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摘要 随着我国高速公路通车里程和汽车保有量的快速增长,高速公路交通事故的发生次 数明显上升、死亡人数也呈大幅增加趋势,且重大、恶性交通事故居多。而与一般的公 路相比,我国高速公路交通事故中,单车事故所占的比例较大。因此,研究高速公路单 车事故分布的规律以及形成的机理,对预防高速公路交通事故的发生,减少人员伤亡和 财产损失有重要作用。 首先,利用统计分析的方法,对陕西西安周边地区六条高速公路的单车事故深入分 析,得出了高速公路单车事故的时间分布规律、空间分布规律以及事故形态分布规律。 其次,从人机工程学的角度,系统分析影响高速公路单车事故的人的不安全行为。 并利用聚类分析的方法,对影响高速公路单车事故的人因进行分类。 最后,根据搜集的单车事故资料和道路几何线形资料,利用积分元素法分析道路几 何线形与单车事故的相关关系,并利用统计软件s p s s 进行统计分析,建立高速公路单 车事故预测模型。 关键词:高速公路单车事故、人因分析、事故分布规律、聚类分析、事故预测模型。 a bs t r a c t b yt h ef a s tg r o w i n go fe x p r e s s w a ym i l e a g ea n da u t o m o b i l eq u a n t i t y , t h et r a f f 五ca c c i d e n t s h a p p e nm o r ef r e q u e n t l y , a n dt h ed e a t h t o l lt e n d st oi n c r e a s er a p i d l ym o s to fw h i c ha r es e r i o u s a n ds e v e r ea c c i d e n t s c o m p a r e dw i t ht h el o wg r a d eh i g h w a y , t h e r ei sh i g hp r o p o r t i o nt a k e n u pb ys i n g l ev e h i c l ea c c i d e n t si nt r a f f i ca c c i d e n t si nt h ee x p r e s sh i g h w a yo fo u rc o u n t r y t h e r e f o r e ,t h er e s e a r c ho ft h ed i s t r i b u t er e g u l a t i o na n dt h em e c h a n i s mo ft h es i n g l ev e h i c l e a c c i d e n t si ne x p r e s s w a y si sc r u c i a li m p o r t a n c et op r e v e n tt h et r a f f i ca c c i d e n t si ne x p r e s s w a y s , r e d u c et h ec a s u a l t i e sa n dp r o p e r t yd a m a g e f i r s t l y , t h ep a p e ra n a l y z e st h et r a f f i ca c c i d e n td a t ao ft h es i xe x p r e s s w a y si ns h a n 、x i x i 、a nb ys t a t i s t i c a n a l y s i sm e t h o d i tg e t s t h er e g u l a t i o no fs p a c ed i s t r i b u t i o n ,t i m e d i s t r i b u t i o n ,a n dt h ea c c i d e n tf o r md i s t r i b u t i o n s e c o n d l y , t h ep a p e ra n a l y z e st h ep e r s o n si n s e c u r i t yb e h a v i o r sw h i c hi n f l u e n c et h es i n g l e v e h i c l ea c c i d e n t si ne x p r e s s w a y sf r o mp o i n to f v i e wo fe r g o n o m i c s m e a n w h i l e ,t h ep a p e r c a r r i e so n ac l a s s i f i c a t i o nt op e r s o n si n s e c u r i t yb e h a v i o r si ne x p r e s s w a y sb yt h ec l u s t e r a n a l y s i sm e t h o d s f i n a l l y , a c c o r d i n gt o t h ed a t ao ft h es i n g l ev e h i c l ea c c i d e n t sa n dt h ee x p r e s s w a y g e o m e t r i c a la l i g n m e n t ,t h ep a p e ra n a l y z e s t h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h es i n g l ev e h i c l e a c c i d e n t sa n dt h eg e o m e t r i c a la l i g n m e n tb yt h ei n t e g r a le l e m e n t - m e t h o d i ta l s om a k e s s t a t i s t i c a la n a l y s i sw i t hs t a t i s t i c a la n a l y s i ss o f t w a r es p s sa n de s t a b l i s h e st h es i n g l ev e h i c l e a c c i d e n t se s t i m a t em o d e lo fe x p r e s s w a y k e y w o r d :s i n g l ev e h i c l ea c c i d e n t si ne x p r e s s w a y , t h ea n a l y s i so fh u m a n sf a c t o r s ,t h e d i s t r i b u t i o no ft r a f f i ca c c i d e n t s ,t h ec l u s t e ra n a l y s i sm e t h o d s ,a c c i d e n t se s t i m a t em o d e l 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,均己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:所l 乙知聚 。g 年r 月,2 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:脚i 色抛口g 年f 月,z 日 铷戳:下良 一川阳 长安大学硕士学位论文 1 1 课题的提出 第一章绪论 1 9 9 8 年以来,我国高速公路新增通车里程年平均超过4 0 0 0 k m ,正处于一个持续快 速发展期,平均增长幅度达2 6 8 ( 见图1 1 ) 。2 0 0 6 年我国高速公路通车里程达4 5 3 万公里,位居世界第二,全球有8 0 多个国家和地区拥有高速公路,高速公路通车里程 达2 3 万公里,表1 1 为部分国家的高速公路通车里程。然而高速公路等基础设施的快 速发展给人们出行带来巨大便捷的同时,交通安全问题却日益严峻,交通事故问题给人 们的生命、财产安全带来了巨大威胁。 图1 11 9 9 5 2 0 0 3 年全国高速公路里程 表1 1世界主要国公路里程统计表 序号国家高速公路l ( m公路总里程l ( m高速公路占公路总罩程的百分比 l美图8 8 7 2 76 3 4 8 2 2 71 4 0 2加拿大1 6 5 7 l9 0 1 9 0 21 8 4 3德围1 1 4 0 06 5 6 1 4 01 7 4 4 法国 1 0 3 0 08 9 3 3 0 0 1 1 5 5 西班牙 9 0 6 33 4 6 8 5 82 6 l 6 中国 2 9 7 4 518 0 9 8 0 01 6 4 7哑荚尼弧7 5 7 61 5 9 9 8 4 7 3 6 8意大利6 9 5 76 5 4 6 7 6 1 0 6 9 墨两哥 6 3 3 53 2 3 9 7 7 1 9 6 1 0 u 本 6 1 1 41 1 5 2 2 0 7 o5 3 l l 英国 3 3 0 33 7 1 6 0 30 8 9 1 2荷兰 2 2 3 51 2 5 5 7 51 7 8 1 3 寒浦路斯 2 1 0 31 0 6 6 3 1 9 7 2 1 4 南1 r 2 0 3 25 3 4 1 3 l0 3 8 1 5 韩固 1 9 9 68 6 9 9 02 2 9 1 6 q 克兰 1 7 7 01 7 6 3 1 01 o o 1 7 十耳e 1 7 2 63 8 2 0 5 90 4 5 l8 比利时 1 6 8 21 4 5 8 5 01 1 5 o 吲础吲剐 5 4 4 3 3 2 2 1 1 第一章绪论 l 1 9 瑞一l : 1 6 3 87 1 0 5 92 3 l l 2 0 奥地利 1 6 1 31 3 3 3 6 l1 2 l l 合计 2 1 2 8 8 61 51 4 0 6 8 6 附注:美国、两班牙、意大利、墨西哥、日本和尼日利咂为1 9 9 7 年数据,加拿人为 1 9 9 5 年数据,中国为2 0 0 3 年数据,其余国家为1 9 9 8 年数据。 高速公路线形指标高、路面质量好、全封闭、无行人和慢车干扰、交通安全设施齐 全,被认为是安全程度最高的公路。我国正处道路交通高速发展的时期,道路交通条件、 交通管理水平乃至广大民众的交通素质等与迅速提高的机动水平还不相适应,高速公路 上的事故表现得异常严重。我国高速公路目前交通事故的发生率、死亡率与国外发达国 家同类型公路的交通事故相比要高出很多。由表1 2 可得,各国每l o o k m 高速公路交通 事故的死亡人数都比同等长度的普通公路要多,而在我国两者相差的绝对值更大,高达 1 0 人以上。从表1 2 的数据对比说明,我国高速公路的安全性比美国、日本和欧盟各 国要差,从每l o o k m 高速公路死亡人数来看,我国比美国和欧盟各国多9 人以上,比日 本多1 3 人口1 。因此,如何减少高速公路事故,提高其安全水平是我们迫切研究的课题。 而高速公路与一般公路的事故特性有着明显的区别,高速公路上单车事故在事故总数中 占的比例很大。据日本对高速公路事故的统计,车对车的碰撞事故约占事故总数的 5 1 2 ,车辆单独发生的事故约占4 7 8 ,还有1 属其他类型的事故n 。根据我国1 9 9 6 年高速公路交通事故的资料统计,车对车尾追事故占4 6 ,车辆单独事故占4 4 1 ,其 他类型的事故占9 2 。而一般道路上单车事故仅占事故总数的5 ,与一般道路情况相 比,高速公路单车事故增加了近1 0 倍n 。因此,如何减少高速公路单车事故是高速公 路安全研究的重点,也是道路安全工作者迫切解决的问题之一。 表1 2 中国与发达国家高速公路事故现状比较( 2 0 0 2 年) 口1 项目中国美国欧盟。口本 事故次数( 起) 7 7 3 1 3 71 9 6 7 0 0 012 3 2 2 9 4 9 3 6 7 2 l 死亡人数( 人) 1 1 8 1 3 1 国 4 2 8 1 53 8 8 2 49 5 7 5 其中:高速公路死亡( 人) 3 3 9 95 7 4 93 3 2 7 2 7 0 百起事故死亡人数( 人百起事故) 1 5 3 2 23 11 - 0 百公里道路死亡人数( 人l o o k m ) 6 7 0 71 0 0 8 西公里高速公路死亡人数( 人l o o k m ) 1 6 97 77 5 3 9 万车死亡率( a 万机动车) 1 6 2 1 9 1 71 2 l o 万人口死亡率( 人1 0 万人口) 9 41 4 9l o 37 5 附注:包括奥地利、比利时、丹麦、芬兰、法国、德国、希腊、爱尔兰、意大利、卢森堡、 荷兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、英国1 5 个国家。 中国的数据为所有道路交通事故的总数,而美国、欧盟和日本的数据仅为涉及人身伤亡的 事故数,不含只造成财产损失的事故数据。 其中希腊、意大利两国数据为2 0 0 0 年统计值;比利时、瑞典两国数据为2 0 0 1 年统计值。 为了保证可比性,已按国际标准换算为事故后3 0 天之内死亡人数。 2 长安大学硕士学位论文 其中缺少希腊数据;意大利、卢森堡为2 0 0 0 年统计值;比利时为2 0 0 1 年统计值; 除希腊之外的其余欧盟1 4 国的平均值。 陕西是进入大西北的重要门户,具有承东启西、连接南北的区位优势。独特的区位、 悠久的历史,使以陆路交通为主的陕西成为中国古代道路交通的中心、现代道路交通的 枢纽,孕育和创造了灿烂的交通文化。截至2 0 0 6 年底,陕西省公路通车里程为4 6 5 6 4 公里,其中高速公路突破1 3 0 0 公里,己形成了以西安市为中,t l , 的“米”字型全省高速 公路网络。西安周边的高速公路包括西( 安) 潼( y e ) 高速公路、西( 安) 宝( 鸡) 高速公路、西( 安) 黄( 陵) 高速公路、西( 安) 阎( 良) 高速公路、西( 安) 蓝( 田) 高速公路、西安机场高速公路和西安绕城高速公路。这些高速公路对于拉动区 域经济增长,大力发展和开发陕西的旅游事业,带动关中高新技术产业开发带和国家级 关中星火产业带的快速成长,加强西安与周边地市以及周边9 个省区1 0 0 0 公里范围内 的9 个中心城市的经济交流,实现“一日交通圈 起着关键的作用。但是,这几条高速 公路的交通安全也存在严重的问题,高速公路交通安全水平低。具体表现在以下两个方 面:一是交通事故率高,以西宝、西潼高速公路为例,2 0 0 3 年,西宝高速公路上亿车 公里事故数为8 6 2 ,西潼高速公路上亿车公里事故数为8 0 3 ,而在日本,高速公路亿 车公里事故率在5 0 - - - , 6 0 之间。与欧美发达国家相比,差距更大。二是交通事故中受伤 人数与死亡人数的比例偏高。根据2 0 0 2 2 0 0 5 年陕西省高速公路交通事故调查表明, 2 0 0 3 年陕西高速公路共发生交通事故1 9 8 8 起,死亡2 0 8 人,重伤4 4 7 人,轻伤2 6 2 7 人,受伤与死亡人数的比例为1 7 7 7 :1 ,而这个比例在日本和美国分别为1 2 8 :1 和7 6 : 1 。因此,本文将以西安周边地区6 条高速公路的交通事故为基础,深入研究高速公路 单车事故的机理以及发生规律,为高速公路的设计以及管理提供一定的基础。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外交通安全研究现状 l 、国外交通事故数据库系统 道路交通事故数据是交通安全工作的基础,用于交通安全研究的数据有事故数据、 道路主体信息数据、交通管理信息数据、气候信息数据、驾驶员信息数据等等,数据采 集和处理的质量在根本上决定研究水平的高低。因此,为了更好的进行交通安全研究和 管理的需要,欧美等发达国家对交通事故数据库系统进行了深入的研究,并取得了一定 的成果。 第一章绪论 q ) f a r s f a t a l i t ya n a l y s i sr e p o r t i n gs y s t e m f a r s 是由美国国家统计分析管理中心构思、设计并实施的,其目的是为了交通安 全研究机构明确交通安全问题,提出和采用相应的措施,提高车辆安全标准和公路的主 动安全性。f a r s 包括全美国5 0 个州,以及哥伦比亚和波多里哥地区的所有人员伤亡的 交通事故数据。事故数据来源于各个州和地区的政府事故报告、车辆登记文件、驾驶员 登记文件、公路部门数据、死亡证明、医疗检查报告、医院医疗记录以及紧急救护服务 报告等。而f a r s 从这些报告中提取相关的信息,并规格化为三个方面的信息。交通事 故信息包括事故的时间地点,事故的起因,事故的形态,是否有校车的参与以及参与事 故的车辆和人员的数量;人员信息包括每位涉及事故人员的信息:年龄、驾龄、事故中 的角色( 驾驶员、行人、非机动车驾驶员) 、损伤程度等;车辆信息包括每一辆参与事 故车辆和驾驶员的信息:车辆类型、事故发生的起始点、伤害最严重的时间以及驾驶员 执照的情况。 c a r e _ c o 咖u n i t yr o a da c c i d e n t d a t a b a s e 1 9 9 3 年1 0 月3 0 日,欧盟各国一致决定建立c a r e ,该系统建立的目的是为了提高 欧洲道路的安全,以及保证道路安全改善措施和政策的有效性,更重要的是促进欧盟各 国之间交通安全研究的信息和经验交流。c a r e 与其他现存的国际道路事故数据库最大 的区别是,它是大量事故数据以及数据信息的集合,c a r e 包括了欧盟各国每一起交通 事故的详细资料。c a r e 的发展分为5 个阶段: 第一阶段( 1 9 8 8 - - 1 9 9 3 ) ,是c a r e 建立的可行性研究以及c a r e 的建立。 第二阶段( 1 9 9 3 - - 1 9 9 6 ) ,主要是解决c a r e 建立初期所遇到的运行问题以及对c a r e 做全面的评估。这为c a r e 发展为集成化的系统奠定了坚实的基础。 第三阶段( 1 9 9 6 1 9 9 9 ) ,主要是使c a r e 能够兼容各个国家的交通事故数据和信息, 并使这些数据能够共享和交流。为了达到这一目的,c a r e 总共定义了3 8 个变量,其中 包括了共同定义的4 8 8 个值。 第四阶段( 1 9 9 9 - - 2 0 0 5 ) ,为c a r e 全面运行阶段。 第五阶段( 2 0 0 5 一至今) ,当新的国家加入欧盟时,加入新国的交通事故数据,保 证c a r e 数据的完整性。 h s i s t h eh i g h w a ys a f e t yi n f o r m a t i o ns y s t e m h s i s 是由美国联邦公路管理局创建。h s i s 是道路基础数据库,包括了大量的事故 碰撞信息、道路周边环境信息以及交通量信息。1 9 8 7 年,h s i s 抽选了i l l i n o i s ,m a i n e , 4 长安大学顾卜学位论文 m i c h i g a n ,m i n n e s o t a ,a n du t a h5 个州作为数据的来源。抽选的标准是,所抽选的州 可以提供h s i s 所需要的数据( 主要是h s i s 内数据变量) ,以及保证数据的数量和质量。 为了加大数据库的数据量以及增加数据库的覆盖面积,h s i s 在1 9 9 5 年增加了 c a l i f o r n i a ,n o r t hc a r o l i n a ,a n dw a s h i n g t o n ;2 0 0 2 年,增加了o h i o 。 ( d i r t a d 一i n t e r n a t i o n a l r o a dt r a f f i ca n da c c i d e n td a t a b a s e 由德国联邦公路署( b a s t ) 负责运营与维护的包括o e c d 3 0 个成员国的国际道路交 通事故数据库( i n t e r n a t i o n a lr o a dt r a f f i ca n da c c i d e n td a t a b a s e ,i r t a d ) 。该数 据库包括有伤亡的交通事故、道路事故死亡和受伤人数、汽车的保有量、汽车的行驶里 程以及道路的里程和所处地的人口状况。该数据库起始年份为1 9 6 5 年,而连续年份的 统计数据是从1 9 7 0 年开始的。 2 、国外单车事故研究现状 美国普渡大学土木工程学院的i s l a m 和s a m a n t h a 基于m u l t i n o m i a ll o g i t 模型,分析 了在发生单车事故时,不同性别、不同年龄的驾驶员对人员损伤程度的影响,并对其事 故的机理进行分析和讨论n 钉。瑞典隆德大学的k r a n t z ,p e t e r 以1 9 7 9 年全瑞典的伤亡 交通事故为研究对象,系统的分析了事故发生的时间、所处环境、车辆行驶状态以及驾 驶员状况;并对单车事故和车对车事故进行对比分析,得出了两种不同事故类型的各自 影响因素关系规律n5 1 。里荷西州立大学的k h a z z o o m ,j d a n i e l 着重分析了车辆重量和车 辆尺寸对单车事故严重程度的影响,并得出在事故安全的角度上,车辆重量和车辆尺寸 是对立关系的规律n6 l 。 1 2 2 中国高速公路交通安全现状 我国在高速公路交通安全研究方面也进行了大量的研究。2 0 0 0 年钟勇等从我国高 速公路交通现状出发,分析高速公路事故的诱发因素,提出了预防和减少高速公路交通 事故的对策n7 1 。2 0 0 3 年裴玉龙等在沈大高速公路、辽宁省和哈尔滨市大量事故数据分 析的基础上,系统研究道路平面、纵断面、横断面和交叉口各项参数的设置问题及其对 交通事故的影响,并对其影响关系进行规律性分析口hh 3 。2 0 0 3 年李相勇等运用人机工 程学理论,对高速公路交通事故致因做了初步探讨n 引。2 0 0 3 年任福田等,通过大量实 测数据,应用心理学、生理学、行为学、人机工程学、数理统计模型等来描述在一定的 道路交通条件下驾驶员在高速公路上行车的心理、生理特征及车速特征,从而建立数学 模型,确立各种阐值和指标,并对模型、阐值和指标进行必要的验证和评价n 钔“舯1 。 第一章绪论 1 3 本文研究的内容 1 3 1 课题研究的主要内容 高速公路单车事故的研究,重点是从构成交通环境的人、车、路和环境出发,在机 理层面逐个分析不同类别与层次的因素对于单车事故的根本影响,即什么样的基本元 素,在什么样的过程中,引发了单车事故,之所以与单车事故的频率和强度之间存在着 何种内在的关联,进而揭示高速公路单车事故发生的机理。主要研究内容如下: 1 、高速公路单车事故空间分析 通过对高速公路单车事故产生的时间、驾驶员特性、车辆类型、气候状况、事故原 因、事故结果的分析,研究高速公路单车事故产生的规律。 2 、高速公路单车事故人机工程学系统分析 通过聚类统计分析,研究高速公路单车事故人因失误行为,并分析不同车辆类型驾 驶员的人因失误趋向性,从而提出有效的防范对策和管理方法。 3 、高速公路单车事故模型 研究高速公路平面线形与单车事故频率之间的关系,探讨从避免交通事故的角度, 对高速公路线形设计提出指导意见。 1 3 2 课题研究的主要方法 在广泛收集高速公路交通事故、路线线形设计资料基础上,利用统计分析、聚类分 类的方法,研究高速公路单车事故的时空分布规律以及人因失误规律,通过数学建模的 方法,分析高速公路单车事故与高速公路平面线形的内在关系,从而提出高速公路线形 安全设计的指导意见。 1 3 3 基础数据 1 、西安绕城高速交通事故资料( 2 0 0 3 2 0 0 4 年) ; 2 、西安宝鸡高速公路交通事故资料( 2 0 0 3 ) : 3 、西安临潼高速公路交通事故资料( 2 0 0 3 2 0 0 4 ) ; 4 、西安黄陵高速公路交通事故资料( 2 0 0 3 2 0 0 4 ) ; 5 、西安阎良高速公路交通事故资料( 2 0 0 3 2 0 0 4 ) ; 长安大学硕十学位论文 1 4 拟解决的关键问题及技术路线 1 4 1 拟解决的关键问题 本论文研究主要解决以下关键问题: 1 、高速公路单车事故空间分布规律; 2 、高速公路单车事故人因失误趋向性规律: 3 、研究道路事故预测模型的模型变量和模型形式选择方法; 4 、高速公路平面线形指标与单车事故的关系模型。 1 4 2 技术路线 1 、搜集分析高速公路交通事故资料和高速公路线形设计资料; 2 、运用统计分析方法研究高速公路单车事故的空间分布规律; 3 、研究分析高速公路单车事故发生的原因,并对其人因失误进行统计分类; 4 、通过对高速公路平面线形与单车事故的关系的研究,建立高速公路单车事故的 数学模型。 1 5 小结 本章通过对国内外交通事故发生资料的统计分析,论证了高速公路单车事故安全研 究的重要性和紧迫性;通过对国内外高速公路交通安全研究方法的现状及趋势分析,提 出本课题的研究内容、研究方法、拟解决的主要技术问题、技术路线等。 7 第二章高速公路单车事故分布规律分析 第二章高速公路单车事故分布规律分析 2 1 高速公路事故数据的收集 2 1 1 数据收集对象 道路交通事故及相关数据资料是进行道路安全工程各个方向研究的最基础的数据, 也是制定与评价道路安全改善措施的依据。然而由于道路交通事故的随机性和不可试验 性,获得道路交通事故数据有很大难度。特别是进行与道路交通技术有关的研究时,收 集到满意的道路交通事故数据资料相当困难。道路交通事故数据通常有4 方面的来源: 交警的事故登记、保险公司、医院、专项调查。本文的研究对象为西安周边6 条高速公 路的单车事故,道路事故数据均为交警的事故登记,而各条道路的线形以及几何特征是 从公路设计部门取得。各条路的基本情况如下: ( 1 ) 西潼高速公路 西潼高速公路分三次建成,其中,西( 安) 临( 潼) 高速公路全长2 3 8 8 8 公 里,高速公路采用全封闭、全立交式,设计时速1 2 0 公里,1 9 8 7 年1 0 月动工,1 9 9 0 年 1 2 月通车。临潼潼关高速公路的临渭段于1 9 9 4 年1 2 月开工,1 9 9 6 年1 2 月建成通车, 全长3 6 9 8 公里。路基宽2 6 米,四车道沥青混凝土路面,设计速度1 2 0 公里4 , 时,全 封闭,设服务区1 处。渭潼段全长7 8 5 2 公里,于1 9 9 7 年4 月正式开工,1 9 9 9 年1 0 月建成通车。其中程家村华阴段4 9 3 2 公里,采用平原微丘区高速公路标准,设计速 度1 2 0 公里d , 时,路基宽度2 6 米,华阴潼关2 9 2 公里,采用重丘区设计标准,设 计速度1 0 0 公里d , 时,路基宽度2 4 5 米,设服务区1 处。 ( 2 ) 西宝高速公路 西宝高速公路跨越陕西关中西部西安、咸阳、宝鸡三个大城市,该公路分期修建, 西兴段于1 9 9 2 年4 月开工建设,1 9 9 3 年1 2 月建成通车。宝蔡段于1 9 9 3 年4 月开工建 设,1 9 9 4 年1 2 月建成通车。兴蔡段于1 9 9 4 年4 月开工,1 9 9 5 年底建成通车。1 9 9 5 年 1 2 月2 5 日西宝全线建成通车。全长1 5 1 9 7 公里,包括延伸段长1 6 7 公里。路基宽2 4 5 米,设计速度1 2 0 公里d , 时,双向四车道行驶。沿线还设有服务区2 处、收费站1 4 处, 配有完善的交通、通讯、及收费系统等设施。 ( 3 ) 西安绕城高速公路 环绕古城一周的西安绕城高速公路全长7 9 公里,设计速度每小时1 2 0 公里,是我 长安大学硕士学位论文 国西北地区目前设计标准最高、设施最完善、通行能力最大的高速公路。分南段、北段 建设。其中3 4 公里的绕城北段是连云港至霍尔果斯国道的一段,2 0 0 0 年1 0 月建成通 车。该工程按高速公路平原区双向6 车道标准设计,路基宽度3 5 m ,设计速度1 2 0 k m h 。 全线实行全封闭、全立交、全部控制出入,配有完善先进的交通安全、管理、服务及通 信设施。1 9 9 8 年1 0 月1 0 日开工,2 0 0 0 年1 0 月2 8 日建成通车。西安绕城高速公路( 南 段) 全长4 4 9 0 5k m 。该段于2 0 0 1 年5 月正式开工,2 0 0 3 年9 月2 9 日建成通车。全线 采用平原微丘区高速公路标准建设,实行全封闭、全立交控制出入,设计速度1 2 0k m h , 路基宽3 2m ,双向六车道。 ( 4 ) 西安咸阳机场高速 西安咸阳国际机场高速公路有“省门第一路”之誉,全长1 8 2 4 1 公里,于2 0 0 1 年9 月2 日正式开工,2 0 0 3 年9 月2 9 日建成通车。该高速公路全线采用双向六车道高 速公路标准建设,设计速度1 2 0 k m h ,路基宽度3 5 米。 ( 5 ) 西阎高速公路 西阎高速公路全长3 9 2 4 1 公里,2 0 0 1 年9 月建成通车。设计速度1 2 0 k m h ,路基 宽度2 8 米,双向4 车道,全立交,全封闭,控制出入,并有较完善的交通安全、管理 服务设施及收费系统。 ( 6 ) 西安至黄陵高速公路 西铜高速公路是陕西省首次利用世界银行贷款修建的高等级公路。全长1 0 0 8 1 公 里,分西三和三铜公路两段实施完成。西安至三原长3 4 4 6 公里,1 9 8 6 年1 2 月动工, 1 9 8 9 年1 2 月建成通车。三原至铜川长6 6 3 5 公里,1 9 9 0 年4 月动工,1 9 9 2 年1 2 月建 成通车。设计速度为l o o k m h 。铜黄高速公路全长7 2 2 5 6 公里。1 9 9 7 年1 2 月1 9 日正 式开工,2 0 0 1 年4 月3 0 日建成通车。铜黄高速公路路基宽度2 1 5 米,设计速度6 0 k m h , 配有完善的交通安全、管理和服务设施。 2 1 2 高速公路事故数据的基本信息 目前我国交通事故信息采集内容包括以下几个方面: ( 1 )自然条件:行政区域、时间、地点、天气等; ( 2 ) 道路条件:道路等级、宽度、类型、线型、路况等; ( 3 ) 照明条件:白天、夜间有路灯或无路灯照明等; ( 4 ) 交通参与者及状态:各种机动车辆、非机动车辆、行人及乘车人动态现状等; 9 第二章高速公路单车事故分布规律分析 ( 5 ) 事故情况:事故分类、事故原因、事故形态、人体损伤、车辆损坏、责任类 型等; ( 6 ) 交通控制方式:民警指挥、信号灯、标志标线及其他安全设施等; ( 7 ) 其它:出行目的、人员类型、单位行业、驾驶员驾驶熟练程度、类型以及与 事故有关的信息。 2 1 3 高速公路事故统计分类 本文主要是研究高速公路的单车事故规律,而我们得到的道路事故数据为所有的道 路事故数据,因此,我们必须把单车事故和车对车的事故进行分类。 单车事故是指行驶车辆突然离开规定行车道而撞上道路中央隔离物或路侧护栏等 固定物或者冲出路侧的事故现象。包括: ( 1 ) 因车辆故障而停靠在路侧的事故; ( 2 ) 由于行人或者非机动车违章行驶在高速公路上所发生的非机动车与机动车的 事故; ( 3 ) 行驶车辆与静止车辆的碰撞事故。 2 2 高速公路单车事故的时间分布规律 2 0 0 3 、2 0 0 4 年,西安周边6 条高速公路总共发生了2 3 7 2 起交通事故( 西宝高速只 包括2 0 0 3 年的交通事故) ,其中死亡人数为2 2 0 人,重伤人数为3 5 6 人,轻伤人数为 3 0 9 9 人,产生的经济损失为3 6 3 4 6 7 2 5 万元。而单车事故占总的事故数的6 5 ,共发生 了1 5 4 1 起,死亡人数为5 4 人,重伤人数为2 2 4 人,轻伤人数为1 5 2 6 人,经济损失为 2 3 5 6 5 7 5 万元。 2 2 1 月分布规律分析 图2 1 为西安六条高速单车事故月分布图,可以看出,4 、5 、6 月份的单车事故次 数明显低于其他月份,1 、8 、1 1 月份为单车事故发生次数的高峰期,单月发生的单车 事故均大于1 5 0 起。其他6 个月份的单车事故次数没有明显的区别。从图2 2 可得,单 车事故轻伤人数的月分布与单车事故次数月分布有完全相同的变化规律,而重伤人数的 分布和死亡人数的分布与事故次数的分布则有明显的区别,其中,重伤人数最多的月份 为7 月份,重伤人数为4 0 人,占全年重伤人数的1 7 8 6 :2 、3 、4 月份的重伤人数最 少,均不足2 0 人。其他月份的重伤人数则没有明显的差别,均在2 0 人水平上下浮动。 l o 长安大学砸十学位论文 在1 、3 、1 1 月份中,由于单车事故所导致的死亡人数均为1 人,而从单车事故次数来 看,这三个月份单车事故数量是最多的。因此,事故死亡与事故次数分布有着明显差别。 而其他月份的死亡人数分布相当均衡,没有出现明显的高峰。 1h7h 月骨 图2 1 高速公路单车事故月分布圈 图22 高速公路单车事故人员伤亡月分布图 第二章高速公路单车事故分布规律分析 2 2 3 小时分布规律分析 事 故 数 量 图2 3 高速公路单车事故次数小时分布图 从图2 3 中看出,单车事故次数的小时分布存在两个高峰,一个是7 时一1 l 时, 另外一个是1 4 时一1 8 时。其中,单车事故次数最多的是9 时,事故次数最低的是凌晨 2 时。单车事故次数小时的分布主要受交通量大小影响,明显的是凌晨1 时一4 时的单 车事故数量最少,这是由于凌晨的车流量比较少,相应发生的事故也少。另外就是两事 故高峰时段之间( 1 2 时一1 3 时) ,交通事故有所下降,这可能与这一段时段正值午餐和 午休,交通流量较小有关。 图2 4 显示,单车事故轻伤人员的小时分布与单车事故次数小时分布有同样的趋 势,8 时一1 1 时和1 5 时一1 9 时轻伤人数最多,凌晨、中午的受伤人数最少。在重伤人 员的小时分布规律中,2 1 时的重伤人数最多,有2 3 人,重伤人数最低的是凌晨3 时, 只有1 人。而在事故数量很少的1 3 时,则有很高的重伤人数,为1 8 人。在死亡人数小 时分布规律中,存在以下几个死亡高发段,分别是7 时、1 3 时、1 8 时、2 4 时。其中1 3 时的事故数少,重伤人数与死亡人数都较高。根据统计,夜晚的死亡人数与白天的死亡 人数各占一半,但是夜晚的交通量比较少,因此,夜晚有着较高的事故死亡率。从图 2 5 可以看出,夜晚有路灯照明的情况下,单车事故数量有明显的下降,而夜晚无路灯 照明的情况下,发生的单车事故较多。通过图2 6 可知,由于白天交通量多,发生的单 1 2 长安大学硕t 学位论文 车事故多,因此死亡人数、受伤人数相对较多。而在夜晚无路灯照明的情况下,由于单 车事故死亡的人数与白天的情况一样,均为2 6 人,而受伤的人数也居高不下。为了夜 问行车的安全,建议在高速公路设计和营运过程中,应保证路灯设置的合理性以及路灯 的养护。 圈2 4 高速公路单车事故人员伤亡小时分布图 一,e 亡人数 一重伤人数 轻伤人数 圉& 5 高速公路单车事故照明情况分布图 囤26 高速公路单车事故不同照明情况伤亡 员分布图 加如舯0 辐、, 第二章高速公路单车事故分布规律分析 2 3 高速公路单车事故形态分布规律 2 3 1 我国交通事故事故形态分类 交通事故的形态,即交通事故参与者之间发生冲突或自身失控肇事所表现出来的具 体事态。我国公安部在对道路交通事故进行登记时,将事故形态分为碰撞、刮擦、碾压、 翻车、坠车、失火、撞固定物及其他等8 种类别。 ( 1 ) 碰撞 碰撞是指交通强者( 相对而言) 的正面部分与他方接触,或同类车的正面部分相互 接触。碰撞主要发生在机动车之间、机动车与非机动车之间、机动车与行人之间、非机 动车之间、非机动车与行人之间、以及车辆与其他物体之间。根据碰撞时的运动情况, 机动车之间的碰撞可分为正面碰撞、侧面碰撞和追尾碰撞等。 ( 2 ) 刮擦 刮擦指相对而言的交通强者的侧面部分与他方接触,造成自身或他方损坏,主要表 现为车刮车、车刮物、和车刮人。 ( 3 ) 碾压 碾压是指作为交通强者的机动车对较弱者如骑自行车或行人等的推碾或压过。 ( 4 ) 翻车 翻车指部分或全部车轮悬空、车身着地的现象,通常指车辆没有发生其他事态而造 成的翻车。翻车一般分为侧翻和滚翻两种,车辆的一侧轮胎离开地面称为侧翻,所有的 车轮都离开地面称为滚翻。为了准确地描述翻车过程和最后的静止状态,也可用9 0 0 、 1 8 0 0 、2 7 0 0 、3 6 0 0 、7 2 0 0 翻车等概念。 ( 5 ) 坠车 坠车通常指车辆跌落到与路面有一定高度的路外,如坠落桥下、坠入山涧等。 ( 6 ) 失火 失火指车辆在行驶过程中未发生违章行为,而是由于某种人为的或技术上的原因而 引起的火灾。常见的原因有乘员使用明火,违章直接供油,发动机回火,电路系统短路、 漏电等。 ( 7 ) 撞固定物 撞固定物指车辆在行驶过程中与固定物体相撞。 ( 8 ) 其他 长安大学硕士学位论文 指以上6 种事故形态不涵盖的所有交通事故,如车辆碰撞突然出现的动物、家畜等。 2 3 2 单车事故形态分布规律 根据陕西六条高速公路的单车事故数据统计得图2 7 和表2 1 ,无论是事故次数、 死亡人数、重伤人数还是轻伤人数,主要是由撞固定物所致的。由于撞固定物造成的事 故次数占所有单车事故的5 4 8 ,死亡人数占总的死亡人数的3 5 2 ,重伤人数和轻伤 人数所占的比例更高达5 0 。其次,翻车是高速公路单车事故的另外一主要事故形态, 事故死亡中,有3 5 2 是由于翻车所致。可见,翻车事故的严重程度最高,平均每百次 事故造成5 6 人死亡,而撞固定物的事故死亡率仅为翻车事故死亡率的一半。另外,分 析各事故的相关车辆以及受伤人员可以发现,由于行人或者非机动车违章进入高速公路 上所造成的行人与机动车的事故或者非机动车与机动车的事故的频率高。由于地形以及 经济性的考虑,西安周边许多高速公路在沿线路段都设有平交口,例如西宝高速的k 1 5 8 处,其为西宝高速公路的终点,位于宝鸡市城乡结合部,该处当时仍是一平面交叉口, 混合交通严重,造成此处交通事故频发,另外西黄高速起点张家堡,位于城乡结合部, 目前该处仍为平交口,机动车、非机动车、人流混行,交通状况复杂,是引发交通事故 的主要因素。因此,就西安周边六条高速公路某些路段而言,要改善其单车事故情况以 及总体的高速公路行车安全,改善高速公路平交口以及控制行人、机动车违章进入高速 公路非常重要。 相相相刮定止 撞 撞撞 擦 物车 辆 事故形态 图2 7 高速公路单车事故形态分布图 第二章高速公路单车事故分布规律分析 表2 1 高速公路单车事故形态伤亡人员分布表 事故形态死亡人数重伤人数 轻伤人数 正面相撞 0l 6 2 侧面相撞 228 0 尾随相撞 51 88 9 同相刮擦 03 1 3 碾压3 o8 翻车 1 97 03 3 7 坠车 25 2 9 失火 o01 3 撞固定物 1 91 1 88 3 7 撞静止车辆 o21 3 其他 454 5 2 4 高速公路单车事故与路面条件的统计关系 由图2 8 看出,绝大多数的单车事故发生在平坦的路面上,占总的单车事故的 6 9 6 ,在平坦路面上因发生单车事故而死亡的人数为3 8 人,占总的死亡人数的7 0 3 7 , 重伤人数为1 5 8 人,占总的重伤人数的7 0 5 3 。除此之外,潮湿路面单车事故数量、 伤亡人数占有相当高的比例,远远高于漫水、积水、坑槽等恶劣路面条件的情况。这主 要是因为驾驶员在潮湿路面上行车不如在其他更加恶劣的路面上谨慎,容易低估这种路 面条件的危险性。另外不容忽视的是冰雪路面的单车事故,由于西安地区冰雪天气持续 时间短,按照交通量以及持续时间来计算事故率,冰雪路面的单车事故率相当高,因此 应加强冰雪天气的路面养护以及高速公路的安全管理,以确保冰雪天气的高速公路行车 安全。 表2 2 各种路面情况下的单车事故伤亡人员分布图 路面情况 死亡人数 重伤人数轻伤人数 潮湿 8 3 42 2 7 积水 41 14 4 漫水 002 冰雪 31 81 7 5 坑槽 125 路障 001 0 平坦3 81 5 81 0 5 8 其他 o 1 5 1 6 长安大学硕士学位论文 2 5 小结 事 故 次 数 路面情况 图2 8 各种路面情况下的单车事故分布图 本章阐述了高速公路事故收集的基本情况,主要包括事故收集对象的基本情况、收 集的信息以及事故分类。以收集的陕西省西安周边地区主要六条高速公路交通事故数据 为基础,系统地研究了高速公路交通事故的分布规律,包括时间分布、事故形态分布以 及其与路面情况的统计关系。 1 7 第三章高速公路单车事故人因分析 第三章高速公路单车事故人因分析 3 1 高速公路事故机理分析 交通事故是在特定的交通环境影响下,由于人、车、路、环境诸要素配合失调偶然 发生的。道路交通事故是小概率随机事件,具有偶然性,其原因也是

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