对雾对高速公路交通的影响进行研究，提出雾对高速公路运输的 影响极其预防措施。 8 陈光和乜2 3 对高速公路在雾天下行车诱导进行了研究分析。 9 陈建阳乜3 1 从人的因素入手，对高速公路交通安全进行分析，提出一系列对 于高速公路交通安全卓有成效的措施。 1 0 周克亮等人乜盯对高速公路中雾的能见度进行深入的分析，配合计算机模 型对于雾的能见度与高速公路交通安全进行了测试。 1 1 陈新等人口5 3 通过对国外，重点是美国的高速公路管理措施，来对比国内 的现状。提出改性我国管理现状的必要性和迫切性。 1 2 孟燕军等人啸1 通过对能见度的分级，对北京几个地区大雾进行分析，提 出了雾的形成规律和特性。 1 3 王川乜7 3 通过对统计资料的研究，提出了陕西雾形成的一般规律和特点。 1 4 徐虹等啪3 通过对统计资料的研究，提出高速公路雾形成的一般规律和特 点。 近年来气象工作者已经开始重视开展灾害性天气与公路交通的关系研究，但 尚未能涉及到开展业务服务的层次。随着公路交通气象服务需求的增大，一些气 象台站正在开始建设高速公路沿线灾害性天气监测系统，但由于资金等条件的限 制，进展比较缓慢，主要集中于对于单一气象现象的监测。而且对于气象检测的 管理相对于国外明显还有以下几个不足： 1 气象检测设施布置不够合理，失去了数据采集的真实性及可用性。 5 第一章绪论 2 气象检测设施管理使用不当，致使其长期处于闲置。 3 对于气象预报的方式过于简单化，等。 关于高速公路雾情监测，我国有如下的要求： 由于低能见度浓雾对于高速公路交通安全的危害，在1 9 9 7 年我国相关管理部 门下发了关于加强低能见度气象条件下高速公路交通管理的通告，将低能见 度按照其可视距离划分为6 级，并制定了相应的控管措施，见表卜3 。 长安大学硕士学位论文 3 构建雾天条件下的高速公路行车安全预警与防护系统，保障车辆及驾驶员 在雾天条件下的安全行驶。 4 建立在高速公路雾天条件下由于突发事件而引起的事故后，该怎么救援， 救援的流程和方法的问题。 1 3 2 研究的意义 论文中通过对高速公路事故特点入手，着重对雾天情况下安全行车间距和安 全限速进行研究，提出在高速公路交通安全中建立高速公路预警防护系统和紧急 救援系统的必要性与紧迫性，对高速公路交通中安全水平、减少堵塞，增加道路 交通的机动性、提高公路网络的通行能力、提高汽车运输生产率和经济效益。本 论文的研究成果能最大限度的保障高速公路交通安全，减少交通事故的发生，降 低事故对社会经济的影响，提高特殊天气下交通的运营，增加了高速公路的经济 和社会效益提高了人民群众的财产安全。 7 第二章雾对高速公路交通事故的影响 第二章雾对高速公路交通事故的影响 2 1 高速公路交通事故的特点及影响因素 高速公路与一般公路相比，具有路面宽、标志标线明显、全线封闭、全部立 交、设有中央分隔带、交通安全及服务设施齐全等特点。所以，在高速中，行车 速度一般较快，交通流量非常大。在高速公路中，虽然交通安全事故发生率比较 低，但是一旦有事故的发生，就会带来难于估量的经济损失和人员的伤亡，其破 坏力远远大过普通公路所带来的危难。有鉴于此，我们对于高速公路特点进行分 析，了解其发生的原因，对指定其保护措施，预防及保护高速公路交通事故的发 生有着极其重要的意思。 2 1 1 我国高速公路事故概况 高速公路的建设对我国经济发展做出了卓越的贡献，提高了人民的生活水平 和质量，在我国的经济建设中有着极其重要的地位，也是我国下一步经济发展的 重点。但是随着高速公路里程的增加，高速公路交通事故也在不断的发生，造成 了巨大的经济损失和人员的伤亡，给社会带来不好的影响，特别和国外对比，我 国的形势更加的严峻，高速公路交通安全治理更加迫在眉睫。根据资料显示，我 国高速公路按里程计算的事故率比普通公路高出4 倍，而且，发生的基本都是特 大的交通事故，轻微事故所占比例比较小，这就和国外的高速公路交通安全形成 了鲜明的对比，这样的现实不能不让我们对我国的高速公路交通安全进行高度的 重视和思考。 2 1 2 我国高速公路交通事故的特点 由于我国高速公路对出入车辆控制比较严格，一般都是全封闭、全立交的形 式，且与外界隔绝。这样非机动车和行人对交通流的干扰基本被排除，提高了高 速公路交通流速，大大增强了高速公路交通能力。而正因为如此，我国的高速公 路交通事故反而尤其独特的规律和特点，一般来说有以下几个方面【2 9 】【3 1 】： 1 特大、重大交通事故多。 由于高速公路上，交通流量比较大，交通车速非常快。所以不发生事故则以， 一发生安全事故，就是重大的交通安全事故，经济损失和人员伤亡都特别的巨大。 比如在1 9 9 8 年l o 月3 0 日合宁高速公路就发生了一起连环交通事故，总共有8 0 多辆车辆受损，造成了近2 0 人的伤亡，直接经济损失达到5 5 万之巨。 8 长安大学硕士学位论文 2 夜间事故多。 根据统计显示，高速公路夜间的交通事故数大约为白天事故数的一半多，但 是在夜间发生的交通事故的人员死亡率缺很高，占到了总数的3 4 左右。因为， 在夜间行车驾驶员的视线受阻，行车参照物较少而且长时间高速匀速行驶极其单 调，很容易使司机感觉疲劳，警惕性下降，从而极易发生交通事故。 3 追尾碰撞事故多。 据资料显示，追尾事故是我国高速公路事故中的一大因素，占其总数的1 3 左右。造成这类事故的主要原因有很多，基本都是由于某种因素使后车制动时间 不够而引起的交通事故。 4 异常天气事故突出。 由于大雾或大雨造成能见度降低，致使交通流速度下降、交通阻塞，影响驾 驶员情绪，诱发交通事故：而降雨、降雪以及结冰则导致路面摩阻系数降低，这 样就降低了高速公路行驶车辆的制动性能，从而导致了事故的发生。 5 驾驶员违章操作引发事故多川。 目前，我国驾驶员队伍中人员组成参差不齐，在驾驶员素质普片不够高，而 且人员组成比较复杂，这样驾驶员对于交通安全知识的学习就有其内在的局限 性。很多驾驶员无视交通规则，超速行驶，压线开车等等。这些都很容易导致交 通事故的发生。 2 1 3 交通事故影响因素分析 交通事故的影响因素并不是单一的，他是各种各样的因素综合反映的表现。 从各个单一事故中简单的看，好像每个事故都有其固有的因素，好像各个事件没 有什么联系，但是我们从大量的事故数据当中，用统计学的观点来考虑，就会发 现其内在的联系和因素。所以我们把影响交通事故的原因，大致为了人的因素、 车的因素、路的因素和环境的因素四类，然后探讨各自在交通安全中所造成的影 响，这样就能给交通事故在预测和预防方面提供依据。 1 驾驶员因素 人的因素，也就是主观因素。其是高速公路中最主要、最普遍的原因。据有 关资料显示，9 0 0 , 6 的交通事故中或多或少都能见到它的影子，所以我们要对其进 行重点分析，其中最主要的就是驾驶员的因素。 驾驶员的个人素质和个人情绪都是其中的重要部分，其中，最臭名昭著的原 q 第二章雾对高速公路交通事故的影响 因就是：疲劳驾驶，它是高速公路交通事故发生的重要原因之一。由于驾驶员长 时间的在单一环境下行驶，路面的环境和高速公路路面状况都非常单一，使驾驶 员感觉单调，在长时间的紧张驾驶后，就会很快感觉疲劳，导致事故的发生。除 了疲劳驾驶，违章驾驶也是交通事故的主要原因，根据资料显示，由于驾驶员的 违规操作，而造成的人员伤亡和事故的数量，在交通事故中都超过了总数的一半 以上。其中超速行驶是驾驶员违规中的一个主要原因。 2 车的因素 根据资料显示，单单由于车辆发生事故而引起的交通事故并不多，但是，我 们从预防的角度仍然要对其重视。在这类事故当中由于发动机过热而造成的事故 所占比例最大，其次就是轮胎故障。其他的原因有发动机故障等等。 3 路的因素 道路是交通的基本组成部分，是车辆行驶的载体，车辆行驶的安全、快捷与 舒适性与道路本身有着极其重要的关系。 ( 1 ) 线形 1 ) 平曲线。平曲线与交通事故之间关系密切，一般来说，曲率越大，事故率 越高。而当曲率大于1 0 以后，事故率更加会剧烈的增加。 2 ) 竖曲线。竖曲线与驾驶员的视野有关，当竖曲线过小时，驾驶员的视线受 阻，视野变小，就会使驾驶员的一些操作造成影响，从而使交通事故发生。 3 ) 坡度。此类事故原因主要是因为下坡的制动时间缩短或制动失灵，致使事 故发生。 4 ) 线形组合。线性组合不仅包括道路的线性和纵坡，而且其线性组合是否协 调有着极其重要的关系，即便其道路的线性和纵坡都符合标准，由于其线性的组 合不够协调和柔顺，仍然会有交通事故发生。 ( 2 ) 路面 路面因素即为路面的平整度和路面的附着系数两类，附着系数太小时，极易 导致行车车辆操作失误，而路面的平整度，则关系着高速行驶车辆的平稳性。 4 环境 环境因素即为由于天气原因等使路面的行驶条件发生变化，具体表现形式为： 使路面附着系数降低、使路面能见度降低。 5 安全管理 1 0 长安大学硕士学位论文 当前我国高速公路迅猛发展，相对而言对于高速公路的管理则远远滞后，对 于一些驾驶员违规操作管理不严，相关法制法规不健全等。 从以上可以看出，高速公路安全管理部门应该努力改进管理机制，完善管理 制度，提高从业人员素质。以便于提供有效的高速公路行车安全的管理，避免交 通事故的发生，保证行车安全。 2 2 雾与高速公路交通事故 2 2 1 雾的定义及分类 1 雾的定义 在水气充足、微风及大气层稳定的情况下，如果接近地面的空气冷却至某程 度时，空气中的水气便会凝结成细微的水滴悬浮于空中，使地面水平的能见度下 降，这种天气现象称为雾。 2 雾的分类 大雾种类繁多。根据雾的形成过程、物态和天气学系统，雾可分为冷却雾、 混合雾和蒸汽雾3 类。其中冷却雾又根据冷却原因，分为辐射雾、平流雾、上坡 雾、蒸汽雾等。 ( 1 ) 辐射雾 辐射雾出现在晴朗无云的夜间或早晨，太阳一升高，随着地面温度上升，空 气又回复到未饱和状态，雾滴也就立即蒸发消散。主要是因为夜间地面辐射冷却， 使空气中的水汽达到饱和所致，因此辐射雾多发生在夜最长、气温最低的冬季。 ( 2 ) 平流雾 当暖空气流到冷海( 地) 面上时，就会降温而凝结成雾，这种雾称为平流雾。 平流雾( a d v e c t i o nf o g ) 是暖湿空气移到较冷的陆地或水面时，因下部冷却而形 成的雾。通常发生在冬季，持续时间一般较长，范围大，雾较浓，厚度较大，有 时可达几百米。 ( 3 ) 上坡雾 上坡雾( u p - s l o p ef o g ) 是湿润空气沿着山坡上升时，因绝热膨胀冷却而形成 的雾。 ( 4 ) 蒸汽雾 蒸汽雾( s t e a mf o g ，s e as m o k e ) 又称蒸发雾。当冷空气流经比其温度更高的 暖水面且温差较大时，暖水汽的饱和蒸汽压大于冷空气的饱和蒸汽压，水汽源源 l l 第二章雾对高速公路交通事故的影响 不断地从暖水面蒸发，与冷空气混合，在冷却的过程中迅速凝结而成为蒸汽雾。 蒸汽雾常发生在深秋季节寒冷早晨的湖面、河面或极地。 2 2 2 雾引发高速公路事故现状 在雾天情况下，由于雾滴对于能见光的散射和衰减作用，使路面能见度降低， 对行驶在高速公路上的车辆安全造成影响。当雾情越严重，能见度就越小，此时 如果不对高速公路行车车辆进行控制和疏导，必然会导致交通事故的发生。近年 来，我国高速公路建设不断加快，由于雾情而引发的交通事故不断发生。但是其 对雾天交通安全却没有足够的重视，据统计，我国雾天发生的交通事故总是占事 故总数的1 5 左右。而在一些雾情多发地段，比例会更一步提高，达到2 5 左右。 但是在其他发达国家和地区，他们的雾天事故率却很低，比如：美国只占5 左 右，而法国更低，只占1 2 。这样看来，我国的高速公路在雾天的管理措施明 显缺失或者执行不力。必须要采取积极地措施在扭转这个局面，保障人民的生命 和财产的安全。从另一方面讲，在可见的未来，高速公路建设依然是我国的发展 重点，高速公路里程必然进一步增加，而随之带来交通安全的问题必然更一步严 重，所以保障高速公路行车安全必然成为以后公路建设的重点。 2 2 3 雾天高速公路事故的特点 1 事故类型单一 由于高速公路大雾对于交通最大的影响就是能见度的降低，由于高速公路都 设有中央分隔带，发生的交通事故一般都是由于雾对驾驶员的视线干扰，使其能 见度降低，使其对于车速和安全车距保持不够而发生的追尾事故。 2 事故车辆多、人员伤亡多、损失严重、处理时间长、社会影响大 同样是因为大雾对于高速公路能见度的影响，一旦发生追尾事故，由于高速 公路的车流量比较大再加上能见度又低，致使后面的车辆一辆接一辆的发生相 长安大学硕士学位论文 ( 3 ) 在2 0 0 1 年，在京沪高速公路上，由于大雾的影响，发生了一起有1 0 0 多辆车追尾，2 0 余人伤亡的特大交通事故。 ( 4 ) 在2 0 0 1 年，在京沪高速公路上，由于大雾的影响，发生了多起恶性交 通事故，前后共有2 0 0 多辆车追尾相撞，其中，5 人重伤，2 人死亡。 3 回避余地小 从汽车动力学的制动理论来讲，为了防止高速公路事故的发生，则需要保持 两车之间的最小行车安全间距。在良好天气下，高速公路上的车流一般以稳定的 速度前进，不会导致事故发生，但是在雾天，由于能见度的降低、附着系数的减 少，以及由此带来的对驾驶员情绪的波动，驾驶员很可能会改变车速及车道，而 同样由于能见度和附着系数的问题，对于出现紧急情况下，留给驾驶员的反应时 间就减少了，从而显著的增加了事故发生的几率。 2 2 4 雾对高速公路交通安全的影响 通常来说，雾对高速公路交通安全有两点影响： 1 使行车能见度下降。由于可见光在雾中的散射和衰减，是人在雾区中的视 线受阻，能见度降低。这样，就造成驾驶员对前方的路况信息把握不准，难于对 车速和车距进行控制，特别是很难看清路面的标志、标牌，对于一些在事故多发 路段的警示牌也会忽略，这样就会导致事故的发生。另外，在雾区行驶，由于视 线受阻，还会影响到驾驶员的情绪，使其烦躁、紧张。根据有关调查显示，大多 数驾驶员进入雾区后会感觉紧张，而更多的驾驶员会感觉到疲劳，几乎所有的驾 驶员在雾区驾驶时，会发生姿势的变化。 2 由于雾天的影响，在高速公路上，雾中水滴与高速公路路面粉尘混合，使 路面附着系数降低，特别是在一些北方地区，冬季的时候雾会在道路表面形成一 层薄冰，这时路面的附着系数降低的更加明显，从而影响了驾驶员的操作，导致 交通事故的发生。 2 3 雾天下高速公路安全间距的控制 随着我国交通运输业的发展，汽车的保有量不断增加，公路上车流不断。高速 公路交通安全问题已日益突出。这样，对高速公路交通流的研究，分析其安全控 制问题，提高其运行流畅性，保障行车安全就成了现阶段的主要任务，其中有关 高速公路交通安全的安全间距的控制更是重中之重。汽车在公路上行驶，前后车 第二章雾对高速公路交通事故的影响 之间必须保持一定的距离( 在不具备超车条件或不准备超越前车的情况下) 。一旦 前面的车发现情况而采取紧急制动时，后车能及早发现前车制动信号而有充裕的 时间实施制动，不致发生前后车相撞的事故。所谓保持安全的行驶间距，实际上就 是为后车留有一定的制动距离，而且安全间距必须大于后车的制动距离。因此， 讨论安全间距就是讨论制动距离的问题。 2 3 1 良好天气下的安全间距 1 安全间距的定义 一般来说安全间距就是指为了满足行车安全而需要保持的最小车头间距羽。 具体又大致分为： ( 1 ) 一般安全间距指通常情况下的需要保持的最小车头间距。 ( 2 ) 充分安全间距指设定前车为瞬间停止，即前车的制动距离为0 的情 况下，这样就反映了在停车过程最不利的情况下需要保持的最小车头间距。 ( 3 ) 基本安全间距指前、后两车的制动性能相同，即前、后两车制动距 离一样的情况下需要保持的最小车头间距。 2 安全间距的计算 首先，在这里我们要对安全间距的计算做这样的设定：前后两车的车速相等。 因为，我们需要考虑的是跟驶状态下的安全间距，特殊情况比如超车等，不在研 究之列。见图2 - 1 所示两次停车前后的示意图。 ( 1 ) 一般安全间距 h = l + l2 + l 2 - l l 式中：h 一一安全间距( m ) ； ( 2 1 ) 卜一最小车头间距( m ) ，= + 嘻； 。l 安车辆间的最小安全停车间隙( m ) ； l 车车辆平均长度( m ) ； 1 。一后车反应距离( m ) ，= v t ； t 一为反应时间t 。与制动时间t 。之和，是后车司机反应时间( s ) ； 2 l 2 一后车带。动距离m ， 1 22 j l i 厕v - ； z 2 妒，士zj 1 4 长安大学硕士学位论文 l l 一前车制动距离m 7 t2 夏瓦v i - 丽； z g 【妒l z ) v 一一行车速度( m s ) ； g 重力加速度( m s 2 ) ； 一一为车轮与路面滑动摩阻系数，在制动过程中不是恒指，随车速、路面结构、 轮胎表面花纹、气候条件( 干或湿) 等因素而变化 i 为路段的纵向坡度( ) ，上坡为正，下坡为负。高速公路一般坡度 较小可不计。 vv _ _ 制动后 厂_ i 一 制动前 口 口 i j ll i r 7 7 r l 车 h l i 1 -r o 一 1 2l 2 图2 1 停车前后位置及行驶距离 所以在高速公路中我们一般不计坡度，公式为： h 一般= l + 1 2 + l 2 一l l ：，+ w + 二一上二( 2 2 ) 一一 2 9 c p 22 9 q , 在实际的应用当中，由于高速公路交通安全对1 的影响较小，所以一般把它看 为常数。因此，安全间距的计算只与行车速度、驾驶员的反映时间及前、后辆车 的制动性能的好坏等因素有关。 ( 2 ) 充分安全间距 上面已经讲过，充分安全间距是在考虑前车制动瞬间停止的情况，所以l 。= 0 ， 则安全间距表达式为： h 充分= = ，+ v t + 三 ( 2 3 ) 2 9 c p 2 第二章雾对高速公路交通事故的影响 ( 3 ) 基本安全间距 在基本安全间距中，指的是前、后两车制动性能相同，所以也就是l 。= l 。， 所以安全间距表达式简化为： ht , = - - + v t( 2 4 ) 在实际中，车辆的刹车尾灯将会给后车信号，感受到车的减速信息，而且在 车辆的安全检查中，车辆都要求具有规范的刹车距离，所以极端前车瞬间刹车停 止的情况通常不会发生。这样来说，此时对于实际状况，使用基本安全间距即以 满足实际的状况，就可以保障了车辆安全行驶的基本要求。 2 3 2 雾天条件下的安全间距