（交通运输规划与管理专业论文）高速公路二次事故预防关键技术研究.pdf

摘要 目前我国道路交通事故死亡人数居世界第一，而且交通事故居高不下，全国 道路交通安全形势严峻。随着车辆的日益增多，由于驾车者对道路事故处置经验 不足、事故检测设施缺乏、救援不及时等原因，“二次事故 时有发生，发生地多 为高速公路和市内快速道路。 由于高速公路是高指标线形的全封闭道路，驾驶员对侧向障碍及前方的突发 障碍通常预计不足。当前方有事故而自身车速又偏高时，往往会刹车不及，造成 二次事故。二次事故的预防关键在于实现从事故的快速报警、信息采集、紧急救 援、运营管理决策至事故及管理信息发布的系统工程。 从交通事故的伤亡人员数目、交通受影响程度、事故类型等综合因素影响的 角度，提出交通事故分级方法，为紧急救援分级响应提供依据。研究了高速公路 二次事故的诱因，并提出二次事故的预防对策。建立了交通事故检测及接警时间 模型和交通流恢复时间模型，提出高速公路交通事故影响时间和影响范围的确定 方法。交通事故影响时间和影响范围是进行交通诱导和控制的基本依据。 提出基于交通管辖区域的高速公路交通事故易发点的确定方法，研究了一般 路段和隧道的交通信息采集设备的布设方法，为交通信息采集设备布设提供理论 依据。 构建出重庆高速公路交通事故紧急救援体系，并对各救援部门的职责进行划 分，提出各部门的运行机制和紧急救援分级响应机制。 研究了高速公路事故路段相关设施的布设方法，为交通事故处理现场设施的 布设提供参考。研究了高速公路路段和隧道信息发布设施的布设方法。结合实际 应用说明二次事故的预防步骤，并制定出高速公路交通事故的分流方案。 本文以系统工程理论为指导，以预防二次事故为目标，构建事故救援与交通 组织系统框架。其次，在研究事故的快速报警、信息采集、运营管理方案决策至 事故和管理信息发布各子系统的基础上，实现各子系统的融合及协调运行。 关键词：高速公路；二次事故；事故影响；信息采集；紧急救援；交通诱导 a bs t r a c t a tp r e s e n t ，r o a dt r a f f i cd e a t h si no u rc o u n t r yi st h ef i r s ta r o u n dt h ew o r l d ，a n dd o n t d e c l i n e ，r o a dt r a f f i cs a f e t yi sv e r yg r i m w i t ht h ei n c r e a s i n gn u m b e ro fv e h i c l e s ，a s d r i v e r sl a c ko fe x p e r i e n c eo nt h ed i s p o s a lo fr o a da c c i d e n t s ，l a c ko fi n f o r m a t i o n c o l l e c t i o ne q u i p m e n to nf r e e w a y , r e s c u eu n t i m e l yo ro t h e rr e a s o n s , s e c o n d a r y a c c i d e n t o f t e no c c u r s ，m o s t l yo nf r e e w a ya n du r b a nf r e e w a y a st h ef r e e w a yi sa h i g hs t a n d a r d sl i n e a ra n dc l o s e dr o a d ，d r i v e r sn o r m a l l yh a v en o t i m et op r a p e rf o rt h eu n e x p e c t e dl a t e r a ld i s o r d e ra n dt h ef r o n tl a t e r a lb a r r i e r s w h e n t h e r ei sat r a f f i ca c c i d e n ta n da th i g hs p e e d ，t h ed r i v e r sc a nn o tb r a k e st i m e l y , c a u s i n gt h e s e c o n d a ya c c i d e n t t h ep r e v e n t i o n o fs e c o n d a r ya c c i d e n t sl i e si nt h e s y s t e m s e n g i n e e r i n go ft h er a p i da c c i d e n ta l a r m ，i n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n ，e m e r g e n c yr e s c u e ， f r e e y w a yo p e r a t i o na n dm a n a g e m e n t 、 i n f o r m a t i o no ft h ea c c i d e n ta n dm a n a g e m e n t r e l e a s e c o n s i d e r i n gt r a f f i cc a s u a l t i e s 、i m p a c t 、t y p eo fi n c i d e n t sa n ds oo n ，p r o p o s e d c l a s s i f i c a t i o nm e t h o do ft r a f f i ca c c i d e n t s ，t op r o v i d et h eb a s i sf o rc l a s s i f i c a t i o no f e m e r g e n c yr e s p o n s e s t u d i e di n c e n t i v e so ff r e e w a ys e c o n d a r ya c c i d e n ta n dp r o p o s e d p r e v e n t i o nm e a s u r e s e s t a b l i s h e dm o d e lo fd e t e c t i o na n da l a r mt i m ea n dm o d e lo ft r a f f i c f l o wr e c o v e r y , t h ee x t e n ta n dt i m eo ft h et r a f f i ca c c i d e n t si m p a c ta r et h ef u n d a m e n t a l b a s i sf o rt r a f f i cg u i d a n c ea n dc o n t r 0 1 p r o p o s e dm e t h o dh o w t oj u d g et h ee x p r e s s w a yt r a f f i ca c c i d e n t p r o n ep o i n t sb a s e d o nt r a n s p o r t a t i o nj u r i s d i c t i o n s t u d i e dt h em e t h o dh o wt ol a yo u tt r a f f i ci n f o r m a t i o n c o l l e c t i o ne q u i p m e n to ng e n e r a lr o a da n di nt u n n e lf o rp r o v i d i n gb a s i s c o n s t r u c t e daf r e e w a ya c c i d e n te m e r g e n c yr e s c u es y s t e mo fc h o n g q i n g ，a n d d i v i d e dt h eo p e r a t i n gm e c h a n i s mo fv a r i o u se m e r g e n c ys e r v i c e s ，p r o p o s e de m e r g e n c y m e c h a n i s mo fv a r i o u sd e p a r t m e n t s s t u d i e dt h el a y o u tm e t h o do faf r e e w a ya c c i d e n tr e l a t e df a c i l i t i e sf o rd e a l i n g 、析t h t r a f f i ca c c i d e n t so n s i t e p r o v i d e dr e f e r e n c ef o rt h el a y o u td e a l i n gw i t l lt r a f f i ca c c i d e n t s o n - s i t e s t u d i e dt h el a y o u tm e t h o do fi n f o r m a t i o nd i s s e m i n a t i o nf a c i l i t i e so ff r e e w a y s e c t i o n sa n dt u n n e l n o t e dt h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no fs e c o n d a r ya c c i d e n tp r e v e n t i o n s t e p s ，a n dd e v e l o pad i v e r s i o np r o g r a mo ff r e e w a yt r a f f i ca c c i d e n t s i nt h i s p a p e r , s y s t e m se n g i n e e r i n gt h e o r y a sag u i d e ，i no r d e rt op r e v e n t s e c o n d a r ya c c i d e n t s ，t ob u i l dt h es y s t e mf r a m e w o r ko fa c c i d e n tr e s c u ea n dt r a f f i c o r g a n i z a t i o n o nt h eb a s i so ft h ee s t a b l i s he a c hs u b s y s t e mo ft h er a p i da c c i d e n ta l a r m 、 i n f o r m a t i o nc o l l e c t i o n 、e m e r g e n c yr e s c u e 、f r e e y w a yo p e r a t i o na n dm a n a g e m e n ta n d i n f o r m m i o no ft h ea c c i d e n ta n dm a n a g e m e n tr e l e a s e ，a c h i e v i n gt h ei n t e g r a t i o na n d c o o r d i n a t i o no ft h ev a r i o u ss u b s y s t e m st or u n k e y w o r d s ：f r e e w a y ；s e c o n d a r ya c c i d e n t ；i m p a c to ft r a f f i ca c c i d e n t ；i n f o r m a t i o n g a t h e r i n g ；e m e r g e n c yr e s c u e ；t r a f f i cg u i d a n c e 重庆交通大学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。 学位敝作者虢缪却匠 日期1 年朔日 重庆交通大学学位论文版权使周授权书 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。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部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。同时 授权中国科学技术信息研究所将本人学位论文收录到中国学位论文全文数据 库，并进行信息服务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ， 同时本人保留在其他媒体发表论文的权利。 彳彦， 学位论文作者签名：缪锄压指导教师签名：与且 日期：它州7 年忙月7 厂日日期：9 声2 月f 占日 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社c n k i 系列数 据库中全文发布，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规定享 学位论文作者签名：锡和匠 日期：7 干z 月，乡日 盗咽彦肜堋往年 签少 臌岁 教吧 导期指日 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题来源 该课题来源于国家科技支撑计划项目道路交通安全保障关键技术研究及 示范的子课题高速公路特大交通事故预防技术研究及示范中的专题三( - - 次事故预防关键技术及示范应用。 1 2 研究背景 二次事故多发且极易造成重特大交通事故 目前我国道路交通事故死亡人数居世界第一，而且交通事故居高不下，全国 道路交通安全形势严峻。2 0 0 8 年，全国共发生道路交通事故2 6 5 2 0 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。n 3 中国仅有全世界1 9 的汽车， 引发的交通死亡事故却占了全球的1 5 。心1 随着车辆的日益增多，由于驾车者对道路事故处置经验不足、事故检测设施 缺乏、救援不及时等原因，“二次事故经常发生，发生地多为城郊、高速公路、 市内快速道路等。据公安部交警部门统计，在所有的道路交通意外事故中，相当 部分事故都是由于当车辆在路上发生故障，或司机在路上临时停车，或车辆在路 上发生轻微的碰撞后，当事人未能在做好车辆位置标记后，没有迅速在事故现场 后方较远的距离外设置危险警告标志，警示后方来车，导致“二次事故 发生。 这样的事故案例举不胜举，上海市交警部门的数据显示，类似的情景2 0 0 6 年共发 生了4 6 4 次，造成了9 5 人死亡，3 9 7 人受伤。车辆抛锚或发生事故后处置不当， 引发“二次事故”，已经成为高速公路上的一大杀手。 目前还没有专门针对交通二次事故的数据统计，但事实上这类事故的发生又 比比皆是。从这些事故的发生位置的道路类型来看，高速公路百公里交通事故率 为o 8 7 起1 0 0 公里，明显高于一般公路而且呈上升趋势，因此高速公路二次事故 预防成为了重特大交通事故预防的关键。 高速公路上由于汽车行驶速度快，汽车运行时动量大，因而冲击力强，一旦 发生事故往往危害性大，后果严重。在普通道路上，车辆若发生意外事件，例如： 车辆机械故障、轮胎损坏、突然失火、抛锚等情况时，由于车速不快，且周围容 易找到求助的人员，一般不会造成太大损失。而在高速公路上，如遇以上情况， 很可能导致交通事故发生，而且很多情况下会引起二次连锁事故的发生，其危害 程度往往会超过普通公路上同类事故的几倍，十几倍，甚至几十倍，上百倍。 国家对交通安全的重视 高速公路安全政策制定及技术实施、管理运营应遵从国家中长期科学和技 2 第一章绪论 术发展规划纲要中交通运输安全与应急保障优先主题，其内容为重点开发交通 事故应急处理技术，开发运输工具主动与被动安全技术，交通运输事故再现技术， 交通应急反应系统和快速搜救等技术。高速公路交通事故预防也是交通运输可持 续发展的重要环节，能将交通事故发生率控制到最低的水平，保证道路使用者的 生命、财产安全，更好的体现以人为本的理念；同时，也符合国务院下发的安 全生产“十一五规划的具体指示，其内容为“开展道路交通安全基础理论、 交通事故发生机理、预防科学和应用技术、交通安全设施及相关技术标准研究、 “完善道路交通快速报警系统，建设交通事故紧急救援信息平台、依托公安专网 建设全国重大责任事故案件管理系统”。本课题正是按照纲要和规划的优 先主题的相关内容而设置，论文的研究内容与纲要和规划的具体要求紧 密结合。 实施安保工程的需要 交通事故现场，永远危机四伏，交通事故处理现场，二次事故时有发生，严 重威胁着高速公路的交通安全。由于一次事故发现、处理和救援不及时，或者是 组织救援时现场交通组织、交通管理不当，极易造成连环碰撞等重特大交通事故。 针对我国道路交通安全现状，特别是特大交通事故中的突出问题，有效提升 道路交通安全综合防控能力，是道路交通安全保障技术的关键。论文重点研究高 速公路重特大交通事故预防工作的热点和难点问题，突破高速公路事故预防的关 键技术瓶颈。旨在建立开发预防和减少高速公路重特大道路交通事故特别是群死 群伤特大交通事故的技术体系及其支撑手段。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外研究现状 当前发达国家在道路交通安全保障方面投入了大量的人力、物力和财力，普 遍建立了道路交通事故分析、预防和评估预警技术体系，交通安全科学理论基础 牢固，道路交通安全保障技术达到了较高的水平。口4 1 以美国为例，针对自然灾害、 重大事故和交通突发事件，建立了先进的研究基地及相关科技计划的审查、立项、 拨款和实践的完整体系，道路交通安全理论、风险评估、预防和技术装备研究已 居国际先进水平。嘲 美国智能交通普及率高，应用己达8 0 以上。从8 0 年代开始，将先进的信息技 术、数据通讯技术、电子控制技术及计算机处理技术等，有效地综合应用于地面 交通管理体系，从而建立起种大范围、全方位发挥作用的，实时、准确、高效 的智能交通系统。 第一章绪论 3 2 0 0 1 年4 月，美国召开了一次由i t s 行业2 6 0 名专家和有关人员参加的全国高层 讨论会。会后制定了新世纪头1 0 年i t s 发展规划，勾勒了未来i t s 的使命和发展目 标，规划明确了具体的目标中包括安全方面，减少交通伤亡事故和财产损失，到 2 0 11 年，减少交通事故1 5 。 从查阅到的美国高速公路事故管理手册可以看出，美国高速公路已经形成了 完善的紧急救援体系。对于高速公路交通事故的紧急救援也有了一套比较成熟的 处理办法。通过从事故的检测和确认到事故的最后清理这一全过程开展工作，同 时采取先进的i t s 技术，包括了计算机技术、监控技术、g i s 技术、g p s 技术和 数据库技术，保证了各类救援人员能密切配合和有效联动，达到快速、有效地开 展救援工作的目的。口1 美国高速公路的事故紧急救援有一套运用得比较成熟的程序。紧急救援的全 过程被叫做高速公路事故管理( f r e e w a yi n c i d e n tm a n a g e m e n t f i m ) 。高速公路事故 管理过程是一个相互协调的系统工程，这一系统由7 个部分组成，具体包括前期规 划、调查和取证、反应时间、现场管理、清理时间、驾驶人员信息和恢复交通时 间。f i m 的目的在于挽救生命和财产，还在于减少因交通堵塞造成的损失及二次 事故发生的可能性。埔1 在这7 个部分的每个阶段，美国都做得非常的严密。比如，在前期规划中，对 于整个救援的体系都已经通过多次会议和其它的方式进行了确定。这包括救援的 组织体系、救援的职能部门、救援的指挥中心和救援人员，以及在救援时资源的 调配和各部门之间的相互配合等。因此，美国的救援体系是很完善的，这就为事 故救援的快速进行提供了一个组织上的保障和前提。除了完善的体系外，美国高 速公路上配套的设施也相当完善，除了常规的安全设施如交通标志、标线等的完 善外，其它如监控设施和闭路电视在美国的高速公路上也很齐全。这些设施的完 善除了有利于对事故的预防外，在事故发生时，也可以通过这些先进的设备配合 救援人员在第一时间对事故进行检测和确认，在救援过程中通过各个部门的紧密 配合达到高效救援的目的。阳1 美国在高速公路上有先进的、完善的交通监控系统，通过各种检测仪器、闭 路电视、通讯网络及无线电广播等设施，对路网的交通流状况进行全天候监视和 疏导。在高速公路重要路段还有巡警在路上进行监视，对事故进行紧急处理；美 国在管理中心设置急救中心，接到紧急电话的事故报告后，立即向最近的急救站 发出指令出动救护车，或派直升飞机抢救。救护车通过无线电话与急救站、医院 取得联系，及时组织救援工作。 总之，美国的事故管理过程就是利用高速公路上完善的设施和先进的技术， 以及各相关部门人员的密切配合，从而减少事故的调查取证时间、减少相关机构 4 第一章绪论 处理时间、推动人员和交通的现场管理、减少清理现场时间和向公众提供准确、 及时的消息从而达到高速公路交通事故紧急救援的快速和有效性。n n 小1 2 3 据美国 运输工程师协会( i n s t i t u t eo ft r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r s ，i t e ) 估计，高速公路使用事 故管理后，在交通拥挤期间可以减少1 0 - - , 1 5 的行程时间。亚特兰大n a v i g a t o r 系统建成后，事故检测和确认的时间由原来的4 2 m i n 减少到1 1 m i n ，降低了7 4 ； 事故确认和自动产生事故响应之间的平均时间降低5 0 ( 从9 5 m i n 降到4 7 m i n ) ；事 故确认和车道清除之间的平均时间从4 0 5 m i n 降到了2 4 9 m i n ( 降低了3 8 ) 。 2 0 0 0 年9 月初，英国公路管理机构实施“智能公路计划 ，2 0 0 5 年全部完成， 英国高速公路和干线公路上的5 5 0 0 部紧急电话被取代。在往后的1 0 年中，交通量 预计将增长2 0 左右，公路管理机构的安全目标是至u 2 0 1 0 年减少1 3 的死亡人数或 重伤人数。革新技术的“三组件是新的可变信息标志，自动事故探测仪和更新 全国通讯光纤传输网，所有这些都是建立智能交通设施的基础。其中的关键技术 如下：为减少拥挤路段上游排队车辆的事故率，于2 0 0 4 年在3 0 的高速公路上安装 “自动滞留警告系统。为减少交通干扰和交通事故，于2 0 0 4 年在高速公路上安 装2 0 0 多台监控摄像机，使其对交通事故和车辆故障等事件有更快的反应。于2 0 0 2 年，国家交通控制中心提供实时的交通管理策略。n 3 1 日本则是后来居上，目前己在国内多条高速公路上使用事件自动检测 ( a u t o m a t i ci n c i d e n td e t e c t i o n ，简称：a i d ) 系统。a i d 系统是运用图像处理技术，自 动检测行驶中车辆的行驶轨迹，并将此信息传送给交通控制中心，与此同时，提 供给后续的车辆。采用这一系统可以瞬时发现交通事故等异常的交通现象，对于+ 迅速地进行伤员救护、事故处理、降低事故所造成的交通阻塞、以及预防二次事 故等具有重要的作用。 在交通事故的紧急救援方面，日本以道路公团为代表，在管理中心设立急救 车，消防车昼夜待命，道路部门自行处理事故，这样就在很大程度上减少了事故 的处理时间，从而提高了处理的效率。在需要医疗等部门协助处理的事故时，日 本改进了救援与救护系统，日本的医生和护士在交通事故发生后，可以在救援救 护途中抢救而不受其它医疗制度的约束等，从而减少了一些繁琐的不必要的环节， 争取了更多更快的抢救伤员的时间，从而降低了事故的死亡率。因此，尽管日本 的汽车保有量在逐年的增加，但由于日本采用了各种交通安全管理措施和交通事 故紧急救援措施，使得其道路事故死亡率并没有因汽车保有量的增加而上升，反 而保持一个比较稳定的状态，甚至在1 9 7 1 , - - - 1 9 7 9 年间，其交通事故死亡人数在稳 步回落，1 9 9 6 以后尽管汽车保有量在继续增加，但事故死亡人数却一直保持在一 个相对稳定的水平。1 第一章绪论 5 1 3 2 国内研究现状 对国家科技支撑计划进行了“二次事故预防”相关的检索，没有查到对其进 行过相关的研究。n 钉叫1 9 1 其中有一个由魏利军主持的“十一五 国家科技支撑计划 “危险化学品事故监控与应急救援关键技术研究与工程示范 的子题危险化学 品事故应急救援关键技术及装备研发取得阶段性进展，其中，应急救援装备主 要包括应急救援现场气体无线检测设备和防爆型现场视频无线传输系统。它主要 是针对危险化学品检测的硬件设备进行研究。 在相关网站上，对“8 6 3 计划 和“9 7 3 计划”“自然科学基金”进行了论文 相关的检索，未能查到相关的研究。下面是对西部交通建设科技项目进行检索的 相关成果： 应用g p s 、g s m 进行车辆定位与管理系统开发的主要研究成果是“采 用g i s 技术开发车辆运输管理中的监控系统，g p s 监控系统主要完成实时接收车 载终端g p s 发回的车辆定位数据、报警数据，并以图形界面形式显示车辆的运行 状态，其监控任务主要是通过视图类实现的，地图上车辆图标显示、轨迹重现及 动态显示是通过自定义类实现。” 公路智能交通系统信息标准化研究的主要相关研究成果是“以i t s 实 验室为基地，对微波交通流检测器物理层关键检测技术进行研究，并搭建物理层 的关键指标检测的测试平台。研究制定了两项行业标准道路交通气象环境能见 度检测器、道路交通气象环境路面状况检测器。” 交通部公路科学研究院等单位承担的西部地区公路交通安全评价研究 解决的关键技术和技术创新主要有：事故多发段判别的动态步长过滤法；首次研 究和建立了双车道公路的道路要素和交通要素与碰撞、追尾等不同形态事故相关 的事故预测模型。 另外，国内相关学者发表的一些论文，研究主要成果如下： 2 0 0 0 年杨晓光等发表的先进的高速公路交通紧急救援管理系统研究了基 于中国现有的高速公路交通管理及其交通监控系统条件，以未来i t s 技术的发展 与g i s 、g p s 在交通工程领域的应用为背景，以沪宁高速公路为实体，构筑了高 速公路交通紧急救援管理系统，然后介绍了系统的主要功能、物理构成、逻辑结 构、模型算法、软件平台。该系统对于缩短紧急救援对策的响应时间，提高救援 的有效性和可靠性，恢复高速公路通行能力都具有重要的意义啪1 。 2 0 0 3 年吉林大学的张晓东的硕士论文动态交通流信息采集系统若干问题研 究，主要研究成果是“提出了交通流信息采集技术优化配置的思想。目前，交通 流信息采集系统的建设缺少协调和理论指导，针对这种现状，论文对交通流信息 6 第一章绪论 采集技术优化配置方法进行了探索性研究；提出了固定型检测器空间布置的优化 方法。在以往的固定型检测器的布置过程中，通常采取经验分析法，对检测器间 隔进行设计，缺少理论方法支持，提出了基于仿真模拟方法的固定型检测器空间 布置优化设计方法；提出了移动型检测器空间布置的优化方法，对于实际道路网 络中应该具有多少移动型检测器没有深入研究，论文利用仿真模拟方法对移动型 检测器最小样本量的确定方法进行了研究。 在固定型检测器空间位置优化设计过 程中，只是采用一种比较传统的方法作为方案效果评价的优化方法，下一步应该 对效果评价的优化方法进一步研究，进而提高优化方案设计的合理性。移动型检 测器最小样本量确定的过程中，也存在与固定型检测器一样的优化方法单一的问 题3 。 王新泉等发表的我国高速公路交通事故紧急救援现状分析阐述了高速公 路交通事故的严重性及事故发生后紧急救援必要性，对国内外高速公路紧急救援 现状进行了分析研究，指出我国目前在高速公路紧急救援方面的不足，并提出了 改善我国高速公路交通事故紧急救援系统的建议。提出的主要不足是我国目前对 于高速公路交通事故的紧急救援还没有一套系统的处理办法，也没有一套完善的 紧急救援体系，救援人员的专业化水平不高，救援设施不齐全等乜利。 1 4 问题的提出和研究的必要性 1 4 1 问题的提出 经过对国内研究和调查发现，对二次事故预防主要存在以下问题： 到目前为止，我国还没有二次事故相关的统计数据，也没有查到对二次事 故预防进行过系统的研究。交通事故分级不适应高速公路救援的需要。交通事故 辐射分析技术方面，没能查到对高速公路交通事故时间影响分析技术进行过研究。 高速公路事故易发点的判别方法很多，但使用起来非常复杂，可操作性不 强。对交通信息采集设备布设方法没有分路段和隧道进行过系统的研究。 我国目前对于高速公路交通事故的紧急救援还没有一套系统的处理办法， 尚未形成一套完善的紧急救援预案体系，紧急救援各部门职责不清，救援系统不 能有效地运行，救援人员专业化水平不高，救援设施不齐全，导致高速公路重特 大交通事故中二次事故比例较高，因此，有必要对建立完善的高速公路紧急救援 系统和应急预案进行研究。 高速公路发生交通事故后，事故当事人和事故处理人员对事故现场交通事 故警示标志的设置，对预防二次事故起到非常大的作用。经过相关资料检索，没 能查到关于事故现场相关设施布设方法的研究，有必要对其进行研究。信息发布 第一章绪论 7 设施方面，没能查到对路段和隧道内信息设施设置进行过系统的研究。 1 4 2 研究的必要性 随着各级政府及各行业、领域对重特大道路交通事故防控财力和人力投入的 不断加大，迫切需要对高速公路群死群伤特大交通事故预防和重特大事故预警技 术及高速公路交通事故辐射分析技术等深层次的技术和方法进行全面系统研究， 在此基础上研究开发二次事故预防关键技术，建立健全高速公路紧急救援系统和 高速公路重特大交通事故预警系统。 研究交通事故分级和二次事故的诱因，是研究预防二次事故的基础。研究交 通事故状态下的交通流特性及交通流特征，是进一步研究交通事故影响时间及影 响范围的基础。交通事故的影响时间和影响范围的确定是高速公路信息发布和交 通诱导的依据。 由于以往的确定事故易发点的方法比较复杂，可操作性不强，有必要研究出 一种简单实用的方法，为预防高速公路交通事故和二次事故提供较好的方法。交 通信息采集设备是检测交通事故和确认事故发生的主要手段，有必要研究路段和 隧道内交通信息采集设备的布设方法。 由于我国目前高速公路交通事故紧急救援还没有一套系统的处理办法，未形 成一套完善的紧急救援预案体系，致使交通事故发生后，救援不及时，容易发生 二次事故，因此，有必要对高速公路紧急救援系统构建和应急预案进行研究。 高速公路发生交通事故后，事故当事人和事故处理人员未及时设置交通事故 警示标志或是设置不当，导致发生二次事故，有必要对事故现场警示标志设置方 法进行深入细致的研究。及时发布事故信息，提醒驾驶员，进行交通诱导和控制 是预防二次事故的主要一环，有必要对信息发布设施的设置方法进行研究。 本文通过对高速公路二次事故预防关键技术开展研究，为国家和有关部门的 风险防范决策提供参考，为公安交通管理等部门预防监测、应急响应、处置与分 析鉴定重特大交通事故提供切实可行的技术手段，为高速公路安全保障设施的建 设提供理论依据和技术支撑。 1 5 研究的内容和技术路线 由于高速公路是高指标线形的全封闭道路，驾驶员对侧向障碍及前方的突发 障碍通常预计不足。当前方有事故而自身车速又偏高时，往往刹车不及，造成二 次事故。二次事故的预防关键在于实现从事故的快速报警、信息采集、紧急救援、 运营管理方案决策至事故和管理信息发布的系统工程。在研究上述各项子系统实 现的基础上，实现各子系统的融合及协调运行。 8 第一章绪论 1 5 1 主要研究内容 高速公路交通事故辐射分析技术研究 1 ) 高速公路二次事故诱因分析 2 ) 高速公路交通事故状态下交通流特征分析 3 ) 高速公路交通事故辐射分析技术研究 高速公路交通事故快速警报与信息采集技术研究 1 ) 高速公路交通事故易发点的判别技术分析 2 ) 高速公路固定监控设施信息采集技术分析及布设方法研究 3 ) 高速公路交通事故报警、定位及监控技术研究 重庆高速公路交通事故紧急救援系统构建 1 ) 高速公路交通事故紧急救援系统目标 2 ) 高速公路交通事故紧急救援体系构建 3 ) 高速公路交通事故紧急救援分级响应机制 高速公路事故路段的运营管理对策和决策支持技术研究 1 ) 高速公路事故路段相关设施的布设方法研究 2 ) 高速公路交通事故条件下的交通诱导与控制方法研究 3 ) 管理信息发布设施布设方法及信息发布策略研究 1 5 2 研究方法与技术路线 以系统工程理论为指导，以预防二次事故为目标，构建事故救援与交通组织 系统框架。其次，在研究事故的快速报警、信息采集、紧急救援、运营管理方案 决策至事故和管理信息发布各子系统的基础上，实现各子系统的融合及协调运行。 技术路线如图1 1 所示。 1 6 本章小结 首先介绍了论文的课题来源、研究背景，其次，在介绍国内外研究现状的基 础上，提出了存在的问题和研究的意义，针对现有问题，提出相应的研究内容和 技术路线。 8 第一章绪论 1 5 1 主要研究内容 高速公路交通事故辐射分析技术研究 1 ) 高速公路二次事故诱因分析 2 ) 高速公路交通事故状态下交通流特征分析 3 ) 高速公路交通事故辐射分析技术研究 高速公路交通事故快速警报与信息采集技术研究 1 ) 高速公路交通事故易发点的判别技术分析 2 ) 高速公路固定监控设施信息采集技术分析及布设方法研究 3 ) 高速公路交通事故报警、定位及监控技术研究 重庆高速公路交通事故紧急救援系统构建 1 ) 高速公路交通事故紧急救援系统目标 2 ) 高速公路交通事故紧急救援体系构建 3 ) 高速公路交通事故紧急救援分级响应机制 高速公路事故路段的运营管理对策和决策支持技术研究 1 ) 高速公路事故路段相关设施的布设方法研究 2 ) 高速公路交通事故条件下的交通诱导与控制方法研究 3 ) 管理信息发布设施布设方法及信息发布策略研究 1 5 2 研究方法与技术路线 以系统工程理论为指导，以预防二次事故为目标，构建事故救援与交通组织 系统框架。其次，在研究事故的快速报警、信息采集、紧急救援、运营管理方案 决策至事故和管理信息发布各子系统的基础上，实现各子系统的融合及协调运行。 技术路线如图1 1 所示。 1 6 本章小结 首先介绍了论文的课题来源、研究背景，其次，在介绍国内外研究现状的基 础上，提出了存在的问题和研究的意义，针对现有问题，提出相应的研究内容和 技术路线。 8 第一章绪论 1 5 1 主要研究内容 高速公路交通事故辐射分析技术研究 1 ) 高速公路二次事故诱因分析 2 ) 高速公路交通事故状态下交通流特征分析 3 ) 高速公路交通事故辐射分析技术研究 高速公路交通事故快速警报与信息采集技术研究 1 ) 高速公路交通事故易发点的判别技术分析 2 ) 高速公路固定监控设施信息采集技术分析及布设方法研究 3 ) 高速公路交通事故报警、定位及监控技术研究 重庆高速公路交通事故紧急救援系统构建 1 ) 高速公路交通事故紧急救援系统目标 2 ) 高速公路交通事故紧急救援体系构建 3 ) 高速公路交通事故紧急救援分级响应机制 高速公路事故路段的运营管理对策和决策支持技术研究 1 ) 高速公路事故路段相关设施的布设方法研究 2 ) 高速公路交通事故条件下的交通诱导与控制方法研究 3 ) 管理信息发布设施布设方法及信息发布策略研究 1 5 2 研究方法与技术路线 以系统工程理论为指导，以预防二次事故为目标，构建事故救援与交通组织 系统框架。其次，在研究事故的快速报警、信息采集、紧急救援、运营管理方案 决策至事故和管理信息发布各子系统的基础上，实现各子系统的融合及协调运行。 技术路线如图1 1 所示。 1 6 本章小结 首先介绍了论文的课题来源、研究背景，其次，在介绍国内外研究现状的基 础上，提出了存在的问题和研究的意义，针对现有问题，提出相应的研究内容和 技术路线。 1 0 第二章高速公路交通事故辐射分析技术研究 第二章高速公路交通事故辐射分析技术研究 2 1 概述 近年来，高速公路重特大二次交通事故时有发生，严重危害人民群众生命财 产安全，给道路交通安全管理工作带来很大压力。高速公路交通安全问题日益严 重，高速公路二次事故多发，其造成的损失往往比一次事故更加严重。分析高速 公路交通事故的分级、特点及其形态分布，目的在于根据交通事故特点研究二次 事故的诱发原因和预防对策，从微观角度分析高速公路二次事故的影响因素，为 提出高速公路二次事故预防技术和方法奠定基础。应用交通波理论和排队论对交 通事故状态下交通流特征进行分析，研究高速公路交通事故辐射分析方法，包括 交通事故影响时间和影响范围研究，建立交通事故检测及接警时间模型和交通流 恢复时间模型。 2 2 高速公路二次事故诱因分析及预防对策研究 2 2 1 高速公路交通事故等级划分 对交通事故进行分级，目的在于分析、研究、预防和处理交通事故；同时， 也便于统计和从各个角度寻找预防交通事故的对策。分析的角度、方法不同，对 交通事故的分级也不同。叫3 高速公路一旦发生事故，大部分属于特大交通事故，损失大、处理时间长、 对高速公路的运营带来极大的负面影响。对高速公路而言，交通安全问题是高速 公路管理中最为重要的问题。依据突发事故的伤亡人员数目、交通受影响程度、 事故类型( 是否涉及危险物品) 、事故发生地点、涉及车辆数目等情况，由低级到 高级划分为一般( i 级) 、较大( i i 级) 、重大( i i i 级) 、特大( 级) 四个级别。 一般交通事故：无人员死亡；交通事故对高速公路车辆通行造成轻微影响， 尚可通行；不涉及危险化学品运输车辆的交通事故；不在隧道等危险路段发生的 事故；交通事故对正常交通秩序影响不大的；2 辆以下( 含2 辆) 车辆追尾或相撞， 单车碰撞公路设施。 较大交通事故：交通事故死亡卜2 人或者发生人员重伤5 人以上等影响较 大的伤亡事故；交通事故对高速公路车辆通行造成影响，尚可通行的；一般危险 化学品运输车辆发生交通事故，未发生泄漏的；隧道发生一般交通事故对高速公 路车辆通行造成影响，尚可通行的；交通事故影响正常交通秩序的；3 - 1 0 辆车追 尾相撞事故。 重大交通事故：发生一次死亡3 - 9 人等影响较大的伤亡事故；交通事故造 第二章高速公路交通事故辐射分析技术研究 1 1 成高速公路半幅交通中断，短期内不能恢复正常通行条件的；一般危险化学品发 生泄漏或者运输剧毒、易燃、易爆等危险化学品车辆发生事故，未发生泄漏的； 交通事故致使高速公路- - n 隧道交通中断的；阻断高速公路单向或出入口交通的； 1 1 2 0 辆车辆追尾相撞事故。 特大交通事故：交通事故一次死亡1 0 人( 含1 0 人) 以上等影响较大的伤亡 事故；交通事故造成高速公路双向交通中断，短期内不能恢复正常通行条件的； 易燃、易爆、毒害性、放射性、腐蚀性、传染病病源体等危险化学品运输车辆发 生交通事故，致使载运危险物品已经发生严重泄漏或者剧毒化学物品发生泄漏的； 隧道发生交通事故致使高速公路双向交通中断的；高速公路双向或者主要出入口 ( 主线收费站) 交通中断，社会影响较大的；2 0 辆以上车辆追尾相撞事故。 2 2 2 高速公路交通事故的特点及其形态分布 高速公路交通事故的特点 高速公路交通事故具有如下5 方面特点：随机性、突发性、频发性、社会性 以及不可逆性口朝。 1 ) 随机性 交通工具本身就是一个系统，当它在交通系统中运行时则牵涉到一个更大的 系统。在交通动态大系统中，某个失误就可能引发一系列其它失误，从而引发危 及整个系统的交通事故，而这些失误绝大多数是随机的，即是纯粹的随机事件。 道路交通事故往往是多种因素共同作用或互相作用引发的结果，其中有许多 因素本身就是随机的，比如气候因素，而多数因素正好凑在一起或互相引发则具 有更大的随机性，因此道路交通事故的发生必定带有极大的随机性。 2 ) 突发性 道路交通事故的发生通常并没有任何先兆，即具有突发性。驾驶员从感知到 危险至交通事故发生这段时间极为短暂，往往短于驾驶员的反应时间与采取相应 措施所需的时间之和。或者即使事故发生前驾驶员有足够的反应时间，但由于驾 驶员反应不正确、不准确而操作错误或不适宜，从而导致交通事故。 3 ) 频发性 由于汽车工业的高速发展，车辆急剧增加，交通量增大，造成车辆与道路比 例的严重失调，加之交通管理不善等原因，造成道路交通事故频繁，伤亡人数增 多，道路交通事故已成为世界性的一大公害。许多国家因道路交通事故造成的经 济损失约为其国民生产总值的1 。因此，人们称道路交通事故是“无休止的交通 战争 。 4 ) 社会性 1 2 第二章高速公路交通事故辐射分析技术研究 道路交通是随着社会和经济的发展而发展的客观社会现象，是人们客观需要 的一种社会活动，这种活动是人们日常生活和工作中必不可少的。随着社会经济 的发展，由于大生产带来的社会分工越来越细，人际间的协作和交往也越来越密 切，使人们在道路上的活动日趋频繁，成为一种社会的客观需求。 道路交通事故是伴随着道路交通发展而产生的一种现象，无论何时，只要人 参与交通，就存在涉及交通事故的危险性。道路交通随着社会的发展不断地进行 演变，从步行到马车再到今天的汽车，以至形成今天的规模。这个过程不仅表明 人们对道路交通的追求意识和发展意识，也证明了道路交通事故是随着社会发展 和经济发展的客观存在的社会现象，即道路交通事故具有社会性。 5 ) 不可逆性 道路交通事故的不可逆性是指其不可重现性。事故是人、车、路组成的系统 内部发展的产物，与该