（载运工具运用工程专业论文）道路交通事故多发路段仿真识别.pdf

摘要 摘要 交通事故是当今社会的一大公害，严重地威胁着人们生命和财产的安全。当 前，我国交通事故严重，每年平均死伤数十万人，经济损失达数十亿元。在道路 上总是存在某些地点或路段屡屡发生性质类似的交通事故，如果能够鉴别出道路 中的事故多发路段，有针对性的进行改善和治理则可以大大降低整条道路的事故 率。因此，研究合理有效的事故多发路段的识别方法是道路安全研究中最重要的 内容之一。 目前，对事故多发路段的鉴别存在着多种多样的判定方法和理论，但大都是 依赖对交通事故的历史数据的统计分析。尽管以交通事故的历史数据作为评价方 法的基础有其优越性，但是，所要求的交通事故数掘的历史时间比较长，交通条 件也随道路使用时间的变化有所变化，由此对统计结果分析也有一定的影响和局 限性。根据道路运营结果进行事后识别，不但改善道路所需要的投入资金高，而 且交通事故已经发生并造成了大量的人员伤亡和经济损失。 本文将汽车动力学仿真技术应用于事故多发路段的鉴别，提出了事前预测道 路事故多发路段的事故仿真识别法。它不仅用于设计阶段和在用道路中的交通安 全评价，还能够根掘道路抗滑性随时间的变化规律，预测道路中将束潜在的危险 路段的隐患。本文对道路条件等因素在交通安全中的影响进行了分析，提出了道 路信息数据库的数据结构和道路条件数据的采集办法，建立了较为合理的事故仿 真模型和事故多发路段判定模型，并完成了事故多发路段识别的仿真软件的编写 和调试。通过应用实例的计算，仿真结果与实际情况基本吻合，从而说明了事故 仿真识别法在道路事故多发路段鉴别中的可行性。 利用事故仿真技术识别事故多发路段，既能从交通事故中道路的安全因素角 度出发识别和预测事故多发路段，又避免了现实交通事故的人员伤亡和损失，可 以大大提高道路改善的准确性和投资效益。这将有助于及时、准确掌握道路危险 路段分布和形成原因，合理改善，实现提高道路交通安全水平的目的。 关键词：道路交通，事故多发路段，汽车动力学，仿真，识别 摘要 2 a b s t r a c t t h et r a f f i ca c c i d e n ts e r i o u s l yt h r e a t e n sp e o p l e s1 i f es e c u r i t ya n d p r o p e r t ys e c u r i t y s oi tb e c o m e sas o c i a lh a r mn o w a tp r e s e n tt h et r a f f i c a c c i d e n ti ss e r i o u si nc h i n a t h ea v e r a g en u m b e ro fp e o p l ed e a da n dh a r m e d c o u n t s1 0 0 ，0 0 0e v e r yy e a ra n de c o n o m yl o s ea m o u n tt os e v e r a lb i l l i o n sr m b s i m il a ra c c i d e n t sr e p e a t e d l yt a k ep l a c eo ns o m el o c a t i o d s i fw ec a n i d e n t if yt h ea c c i d e n tb l a c ks p o t sa n dm a k es e c t i o n a lr e p a i r s ，t h ea c c i d e n t r a t i oc a nb er e d u c e dl a r g e l ya n du n d e rc o n t r 0 1 t h e r e f o r e ，s t u d y i n g r e a s o n a b l ea n dv a l i dm e t h o d so fi d e n t i f i c a t i o no fa c c i d e n tb l a c ks p o t si s o n eo ft h em o s ti m p o r t a n tc o n t e n t sint h er o a ds a f e t yr e s e a r c h p r e s e n t l y ，t h e r ea r em a n yi d e n t i f i c a t i o nm e t h o d sa n dt h e o r i e s ，b u tm o s t o ft h e md e p e n do nt h ea n a l y s i so fh i s t o r i c a l a c c i d e n td a t a a 1 t h o u g ht h e e v a u a t i o nb a s e do nh i s t o r i c a ld a t ah a si t sa d v a n t a g e ，t h er e q u i r e dd a t a h a sal o n g e rh i s t o r i c a lt i m e ，a n dt h et r a f f i cc o n d i t i o nc h a n g e sw i t ht h e c h a n g eo fr o a du s i n gt i m e ，s ot h er e s u l ts t a t i s t i ca n a l y s i si sa f f e c t e d a n d1 i m i t e d t h ep o s t m o r t e mi d e n t i f i c a t i o na c c o r d i n gt ot h eo p e r a t i o n a l r e s u l tn e e d s 】o t so fm o n e yt oi m p r o v et h er o a dc o n d i t i o n ，m e a n w h i l et h e t r a fi ca c c i d e n th a st a k e np l a c e ，a n dr e s u l t e di nl a r g en u m b e ro fc a s u a l t i e s a n de c o n o m i cl o s s i nt h i sp a p e r ，t h ea u t h o ra p p l i e st h et e c h n i q u eo fa u t o m o b i l ed y n a m i c s t oi d e n t i f i c a t i o no ft h ea c c i d e n tb l a c ks p o t s ，a n dp u t sf o r w a r dt h em e t h o d o fs i m u l a t i o nt oi d e n t i f yt h ea c c i d e n tb l a c ks p o t si na d v a n c e i tc a nb e u s e di nt h ed e s i g n i n gp h a s e ，a n dc a nf o r e c a s t h i d d e nt r o u b l e si nt h e p o t e n t i a ld a n g e r o u ss e c t i o no ft h er o a da c c o r d i n gt ot h ev a r i e t yr u l eo f t h er o a dg li d ef a s t n e s sw i t ht h ec h a n g eo ft i m e t h ea u t h o ra n a l y s e st h e e f f e c t so ft h ef a c t o r s ，s u c ha st h er o a dc o n d i t i o n ，i nt h et r a f f i cs a f e t y t h e nh eb r i n g sf o r w a r dt h ed a t as t r u c t u r eo ft h er o a di n f o r m a t i o na n dt h e m e t h o d o fc o l l e c t i n g a c c i d e n t ss t i m u l a t i o n m o d e ls ，a n dc o m p i1 e s c a l c u l a t i o ni n d i c a t e s h er o a dc o n d i t i o nd a t a ，a n ds e t s m o d e l sa n da c c i d e n tb l a c ks p o t s h es t i m u l a t i o ns o f t w a r e f i n a l l y t h a tt h es i m u l a t i o nr e s u l tf i t sw u pr e a s o n a b l e d e n t i f i c a t i o n ap r a c t i c a l i t ht h ep r a c t i c e 摘要 j o nt h ew h 0 1 e ，s ot h ei d e n t i f i c a t i o nm e t h o do fs i m u l a t i o ni sa v a i l a b l e u s i n ga c c i d e n ts i m u l a t i o nt e c h n o l o g yt oi d e n t i f yt h ea c c i d e n tb l a c k s p o t sn o to n l yt a k e st h es a f e t ya n dp r e d i c t i o ni n t oa c c o u n t ，b u ta l s oa v o i d s t h ec a s u a l t i e sa n dl o s s i ti n c r e a s e st h ea c c u r a c yt oi m p r o v et h er o a da n d i n c r e a s e si n v e s t m e n tb e n e f i t s ，s oh e l p st or e a l i z ee n h a n c i n gt h er o a d t r a f f i cs a f e t y1 e v e l k e yw o r d s ： r o a dt r a n s p o r t a t i o n ，t r a f f i cb l a c ks p o t s a u t o m o b i l ed y n a m i c s s i m u l a t i o n ，i d e n t i f i c a t i o n 重庆交通学院学位论文原创性声明 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。除文中已经注明引用的内容外，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。 一笋日 伶哪 名 签 年 苦 髟 作 文 仞 论 ： 位 期 学 同 重庆交通学院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。 本人授权重庆交通学院可以将本学位论文的全部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。 保密凹，在兰一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名 髓 惧 指导教师签名：铆缸，噬 ； 同期：口甜降岁月f 宫日 f _ | 期：川。叶年予月f f 日 第一章绪论 第一章绪论 汽车与交通运输的发展，推动了社会经济的进步，同时随着而来的交通事故 也成为社会的重大公害之一。自汽车问世以来到9 0 年代中期，全世界已经有3 0 0 0 多万人死亡。据统计，现在世界每年交通事故死亡人数约为7 0 万人。我国人口占 世界2 1 0 ，交通事故死亡人数占1 3 5 ，人均交通事故死亡人数约为世界水平 的l 1 5 ；机动车辆拥有量占全世界3 5 ，但车均交通事故死亡人数是世界水平的 3 8 8 倍。我国近三年来道路交通事故情况【4 8 】，如表1 1 所示。 表l - 1 我国近二年来道路交通事故怙况 事故总数( 万)死亡人数( 万)受伤人数( 万)直接损火( 亿元) 2 0 0 1 年 7 5 51 0 6 5 4 53 0 9 2 0 0 2 正7 7 31 0 95 6 23 4 2 2 0 0 3 矩6 6 81 044 943 3 7 美国调查发现，在7 50 0 0 件意外交通事故中，8 8 是由不安全动作所致，1 2 则由不安全环境所致。经分析，有9 8 的事故是可以预防的，只有2 的事故是人 力不可以抗拒【2 】。为此，分析研究交通事故特点，抑制交通事故，减少道路交通事 故危险程度是一项紧迫和重要的研究工作。 交通事故统计表明：由于人的因素造成事故约占8 0 8 5 ，车辆因素造成 的事故约占5 1 0 ，道路因素造成的事故则占1 0 左右。在道路交通事故中， 道路因素主要包括：1 ) 道路的线形；2 ) 道路平面交叉口；3 ) 线形组合；4 ) 路 基路面；5 ) 交通标志标线等。欧洲联合经济委员会在关于预防道路不幸事件问题 的研究中指出，7 0 的事故是由于道路的缺陷所致。经过研究表明：约有5 0 的交 通事故，通过对现行道路的改善可以避免发生，或减少其伤害程度1 4 j 。尽管道路交 通事故存在其随机性，但在实际情况中，总是存在某些地点或路段屡屡发生性质 类似的交通事故，这些地点和路段就是道路中的事故多发路段。事故多发点的定 义如下：事故多发路段指在给定的统计周期内( 卜3 年) ，路网中某些地点对应某 种算法得到的事故发生水平评定指标明显高于类似地点、类似交通状念下区域路 网上的平均指标。在道路事故多发路段治理和改善过程中，最关键的就是确定事 故多发路段的位置。我国目前对危险路段的识别和改造还没有受到足够的重视， 其研究内容也十分有限。道路管理部门在处理和分析交通事故中过分强调人的因 素，割裂了人一车一路体系因素之f 日j 的相互联系，特别对道路在安全中的作用认识 不足。过去和现在的多数交通部门的重点也都在加强道路的修建，而对道路的养 护、管理、安全的改进也相对十分薄弱【4 j 。 第一章绪论 1 1 事故多发路段在交通安全中的影响 由于汽车工业的迅速发展，道路上的交通量也迅速增长。实则，汽车所使用 道路很多是按过去道路技术标准修建的，在很大程度上道路提供的行驶条件已经 不能满足现代汽车的运输要求。事故多发路段主要是以下两种情况：一是设计指 标不满足技术标准要求的路段；二是道路提供的行车条件突然降低的路段。 事故多发路段的特点，除了在路旁有悬崖峭壁的山区道路以外，只有很少的 情况下，其危险性能够引人注目，大部分道路的危险性是很难察觉得到的。下面 列举道路交通事故多的最典型的路斟2 1 ： 行车部分宽度不足 行车部分的宽度小于或等于道路路面宽度的桥梁；公共汽车停车站附近没有 专门路面加宽的路段：居民区、商店、机关或机关附近没有停车场：路面较窄， 特别是未加固路肩的路段； 平面与纵断面视距 采用小半径曲线的纵断面凸形转坡点；路基边缘有密林、居民点或林荫道树 木的小半径平曲线；附近有公共汽车停车站等物的道路交叉口；纵断面中约为同 一坡度、能看到很长距离的路段上，有局部较低( 沉陷) ，看不见对面来车的地方： 道路方向突然急变 次要道路与主要道路的曲线段相连接， 直线延伸的印象；路线与小河或铁路直交， 纵断面竖向转坡点后的急转弯； 对行车不作管理的交叉口 使驾驶员产生主要道路产生主要道路 路线作之字形转弯；平曲线起点位于 具有大量左转弯行车的平面交叉口； 缺乏制动和起动的变速车道 左转与右转车道直接连接到立体交叉口的行车道上。公共汽车的停车站没有 平顺的与行车部分相连接； 陡的上坡与下坡 在交通流组成中具有很大部分慢车的陡上坡道；长下坡的坡脚有小半径曲线 或有地方通路的交叉口：陡下坡坡脚与地方道路相叉。 在实际的道路改善，常常是不改善道路平纵断面与加宽路基，而只是改善路 第一章绪论 面。在道路仍然留下视距不足，纵坡配合不良、桥、小半径的凹形竖曲线最低点 位于桥上等路段。不改善道路平纵断面的道路改建，可能会使道路交通事故数量 增加2 0 2 5 。这是由于路面改善以后，保证道路各组成部分的车速之间的不适应 性急剧增加。 目i i f ，提高事故多发路段的安全性，通常采用的方法有两种：一是改进；二 是限速。限速通常是一种经济性差，且难以达到目的的方法。因为限速只有在驾 驶员严格遵守限速标志要求的前提下j 能有效的减速和减少交通事故，而且限速 会带来降低运输效率的负作用。因此，限速不宜作为长久管理措施。作为治本之 策，当首推改善事故多发路段1 2 3 1 。 改善事故多发路段的的前提是识别出道路的多发路段的位置，对于在用道路 还存在改善的优先次序的问题。如果能够识别出事故多发路段位置和确定改善次 序，将可以大大提高道路改善的准确性和投资效益，及时、准确掌握道路危险路 段分布和形成原因，合理改善，实现提高道路交通安全水平的目的。 1 2 事故多发路段识别研究方法 目前，识别事故多发路段的主要方法有：事故频率法、事故率法、矩阵法、 质量控制法( q c o ，当量总事故数( e t a n ) 、临界率法( c r m ) 和交通冲突技术( t c t ) 等【2 3 1 。 事故频率法统计一时间段内的交通事故绝对数据，选取一临界事故次数 为识别标准，如果某一路段的事故次数大于临界值，则被认为是事故多发路段。 该方法的优点简单直接，容易应用，但没考虑交通量和路段长度的影响。适用于 识别较小交叉口或街道、道路系统。 事故率法对路段而言，以每年百力车公罩的交通事故次数作为评价标准， 多交叉口则以百力车的交通事故次数作为标准。当路段或交叉口的事故率超过某 一可接受的临界值，即认为是事故多发路段和交叉口。虽然考虑了交通量和路段 的长度，但其不能准确描述交通量、和路段和交通事故率的关系。 矩阵法结合事故频率法和事故率法作为识别标准，水平轴代表事故次数， 纵轴代表事故率，每一路段在矩阵上表示为一矩阵单元，矩阵单元的位置就表示 路段的危险程度。优点在于可以根据使用者的需要确定矩阵的大小，但是该方法 只表示了路段的危险程度，而不能对低事故次数高事故率与高事故次数低事故率 作出质的区别。 质量控制法首先假设各路段事故次数服从泊松分布，将路段的事故率与 相似路段的平均事故率进行比较：根掘显著水平建立认为是事故多发路段的综合 第一章绪论 4 事故率的上、下限，如果路段的事故率大于上限值则认为该路段是事故多发路段。 该方法比传统统计方法要好，但没有表明事故多发路段改善优先次序，也没考虑 事故的严重程度。 当量总事故次数法基于受伤与死亡事故的次数及严重程度，通过计算方 法赋予受伤及死亡事故的权限来计算事故的严重程度。该方法没有考虑交通量和 路段的长度，同时权值对结果的影响很大。 i 临界率法首先选取道路使用者所能容忍最高事故率的临界率：根掘显著 水平，对任一给定的路段的事故次数给出相应事故多发路段最低事故率。当某一 路段的事故率超过对应的临界率，即认为是事故多发路段。因为，能够选取不同 的危险率，该方法能够确定事故多发路段的改善优先次序。 交通冲突技术应用冲突技术对路段交通状况进行冲突观测分析，采用危 险度作为评价指标。根据冲突的类型对应事故后果，计算l 临界值时采用不同的权 重。当某一路段的危险度超过对应的临界值，即认为是事故多发路段。 近年来，有学者提出将事故多发路段的识别划分为宏观和微观两个不同的层 次，即路网上的事故多发道路和某一条道路的事故多发路段。对于路网级和项目 级分别采用不同的程序和方法识别。路网级采用质量控制法，其评价指标为车公 罩事故率；项目级在路网级识别基础上，采用累计频率曲线法，根掘交通量变化 大小，评价指标分别为公罩事故率和车公罩事故率【4 3 1 。 综上所述，目前识别事故多发路段的方法大都是依赖对交通事故的历史数据 进行分析。尽管以交通事故的历史数掘作为评价方法的基础有其优越性，但是， 所要求的交通事故的历史数掘比较长，交通条件也随历史的变化有所变化，因此 不同历史时期的交通事故数据也有所不同，不适合现实的识别：再则对交通事故 数据的统计也存在不完善，一些较小的事故并未进行记录，造成数据的不准确。 还有，通过历史数掘作为识别事故多发路段的依据，事故路段在识别研究之前已 经发生，造成了不可挽回的人员伤亡和经济损失。 1 3 事故多发路段的计算机仿真识别 为了减少道路交通事故和提高道路交通安全水平，对道路交通事故进行预测 十分必要，从而预防交通事故的发生和降低交通事故发生率。道路因素在交通安 全中不可忽略，必须从道路的规划设计、施工建设和投入使用后的管理监控进行 研究分析。道路设施建成后的安全质量由道路规划设计和施工质量所决定。如果 道路在设计和施工中存在安全隐患，那么就很有可能在投入使用后直接或j 日j 接造 成交通事故。道路设计虽然按照道路设计标准和规范，但规范只能代表一个时期 的安全水平，另外使用规范的人设计水平和方法也有不同。例如，道路的线形设 第章绪论 计不符合驾驶员的驾驶习惯和心理：设计车速中重要参数道路抗滑性能未考虑当 地一年时间内的季节气候的变化。在道路施工过程中，更多的考虑经济因素，而 往往忽略或降低道路的安全水平。例如，道路的施工质量( 如几何形状参数、路 面抗滑性能等) 在施工过程中不能做到及时、有效和准确的检验。显然，通过历 史数据识别设计和施工中道路的事故多发路段的办法是不可能的。道路投入使用 以后，通过已发生的交通事故进行统计和分析，能够识别出部分事故多发路段， 但改善投入的资金高，而且改善之前已经造成很大交通事故的损失。另外，随着 建成道路的运营，道路的性能( 尤其路面) 也会随时间发生变化，从而存在潜在 的事故多发路段出现的可能。原不是事故多发的路段和以前治理过的事故多发路 段，经过一段时f b j 后，有可能成为或再次成为事故多发路段。 为此，应事前在道路建设前就对潜在的事故多发路段进行识别，检验道路的 设计和施工的安全质量；对于在用道路，必须识别事故多发路段和确定改善的优 先次序，进行及时治理和改善，并预测可能出现的新的事故多发路段从而制定预 防性措施。随着计算机技术的发展，计算机仿真技术在汽车动力学研究中得到不 断发展和应用。事故仿真技术。为道路交通事故多发路段的识别提供了一个有效 的方法和手段；既能从交通事故中道路的安全因素角度出发识别和预测事故多发 路段，又避免了现实中交通事故的损失。 在非混合交通的道路上，利用汽车在行驶状念进行仿真，评价道路每个点上 的安全水平，从而确定对整段道路进行安全评价，找出整段道路的事故多发地段。 1 4 本文研究的主要工作 本文的主要内容：研究道路条件等因素在道路交通事故中的影响；建立道路 信息数掘库：研究分析汽车在不同道路条件和不同行驶方式时的汽车受力，建立 多自由度的汽车运动学模型：通过编写仿真软件并使用该软件，找出可能发生交 通事故的地点，分析出道路的危险路段。 i 建立数字化公路信息数据库。本文主要通过研究道路因素在交通安全中影 响，确定道路的事故多发路段。道路安全信息库的主要功能就在于提供汽车行驶 位冒的道路条件。仿真研究中道路信息的必须以数字的形式传递给仿真模型。因 此，必须参考规范建立一条数字公路，按照适合的数据结构将道路信息存放到数 掘库中。采集道路信息的步长和数掘库的结构对仿真结果的精确度有很大影响。 这个问题将在仿真程序的编制和调试中，结合实际逐步解决。 2 分析汽车行车受力和建立仿真模型。为了描述汽车在道路上行驶时的运行特 性，必须选定适合的模型化方法和自由度数量。研究分析汽车在不同道路和不同 第一章绪论 6 行驶方式时的汽车受力，建立多自由度的汽车运动学模型。除了考虑汽车纵向、 横摆和横向运动以外，还要考虑汽车侧倾和理想化的车轮运动，以及轮胎非线性 特征。整个仿真模型包括两大部分：事故仿真模型和事故多发路段判定模型。事 故仿真模型主要研究汽车在道路上的运行状态和分析其稳定性。事故多发路段判 定模型主要研究分析仿真事故数据，判定和识别道路中的事故多发路段位置。 3 编写仿真识别软件。 采用的是模块化结构的方法和面向对象的系统结构法相结合的方法，进行仿 真程序的设计，利用面对对象的设计方法进行界面设计。再通过编程、调试、运 行并校验完成整个应用软件的设计工作。在本文中，编写软件的工作是一个很重 要的一部分。仿真软件主要用于仿真模型的检验和封装、仿真事故的模拟以及事 故多发路段的识别。 第二章道路交通安全因素分析 第二章道路交通安全因素分析 交通事故是伴随着机动车的出现而产生，不仅危及人民的生命安全，同时还 造成大量的社会物质财富的损失。为了防止或减少交通事故的发生，确保行车安 全，就有必要通过科学认识交通事故特征，分析交通事故的各种原因，研究道路 交通系统中人、车、路、环境和交通管理五个方面的关系，找出道路事故发生的 客观规律。 2 1 道路交通系统及因素分析 按照道路道路交通事故处理办法中第2 条的规定，道路交通事故，是指 车辆驾驶人员、行人、乘车人以及其他在道路上进行与交通有关活动的人员，因 违反中华人民共和国道路交通安全管理条例和其他道路交通管理法规、规章 的行为，过失造成人身伤亡和财产损失的事故。 关于道路交通事故的形成原因，目前较普遍的看法是：事故的主要原因是人 为的，且主要为驾驶员的失误和错误操作所造成。国内外关于道路交通事故形成 原因的统计结果为：8 0 8 5 的道路交通事故为驾驶员因素所造成，5 1 0 为车辆因素所造成，l o 左右为道路因素所造成。根据这一统计结果表明，驾驶员 是导致交通事故的主体因素，道路是次要因素。但是，运用系统论的观点对统计 结果进行客观、理性分析后发现，此统计结果存在夸大驾驶员责任而忽视道路条 件在预防( 或诱发) 道路交通事故中的影响作用的倾向【4 j 。 按照系统论理论的观点，道路交通是由人( 驾驶员与行人) 、车、路、环境和 交通管理五要素构成的一个具有特定功能的闭环系统。一般的驾驶过程是：驾驶 员首先从外部获取信息，并依据获取的信息作出相应的决定且通过操纵机构传递 给汽车，使汽车产生相应的运动；同时，驾驶员根据道路条件及汽车瞬时的运动 轨迹，以使汽车安全、正常的行驶。显然，对于确定的人( 驾驶员) 和车，在人、 车、路、环境和交通管理构成一个特定的闭环系统后，各要素之间就产生了相互 依赖、相互作用和不可分割的联系。每一个要素对道路交通系统产生着影响，同 时这种影响又与其他要素紧密相关。从此意义上讲，道路交通系统是一个涉及人 ( 驾驶员) 的行为和道路环境的复合动念系统【2 3 1 。在道路交通系统中，驾驶员是 主体，起主导作用。车辆是工具，道路是道路交通赖以存在的基础设施，特定的 交通环境影响因素。这些对安全行驶起着保证作用，是车辆行驶中的重要信息源， 是交通系统中不可缺少的环节，各环节可用图2 - 1 表示。 在人一车一路体系中，一般用如下的抽象关系来描述事故的产生： a = f ( p ，v ，月) ( 2 1 ) 式中，a 一发生交通事故的行为； 第- 章道路交通安全冈素分析 p 一影响到交通安全的人的行为： v 一影响到交通安全的车辆行为 r 一影响到交通安全的道路行为； 实施动作 印辆 行驶状况 振功，述度曹 操纵机构状况 安个装簧 动力特性 制动傩能等 信息序 j 道路条i f j ： 道路线形 路面状况 信号、安 个、照明 设施 交通管理 交通琉导、设 置与管理交通 安个设施、驾 驶员考核苜 剀2 - 1 汽下行驶系统图 环境 邀路服务水平、 午速、气候条 刊( m 、雾、 葺、能见度) 扎人的变通患 识毓观酱 汽车的安全行驶实际上是人、车辆、道路、环境、交通管理等要素和谐统一 的结果。在道路交通系统中，驾驶员虽是影响道路交通安全的活跃因素，但就驾 驶过程而言，驾驶员的任何主动行为都时刻受到车辆、道路因素的作用与约束。 汽车行驶的实际过程表明：当车辆因素一定时道路因素对驾驶员在驾车过程中 汽车的安全行驶具有重要的作用，不良的道路条件很容易诱发道路交通事故。对 绝大多数道路交通事故而言，一起交通事故的形成与发生，并非仅仅是由人( 主要 为驾驶员) 、车辆、道路、环境、交通管理血要素构成的交通系统中的某个单一要 素失控所致，而往往是其中两个或两个以上要素共同作用的结果。驾驶员具有意 识，其任何行为都具有主动性，在行车时对驾驶过程中各种因素的变化应立即有 所反应，在一定程度上应该预见其可能出现的后果，并用相应的方式补偿因这些 因素变化而产生的影响，以确保安全行驶。人、车、路、环境和交通管理成了道 路交通一个大的系统，交通事故就是这个大系统中的一个或一个以上的因素超过 正常情况而达到系统不能容纳的时候导致的产物，是交通活动过程中的附属物【2 j 。 道路交通安全系统是一个相当宽容的系统，它允许驾驶员、车辆、道路、环境和 交通管理等因素在系统失灵或发生交通事故f i 有较大的范围的变化。即，系统的 某个因素发生变化或失调并不一定发生交通事故，如驾驶员驾车过程中碰到意外 觉官 感器， 蝴愁 驾0 _ 啊 n 理态 坐状一 第二二章道路交通安全因素分析 9 情况，只要驾驶员币确判断和操作，事故是可以避免的。发生交惩 故- 一定是一 个或一个以上因素不协调造成的。交通事故是各种交通因素失调f i ji 合体现，因 而可以有层次的分析交通事故的成因，将产生交通事故的原因分岁j 接原因、中 日j 原因和直接原因( 如图2 2 ) 。直接原因是错误动作或车辆机械j鼍、腐蚀和材 料的疲劳等现象造成的突然断裂：中间原因是指易产生错误动作f i境，包括道 路环境、车辆运行状态以及驾驶员自身的状态：i 日j 接原因则是交j统的基本条 件，即驾驶员自身条件、道路条件和车辆条件。前联邦德国和瑞：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 1 f影响因子。 道路交通的安全与否，取决于人、车、路、环境和交通管理等道f煎绥占系须 的各个环节连续的协调工作。由于诸多复杂因素的影响，因此不免的要发生 交通事故。 巾日j 原闪 ，物损 问接原冈 - 直接原闪 - 交通书做 t 伤亡 圈2 - 2 事故冈果圈 2 1 1 人的因素 人既是交通事故的制造者，又是交通事故的受害者。同时，乏通修全中 的一个能动因素，所以人是交通安全的主体。这罩说的人包括驾g骑车人、 行人和乘车人等。从道路交通事故原因分析来看，因行人过失原匕1 # 彭。g 比 例不是很大，而6 0 一7 0 是由于驾驶员的过失而造成的。所以，la 遥交通安、7 全的关键，通过视觉等感官收集驾驶所需要的信息，根据驾驶遇至号况进行加 工处理判断，不断修证之前的操作，及时采取有效必要的指令，嬗几械装置对 车辆进行控制使其安全行驶。驾驶员根掘感官收集信息，判断车运j 珐方向、 加速和减速。然而驾驶员在驾驶过程中遇到众多有效与无效和时蕉化的信息， 由于紧张疲劳、思想麻痹、注意力不集中、操作失误等原因，导致 通事故。由 于，人类在长期进化过程中形成了j ；| ：境适应能力，能很好的适应步速度条件下 的活动，却难以适应现代交通工具的高速运动。人对外界条件的有彰i 适应能力 与现代交通工具的高速之j 日j 的矛盾，使人容易在现代交通中出现各 失误。这些 失误主要表现在：反应迟缓、判断不准、操作失误。( 见表2 3 ) 美国印第安大学大众卫生研究所对交通事故的成因进行过分知，得出的结论 是，由于观察错误所引起的交通事故占4 8 1 ，因判断错误引起的占3 6 0 ，因 第一二章道路交通安全冈素分析 o 操作等其它原因引起的占1 5 9 。 表2 - 3日本驾驶员责任事故的原冈分析 什数 内在冈素、 交通事故次数 构成率( ) 察觉迟缓 6 5 6 5 9 6 判断错误 3 8 43 4 8 驾驶错误5 34 8 其他因素 9 o 8 合计1 1 0 2l o o o 由驾驶工作过程可知，信息收集是币确驾驶的前提。据分析，各种感觉器官 接受信息数量比例：视觉为8 0 、听觉为1 4 、触觉及嗅觉为6 。由此可见， 视觉是获取信息的主要器官，对其驾驶操纵的影响最大。在驾驶员操作汽车时， 观察周围环境后必须对外界信号刺激作出汇确反应，并协调自己对诸因素的动作。 衡量反应的一种指标是反应时间。驾驶员在1 秒中所能接受的因数数目： e = m v ( 2 2 ) 式中：m 在驾驶员的视线长度为l ( 米) 的集中区纵深范围内，其器官 能够感觉到的因数数目。 v 行车速度，米秒 汽车以不同的速度行驶时，在单位时f 日j 内落到驾驶员视野的目标数随着速度 的增加而增多。而驾驶员辨别与反应所有信息的可能性是有限的，因数数目越多， 驾驶员的反应时间就越长。另外，反应时间长短还和信号的刺激强度、空间特性 ( 大小、位置等) 、人体状态( 年龄、饮酒后等) 相关。如果反应时f 、日j 过长，汽车 发生紧急情况后，驾驶员可能柬不及做出补救措施而导致事故的发生。驾驶员的 反应时问应为反应时问、判断时间和动作时j 日j 的总和，考虑到其他因素，其值应 为2 5s 左右；若不考虑动作时问，即只考虑前两者，大约要2s 。 2 1 2 车辆因素 虽然，由于车辆原因的交通事故在所有交通事故中所占比例并不高( 通常都 在1 0 以下) ，但一旦发生，其后果却比较严重。这类事故通常是出于刹车失灵、 机件失灵和车辆装载超高、超宽超载及货物未栓牢等原因造成。另外，由于车辆 长时问运行过程中，对各种机件的反复交变作用，当超过一定的限度时，车辆也 突然发生故障而酿成交通事故。车辆生产厂家所赋予车辆的安全质量包括避免事 第二二章道路交通安全冈素分析 故的能力和降低事故发生后对人身伤害。前者主要是车辆制动、转向系统的性能、 驾驶室视野和前照灯配光性能等；后者主要取决于有无可靠的安全防护装置，如 座椅安全带、缓冲防撞装置、安全气囊等。车辆的后期使用必须进行及时维护和 修理，以保证车辆安全行驶的必要条件。车辆管理可以通过必要的行政和法律对 车辆生产、运行进行安全引导和约束，从而控制车辆的使用安全性能等。车辆事 故不可能在没有预兆的情况下发生，必须平衡好维护与生产的关系，防患于未然， 彳能够使车辆持续安全生产，达到最大经济效益。 对于既定技术性能的汽车，在不同道路上其安全性能也不同。同样，对于既 定道路而言，不同汽车所具备的技术性能相对的安全水平也不同。车辆可靠性主 要体现在操作机构、安全装置、动力装置、转向性能、制动性能等方面。安全装 置性能可通过制动装置、灯光装置以及安全所必须的转向指示器等设施是否齐全、 可靠来确定。 2 1 3 道路因素 道路作为构成道路交通安全的基本因素，对安全交通的影响不容忽视，在某 些情况f ，它们可能成为导致交通事故的主要原因。道路与环境构成了车辆和人 的外部条件，外部条件直接影响车辆运行的好坏和安全；人必须根掘外部条件的 变化，改变车辆运行状念适应外部条件，达到人、车、道路和环境的一致协调。 车辆在道路表面运行，依靠是车辆的轮胎或履带与路面发生的摩擦力，从而 决定道路条件对行车安全的重要性。首先道路的形式必须满足交通的需要，如行 人密度大的地方应有足够的人行道：混合交通大的道路应将机动车辆与非机动车 道分丌。其次道路的线型，包括平面和纵面线型，应满足车辆性能的需要，如平 面曲线半径、弯道超高、视距、纵向坡度等，这些指标对车辆转弯、会车、超车 的安全有直接影响。还有路面状况，比如路面的附着率能力，直接影响车辆的制 动效果、制动稳定性及转弯的安全；交叉路口的设计的不合理会增加通过车辆相 撞的机会。此外，道路的修护和养护也不容忽视，因路面的塌陷、翻浆、积水等 原因酿成的交通事故也很多。 ( 道路因素对道路交通安全的影响将在本章2 2 中具体介绍。) 2 。1 4 环境因素 环境在交通安全中包括交通环境和自然环境。 在影响驾驶员行车的交通环境因素中，交通量的影响起着主导作用。交通量 的大小直接影响驾驶员的心理紧张程度，也影响交通事故率的高低。在交通量小 时，车辆的行驶主要取决于道路条件和车辆本身性能。随着交通量的增大，由于 车辆i 、日j 的相互干扰，互成障碍，超车不当，避免不及，常导致交通事故。再则， 第二章道路交通安全因素分析 2 由于各种机动车之 日j 以及与非机动车的都有差异，所以，混合交通混杂程度也是 交通事故率高低的重要原因。另外，车辆速度越束越高，运行效率提高，对车辆 性能的要求也提高，与人的反应速度之间形成尖锐矛盾。所以限制速度，有利于 事故发生率减少。 自然环境即风、沙、雪、雾、雨等天气因素，在不好的天气下，人的感官能 力( 如视觉能力) 受到极大的限制，而且车辆的性能( 如刹车性能) 大大降低。 2 1 5 交通管理因素 交通管理是有关部门根据具体交通现象所采取的一系列针对性的措施。交通 管理目的在于协调人、车、路在交通中的相互关系，保障交通的畅通和安全。交 通管理的范围包括：机动车驾驶员考核、发证、审验；交通安全宣传教育；机动 车登记、发放牌证以及机动车的安全检验；交通指挥疏导、维护交通秩序、处理 交通事故；清除路障、设置与管理交通标志、标线等设施。交通管理的完善与有 效程度，对其所创造的交通环境的优劣，并进一步对交通事故的控制，其影响都 十分大。 2 2 道路因素与道路交通安全分析 法国国家保险公司在详细研究了1 0 6 4 个道路交通事故实例后认为一些通常 被视为因驾驶员的失误与错误操作导致的交通事故背后隐含着相当比率的道路因 素：在认定的因驾驶员的不良生理状念( 如疲倦、生病、酗酒等) 为原因引起的事故 中，由于不利的道路条件促使事故发生的占4 0 ；在认定的因驾驶员的操作失误 ( 如不f 确的超车等) 为原因引起的事故中，由于不利的道路条件促使事故发生的占 4 l ；在认定的因驾驶员的判断失误( 如过高的车速、制动距离判断不j 下确等) 为 原因引起的事故中，由于不利的道路条件促使事故发生的占3 4 【”。 道路设计虽然按照道路设计标准和规范，但规范只能代表一个时期的安全水 平，另外使用规范的人的设计水平和方法也有不同。据前联邦德国的统计资料按 1 0 0 万车公罩计，对于干线公路，用新的设计方法设计修建的道路的交通事故发 生数量仅是用老的设计方法设计修建的道路的交通事故发生数量的3 4 4 ，对于 其他公路用新的设计方法设计的道路的交通事故发生数量是用老的设计方法设 计的道路的交通事故发生数量的7 8 4 ( 见表2 - 4 )。在美国，根掘美国道路与 运输组织工作者协会1 9 6 7 年制定的考虑交通安全的道路设计与养护条例设计 修建的道路，其交通事故数量大大减少。 从有利于道路交通安全方面讲，良好的道路因素的含义应是指在道路规划设 计过程中充分考虑驾驶员的心理、生理特点、并使驾驶员在驾驶过程中能始终保 持适当紧张度的道路及环境。 第- 二章道路交通安全冈素分析 表2 4 德国新1 日设计方法的1 0 0 万公里事故数对比表 2 2 1 道路线形几何要素与道路交通安全 一直线 直线是道路线形设计中最常见的线形，它简单明了，视野宽阔，有足够的行 车视距。但过长的直线段易使驾驶员因景观单调而产生疲劳，导致注意力分散、 反应迟缓，一旦遇见紧急情况，常因措手不及而肇事；另外，驾驶员在长直线路 段容易丌快车，致使车辆在进入直线路段术段后的曲线部分的速度仍然比较高， 若遇到弯道超高不合理或其它偶然干扰，往往导致车辆倾覆或其它类型的交通事 故。 实践证明，过长的直线事故率往往是比较高的。所以长直线是不好的线形。 一般情况下，道路直线段的长度要受到限制。有人曾建议用2 0 倍计算行车速度的 绝对值( 以m 为单位) 来控制直线长度。 二曲线 曲线是高速公路的重要线形。由于曲线( 各种不同半径的平曲线、竖曲线) 及其 组合的多样性，使得曲线对交通安全的影响比较复杂。掘美国公路部门统计，在 弯道上发生的事故约占全部事故的1 0 以上，特别是与陡坡和路面滑溜等情形加 在一起时，发生在弯道上的事故要比直线上多。 ( 1 ) 平曲线平曲线通常是一段圆弧，这种线形富于变化，具有较好的视 线诱导作用，在其上行驶时，驾驶员须不断地调整行驶方向，能很好地引起驾驶 员集中注意，不易发生松懈疲劳；而且平曲线能较好地利用地形，使线形变化自 然、有节奏。平曲线路段与交通安全紧密相关的重要因素有：最小曲线半径、超 高、视距等。 平曲线半径如果过小，车辆转弯时所受到的横向力会导致车辆侧滑或 倾翻，同时驾驶员的行车视距变小，视线盲区增大。英国学者的调查表明， 平曲线曲率愈大，事故率愈高，尤其是曲率 i o 时，事故率急剧增加，如 表2 5 所示。因此，一般情况下，平曲线都应采用较大的半径。 平曲线长度如果过短，使驾驶员操纵感到困难，且容易产生视觉错觉， 第二二章道路交通安全因素分析 同时离心力的作用也使驾驶员和乘客感到不舒适。 表2 - 5曲率与交通事故率 曲率 o 1 92 3 94 - - 5 96 , - , 5 9 1 0 1 4 9 1 5 事故率 i 6 21 8 62 1 72 3 68 4 59 2 6 ( 次1 0 5 下k m ) 平曲线超高