（载运工具运用工程专业论文）道路交叉口安全评价方法研究.pdf

江苏大学硕士学位论文 摘要 随着经济建设的不断加快，我国的汽车保有量大幅增加，但随之而来也引起了 许多矛盾与问题：交通拥堵、交通秩序混乱、交通事故频繁，特别在平面交叉口交 通安全情况更为严峻。我国对平面交叉口交通安全评价方法主要是基于事故率的 评价方法，如概率统计法和强度分析法。基于非事故率的平面交叉口交通安全评价 方法研究起步较晚，理论和实践尚不成熟。 本文在基于交通冲突的基础上提出了平面交叉口交通冲突量指标，研究基于 交通冲突量的平面交叉口交通安全评价模型和方法，并在分析和研究现有平面交 叉口交通安全评价模型和方法的基础上，利用在交叉口人与车的冲突状况和车与 车的冲突状况，建立基于交通冲突量的平面交叉口交通安全评价模型，考虑到交通 流量和通行能力对交叉口安全的影响，提出了交通冲突量修正系数，并对传统的 通行能力计算模型进行分析，在此基础上给出了新的通行能力计算方法，使之更 具实用性。在研究了传统的灰色评价模型的前提下对其进行改善，将之运用到交 叉口安全评价体系中，对交通冲突指标进行分类，确定安全等级，最后以镇江市典 型无信号交叉口及信号控制交叉口为例，进行安全评价并得出结论。 关键词：通行能力，交通冲突量，安全评价，灰色聚类 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ea c c e l e r a t i n ge c o n o m i cc o n s t r u c t i o n , t h ec a r o w n e r s h i pi n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l yi nc h i n a , b u ti ta l s or a i s e sm a n ya t t e n d a n tc o n t r a d i c t i o n sa n dp r o b l e m s ： t r a f f i cj a m s ，c h a o t i ct r a f f i c ，f r e q u e n ta c c i d e n t s ，p a r t i c u l a r l yt r a f f i cs a f e t ys i t u a t i o ni nt h e i n t e r s e c t i o ni sm o r es e v e r e t h es a f e t ye v a l u a t i o no fi n t e r s e c t i o na c c i d e n tr a t ei s m a i n l yb a s e do nt h ee v a l u a t i o nm e t h o d s ，s u c ha ss t r e n g t ho ft h ep r o b a b i l i t ys t a t i s t i c s a n da n a l y s i sn o w a c c i d e n tr a t eb a s e do nn o n - s a f e t ye v a l u a t i o nm e t h o do fi n t e r s e c t i o n s t a r t st o ol a t e ，t h et h e o r ya n dp r a c t i c ei sn o ty e tm a t u r e i nt h i sp a p e r , t h ec o n f l i c tb a s e do nt h et r a f f i ci n t e r s e c t i o ni sp r o p o s e db a s e do nt h e a m o u n to ft r a f f i cc o n f l i c ti n d i c a t o r s ，a n dr e s e a r c ho i lt r a f f i cc o n f l i c t si n t e r s e c t i o n s a f e t ye v a l u a t i o nm o d e la n dm e t h o d s ，a n dt h ea n a l y s i sa n de v a l u a t i o no fe x i s t i n g i n t e r s e 矧：i o nt r a f f i cs a f e t ym o d e l sa n dm e t h o d sb a s e do nt h eu s eo fp e o p l ea n dv e h i c l e s i n t h ei n t e r s e c t i o no ft h ec o n f l i c ts i t u a t i o na n dt h es t a t u so fv e h i c l e sa n dv e h i c l e c o n f l i c t ，e s t a b l i s ht h ec o n f l i c tb a s e do nt h e a m o u n to ft r a f f i ci n t e r s e c t i o ns a f e t y e v a l u a t i o nm o d e l t a k i n gi n t oa c c o u n tt h ec a p a c i t yo ft h ei n t e r s e c t i o nt r a f f i cf l o wa n d s a f e t ya r ea f f e c t e db yt h ec o n f l i c to ft r a f f i cv o l u m ec o r r e c t i o nf a c t o r , a n dt h et r a d i t i o n a l m o d e lo fc o m p u t i n gc a p a c i t y , g i v e nt h i sb a s i san e wm e t h o do fc a l c u l a t i n gc a p a d t 5t o m a k ei tm o r ep r a c t i c a b i l i t y a f t e rs t u d y i n gt h et r a d i t i o n a l 笋a ye v a l u a t i o nm o d e lo fi t s p r e m i s et om a k ei m p r o v e m e n t st ot h ei n t e r s e c t i o nw i l lb et h eu s co fs a f e t ye v a l u a t i o n s y s t e m ，t oc l a s s i f yt h et r a f f i cc o n f l i c ti n d i c a t o r st od e t e r m i n et h el e v e lo fs e c u r i t y , t h e l a s tt oz h e n j i a n gc i t y , a n dat y p i c a li n t e r s e c t i o ns i g n a lc o n t r o li n t e r s e c t i o n , f o re x a m p l e ， s a f e t ye v a l u a t i o n ，a n dc o n c l u s i o n k e y w o r d s ：c a p a c i t y , v o l u m eo ft r a f f i cc o n f l i c t s ，s a f e t ye v a l u a t i o n ，g r a yc l u s t e r i n g 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部 内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本授权书。 不保密毗 一虢硼卒一帮，舻 p l ，年b 日l 9e l 3 国| 滓b 目f 9 日 独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 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 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：勘1 2 年易月，矿e l 江苏大学硕士学位论文 1 1 研究背景及意义 第1 章绪论 随着我国经济水平的提高，我国机动车保有量的增加，交通量大幅度增加，由此 带来的交通拥挤、堵塞以及因此导致的交通事故发生率越来越高。 从世界范围横向上来看，我国人口占世界2 1 0 ，交通事故死亡人数占世界 1 3 5 ，人均交通事故死亡人数约为世界水平的1 1 5 ，可以说，我国平均交通安全度 高于世界平均水平【1 】o 我国机动车拥有量占世界3 5 ，从车均交通事故死亡相比，我 国则是世界平均水平的3 8 8 倍，但我国城市化水平仅为3 0 ，世界平均水平为 4 4 2 3 1 。由此可见，我国的交通安全问题是比较严峻的。 从国内纵向看，2 0 0 8 年中国大陆发生道路交通事故2 6 5 2 1 4 起，造成7 3 4 8 4 人死 亡。有关研究表明，道路交通事故成本占到发展中国家国民生产总值的1 5 。由此 估算，2 0 0 8 年中国大陆因为交通事故造成的损失超过3 0 0 0 亿元人民币【4 】。 平面交叉口作为城市道路网中最为重要的一个部分，它的功能是连接相交道路， 使其构成道路网，从而实现人和物的移动。由于平面交叉口通常有多向交通流集中， 所以在整个路网中，平面交叉口是道路通行能力的瓶颈和交通事故的多发地。据统计 发生在平面交叉口的交通事故占很大的比例，我国对国内城市的交通事故抽样表明， 发生在平面交叉口的交通事故数约占3 0 ，联邦德国城市的交通事故发生在平面交叉 口约占6 0 8 0 ；据美国统计资料显示，发生在平面交叉口事故数占总事故的3 6 左右，市区平面交叉口死亡事故占总死亡事故的3 7 ，郊区平面交叉口占1 5 ；1 9 9 0 年日本对死亡事故发生地点进行统计，发生在平面交叉口及其附近的事故数为4 4 9 1 起，占总事故的4 2 2 。图1 1 为我国某城市调查统计资料，具有一定的代表性，该 图表明，约有5 9 左右的交通事故发生在交叉口地带，排在所有交通事故类型的首位 【4 】 o 由此可见平面交叉口的交通安全问题更加值得重视。而提高平面交叉口交通安全 的有效手段是对其进行合理设计和科学管理，即在实施平面交叉口安全设计之前，对 其进行交通安全评价，然后再根据其评价结果，进行合理有效地设计，只有这样，才 能保障改善措施合理性和科学性。 江苏大学硕士学位论文 交叉口陡坡其它铁道路口窄路 图1 1 不同道路交通条件下交通事故百分比 我国在交通领域的研究起步较晚，对交通安全问题的重视也相对较晚，对于平面 交叉口交通安全评价的方法主要考虑的是基于事故率的方法。这种方法虽然已有一些 有益的尝试和探索，但仍然缺乏与国情有效结合的理论研究。因此，本文从以下几点 进行研究： 第一，现有平面交叉口交通安全的评价方法众多，并多是繁琐的理论研究和复杂 的计算公式，实际应用起来比较困难。作为一种应用研究，应该注重它的可操作性和 实用性，本文在综合分析了国内外已有模型的基础上建立了一个结构清晰、使用方便、 面向交通管理者的平面交叉口交通安全评价模型。 第二，平面交又口作为城市道路网中重要的部分，其安全评价具有多因素、多目 标、多功能、多学科、多措施等特点。而现有的评价方法多是单指标评价，这不利于 全面反映平面交叉口的实际状况，应从产生交通安全隐患的因素进行研究，建立一个 能反映众多因素的指标，避免应用单一的事故统计数据或者强度分析的不确定性。 第三，现有的一些平面交叉口交通安全评价方法多是利用事故率统计方法，其存 在着周期长、可信度低的特点，另外，此方法不能评价新建或者缺乏基础数据平面交 叉口的交通安全，所以应用非事故率的平面交叉口交通冲突量安全评价方法是一项值 得研究的课题。 1 2 国内外的研究背景 国外针对道路交通安全的研究较早，并且提出了较完善的安全系统理论，如：英 国1 9 8 7 年开始安全审核研究工作，到1 9 9 6 年i h t 出版了道路安全评价指南( g u i d e l i n e s 2 约 静 m o 江苏大学硕士学位论文 t or o a ds a f e t y a u d i to fh i g h w a y ) ，明确规定了安全审查的实施方法和实施规程，并提 出了评价清单；澳大利亚1 9 9 2 年制定了国家道路安全战略，开展大量研究工作，由 a u s t r o a d 建立了道路安全评价指南，确定了“道路安全以人为本，遵守为用户设 计”的原则，强调在设计中考虑所有用户；美国1 9 9 5 年提出安全审核报告( ( r o a ds a f e t y a u d i t ：an e wt o o lf o ra c c i d e n tp r e v e n t i o n ) ) ，这份报告对安全性和道路及其环境的影 响，保证安全性的设计参数取值都做了详细的论述【鄹。另外，对于交通安全评价方法 的研究主要有专家经验法、回归法、速度中介法和交通冲突技术。专家经验法：由长 期从事道路工作的专家对道路的各种条件进行安全评价。这种方法随机性较大，只能 作定性分析，不能给出定量模型；回归法：回归法又包括线性回归模型、非线性回归 模型、确定性模型和概率模型。线性回归模型是最基本的模型，它假设道路交通事故 的发生与若干个道路条件因素相关，根据一定量的统计数据进行回归分析。这种模型 由于在自变量的选择上有很大的主观随意性，并且假定事故数是若干因素的确定函 数，往往得到的结果跟实际有很大的差距，为克服这种缺陷，又发展了概率模型，其 中较为典型的是泊松回归模型。这种模型认为，在一定时间内一定交通情况下某路段 上发生的事故次数( 事故率) 的概率服从泊松分布。为了克服泊松回归方差与期望值 相等的缺陷，之后又发展了负二项回归以及贝叶斯统计等方法；速度中介法【9 】：这种 方法认为：车速与事故间存在密切关系，而且是酿成事故的主要原因，特别是道路条 件对车辆的最直接影响表现在速度上，因此可以利用运行车辆的速度特征及其变化来 分析道路条件与事故间的关系；交通冲突技术：美国学者伯金斯等人提出了交通冲突 技术( r c a 3 ，这种方法需要一定的辅助技术，对交通冲突的观察比较复杂，实现起来 相对比较困难。另外a s h a k k e r t 提出了c a r t ( t h ec l a s s i f i c a t i o na n dr e g r e s s i o nt r e e ) 法【彻。来分析城际间主要道路的安全等级，该方法用二进制树的结构来详细解释道路 安全和变量之间的关系，由于所研究的变量和道路条件有限，只具备一定的代表性。 目前，国内对交通安全的评价方法大致可以分为2 类：概率数理统计方法和强度 分析法。概率数理统计法中包含事故绝对数法、事故率法等，这种方法在统计上简单 易行，不足之处是对事故的分析过于简单，没有考虑到不同道路交通条件的差别，使 得评价结果往往缺乏科学性和说服力。事故率法最先由前苏联的巴布可夫教授【1 1 】提 出，后来在世界各国得到了进一步完善和推广。它采用相对比较和统计分析的方法， 孤立的分析各道路因素与事故的关系，得出各道路因素对交通安全的影响系数，某路 3 江苏大学硕士学位论文 段上的各因素安全系数的乘积作为路段的安全系数。这种方法虽简便易行，但各路段 上的交通安全状况是由众多因素综合作用的结果，而分析中未考虑各因素间的综合作 用，因而这种方法缺乏理论上的严密性。 我国同济大学的景天然教授，利用该法对我国的交通事故与道路条件进行统计分 析后，得出了适合我国的道路条件与交通事故的关系模型1 1 2 1 ；在强度分析法中往往采 用万车死亡数、1 0 万车死亡数、亿车公里事故数等指标，这些指标由于加入了相对 参照数据，使得不同道路指标间的比较更趋科学合理。其不足之处是指标值考虑因素 过少，而事故本身是多种因素作用的结果，其次以一个单一的指标值作为评价依据， 可信度不够耐1 3 】。1 9 9 8 年，张苏提出了中国交通冲突技术( c h i n e s et r a f f i cc o n f l i c t t e c h n i q u e ，简称c r c r ) a 4 1 ，建立了符合我国交通及冲突环境的冲突判别t a c ( t l m e t o a c c i d e n tc h i n e s e ) 标准，但这种方法操作起来比较复杂，它认为交通冲突的多少在一 定程度上就代表了交通事故的多少，进而可以利用分析道路条件与交通冲突的关系来 代替分析道路条件与交通事故的关系。这样可以通过短时间的观测获取大量的交通冲 突样本，从而在很大程度上克服了事故率评价方法的“小样本、长周期、大区域、低 信度 的弊端。但在实际应用中，交通冲突的判定标准带有很强的主观性，而它又直 接影响到分析的结果；其次，交通冲突与事故之间的关系还有待进一步研究。 1 3 主要的研究的内容 本文通过建立基于交通冲突量的平面交叉口交通安全评价模型，对平面交叉口交 通安全进行评价，实质上是对平面交叉口上人与车之间和车与车之间存在冲突进行分 析，建立平面交叉口交通冲突量指标，这是进行交叉口治理和改造的必要前提。评价 结果可以用于比较城市道路系统中各个平面交叉口服务水平的优劣，为决策者寻求和 解决城市交通症结提供科学依据。本文的主要研究内容为： ( 1 ) 在分析我国城市道路和交通安全现状的基础上，研究影响交通安全的主要 因素。影响因素主要由人的因素、车的因素、路的因素和环境的因素组成。 ( 2 ) 在研究了已有通行能力计算模型的前提下，提出了新的通行能力计算方法， 为安全评价模型体系中的冲突量修正系数提供更合理的通行能力计算方法。 ( 3 ) 总结现有平面交叉口安全评价的模型和方法。评价模型主要以事故率为基 础的直接评价方法和非事故率间接评价方法两种类型，并讨论其优缺点，给出基于交 4 江苏大学硕士学位论文 通冲突的安全评价模型。通过交通流理论和概率统计方法确定人与车冲突量指标和车 与车冲突量指标。人与车的冲突量指标和车与车的冲突量指标反映行人与车辆、车辆 与车辆碰撞产生事故的安全程度，冲突量指标越大，产生碰撞的机会越大，交叉口就 越危险。 ( 4 ) 对灰色评价模型进行改善，并对交通冲突量指标进行灰色聚类，将平面交 叉口安全等级分为四级：很安全、安全、一般和不安全。根据安全等级可以对平面交 叉口进行有序改建。通过对镇江市多个平面交叉口高峰和平峰时段的调查，观测得到 交通流量、行人流量和实际冲突数，应用模型计算人与车的冲突量指标、车与车的冲 突量指标，以及平面交叉口交通冲突量指标，检验三个指标的适应性。 ( 5 ) 根据城市道路交通安全存在的问题，提出了宏观和微观改善措施。 ( 6 ) 对镇江市5 个典型平面交叉口进行实例研究，将其为4 个等级，并且提出 相应的改善措施。 1 4 技术路线 5 江苏大学硕士学位论文 1 5 小结 道路平面交叉口作为道路最重要的组成部分也是事故发生率较高的部分，对其做 出相应的安全评价以便交通部门对现有交叉口做出改进又极其重要的意义。目前交叉 口安全评价大多是基于事故率方法，非事故率评价方法的运用在这方面还很欠缺，故 本文的研究目标就是在利用已有研究成果的基础上，以交通冲突量为主要研究对象， 筛选出能够反映平面交叉口交通安全的评价指标，并建立符合我国城市交通特点的平 面交叉口交通安全评价方法。 6 江苏大学硕士学位论文 第2 章平面交叉口交通安全现状及影响因素分析 2 1 我国的交通安全现状 当前，尽管从中央到地方各级领导都非常重视交通安全工作，中央领导也多次批 示，要加强交通监管力度，有效遏制重特大交通事故，但由于受机动车增长与道路增 长速度不协调、国民交通安全意识匮乏、管理机制不健全、驾驶员队伍参差不齐等多 种因素的影响和制约，我国的道路交通安全形势依然十分严峻，各种交通事故频繁发 生，越来越多的影响恶劣的交通事故和车毁人亡的新闻见诸各大媒体。 据统计，2 0 0 8 年，全国共发生道路交通事故2 6 5 2 1 4 起，造成7 3 4 8 4 人死亡、3 0 4 9 1 9 人受伤，直接财产损失1 0 1 亿元。2 0 0 9 年上半年，共发生道路交通事故1 0 7 1 9 3 起， 造成2 9 8 6 6 人死亡、1 2 8 3 3 6 人受伤，直接财产损失4 1 亿元【1 5 】。这些数据尽管显示损 失巨大，但它还远远不是真实的数据，因为目前我国交通死亡事故的上报多以死亡3 人以上的事故为基准，由于各级管理机制的不适当，一次死亡3 人以下的事故大多不 在统计之列，而现实情况是一次死亡3 人以下的事故又是最普遍、发生最多的事故。 以近三年交通事故为基准，有人对上报公布的交通事故进行计算，平均每5 分钟就有 一人死于车祸，每0 9 分钟就有一人在车祸中致残。有专家指出，在目前交通体制没 有太大变化的情况下，随着车辆保有量的迅猛增加，道路通车里程的快速延伸，我国 的交通环境还将进一步恶化，交通事故死亡人数还将会继续增加，预计到2 0 1 5 年左 右，我国的交通事故将达到最高峰值。 表2 1 各年份交通事故统计表 交通事故万车直接经济损失 年份死亡人数受伤人数 次数死亡率( 亿元) 2 0 d 54 2 6 9 7 19 7 8 5 34 8 2 3 5 67 61 9 1 2 0 0 63 7 8 7 8 18 9 4 5 54 3 1 1 3 96 21 4 9 2 0 0 73 2 7 2 0 98 1 6 4 93 8 0 4 4 25 11 2 2 0 0 82 6 5 2 1 47 3 4 l ；4 3 0 4 9 1 94 31 0 1 2 0 0 92 3 8 3 5 16 7 7 5 9z 7 5 1 2 53 69 1 表2 1 表示了从2 0 0 5 年至2 0 0 9 年的5 年来我国交通事故发生的次数、死亡人数、 7 江苏大学硕士学位论文 受伤人数和直接经济损失等情况。从表中可以看到，最近几年内，我国的道路交通事 故次数、死亡人数和受伤人数虽然有所下降但是从总的交通事故次数和死亡人数来看 道路交通安全依然不容乐观。因此，加强城市道路交通安全的研究，建立更为科学有 效的管理方法，力争减少公路交通事的发生，对提高我国城市道路安全水平，保障人 民生命财产安全，增加社会效益具有重要的现实意义。 2 2 平面交叉口交通安全现状分析 平面交叉口是各种车辆进行汇集和转向的区域，不同流向的车辆、非机动车和行 人在此交会，使得平面交叉口交通安全更为严峻，在车辆的交汇点，即冲突点，车辆 可能会发生挤、碰、撞，是发生交通事故的多发地点。 同时，由于非机动车的存在，特别是电动自行车和普通自行车，其行驶自由、灵 活而且容易掌握，导致车辆很容易混行，从而直接或间接导致交通事故的发生，而这 类安全问题往往很容易被忽视。我国非机动车比较多，据2 0 0 8 年北京市的统计数据， 各种交通方式的分担率分别为：电动自行车和自行车5 0 2 8 ，公共交通2 7 7 1 ，步 行1 3 7 9 ，单位车4 3 8 ，其他5 0 t 1 8 1 。在交叉口非机动车和机动车汇合混行，使 得更加容易发生交通事故。 另外，行人多且交通安全意识淡薄，就会产生交通事故。据长沙市1 9 9 3 年至1 9 9 7 年的交通事故统计资料，直接由行人引起的交通事故约占总事故数的8 ，而死亡人 数占交通事故死亡总人数的1 7 以上【刎。通过实地调查也发现，行人不走人行横道、 翻越隔离带、非机动车争道抢行等交通违章现象极为普遍，这也是我国平面交叉口交 通安全严峻的原因。 据国内城市的交通事故抽样调查表明，发生在平面交叉口的交通事故数约占道路 交通事故的3 0 2 1 1 。所以，对平面交叉口交通安全评价方法进行研究是有很大意义 的，在交通安全评价之前，应先对影响交通安全的因素进行分析，得出影响安全的根 本原因，同时为评价指标的确定和改善措施的制定奠定基础。 2 3 道路交通安全影响因素分析 道路交通是由人车路组成的一个复杂系统，这个系统的三个部分之间的相互关系 不协调就会造成道路安全问题，道路用户包括：机动车驾驶员、骑车人以及行人，他 8 江苏大学硕士学位论文 们被认为是整个交叉口系统可被操作的因素。在这个系统中，任何因素的不可靠、不 平衡、不稳定都可能导致种种的冲突与矛盾，从而引发交通事故。大多数国内外统计 表明在影响交通安全的因素中人的因素占8 0 - - 8 5 ，车辆因素占5 - - 1 0 ，道路 及环境因素占1 0 左右f 2 2 1 。此外道路条件及设施和环境也会对交通安全造成直接或 间接的影响。下面就路的因素、车的因素、人的因素、道路条件和设施因素以及环境 因素分别做出说明。 2 3 1 路的因素 道路是交通运输的基础，道路几何参数、路面附着条件、道路安全设施等方面存 在问题是危害交通安全的隐患，甚至会成为道路交通事故的直接原因。在影响道路安 全的因素中，急弯占5 、陡坡占5 、平直路1 9 ，其他占7 1 。 虽然世界上多数国家的统计结果表明事故的责任主要在于人与车，但事实上驾驶 员的粗心和失误大部分是由于困难的道路条件引起的，而道路条件与道路设计、施工、 养护是分不开的。合格的路面应在行车和自然因素的作用下，在温度和湿度的影响下， 不产生过多的磨损、压碎及变形，同时还要保证一定限度内的抗滑能力和平整性，这 样才能为安全行车创造有利条件。在道路线形设计时，应该合理安排曲线的半径和转 角，通过弯道超高、加宽的办法防止出现横向翻车或滑移的现象，同时有足够的视距 能够在发现障碍物时及时地采取措施。 另外，城市道路交通事故多发生在交叉口及其附近，交叉口的道路条件主要是指 有足够的视距能够在发现障碍物时及时地采取措施，在设计方面应尽量避免四路以上 的交叉路口，同时采用交通信号控制，分离车道和隔离式道路为左右转弯车辆的运行 提供方便，减少车辆在交叉路口区域的冲突。 2 3 2 车的因素 车辆原因造成交通事故主要表现在车辆性能差、机件失灵和带“病”行驶等。其 中既有车辆设计、制造等方面的原因，也有驾驶员忽视交通安全，不注意及时保养、 维修车辆的原因，后者占的成分较大。随着车辆技术的不断发展，因车辆机械故障导 致的事故比例越来越小。据统计，发达国家此类事故占总数的比例在0 5 以下，我 国为5 , - - , 1 0 2 3 1 。 因车辆原因引发的交通事故比例虽不太大，但仍是一个重要因素。在车辆原因引 9 江苏大学硕士学位论文 发的交通事故中，制动不良占5 0 ，制动失效占1 9 ，灯光失效占1 8 ，转向失效 占5 ，其他故障占8 。可见因制动不良、制动失效及灯光失效引发的事故达8 0 以上【2 5 1 。 所以为了安全快速行驶，汽车配备的前照灯、制动灯、挡风玻璃，安全带及后视 镜等部分都不能出现故障。如果某一部分出现故障，就有可能引发交通事故。随着汽 车使用时间的延长，各部件磨损程度加大，导致使用性能下降，技术状况变坏，如果 不及时检查和调整，容易出现制动跑偏、轮胎爆裂、喇叭不响、汽车摆头等异常现象， 从而引发各种各样的交通事故，所以要定时对车辆的各个零件和部分进行保养和检 修。 2 3 。3 人的因素 人作为道路交通系统中的主体，起主导控制作用。通常是指机动车驾驶员、非机 动车驾驶员、行人、乘客等，因交通违章等原因而造成交通事故。在交通事故中，由 于人的原因造成的交通事故所占的比重很大，从统计资料上看占到7 0 以上【2 2 1 ，其 中属驾驶员责任的事故占7 0 8 0 ，非机动车驾驶员、行人责任的事故均在5 以 上【2 3 1 。各交通主体造成交通事故的行为表现有所不同，一般包括以下几个方面： ( 1 ) 开车追求刺激、车速过快、车与车之间没有保持安全距离。般城市道路上 车速的要求：快速路8 0 - - - 1 2 0 k m h ；主干路6 0 8 0 k m h ；次干路2 0 6 0 k m h ；支路 2 0 k m h 以下。有些司机，特别是一些年轻的司机，为了追求一时的刺激，或者是贪 图虚荣，在城市道路上超过规定的车速行驶，倘若前面道路出现车辆突然减速、行人 横穿马路等不可预料情况，或者在转弯处转弯半径满足不了车速的要求，就会造成追 尾，或者偏离车道，碰撞路旁的行人和基础设施。 ( 2 ) 驾驶员的身体、生理、精神和情绪等状态以及年龄、经验等内在原因。最主 要的就是抽烟、喝酒、疲劳、药物作用，这些都会导致驾驶员工作能力的下斛刎。在 行车过程中注意力分散，对前面的险情知觉延迟，反映迟钝，以致采取措施不当，而 酿成交通事故。因此驾驶员要有高度的警觉性和协调能力，即在行车过程中，要迅速 及时地处理道路环境中出现的各种信息，丝毫不放松警惕，不但要有察觉和处理突发 信息的灵活性，而且还应有察觉和处理潜在信息的机敏性。同时，在行车过程中，驾 驶员要迅速、准确地对外界信息进行分析比较，考虑应采取的措施，并迅速正确地进 行操作。 1 0 江苏大学硕士学位论文 ( 3 ) 驾驶员驾驶技术生疏，致使制动或回避不充分而发生操作等错误。驾驶车辆 是一项技术性的工作，技术熟练程度直接影响交通安全问题。虽然中国的驾驶考试制 度有所完善，但是还存在一些问题。驾驶培训的时期实际操作的时间和机会较少，而 且一般在固定的道路上培训，对教练的依赖性比较强，所以使得新拿到驾驶证的司机 就会经验少，遇到一些培训时没有遇到过的情况就会措手不及，造成交通事故。 ( 4 ) 人们总是希望尽可能的节省体力、时间和油耗。例如：行人为了节省时间和 体力不走天桥和地下通道，而翻越交通护栏；当遇到排队或阻车时，为了不浪费时间， 驾驶员就直接驶入非机动车道，这样就会危险到行人和非机动车辆的安全；在瓶颈路 段，驾驶员争道行驶，互不相让等等，这些违章现象常常造成交通事故。 2 3 4 环境的因素 交通环境涉及的内容很多，比如气候条件( 雨、雾、能见度) 、沿路植被、建筑、 城镇，人的交通意识、社会的经济状况、交通立法、医疗条件等。环境对交通安全的 影响也是不容忽视的。另外，环境的因素还表现为管理技术和手段落后、交通法规不 健全等。 2 3 5 道路条件及设施 道路条件及设施也是交通安全重要的影响因素，其包括标志、标线、诱导设施等， 与道路主体构造物共同构成了驾驶员的视觉信息界面，这是决定驾驶信息负荷度的主 要来源。 ( 1 ) 交通标志、标线的设置由于严重磨损或褪色导致模糊不清，标志、标线设置 过少、过多或者设置错误，都会使机动车驾驶员产生错觉，导致交通事故。 ( 2 ) 信号设置存在问题。一般交通信号灯均设置在城市机动车流量较高或行人过 街量较大的交叉口，在信号正常控制下，行人流和车流均能得到时间上的有效分离。 但是若信号安装位置不合理，导致在夏天日光猛烈的情况下驾驶员不能看清信号灯颜 色，或者黄灯时间设置过短和不设置全红灯时间等均会成为引发交通事故的安全隐 患。 ( 3 ) 视距不良使驾驶员不能及时在冲突点之前足够的距离内做出反应及应急手 段。 ( 4 ) 平交路e l 没有进行渠化或者渠化不当。这存在部分规划人员的设计不够深入 1 1 江苏大学硕士学位论文 或有关部门不够重视的原因，将导致车辆混行，引起交通混乱。 ( 5 ) 平交路口存在障碍物，主要表现为人行道和路缘石破损严重，各种线杆林立， 各类线网纵横交错，以及一些商店的外装饰和招牌过于凌乱等，都将严重影响交叉口 车辆运行质量和行人过街安全。 长期的研究表明，驾驶信息负荷度与行车安全具有显著的相关关系。国内外对道 路安全事故的统计结果为：8 0 - - - - 8 5 的交通事故是驾驶员的因素造成，5 一1 0 的 事故是由于车辆造成，仅1 0 甚至更低的事故是因为道路造成的。这一结果表明，人 的因素是导致交通事故的主要原因，道路是次要因素。然而这种说法过分夸大了人 的因素在交通事故中的作用，而忽视了道路条件在预防( 或诱发) 交通事故中影响作 用的倾向。前苏联学者季沃其金对苏联境内的1 3 0 0 0 起事故进行分析，在充分的考虑 了事故地点的特征后得出结论：不良的道路交通条件是7 0 交通事故发生的直接或间 接原因。欧洲联合经济委员会对预防道路不幸事件的结论也相同：即7 0 道路事故是 因为道路缺陷导致。前联邦德国和瑞士对道路交通事故进行分析后得到的结论是：一 个行车事故平均可能找到1 5 或1 6 个影响因子1 2 5 1 。 2 3 6 交通安全管理因素 交通安全管理是交通管理工作的重要任务之一，是保障路畅民安、促进经济发展 的必要前提。所以，管理不到位将会带来很大的交通安全隐患。例如道路事故不能及 时排除、急救系统不能到位、交叉路口疏导不利、违章行车不能有效控制、交通安全 的检测设施不齐全、交警队伍力量不足以及缺乏严格的法制制度对混合交通的治理， 这些都是交通管理不当的反映，是造成交通次序混乱、交通安全严峻的一个原因。 2 4 小结 本章从我国道路安全及交叉口安全现状入手分析了目前我国道路安全问题的严 重性。就影响道路安全的的因素做了仔细研究，对交通管理部门对各影响因素所导致 的后果又更深入的了解，以便做出合理的改善，降低交通事故发生率。 江苏大学硕士学位论文 第3 章平面交叉口通行能力研究 考虑到通行能力对交叉口安全的影响，本文提出了交通冲突量修正系数，对交叉 口安全评价模型进行修正从而得出更合理的交叉口安全评价模型。但是现有的通行能 力计算模型存在很多缺点，所以本文在研究了已有的通行能力计算模型的前提下，给 出了新的交叉口通行能力计算方法，此方法是从通行能力影响因素入手对传统模型进 行改善，使之更具合理性。 3 1无信号交叉口通行能力计算模型 无信号交叉口一般采用的是主路优先、四路停车控制等方式。对于采用主路优先 的无信号交叉口的通行能力，其计算公式主要有下面几种方式： ( 1 ) t a n n e r 公式 q c = q ( 1i - 2 r r ) q - g t c - o ( 3 1 ) 式中：q c 次要道路的通行能力( p c h h ) 。 q 主要道路的交通量( p c h h ) ： f 主要道路上车流的最小间隔时距( 一般在1 0 ，- - - 1 5 s 之间) ； 名主要道路上车辆单位时间的平均到达率； t ，次要道路穿越车流的平均车头时距( s ) ； t ，次要道路车流穿越主要道路车流的临界间隙( s ) 。 ( 2 ) b u c k l e y 公式： o c = 黔 ( 3 2 ) 式中：符号意义同前。 ( 3 ) 车队分析法 车队理论分析法由东南大学的王炜教授提出，该法主要用于两条等级相当的道路 相交的无信号交叉口通行能力的确定。车队分析法认为，车流通过交叉口时具有车队 特征，即当一路车流通行时，另一路到达车辆需要排队。当正在通行的一路车流中( 设 为a 车流) 出现可接受间隙时，另一路车流( 设为b 车流) 便横穿，并通过一队车辆， 江苏大学硕士学位论文 直到b 车队中出现可横穿的空档，a 路车流再横穿。这样循环往复，a 、b 两车流以 车队形式交替穿行。设a 、b 两车流分别通过一个车队所需时间为t a 、t b ，把a 、 b 两路各通过一个车队当作一个小“周期 ，则“周期 长度为：t = t a + t b 。 这里的车队是广义的，它可以是以相同的车头时距或以不同的车头时距通行的一 组车辆，也可以是单辆车辆( 此时车队长度为1 ) 。车流要以车队形式通过交叉口， 必须满足如下条件： 在一路车流通行期间( t a 或1 1 3 ) ，另一路上必须有一辆以上车辆到达，并等候 通过。在通常的交通状况下，这个条件是能满足的。 若已知饱和流、随机流车队车辆的期望值分别n a 、n b 和相应的通行时间t s 、 t u ，则： n a = n s a + n u a n b = n s b + n u b t a = t 鼢+ 黝 t b = t s b + t u b( 3 3 ) 式中：n a 、n b 分别为a 、b 路车流中一个车队的车辆期望值。 当a 、b 两车流以车队形式通过时，两相交道路的通行能力可按每小时通行车队 数及车队长度计算，即： q a = n a 3 6 0 0 t = 3 6 0 0n a | g k t a ) q b = 3 6 0 0b i b | g 入v a ) 交叉口总的通行能力为： q = q a + q b = 3 6 0 0 ( n a + n b ) + t b ) ( 3 4 ) ( 4 ) 公式选用 1 4 江苏大学硕士学位论文 t an n e r - q c 鲁 。 星零星星星星88 8 8 8g 宕 寸 卜秭oe - 4 nm甘 p e - i p e - 4 frqp 主要道路交通量q ( p c u h ) 图3 1t a n n e r 一一次要道路通行能力 b u c k l e y - q c 4 0 05 0 06 0 07 0 08 0 0 9 0 01 0 0 0 1 l o o l 2 0 0 1 3 0 0 1 4 0 0 1 5 1 6 主要道路交通量q ( p c u h ) 图3 2 b u c k l e y 一一次要道路通行能力 根据调查得f 。= 1 2 s ，t ，= 3 s ，分别利用公式3 1 、3 2 计算得到主路交通量q 与次 要道路通行能力q c 的关系，如图3 1 、3 2 所示。 ，象酗叫h 囔一 。瓢k f瓢搬 1 毋蒂毋零毋梦9 梦梦 主要道路交通t q ( d c u h ) 图3 3t a n n e r 公式与b u c k l e y 公式计算q c 的差值 由图3 1 、3 2 可知，在无信号交叉口主路的交通量制约着支路的通行能力；图3 3 显示，在通行能力时t a n n e r 公式与b u c k l e y 公式计算得到的次要道路通行能力相差很 o 4 3 3 2 2 l l 一n。d)口赠愀蠹割峨蛞 的 o 4 3 3 2 2 l l (【in3。or避靶赠癌翼雕嚣 5 3 5 2 5 l 5 o 3 2 l o 2nod)帮捌吕 江苏大学硕士学位论文 小，在应用时可根据具体情况来选取。 对于干线公路上主路优先的无信号控制交叉口，其支路通行能力的建议值如表 3 1 。 表3 1 干线公路主路优先时支路通行能力建议值( p c u h ) 路别主要道路为四车道 主路5 0 06 0 08 0 0 1 0 0 0 支路2 7 02 0 01 1 06 0 当支路交通需求过多时，无信号交叉口的延误和安全性都会降低，必要时要采用 信号控制。 3 2 无信号交叉口通行能力影响因素 无信号交叉口通行能力模型是在假定次要道路只有直行车流且车流中都是小汽 车车型的条件下得出的。实际上，次要道路上通过交叉口的车流，既有直行车，也有 左、右转车；既有小汽车，也有大汽车等，这些因素都会影响次要道路车流通过交叉 口的通行能力。 3 2 1 次要道路左、右转车流对其通行能力的影响分析 根据主次路相交交叉口的实际情况，次要道路进口道上最常见的形式是：一条是 在进口道出口处拓宽的右转车道，一条是直、左共用的车道。 ( 1 ) 右转车流对次要道路通行能力的影响 因为右转车有固定的车道，它不影响直行车和左转车，而且右转车不需要通过整 个主要车流，而仅仅是与主要道路右侧车道上的车流合流，所以次要道路上右转车所 需的临界间隙小于直行车和左转车的。设右转车合流所需临界间隙为f 。，则右转车可 在下列两种情况下与主要道路右侧车道上的车流合流。 主要道路上有可供直、左车穿越的空隙时，右转车可同时转弯而不影响直、 左车穿越。 主要道路右侧车道上的车流在间隙大于或等于f 。，但没有可供直、左车穿越 的空隙时，次要道路上右转车可转弯合流。 若假定主路各车道交通量相同，上述两种情况下右转车总的转弯合流流率或通行 1 6 江苏大学硕士学位论文 能力由式( 3 2 ) 可得： 口 望e 一 c 2 # - q - t 。5 式中：口主路车道数； 白右转车的跟车时距( s ) 。 右转弯车流的通行能力c r ，远大于进口道上右转车所占的比例数，而据次要道路 进口道处车流实际到达情况，右转车所占比例一般远小于直行车，所以计算次要道路 通行能力时，不必计算c r ，而只需知道右转车的比例即可。 ( 2 ) 左转车流对次要道路通行能力的影响 因为主次道路相交的无信号交叉口，次要道路进口道直行车与左转车常共用一条 车道，而两条车流穿越主要道路车流时所需的临界间隙不同，所以计算该车道等待车 辆的穿越流率时，应据概率论原理按直、左车各占的比例来分析。 设该车道车流中左转车与直行车的比例为1 3 ：( 1 b ) ，则每一时刻左转车位于穿 越车流对首的概率为b ，直行车位于对首的概率为( 1 b ) 。鉴于交叉口车流的实际 情况，为了简化修正后的通行能力模型，在此假设下列四种情况时跟车时距相等： 左转车在队首其后为直行车； 左转车在队首其后为左转车； 直行车在队首其后为直行车； 直行车在队首其后为左转车。