（载运工具运用工程专业论文）高速公路交通灾害预警管理系统研究.pdf

苎堡堡三查兰竖主兰篁堡苎 一 摘要+ 交通安全、灾害防范是不同交通方式发展的先决条件。本论文力图以交 通复杂性较高的高速公路为代表，探索交通灾害规律和预警预防机理。 发展高速公路是国家经济现代化的必然趋势。2 0 0 2 年我国高速公路通 车里程已达2 5 2 万公里。覆盖全国范围的以高速公路为主骨架的高等级公 路网络正在逐步形成，极大地方便了人民群众的生活。随着高速公路交通的 发展、汽车傈有量的持续增加，尽管修建了大量的交通设施，但是，交通拥 挤阻塞、交通安全状况仍然十分严重。高速公路交通在给人民群众带来便利 的同时，也带来了交通事故、环境污染等负影响，有些负影响还是非容忍性 的。 本文是国家自然科学基金资助项目“交通灾害预警系统研究”在高速公 路预警方面研究成果的总结。它以高速公路交通灾害为研究对象，从交通系 统角度出发，通过实证调查，在社会综含管理意义上研究高速公路交通灾害 的发生机理和发展规律，建立能够预警预控交通灾害的高速公路预警管理系 统，研究交通灾害的客观发生规律及其与交通正常状态的转化关系，提出保 持高速公路交通长期处于正常状态的“安全”机理。这对在复杂的交通环境 下防止交通灾害或妥善处理交通灾害具有直接操作价值，并且对构建高速公 路现代化的经营管理机制和提高现有管理水平具有现实意义。 本论文完成的主要工作与成果如下： ( i ) 通过较为全面的文献检索与查询，把握国内外相关学科研究。从 目前相关研究成果来看，现有研究大多处于部门分割之中，从灾害学和社会 管理学角度对高速公路交通灾害进行系统分析、展开预警研究目前尚较为缺 乏： ( 2 ) 对我国高速公路交通灾害状况进行了实证调查与分析。通过对高 速公路交通安全、高速公路行驶车辆、驾驶员素质、高速公路交通环境和运 营组织等方面现状的调查分析，归纳出我国高速公路交通安全要素的特点与 存在的安全隐患，分析了高速公路交通灾害的成因和致灾机理，并建立了高 速公路交通灾害成因分析的s d 模型，测试证明该模型可以用于对高速公路 本论文得到了厨券自然科学基金项茸“交通灾害硬警系统研究”( 7 9 5 9 0 l l i ) 的赉助 i 武汉理工大学博士学位论文 交通安全展开成因分析： ( 3 ) 提出了构建高速公路交通灾害预警管理系统的基本原理。即运用 预警管理理论，构建了高速公路交通灾害预警管理系统的理论框架，包括预 警系统的组织模型、组织机构、管理体系、预警模式、系统总体评价指标、 预警信号设计以及信号的输出方式等； ( 4 ) 建立了一系列的数学处理模型。即分别针对不同类别的高速公路 交通灾害构建了三级评价指标体系，运用神经网络模型进行统计量预测和补 足、运用基于层次分析法的模糊综合评价模型建立了交通灾害指标体系的处 理模型： ( 5 ) 利用a c c e s s 、e x c e l 和v b 6 0 ，编制了基于高速公路交通安全的 交通灾害预警管理系统应用软件。为了在有效预防高速公路交通灾害和降低 灾害损失方面更具有操作性和实用性，论文以a c c e s s 、e x c e l 和v b 6 0 为 工具，编制了相应的系统应用软件。 关键词：高速公路，交通灾害，预警管理，系统 蔓竖型三查兰堕主兰堡堡兰一 a b s t r a c t 。 t r a f h c s a f e t y a n dd i s a s t e r a g a i n s t i st h e p r e c o n d i t i o n o fd i f f e r e n t t r a n s p o r t a t i o n m e t h o d t h i st h e s i si d e st od i s c u s st h ef r e e w a yt h a ti s m o r e c o m p l e xi n t r a f f i ca r e a sa st or e p r e s e n t ，a n dt oi n v e s t i g a t et h et r a f f i cd i s a s t e r r e g u l a t i o n t op r e v e n tt h em e c h a n i s mw i t ht h ef o r e w a r n i n g ， i ti st h ec e r t a i nt r e n do fm o d e r ne c o n o m yt od e v e l o pf r e e w a y b yt h ee n do f 2 0 0 2 ，o u rc o u n t r y sf r e e w a ym i l e a g eh a sc o m e t oo v e r2 5 2m i l l i o nk i l o m e t e r s f r e e w a ya st h em a i ns k e l e t o no fh i g h w a yn e tc o v e r i n gt h ew h o l ec o u n t r y i s c o m i n gi n t ob e i n gg r a d u a l l y i th a sp a r t i a li m p r o v e dt h el i v i n gs t a n d a r do f t h e m a s sg r e a t l y w “ht h ed e v e l o p m e n to ff r e e w a y t h ea m o u n to fa u t o m o b i l ei s i n c r e a s e d q u i c k l y a l t h o u g h t h e g o v e r n m e n t h a sc o n s t r u c t e dv a s to f i n f r a s t r u c t u r et h ec r a m p e d ，t h et r a f f i cs a f e t yc o n d i t i o n sa r es t i l lv e r ys e r i o u s f r e e w a yt r a f f i cb r i n g sc o n v e n i e n c e t op e o p l e a tt h es a m et i m ei tt a k e sn e g a t i v e e f f e c t sw h i c ha r et r a f f i c a c c i d e n t ，e n v i r o n m e n tp o l l u t i o n ，e t c t h ef r e e w a y c a l a m i t yi sn o to n l yt o u c h i n go nt h en o r m a lw o r ko fm o t o r w a yb u ta l s om a k i n g t h em a s ss u f f e r e dg r e a tl o s sl i v e sa n d p o s s e s s i o n s t h i sp a p e ri s s u p p o r t e db yt h en s f c ：“t h es t u d yo nt h et r a n s p o r t a t i o n c a l a m i t ye a r l y w a r n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ”f r e e w a yc a l a m i t yi st h i st h e s i s 。 s t u d y i n go b j e c t f r o m t h e p o i n t o ft r a f f i c s y s t e m a n di nt h es e n s eo f c o m p r e h e n s i v em a n a g e m e n ta b o u ts o c i e t y i ts t u d i e dt h eb a s i cr e a s o no f t r a f f i c c a l a m i t y , e s t a b l i s h e df r e e w a yf o r e w a r n i n gs y s t e m w h i c hc a nf o r e w a r na n d c o n t r o lt r a f f i cc a l a m i t y t h i st h e s i sa l s os t u d i e dt h eo b j e c t i v er e g u l a r i t yw h i c h h a p p e n e di nt r a f f i cc a l a m i t ya n d t h ec o n v e n e dw a yc o n c e r n e dt on o r m a lt r a f f i c c o n d i t i o n i tc a m eu pw i t ht h er e a s o no fk e e pt r a f f i ci nt h es t a t eo fs a f ea n d n o r m a lf o ral o n gt i m e t h i sh a sad i r e c t o p e r a t i o nv a l u ep r e v e n t i n gt r a f f i c c a l a m i t yh a p p e na n dd e a l i n gw i t ht r a f f i cc a l a m i t yi ni n v o l v e dt r a f f i cc o n d i t i o n s i th a sar e a lm e a n i n go nc o n s t r u c t i n gm o d e r no p e r a t i o nm a n a g e m e n t s y s t e ma n d i m p r o v i n gm a n a g e m e n t l e v e lo f f r e e w a y t h em a i nw o r ka n dc o n c l u s i o n so f t h i sp a p e rf o l l o w e da sb e l o w ： ( 1 )m a s t e rt h er e l a t i o n a ls t u d yf r o ma l lo v e rt h ew o r l d t h er e s e a r c ho f 。t h i s p a r r i ss u p p o r t e d b y t h e n s f c ：“t h es t u d y o n t h e i z a m p o r t a t i a ac a l a m i t y c w l y - w a m i n 8 删l n l g t s y s t e m ”( n o 7 9 5 9 0 1 1 1 ) n t 武汉理工大学礴士学位论文 t r a f f i c c a l a m i t yf o r e w a r n i n g f r o m v i e w p o i n t 0 1 1t h e c a t a s t r o p h e a n ds o c i a l m a n a g e m e n t i sf e w ( 2 )b a s e do nt h eq u e s t i o n n a i r ei n v e s t i g a t i o nf r o mc o n d i t i o no ff r e e w a y c a l a m i t y , d r i v e r s ，v e h i c l e s ，f r e e w a ya n dm a n a g e m e n t ，i ts y s t e m a t i c a l l ym a k e sa m e c h a n i s ma n a l y s i sa b o u tc a u s e so ff o r m a t i o no f f r e e w a yd i s a s t e r s ，a n ds e t su p t h es dm o d e lt oh e l pa n a l y s i s 。 ( 3 ) u s i n g t h e f o r e w a r n i n gm a n a g e m e n tt h e o r y , t h ef o r e w a m i n g m a n a g e m e n ts y s t e mo ff r e e w a yc a t a s t r o p h ei ss e tu p t h a ti st h ef u n c t i o na n da i m ， t h ew o r k i n gc o n t e n t ，o p e r a t i o np a t t e r n ，o r g a n i z a t i o ns y s t e m ，w o r kp r o g r a ma n d t h em o d eo ft h e f m s f c ( f o r e w a r n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m o f f r e e w a y c a t a s t r o p h e ) ， ( 4 )b a s e do nt h ef o u rk i n d so ff r e e w a yc a t a s t r o p h e ，t h i s p a p e rs e t su p t h r e el e v e l se v a l u a t ei n d e xs y s t e m t h e ni tu s ea r t i f i c i a ln e u r a ln e tt of o r ec a s e d a t a ，u s ec o n f u s em e t h o d st oe v a l u a t et h ei n d e xs y s t e m ( 5 ) f i n a l l y ，w i t ht h eh e l po fa c c e s s 、e x c e la n dv b 6 0 t h es o f t w a r eo f t h ef m s f ci sp r o g r a m m e d b yt h i sw a y , t h i sp a p e r t r i e st oo f f e ra no p e r a t e da n d u s e f u lm e t h o dt of o r e w a r n i n g f r e e w a yc a t a s t r o p h eo rr e d u c i n gt h el o s so f f r e e w a y c a t a s t r o p h e k e yw o r d s ：f r e e w a y , t r a f f i cc a l a m i t y , f o r e w a r n i n zm a n a g e m e n tr v t p m 此页若属实，请申请人及导师签名。 独创性声明 y 6 8 8 1 4 9 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武 汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示 了谢意。 研究生签名：啦日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件，允许论文被套阅和借阅；学校可以公布论文的 全部内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生签名：扯导师签名： 武汉理工大学博士学位论文 第1 章绪论 1 1 本课题的来源及背景 “高速公路交通灾害预警管理系统研究”主要以高速公路交通灾害为研究 对象，建立能够预警预控高速公路交通灾害的社会预警管理系统，并进行系统 效用评价。该课题来源于国家自然科学基金项目“交通灾害预警系统研究”( 批 准号：7 9 5 9 0 1 1 1 ) ，该项研究旨在通过对交通灾害及其预警机理的研究，来揭示 整个社会的交通系统如何“安全”运行的机理，为各种运输方式的交通事故与 安全管理防范提供统一的理论与方法指导。 高速公路事业的不断发展，极大地方便了人民生活，创造了可观的社会经 济价值，但同时也带来了一些负面影响高速公路交通灾害。每一起交通灾 害均造成严重的经济损失和恶劣的社会后果。据统计，交通灾害造成的人员伤 亡在我国损失居各种灾害之首，其中道路交通事故比例最高。仅从安全事放上 看，生产性事故占1 7 7 一2 0 3 ，交通事故占6 1 5 一7 6 2 ，其它事故之和为 5 一1 1 ( 这还不包括对环境造成的破坏损失) 。高速公路交通死亡人数逐年增加， 仅2 0 0 2 年就达1 0 万多人，其交通事故死亡率与国外发达国家相比是很高的， 如沈大高速公路1 9 9 3 年交通事故死亡率2 8 ，同期2 0 2 国道交通事故死亡率为 1 6 ，大大低于高速公路交通死亡率。1 9 9 8 年开通的福厦高速公路约l o o k m ， 1 9 9 8 年3 至6 月发生交通事故1 6 1 起，死亡1 6 人，受伤3 5 人，直接经济损失 2 8 1 万元。高速公路交通不但关系到道路的正常运作，而且也给人民群众造成了 极大的生命财产损失和沉重的社会影响。 所谓交通灾害是指事前不可预测的( 如检测设备的精度较低或目前尚缺乏 检测设备) 、或不易预防的( 如强台风、地震等) 、任意发生的( 泥石流等) ，并 将对高速公路正常运营的效率与效益产生巨大负面影响的事件，诸如重大交通 事故、浓雾、雪阻、水毁、火灾、道路病害、交通严重拥堵等。高速公路交通 灾害主要分成五大类，国内外现行的对交通灾害成因的研究分析也存在很大程 度的不足，主要表现为： 第一类交通灾害是自然灾害，如强台风、地震、大雾、泥石流等。这一类 武汉理工大学博士学位论文 灾害的形成主要是由交通系统的外部自然环境因素( 即不可抗力) 造成的。因 此，许多国家对这一类交通灾害成因的研究较少，基本处于“头痛医头，脚痛 医脚”的状态。日本阪神大地震给日本带来了巨大的损失，震后日本加强了对 交通基础设施( 包括高速公路) 防灾的研究和建设，其开发的灾时交通控制管 理系统对于在灾时进行有效的交通控制与管理起到了重要作用。 第二类交通灾害是指重、特大交通事故。它的形成既有自然因素，也有复 杂的社会、机械、人文因素；既有宏观规划建设因素，也有微观管理因素。如 道路系统规划设计中人的失误、车辆机械故障、高速公路管理措施失当等。现 行对事故成因的研究分析存在的不足主要表现为在一定程度上夸大了人为因素 的影响而忽略了其他因素( 如道路、车辆、环境等) 的共同作用。国外的统计 是：交通事故中人为事故占8 0 8 5 ，车辆因素造成的占5 卜l o ，道路因素 造成的则占1 0 左右。在我国的有关统计中，最后一项的比例更低。由此人们往 往得出结论：引发交通事故主要是人为因素，其他均为次要因素。事实上， 起交通事故的发生，不能把它看作仅仅是人车路因素中某一独立环节 失调引起的，而往往是两个或多个因素共同作用的结果，但在一般事故处理现 场只能确定其中一种作为主要原因，而道路环境条件这一重要因素往往被忽视。 以常见的高速公路上超速行驶为例，由此引发的事故似乎完全应该由驾驶员负 责。实际上，下列道路因素会诱使超速行为的发生：道路的线形是否合理? 直线段过长的路段上容易超速，有时驾驶员甚至是不自觉的；是否设置了适 当的警告标志? 交通标志设置不当。或虽已设置但所提供的信息不合理，也会 增加部分驾驶员超速行驶的可能性。通过大量的研究发现：事故的原因往往不 是单一的。德国和瑞士进行的分析得出结论是一起交通事故的诱发因素平均为 1 5 1 6 个。 第三类交通灾害是交通病害。道路交通病害是指道路因自然的、人为的损 耗导致道路不能正常使用或使用时造成其他灾害隐患较大的事件。交通病害又 分为交通拥挤堵塞、路基病害、路面病害、构造物病害、交通安全设旅病害等。 道路病害形成原因有外因( 车辆、自然等) 和内因( 设计不合理、养护不到位 等) 过去对高速公路交通病害的分析往往局限于工程领域，从社会学、管理学 角度对其提出预警尚未发现。 第四类交通灾害是环境灾害，它包括环境污染和植被破坏问题。环境灾害 问题不但关系到高速公路的正常运作，而且也会造成较大的社会影响。为了解 2 武汉理工大学博士学位论文 决这些问题，除了修建必要的道路基础设施外，人们还尝试了很多管理方法， 例如：安装汽车尾气净化器、改进道路信号控制、加大巡路密度等等。这在一 定程度上缓解了交通污染、植被破坏问题。可是在许多地方，这些方法实施的 规则是针对预先建立的日常重复的交通模式而制定的，并不能对问题做出动态 反应，也不能根据具体情况迅速改变交通处理准则。这些措施不仅成本昂贵， 而且其解决问题的效果十分有限，不可能从根本上解决问题。 其他交通灾害还有人为破坏造成较大社会影响或人财物损失等，由于这类 灾害具有不可预防性，不是本课题要研究的内容。 基于交通灾害的发生是一个社会性的问题，从技术上防范交通灾害发生的 同时，还需从社会管理角度进行减灾的防范，所以需要考虑从整个社会系统管 理入手，构建对交通灾害的预警管理系统，以此来降低由于交通灾害所引起的 生命财产损失与环境破坏。基于此目的，本博士论文选择了对高速公路交通灾 害产生机理进行分析以及预警管理系统构建与效用评价的研究。 本课题的研究，是一门多学科、多层次相交叉的边缘性研究。多学科性表 现在它将管理学、行为科学、社会学、经济学和数学等学科知识综合应用于高 速公路交通安全管理实践。多层次性表现在它综合研究人、车、路、环境以至 整个系统的失误失常规律，而且在研究其规律性时必须运用各学科的知识。本 课题的理论支撑是在现有安全管理和系统组织理论研究的基础上，在“使交通 灾害损失达到最小”思想的指导下将经济预警和交通安全原理运用在高速公路 安全管理中。 1 2 国内外研究状况 基于高速公路交通安全状况的严重性和较大的社会影响，国内外学者对该 问题进行过大量相关研究。概述如下： 1 2 1 道路交通安全管理研究 ( 1 ) 国外的道路安全管理研究 荚国、加拿大、英国、德国、日本、韩国等国家自五、六十年代起，各自 经历了经济高速发展，交通安全状况严重恶化的时期。近年来，这些国家道路 武汉理工大学博士学位论文 交通事故死亡人数，基本上都呈下降趋势，其中澳大利亚、法国、德国、荷兰、 英国在过去1 0 年中下降幅度很大。1 9 7 0 年至1 9 9 9 年，澳太利亚每1 0 万人死亡 率从3 0 4 降到9 3 ，而同期的每万台车死亡率也从8 0 降到1 5 。工业发达国家 道路交通事故死亡人数呈下降趋势，主要因为这些国家调整了道路交通管理模 式，颁布了一系列道路交通安全法规，制定了系统的道路交通安全计划等。美 国1 9 7 2 年的交通事故死亡人数为5 6 2 7 8 入，机动车保有量为1 2 2 3 0 万辆，而到 1 9 9 9 年，美国的机动车保有量达到2 1 1 5 8 万辆，道路交通事故死亡人数为4 0 8 0 0 人，尽管车辆保有量增长了7 3 ，但交通事故却减少了2 7 。在过去1 0 年里， 美国的车辆和人口都增加了两倍，但死亡人数却有所下降。这说明在车辆增加 的同时，只要增加安全投入，就可以把死亡人数降下来。 美国是对道路交通安全最早开展研究的国家，其早在2 0 世纪3 0 年代就成 立了世界上第一个交通研究机构美国交通工程师协会。该协会的研究成果 为保障美国道路交通畅通和安全、减少道路交通事故作出了巨大的贡献。美国 对交通安全研究非常深入，层次较高，主要侧重于应用研究，如汽车在道路行 驶怎样避免交通事故? 一旦发生事故如何减少伤亡? “。2 “3 “4 3 等等。 日本的道路交通事故控制能力是全世界最先进的，该国政府非常重视交通 安全的研究，1 9 7 1 年制定通过了交通安全政策法，实施5 年一次的“交通安 全基础项目”，推动了道路安全研究与治理在全国的广泛开展。此外，还在全国 范围内开展了道路交通事故调查、研究和治理，并于1 9 9 2 年成立了道路交通事 故研究所和数据分析研究所，将各处搜集的交通事故数据建立数据库，并从人、 车、路、环境等方面全方位、多角度地进行纵横分析，找出日本交通事故发生 的一般规律、特点和诱发事故的种种原因“，。 总体来看，世界各国交通安全的研究，其基本理论与实践都大体相同，即 通过研究交通灾害，发现其规律，采用交通立法制定交通安全管理规章，实施 交通过程的控制以防止事故和减少死亡入数、减少财产损失，达到“人人都感 到安全”的管理目标。在高速公路交通安全管理方面，不少国家已建成一套较 为科学的管理模式与方法，在控制事故率，特别是降低死亡率方面成效显著， 目前正向系统化、信息化、高速高效化方向发展。如韩国1 9 9 1 年时就开始探讨 在高速公路上开发与应用“新兴工业国家的智能汽车公路系统”，美国芝加哥 1 9 9 3 年已开始在高速公路上应用了先进的交通管理技术【9 l 。 这些欧美发达国家在加快高速公路交通安全硬件开发研究的基础上，制定 4 武汉理工大学博士学位论文 了道路交通安全所要达到的目标，如澳大利亚计划蓟2 0 1 0 年每i o 万人死亡率 下降4 0 ，即每1 0 万人死亡率达到5 6 左右。同时，各国为实现自己的预计目 标采取了相应的对策1 1 0 主要包括： 1 ) 强化对驾驶员的培训和证照管理 第一，强化对驾驶员的管理。驾驶员的素质对提高交通安全至关重要，8 0 左右的交通事故与驾驶员有直接或间接关系。对驾驶员进行培训，主要是提 高他们的驾驶技能，同时也提高他们对危险的认知能力，增强安全意识，改变 不良行为，了鼹有关安全规定并明了道路交通事故的后果及严重性。第二，加 强对驾驶人员的路上管理，防止违章行驶。第三，建立全国统一的机动车辆和 驾驶员管理信息系统，形成网络，以便执法人员能够及时、准确地进行处罚。 2 ) 加强道路交通安全动态监控 首先，采用现代科技手段进行监控。研究表明，3 6 的道路交通事故是由 于超速造成的，1 3 的事故是由于疲劳驾驶造成的。交通警察的强有力执法是 纠正驾驶员行为的主要手段，通过智能监控技术使驾驶员了解在“所有的时间、 所有的地方”都遵守交通规则是免受处罚的最好办法。其次，采用违章记分制 处罚办法。挪威在2 0 0 2 年7 月由议会通过一项道路交通记分决议，对违反道路 安全规定的驾驶人员进行处罚记分，达到一定分值后，暂扣驾驶执照，待参加 系统理论学习和新的测试合格后，才能拿回执照。再次，提高路上超载车辆的 检测技术。目前挪威设置了2 0 0 个车速自动检测仪，安装了数字摄像机及新的 车速测量仪，这些仪器都被安装在特别需要控制的地段。最后，集中整治车辆 超载等严重违章行为，加强执法队伍建设，提高仪器装各和监控手段。 3 ) 改善道路交通安全状况 改善道路状况是减少道路事故的重要因素。研究表明，在澳大利亚，每年 投入1 亿澳元就可减少两个人死亡，而在些“黑点”地段，投入l 亿澳元， 每年可少死亡2 0 人。因此。他们认为，针对一些“黑点”地段的投入是十分必 要和有意义的。与此同时，还应建立并完善道路交通监控系统、通信系统和救 援服务系统。 4 ) 采用新技术，减少人为失误 新技术的应用可以改进驾驶员操作行为，如应用智能运输系统 ( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r ts y s t e m s ) 技术，确保车辆上的安全措施能够使用并 保持有效；保持车辆之间的安全距离；确保车辆不超速；控制车辆在所限定的 武汉理工大学博士学位论文 车道上行驶及在滑湿路面上保持平稳行驶；防止驾驶员疲劳驾驶；在开始驾车 前进行呼吸检测，以确保没有饮酒；发现危险情况并在发生事故时能够自动向 当地紧急服务中心报告。 5 ) 建立联合道路交通防范机制 各国都建立了联合道路安全委员会等机构，定期研究协调道路交通安全工 作。挪威成立了联合道路安全委员会，由公安、法院、安全生产、公共道路管 理等部门组成。 道路交通安全是一项长期而艰巨的工作，发达国家的经验充分说明：只要 加强监控，加大安全投入，依靠科技，那么在车辆增加的同时，事故是可以减 少和避免的。 ( 2 ) 我国的道路交通安全研究 我国的道路安全管理研究主要是从三个方面开展研究，即是以物为中心的 事故预防技术研究、以人为中心的事故预防技术研究、人车环境系统 预防技术研究1 。以物为中心的事故预防技术研究主要包括对道路或车辆的 安全评价、测定、控制与预测研究，阻人为中心的事故预防技术研究主要包括 安全教育、安全文化、人机系统及行为的研究，人机环境系统预 防技术研究主要包括安全状况评价、安全系统工程。其有代表性的是东南大学 过秀成教授著的道路交通安全学。该书将交通安全研究分为三个内容：一是 交通安全行政管理研究( 如安全管理机制和政策等) ，二是交通安全技术研究( 通 过事故分析与事故对策研究天车路环境的安全技术问题) ，三是道 路交通安全设施研究( 包括道路、车辆、驾驶员与行人安全设施研究、交通安 全救援与救护设施研究等) ，主要侧重于对交通安全技术的研究。 对于道路交通问题，我国一贯是采用系统的观点来看待其安全问题的。例 如，支m j 4 , 明、任福田的道路交通系统安全分析一文，就提出道路交通系统 是由路、人、车构成的动态系统，该系统要求：安全、迅速、舒适。在这个系 统中，驾驶员是主体，起着主导作用；车辆是工具：道路是道路交通赖以存在 的基础设施；特定的交通环境是影响因素。他们认为，如果道路交通发生了事 故，是因为存在着发生事故的必然原因，即系统出现了故障且未能及时排除的 必然结果。系统的安全性取决于各子系统( 驾驶员、车辆、道路和环境) 的可 靠性。如果能充分掌握驾驶员的特性，认真考虑汽车的性能，正确设计道路， 6 武汉理工大学媾士学位论文 再进行人车道路环境系统的最优组合设计，则汽车才有可能在安 全性较高的系统中运行。 对于交通事故的防治，公安部1 9 9 8 年编写的交通事故防治工程，总结 了交通事故防治的基本原则、致因理论和防治理论。概述如下： 交通事故防治的基本原则是：交通事故可预防性原则，防忠于未然的原则， 根除交通事故可能原因的原则，综合治理的原则。例如交通事故可预防性原则， 该原则认为交通事故是由非自然因素造成的，不是由人类不可抗拒的自然因素 造成；其致因是可以识别的，总的来说，人的不安全行为和物的不安全状态是 造成事故的直接原因，而人、车、路、环境的管理不当和领导失误是导致事故 的本质因素；尽管这些致因具有随机性和潜伏性，但它们会在事故的成长阶段 显现出来，运用系统安全分析的方法，可以识别出系统内部存在的危险因素： 而在识别了交通事故产生的原因后，可采用有针对性的措施，控制乃至消除影 响道路交通系统安全的危险因素。 交通事故的致因理论：从交通事故的表面原因深入到更深层次的、本质的 原因，找到交通事故演化的规律，建立事故模型。它包括交通事故因果理论( 例 如海因里西事故因果连锁理论) ，人类失误的事故模型和轨迹交叉理论等。 交通事故的防治理论：包括本质安全化理论、重点控制理论、先兆辨识理 论、有限安全理论、多重防护理论、管理效能理论和系统控制理论。本质安全 化理论认为，要实现交通安全，必须有某种即使存在人为失误的情况下也能确 保人身及财产安全的机制和物质条件，使之达到“本质的安全化”。先兆辨识理 论认为：只要先期发现事故先兆，就能及时加以预防控制。有限安全理论认为， 任何系统的运转过程均存在发生事故的可能性，根据经验判别和经过各种利害 比较，总可以找到一个利害平衡的、可以被接受的发生交通事故几率，并被确 定为系统的安全指标。多重防护理论认为，设立多重防护就如同设立多重关卡， 可有效地预防事故的发生。管理效能理论认为通过管理，可以控制、预防交通 事故的发生。 我国高速公路只有1 5 年的历史，目前对其的研究工作基本上还处于初级阶 段，不够系统和完整。对高速公路交通安全管理的研究也还处于探索阶段，多 为借鉴国外的研究成果和国内已成熟的安全系统理论，尚未形成自己的科学体 系目前研究高速公路交通安全的著作并不多，常见的均是对高速公路交通安 全现状、交通事故规律和特征、事故原因分析、事教处理与预防等的探讨。如 7 武汉理工大学博士学位论文 邵毅明等编著的高等级公路交通安全管理，在研究高速公路交通安全管理对 策的基础上，总结国内外在这方面的研究成果和实践经验，从微观上、实践上 探讨了我国高等级公路交通安全管理的对策。这些对策包括：交通安全教育、 高等级公路驾车技术要领、违章驾车的治理对策、交通事故信息系统和现场救 援、救护与建立紧急救援体系等。该书包含了丰富的国内外高速公路交通安全 及管理的资料，并比较系统地总结了国内外在以上领域的研究成果，但资料多 为5 年前的，有时效性限制啡1 。再如王文武、李迁生编著的高速公路安全管 理基于其在广东省高速公路管理的实践，比较全面地探讨了我国高速公路交 通安全管理的问题，特别分析了路政管理在高速公路安全保障体系中的地位和 功能，还从人、车辆、道路条件、立交桥梁隧道、交通安全设施、异常气候条 件和大型运输车辆角度分别阐述了交通事故发生机理，特别提出了交通工程建 设( 特别是交通监控系统) 对高速公路交通安全管理的重要性，这些在高速公 路交通安全研究领域都是极具创新意识的”1 。但对高速公路交通事故的现象和 戍因流于罗列，也未建立高速公路交通事故的分析模型。 总体来说，目前对公路( 尤其是高速公路) 交通安全管理的研究基本上是 针对交通事故，从驾驶员、车辆、交通环境三个方面展开，研究角度侧重于从 单个运输企业和车辆的事故防范，缺乏从宏观角度评估驾驶员、车辆、交通环 境安全状况和对策方案的研究，因而交通安全管理的对策般都属于事后管理 型，这样就无法实现通过有效的事故预防，减轻交通事故灾害的发生几率和灾 害损失程度，这显示了现有交通安全管理研究的局限性。 1 2 2 灾害学理论 灾害一般是指具有重大影响的负面事件。长期以来，国内外学者对此进行 了大量研究。 ( 1 ) 国际上灾害学研究现状 国际上对灾害科学的研究，有着十分明确的目标和目的。其目标是认识自 然灾害的本质、自然灾害的成因、灾害体现出的规律性与发展交化的趋势；其 目的是有助于选择减灾和防灾的方式方法和具体措施，以最小的代价换取最大 的减灾效益，并最终使自然灾害获得有效的防治，从而减少损失。由于世界范 围内各种灾害愈演愈烈，1 9 9 0 2 0 0 0 年十年间，国际上开展了“国际减轻自然 武汉理工大学博士学位论文 灾害十年”运动，旨在通过广泛的国际合作、技术援助和转让、项目示范、教 育与培训等手段，把当今世界各国，特别是发展中国家由于自然灾害造成的人 员财产损失以及社会和经济的影响减轻到最低程度”。 虽然灾害有自然灾害和人为灾害两种表现形态，但是国际上对灾害的研究 更多的是围绕自然灾害展开的。他们将灾害科学的研究分为自然科学和社会科 学两大部分。其中自然科学部分的研究内容为： 自然灾害的性质和特点； 自然灾害发生的诱发因素及其成灾机制； 原生自然灾害与次生自然灾害的相互关系； 自然灾害的相关因子分析： 自然灾害未来发展趋势的预测。 社会科学方面的研究内容为： 自然灾害规模及损害程度的评估； 减轻自然灾害的实际效益评估； 减轻自然灾害措施的环境效应和工程条件。 目前，国际上许多国家都十分重视对地震、洪涝、风灾和地质灾害等自然 灾害的基础性研究，特别是在近2 0 年来有了迅速的发展。在自然灾害危险性评 估方面，发达国家多从工程角度出发研究各类灾害危险性的评估方法，建立了 相应的信息库与地图册。对于防灾研究，美、日、加、英、澳等国走在前面， 但是目前大多只考虑单一的灾种，没有同时考虑地震、洪水、火灾、地质灾害 的综合危险性分析和损失评估m ”。 从1 9 7 0 年开始，国内外一些研究机构和科学家致力于地震灾害损失的预测 工作，取得了许多成果。在美国，国家海洋和大气管理局( n o a h ) 和国家地质 调查局( u s g s ) 在旧金山、洛杉矶等城市开展了系统的研究。1 9 7 7 年美国政府颁 布了“国家减轻地震灾害法”，此后由四个联邦机构：联邦紧急事务管理署 ( f e m a ) 、地质调查局( u s g s ) 、国家科学基金会( n s f ) 和国家标准局牵头，会同地 方州政府一起委托大学和私营咨询公司进一步在全国重点城市开展地震灾害损 失研究。1 9 8 9 年由美国国家科学研究委员会下属的“地震工程委员会地震损失 估计专家小组”提出一份未来地震损失估计的工作指南。与此同时，日本和西 欧国家也开展了类似的研究。日本对大阪和静冈地区的震害预测和防灾预案十 分详尽，葡萄牙科学家对首都里斯本三个小区在未来地震中的经济损失和人员 9 武汉理工大学博士学位论文 伤亡进行了预测研究。近几年来，美国的科学家提出了一种“假想地震”的模 型，即针对某一城市，假定未来若干年内发生某一震级的地震，预测可能造成 的灾害损失。预测的损失包括商业财产、房地产、商业活动中断、生命线、公 共财产、工资赔偿和生命保险赔付、毒气泄漏污染及清理等“”。 另外，国际上对在土木工程中应用人工智能技术和人工神经元网络技术进 行了较为深入的研究。灾害和灾害因子之间的关系是一种比较模糊、并非显式 的对应关系，在研究这些对应关系工作中，人工神经元网络和专家系统有自己 独特的优势”。 虽然各国的灾害研究以自然灾害为主，但2 0 世纪8 0 年代以来，很多学者 也开始关注对人为灾害的研究。例如1 9 8 4 年日本山本浩著的现代灾害事故防 御手册一书，该书默问答的形式全面而系统地阐述了交通事故、高山事故、 火灾事故、台风灾害、日常生活事故和动物伤害以及公害事故的发生原因、预 防方法及事故发生后的各种自救措施等。”。 ( 2 ) 我国对灾害学的研究 我国是一个自然灾害高发的国家，对灾害的防治和减灾研究工作正日益受 到人们的重视。但是由于我国经济发展水平跟发达国家相比有较大差距，所以 在灾害研究方面的水平要比发达国家低，在灾害的防治和减灾措施方面的步伐 相对要比发达国家落后。 在2 0 世纪9 0 年代以前，我国对灾害的研究基本上局限于部分自然科学工 作者的专业分割和封闭研究之中，对人为灾害的研究较少，探讨灾害问题的宏 观理论方法尚不完善。联合国提出“国际减灾十年”后，我国的灾害学研究得 到快速地发展。与国际上的研究方法类似，我国的灾害研究也是以单一灾种研 究为主，研究灾害的成因、发生规律、破坏程度和防治方法等等。我国的灾害 科学主要开展以下几个方面的工作： 确立减灾与增产并重的观念，全面开展灾情调研，加强灾害评估工作； 利用先进的科学技术推动减轻自然灾害系统工程； 研究人口、资源、环境、灾害的关系，寻求发展与减灾相协调的最佳方 案： 促进自然灾害科学研究体系的发展； 研究灾害的综合管理系统。 1 0 武汉理工大学博士学位论文 罗祖德和徐长乐在我国灾害研究方面作了重要的理论工作，他们的代表著 作是1 9 9 0 年版的灾害论。“1 与1 9 9 8 年新版的灾害科学“删，从学科的态 度阐释了灾害研究的基本原理。他们认为灾害是由自然原因、人为因素或二者 兼有的原因给人类的生存和发展带来不利后果的事件，并分别对地质灾害、气 象灾害、海洋灾害、环境灾害等自然灾害进行了定义，对灾害的现状和未来发 展趋势进行了描述，该书还系统分析了灾害的两重性( 即灾害的自然属性和社 会属性) 、灾害研究的理论与方法、灾害的成因、灾害的预防、灾害的风险评价 以及如何救灾的管理方法等。 中国灾害研究丛书是我国对灾害学开展全面研究的重要成果。该丛书 不仅从人文管理角度对灾害管理学、灾害经济学、灾害保障学等对灾害的预防 和管理提出了新概念、新原理，还对我国的交通灾害、矿山灾害、地质地震灾 害等灾害学科进行了较系统的研究。这套丛书构建了中国开展灾害研究的框架， 并为本课题的研究提供了良好的灾害学理论框架。 ( 3 ) 道路灾害研究现状 在道路灾害的研究方面，国外虽未明确提出这个概念，但许多国家都一直 致力于科学有效地综合治理交通拥挤、交通事故和交通污染问题。2 0 世纪6 0 年代末期，美国就开始了智能运输系统( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ， 简称i t s ) 方面的研究，之后，欧洲、日本等也相继加入这一行列。经过近3 0 年的发展，美国、欧洲、日本成为世界i t s 研究的三大基地。目前，另外一些 国家和地区的i t s 研究也有相当规模，如澳大利甄、韩国、新加坡、香港等， 以“保障安全、提高效率、改善环境、节约能源”为目标的i t s 概念正逐步在 全球形成。经过多年探索，在美国与欧洲，人们都热衷于地面运输现代化，包 括现有车辆和道路的新技术应用。日本也正在从事一系列革新，从而带来车辆 与道路系统相互作用方式的极大改变。这些措施的目标都是通过使用先进技术， 以求得到更高水平的运输效率及安全