（道路与铁道工程专业论文）山区公路事故严重性影响因素研究.pdf

独创性声明 l t l l llil u llt li t llii iu l y 17 8 9 014 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 尽我所知 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j 妾塞王些态堂或其它教育机构 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 关于论文使用授权的说明 为7 d j 本人完全了解i e 塞王些太堂有关保留 使用学位论文的规定 即 学校有权 保留送交论文的复印件 允许论文被查阅和借阅 学校可以公布论文的全部或部 分内容 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 7 9 f 口 r 摘要 摘要 中国在进入2 l 世纪以来 每年因为交通事故死亡的人数几乎都在1 0 万人左 右 是每年世界上因为交通事故死亡人数最多的国家 我国的交通事故致死率 事 故死亡人数和事故伤亡总人数之比 为2 7 3 甚至比亚洲其他一些发展中国家 如印度 老挝都高 而这一指标美国仅为1 3 日本为o 9 万车死亡率也比 发达国家高出几倍 亿车公里死亡率被看作是最能反映交通安全状况的指标之 一 这一指标我国将近是日本的l o 倍 结合近几年我国的交通事故数据我们可 以说 我国正处在交通事故不断增长的风头浪尖上 交通安全形势非常严峻 本文在现场调研的基础上 选择成渝 渝黔 渝遂 万长四条有代表性的道 路对山区公路事故进行分析 首先对事故特性和伤亡人数统计分析 对山区公路 事故特性有一个初步的了解 然后对道路线形各个指标对事故的影响进行分析 进一步挖掘道路安全隐患 在定性分析的基础上 对事故的严重程度建立不同的 模型 首先利用二分变量逻辑回归方法对是否有伤亡事故发生建立模型 预测一 段路发生事故的类型 在对模型进行自变量检验和拟合优度检验后 确定与伤亡 事故相关的因素 包括小时交通量 大车比例和道路线形 为了对伤亡事故进一 步细化 将其分为轻伤 重伤 死亡事故 利用多变量逻辑回归方法建立模型 预测发生事故受伤的类型 检验之后确定与其相关性较大的因素 分别为事故发 生时间 大车比例 道路线形 本文对预防严重事故的发生有一定的参考意见 关键词事故致因 道路线形 事故严重程度 二分类回归模型 多分类回归模 型 北京工业大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t s i n c ec h i n ac a m ei n t ot h e21t hc e n t u r y t h e r ea r ea l m o s t1 0 0t h o u s a n dp e o p l e d i e do f t r a f f i cf a t a l i t i e se v e r yy e a r w h i c hi sm u c hm o r et h a na n yo t h e rc o u n t r i e si nt h e w o r l d c h i n a st r a f f i cf a t a l i t yr a t e t h er a t i oo fd e a t h st ot o t a lp e o p l ei nt h ea c c i d e n t s w a s2 7 3 e v e nm o r et h a ns o m eo t h e rd e v e l o p i n gc o u n t r i e si na s i as u c ha si n d i a l a o s a n dt h i si n d e xw a so n l y1 3 i nt h eu s a 0 9 i nj a p a n e v e n10t h o u s a n d v e h i c l ed e a t hr a t ew a ss e v e r a lt i m e sh i g h e rt h a nt h a ti nt h ed e v e l o p e dc o u n t r i e s 10 0 m i l l i o nv e h i c l ek mm o r t a l i t yi ss e e na so n eo ft h eb e s ti n d i c a t o r st h a tr e f l e c tt h e s i t u a t i o no ft r a f f i cs a f e t y t h i si n d i c a t o ri nc h i n ai sn e a r l y10t i m e sm o r et h a nt h a to f j a p a n i nr e c e n ty e a r s t r a f f i ca c c i d e n t si nc h i n ac o m b i n e dw i t ht h ed a t aw ec a ns a y t h a tc h i n ai si nt h et h u n d e ro ft h ew a v eg r o w i n gt r a f f i c t h et r a f f i cs a f e t ys i t u a t i o ni s v e r ys e r i o u s i nt h i st h e s i s b a s e do nt h ef i e l di n v e s t i g a t i o n w ea n a l y s i so nf o u rm o u n t a i n r o a d s t h e r ea r ec h e n g y u y u q i a n y u s u i w a n c h a n g w h i c hw e r es e l e c t e da s r e p r e s e n t a t i v e f i r s t l y w e s t a t i s t i c a l a n a l y s i s t h ea c c i d e n tc h a r a c t e r i s t i c sa n d c a s u a l t i e sn u m b e r w h i c hg a v eu sap r e l i m i n a r yu n d e r s t a n d i n go nt h ec h a r a c t e r i s t i c s o ft h em o u n t a i nr o a da c c i d e n t s t h e nf o r f u r t h e r e x p l o r et h er o a ds a f e t yh i d d e n t r o u b l e s i nq u a l i t a t i v ea n a l y s i s w ee s t a b l i s h e ds e v e r a lm o d e l sf o rd i f f e r e n ta c c i d e n t b a s e do nt h es e v e r i t y s p e c i f i c a l l y ab i n a r yv a r i a b l el o g i s t i cr e g r e s s i o nm o d e lw a s e s t a b l i s h e df o rt h ea c c i d e n ta tf i r s t i na d d i t i o n f u r t h e rr e f m e di n t om i n o ri n j u r i e s s e r i o u si n j u r i e sa n df a t a l i t i e s t oe s t a b l i s ham u l t i p l ec l a s s i f i c a t i o nl o g i s t i cr e g r e s s i o n m o d e l v a r i a b l e si n c l u d i n gt h er o a da l i g n m e n t s t r a i g h t u s u a l l yc u r v e d g e n e r a ls l o p e b e n d i n gs l o p ec o m b i n a t i o n s h o u rt r a 伍c c a r t sp r o p o r t i o n d i r e c t i o na n dt i m e f i n a l l y w ev e r i f yt h ev a r i a b l e sa n dg o o d n e s so ff i tt e s tf o rt h em o d e l w h e na l la b o v ew a s o v c r w eu l t i m a t e l yd e t e r m i n e dt h ef a c t o r sa f f e c t i n gt h es e r i o u s n e s so ft h ea c c i d e n t a n dt h ef o r mo ft h em o d e l w h i c hh a ss o m es u g g e s t i o n st op r e v e n tt h eh a p p e n i n go f s e r i o u sa c c i d e n t s k e y w o r d sc a u s a t i o no fa c c i d e n t s r o a da l i g n m e n t a c c i d e n ts e v e r i t y b i n a r yv a r i a b l e l o g i s t i cr e g r e s s i o nm o d e l m u l t i p l ec l a s s i f i c a t i o nl o g i s t i cr e g r e s s i o nm o d e l i i 1 2 研究目的和意义 5 1 3 论文框架及研究主要内容 5 第2 章国内外研究综述 一9 2 1 国内研究现状 9 2 2 国外研究现状 10 2 3 本章小结 1 1 第3 章山区高速公路事故特性分析 1 3 3 1 事故时间分布 1 5 3 1 1 事故小时分布 15 3 1 2 事故月分布 一16 3 2 事故气候分布 1 6 3 3 事故形态分布 1 8 3 4 事故原因分布 2 0 3 4 1 机动车驾驶员 2 2 j 一 3 4 2 非机动车驾驶员 2 3 3 4 3 行人 2 3 3 4 4 车的原因 2 4 3 4 5 路的原因 2 5 3 5 本章小结 2 5 第4 章道路线形对事故的影响 2 7 4 1 平面线形对事故的影响 2 8 4 1 1 直线段 2 8 4 1 2 平曲线 3 0 4 2 纵断面线形对事故的影响 3 1 4 2 1 道路纵坡 31 4 2 2 竖曲线 3 3 4 3 平纵组合对事故的影响 3 4 4 4 本章小结 3 6 第5 章事故严重性分析 3 7 5 1 事故类型分类 3 7 5 2l o g i s t i c 回归原理 3 8 5 2 1 二项l o g i s t i c 回归原理 3 9 5 2 2 多项l o g i s t i c 回归原理 一4 l 5 3l o g i s t i c 回归的主要用途 4 2 5 4 变量的选择 4 2 5 4 1 变量的初步选定 一4 3 i i i 北京工业大学工学硕士学位论文 5 4 2 变量的相关性 4 4 5 4 3 单个变量与因变量分析 4 5 5 5 二项l o g i s t i c 回归模型拟合效果检验 4 8 5 5 1 回归模型显著性检验 4 8 5 5 2 拟合优度检验 4 8 5 5 3 模型参数显著性检验 4 9 5 5 4 模型预测正确率 4 9 5 5 5r o c 曲线 5 0 5 6 多项l o g i s t i c 回归模型检验 5 1 5 6 1 模型显著性检验 5 2 5 6 2 似然比检验 5 2 5 6 3w r a l d 检验 5 3 5 7 模型结论 5 3 5 7 1 二项l o g i s t i c 回归模型 5 3 5 7 2 多项l o g i s t i c 回归模型 5 4 5 8 本章小结 5 5 结论与展望 5 7 参考文献 5 9 附录1 各事故信息统计 6 3 附录2 变量选择 6 5 附2 1 大车比例变量的选择 6 5 附2 2 道路线形变量的选择 6 6 附2 3 行车方向变量的选择 6 8 附2 4 时间段变量的选择 6 9 附录3 二项l o g is tic 回归过程 7 l 附录4 多项l o g is tic 回归过程 7 5 攻读硕士学位期间发表的学术论文 7 9 致 谢 8 1 自1 8 8 6 年汽车问世以来 道路交通事故就一直困扰着世界各国 道路交通 安全也越来越受到各国的重视 据世界道路协会道路安全委员会1 9 9 9 年的统计 全世界每年因道路交通事故死亡的人数达7 0 万 受伤人数超过5 0 0 万 道路交 通事故累计死亡人数超过3 0 0 0 万 j 交通运输业是国民经济中一个重要的物质生产部门 被马克思称之为 除采 掘业 农业 加工业以外的第四物质生产领域 它对推动生产发展 促进物质 交流 改善人民生活等具有十分重要的作用 道路交通作为其中一项很重要的内 容以其机动灵活 活动面广的特点 能够将其运动的触角延伸到社会各个层面 在现代化建设进程中 先行 纽带 桥梁 的作用越来越明显 但事物的发展无 不具有矛盾的二重性 随着工业化进程的加快 交通运输业突飞猛进 一方面促 进了经济社会的繁荣 另一方面交通事故所带来的负面影响也不容忽视 道路交 通事故在世界各国己成为一个极为严重的社会问题 据统计 自汽车问世以来的 1 0 0 余年中 全球死于交通事故的人数逐年增加 到2 0 0 5 年为止 累计死亡约 3 8 0 0 万人 且其上升势头一直未得到有效遏制i 2 j 据美国国家安全局一项数字统计显示 在美国每8 分钟就有一人伤于车祸 每8 分钟就有1 人死于车祸 每年有巧万人因交通事故而成为残疾 有1 0 万个 家庭因车祸而发生不幸 无怪乎人们称公路已成为不使用武器的战场 交通事故 是一场没有硝烟的战争 根据对2 0 0 7 年全国道路交通事故情况分析结果表明 全国平均每分钟发生1 4 起交通事故 每约5 分钟就有1 人因交通事故死亡 每 1 分钟有1 人受伤 2 j 在1 9 9 6 年至2 0 0 2 年间 交通事故次数 事故死亡人数 事故受伤人数均 呈明显快速上升趋势 表明我国交通安全形势严峻 2 0 0 2 年开始 各项统计数 据都有所下降 虽然表明我国的道路安全形势己有好转 但事故严重性却大大增 加 形势仍不容乐观 1 9 9 6 2 0 0 5 年间 事故例数从1 9 9 6 年的2 8 7 7 万起 迅速增加到2 0 0 2 年的7 7 3 1 万起 以后开始下降 2 0 0 5 年为4 5 0 2 万起 但 2 0 0 5 年道路交通事故发生数与19 9 6 年相比还是增加了15 6 4 8 交通事故死亡 人数 受伤人数 经济损失都呈现先增长后下降的趋势 但是平均每起事故死亡 人数和受伤人数却一直在增长p 引 几乎所有国家交通官方统计都表明 引起交通事故的最主要原因是由于驾驶 员失误 其在各种事故原因中所占的比例高达8 0 9 0 如果由此而得出结论 北京工业大学丁学硕士学位论文 认为道路条件在交通事故中的作用是微不足道的 则不仅不符合事实真相 并且 还会使道路工作者忽略自己的责任 在道路设计时只强调降低工程造价 而不注 重为道路交通提供足够的安全保障 这对交通安全的影响是十分危险的 6 g l 据有关资料统计 自1 9 9 4 年以来我国高等级公路交通事故一直占事故总数 的3 0 以上 国内对道路交通事故的研究 多着重于事故多发点的因素分析 以 统计分析的手段 通过对大量交通事故案例的分析 建立多变量高速公路事故多 发点成因分析模型 以期找出肇事 元凶 通过对主导因素的控制 改善道路交 通安全状况 而针对线形指标安全性研究则关注于单个线形指标对行车安全的作 用 比如直线的合理长度 曲线半径大小以及缓和曲线曲率等 7 另外超速行驶特别值得人们关注 据2 0 0 4 公安部发布的交通事故白皮书 仅超速行驶一项造成的事故数就占到总数的1 2 4 5 而导致的死亡人数更是高 达1 7 1 9 由此可见 超速行驶对行车安全的巨大影响 更体现了限速的重要 性 6 据中华人民共和国道路交通事故统计年报 2 0 0 7 年度 可以看出 山区高速 公路的重 特大交通事故的发生率占整个高速公路的1 0 山区高速公路事故的 死亡率是一般公路的3 4 倍 2 0 0 3 年 2 0 0 7 年 全国发生一次死亡l o 人以上的 特大道路交通事故2 0 7 起 从地域分布看 上述2 0 7 起特大交通事故多集中于山 区 根据中华人民共和国道路交通事故统计年报显示 2 0 0 5 2 0 0 7 年山区公路 事故死亡率及事故受伤率与平原 丘陵地区相比 明显高很多 如下表1 1 至1 3 统计 表1 12 0 0 5 年全国交通事故统计 t a b l e1 1n a t i o n a lt r a f f i ca c c i d e n ts t a t i s t i c sa b o u t2 0 0 5 2 0 0 5 年全国交通事故统计 地形事故起数死亡人数受伤人数死亡人数 事故数受伤人数 事故数直接经济损失 亿 平原3 0 8 0 0 76 2 0 9 03 0 6 1 2 9 0 2 0 2 0 9 9 4 丘陵9 1 3 0 71 9 7 9 21 0 4 0 4 6 0 2 1 7 1 1 4 0 1 8 8 山区 5 0 9 4 01 6 8 5 65 9 7 3 6o 3 3 l1 1 7 3 总计 4 5 0 2 5 4 9 8 7 3 8 4 6 9 9 l l0 2 1 91 0 4 4 2 第1 章绪论 表l 22 0 0 6 年全国交通事故统计 t a b l e1 2n a t i o n a lt r a f f i ca c c i d e n ts t a t i s t i c sa b o u t2 0 0 6 2 0 0 6 年全国交通事故统计 地形 事故起数死亡人数受伤人数死亡人数 事故数受伤人数 事故数直接经济损失 亿 平原 2 5 1 8 5 2 5 5 4 6 2 2 7 3 9 4 50 2 2 01 0 8 8 丘陵8 3 7 8 61 9 4 8 31 0 1 7 0 60 2 3 31 2 1 4 1 4 9 山区4 3 1 4 31 4 5 1 05 5 4 8 80 3 3 61 2 8 6 总计3 7 8 7 8 l8 9 4 5 5 4 3 1 1 3 90 2 3 61 1 3 8 表1 32 0 0 7 年全国交通事故统计 t a b l e1 3n a t i o n a lt r a f f i ca c c i d e n ts t a t i s t i c sa b o u t2 0 0 7 2 0 0 7 年全国交通事故统计 地形 事故起数 死亡人数受伤人数死亡人数 事故数受伤人数 事故数 直接经济损失 亿 平原 2 1 7 8 7 15 1 3 0 72 4 1 9 8 30 2 3 51 1 l l 丘陵7 2 5 7 41 7 6 9 0 9 0 7 1 00 2 4 41 2 5 0 1 2 山区3 6 7 6 41 2 6 5 24 7 7 4 90 3 4 41 2 9 9 总计 3 2 7 2 0 98 1 6 4 93 8 0 4 4 20 2 5 01 1 6 3 其中 平原 丘陵 山区的定义如下表1 4 所示 表1 4 道路类型划分定义 t a b l e1 4r o a dt y p ed e f i n i t i o n s 名称 说明 指地面高度变化微小的地区 有时有局部有轻轻微起伏或倾斜胡平原区道路 其 平原 他特点的道路线形一般比较平直 纵坡度较小 平曲线半径较大 丘陵指位于丘陵地区的道路 其特点介于平原和山区之间 指位于山岭区的道路 其特点是地形变化很大 坡面陡峭 道路线形往往曲折 山区 纵坡较陡 平曲线半径很小 从上述表1 1 至1 3 可以看出 2 0 0 5 年一2 0 0 7 年全国山区死亡人数和受伤 人数占事故总数的比例均高于平原和丘陵 3 北京工业大学工学硕士学位论文 e 乏 茎c 3 5 t0 3 影 o z i 鬟o 2 萼暴墨麓正区 遭碧妄耋 图1 12 0 0 5 2 0 0 7 年全国不同类型道路交通事故致死率比较 f i g u r el l2 0 0 5 2 0 0 7n a t i o n a lr o a dt r a m cd e a t hr a t ei nd i f f e r e n tt o p o g r a p h i c a lc o m p a r i s o n 从上图1 1 中可以看出 2 0 0 5 年 2 0 0 7 年 平原 丘陵 山区三种类型的 道路 死亡人数 事故数在逐步增加的 且增加趋势大致相同 同时 山区公路 死亡人数 事故数的比例在三年里均高于其他两种类型的道路 可见 山区公路 的事故致死率还是较高 而且呈递增的形式 所以 采取相应的措施 提高山区 公路的安全 保证人民的生命和安全是非常有必要的 落 董 裁 一 章 钭 上j 一 一 一 一一 一 一 一 一 2 睥一 丫 i i 一2 睥 2 c 革 孚寡丘复 丘区 遭凳类型 图1 22 0 0 5 2 0 0 7 年全国不同类型道路交通事故致死率比较 f i g u r e1 22 0 0 5 2 0 0 7n a t i o n a lr o a dt r a f f i cd e a t hr a t ei nd i f f e r e n tt o p o g r a p h i c a lc o m p a r i s o n 从上图l 一2 中可以看出 2 0 0 5 年一2 0 0 7 年 平原 丘陵 山区三种类型的公 路 受伤人数 事故数的比例在逐步增加的 且趋势大致相同 同时在三年里 山区公路死亡人数 事故数的比例均高于平原和微丘的比例 可见 山区公路的 事故致死率也较高 而且呈递增形式 所以 我们应该采取相应的措施 提高山 区公路的安全 4 括山地 丘陵和比较崎岖的高原 其面积约占全国面积的三分之二 由于山区高 速公路受其所在区域地形 地质 水文条件等因素的限制 道路线形复杂多变 呈现出小半径曲线多 纵坡坡度大且长 隧道数量多且长 桥涵构造物多等特点 另外 受山区气候条件的影响 而且行车环境复杂 交通安全问题较为突出嗍 本文的研究的目的和意义有两个方面 首先阐明目前我山区公路交通事故的总体现状和特征 发现道路线形 交通 环境等诸多因素对事故的总体作用和相互关系 即分析各个因素与事故严重性的 相关性强弱 确定变量对事故严重性的影响程度 从而更加明确的提高各个指标 对有效的减少严重事故的发生具有一定的参考价值 其次是建立山区公路事故严重程度的预测模型 通过事故预测可以掌握高速 公路未来的安全状况 以便及时地 有针对性地采取相应的对策 通过有效地控 制各种影响因素 达到减少交通事故 增进高速公路安全的目的 1 3 论文框架及研究主要内容 文主要利用二分类变量的逻辑回归方法建立是否有伤亡事故发生的预测模 型 就是要建立是否有伤亡事故发生与所选自变量之间的关系 从而预测出事故 在发生时 属于财产损失事故还是伤亡事故 为了进一步细化伤亡事故 将其分为轻伤 重伤 死亡三类事故 利用多分 类变量的逻辑回归方法建立伤亡类型与所选自变量之间的关系 方法与二分类变 量逻辑回归方法类似 本论文对事故类型的定量预测为指导工程实践提供了更丰 富的决策信息 论文的研究内容如下图1 3 所示 北京工业大学工学硕士学位论文 图1 3 论文研究内容 f i g u r e1 3s t u d yc o n t e n t so ft h i sd i s s e r t a t i o n 论文各章节的内容大致如下 其中第5 章为重点章节 第1 章绪论 本章介绍论文的研究背景 目的和意义 以及论文的主要研究内容 第2 章国内外研究综述 本章介绍与研究内容相关的国内外研究成果 找出现有研究存在的不足和有 待深入研究的问题 同时也为后续章节提供方法论上的参考 第3 章山区公路事故特征分析 本论文以成渝 万长 渝遂 渝黔四条山区公路作为研究对象 进行描述性 统计 分析其事故时间分布 形态分布 事故原因分布 第4 章山区公路道路线形对事故的影响 本章分析道路线形对事故的影响 揭示各个道路线形指标值对事故影响的不 同 第5 章事故严重性分析 首先利用二分变量逻辑回归方法对是否有伤亡事故发生建立模型 预测一段 路发生事故的类型 在对模型进行自变量检验和拟合优度检验后 确定与其相关 的因素 为了对伤亡事故进一步细化 将其分为轻伤 重伤 死亡事故 利用多 变量逻辑回归方法建立模型 预测发生事故的受伤类型 模型检验之后确定与其 相关性较大的因素 对提高道路交通安全提供一个参考 第6 章进行展望 6 第1 章绪论 i 本章根据两个模型最后得出的结论进行总结并分析其中的不足之处 需要说明的是 论文侧重于方法和思路上的研究 对于平原区或其它等级的 山区公路 由于交通组成 道路特征等的复杂性 本文的结论仅具有一定的参考 价值 论文的重点是要进行方法可行性上的探讨 7 北京工业大学工学硕士学位论文 8 第2 章国内外研究综述 第2 章国内外研究综述 汽车的发明和道路交通事业的发展为人类社会进步 经济的飞跃做出了卓越 的贡献 但随之产生的交通事故也成为主要的社会公害之一 随着汽车使用量的 增加和公路里程的延伸 交通事故日益成为当今世界的一个严重的社会问题 据 统计 自汽车问世以来 全世界已有3 0 0 0 万人死于交通事故 比第一次世界大 战中死亡人数多1 3 0 0 多万人 也超过了第二次世界大战中死亡人数的一半 据 国际经济合作组织 其3 0 个成员国2 0 0 2 年共有1 1 7 4 7 0 人死于交通事故 除澳 大利亚以外的其余2 9 个成员国2 0 0 2 年共发生涉及人身伤亡的道路交通事故 4 7 3 7 7 5 5 起 即使是按每次事故中只有一人受伤计算 这2 9 个国家2 0 0 2 年事故 受伤人数至少在5 0 0 万左右 有的专家预言 如果这种状况不加改变 发达国家 的居民每三人中将有一人在其一生中遭受交通事故造成的身体伤害 每1 0 0 人中 将有一人以上死于道路交通事故 至于交通事故造成的经济损失 据专家估计 许多国家超过其国内生产总值的1 以上 2 1 由于高速公路交通事故造成的巨大人员伤亡和财产损失 引起了各国政府的 高度重视 投入了大量的人力 物力 财力治理这一文明社会病 同时也广泛深 入地开展了高速公路交通事故规律的研究 2 1 国内研究现状 与发达国家道路交通安全状况相比 我国的现状要差得多 由于道路交通事 故所造成的损失也比较高 近年来 我国的机动车拥有量只是世界汽车数量的 2 而交通事故的年死亡人数却是世界的1 0 2 0 0 1 年我国因道路交通事故而 死亡的人数超过1 0 万人 而日本因道路交通事故死亡约l 万人 美国约4 万人 解放以来 我国交通事故几乎一直处于上升趋势 1 9 5 1 年我国共发生交通事故 5 9 2 2 次 到1 9 9 9 年 我国的交通事故次数已经达到4 2 1 8 6 0 次 因交通事故死 亡人数达8 3 5 2 9 人 受伤人数达2 8 6 0 8 人 直接经济损失为2 1 2 亿元 交通事 故死亡人数列世界第一位 八五计划期间 随着经济高速增长 交通需求不断增 加 1 9 9 5 年全国机动车保有量已经达到3 1 8 0 万辆 比1 9 9 4 年增长了1 6 2 而 全国的公路总里程只由1 9 9 4 年的l1 1 7 8 万公里增加到1 1 5 7 0 万公里 增长幅度 仅为3 5 迅速增长的交通需求与落后的道路基础建设之间的矛盾进一步加剧 导致交通拥堵现象严重 交通事故频发 根据一些专家典型调查和综合分析 目 前 我国每年道路交通事故实际死亡人数约1 5 万人左右 伤6 0 万人左右 近年 来我国每年因交通事故所造成的间接经济损失往往是直接经济损失的1 0 1 5 9 北京工业大学工学硕七学位论文 倍 若把事故现场堵塞所造成的经济损失算上 按最保守的方法计算 每年也要 达到3 0 0 亿元1 6 1 但近年来 交通事业日新月异 道路交通事故逐年上升 不少学者也先后就 道路条件对交通安全的影响进行了研究 如田鲁泉对路况与交通事故的关系进行 了研究 赵炳强对道路线型的安全性进行了分析 张志清对公路行车安全影响因 素进行了分析 刘治军等对成渝高速公路交通事故及预防对策进行了研究 任福 田 刘小明等对交通安全进行了较系统的研究 均取得不少成果 8 o 同济大学郭忠印教授及其课题组多年来也一直致力于道路交通安全工程方 面的研究 研究方向主要是道路线形与道路交通安全的关系 1 9 9 5 年该课题组在 国内率先对道路安全进行系统的研究 首先开展的是道路安全评价和道路黑点鉴 别与改善技术的研究 之后 课题组进一步揭示道路交通环境与道路安全关系 为了给道路安全设计提供依据 正在深入开展道路交通环境一道路运行车速一道 路安全性三者之间关系的研究 同时同济大学的朱照宏 景天然等教授在道路线 形评价方面也做了非常有意义的工作提出了将行车速度 耗油量 交通事故率作 为公路线形使用的评价指标1 5 j 另外微观层次的道路交通事故评价在国内的研究很少 研究对象一般都是高 速公路 研究结果多是在一条公路或不多于四条公路上所采集的数据的基础上利 用回归方程建立起来的 由于数据本身的有限性 其结论缺乏代表性 仅能作相 似道路的参考之用峭j 目前研究的领域仍很狭窄 在限速限制下 道路条件对事故的研究就更少了 因此要优化公路线形的设计是十分困难的 事实上 这个研究领域是非常宽阔的 其对改善交通安全的潜力是巨大的 2 2 国外研究现状 道路交通的安全形势 即道路交通事故的增多或减少 通常与一个国家和地 区的经济社会发展存在着内在的联系 其一般规律是 发展中国家交通事故普遍 上升 特别是经济高速发展的时期 交通事故更是大幅上升 发达国家开始步入 良性循环 交通安全形势平稳 死亡人数呈逐年下降趋势 2 进入2 0 世纪6 0 年代 由于汽车生产的拥有量急剧增长 工业发达国家的每 公里公路平均汽车密度逐渐趋于饱和 使得交通拥堵现象严重 交通事故与日俱 增 日本和美国经济高速发展时期 都出现了交通事故高速增长现象 日本从1 9 5 2 年到1 9 7 0 年间的1 8 年间是历史上经济发展最快的时期 全国 交通事故迅猛上升 交通事故死亡人数由4 6 9 6 人增至1 6 7 6 5 人 增长2 5 7 年均增长率为7 7 美国从1 9 5 2 年至1 9 7 2 年的2 1 年间 是二战后美国经济发 1 0 第2 苹国内外研究综述 展较快的时期 其交通事故死亡人数由3 7 7 9 4 人增加到5 6 2 7 8 人 增长4 9 年 均增长率为2 3 近年来 这些发达国家的汽车保有量 汽车密度虽然已接近 饱和 但由于道路条件的不断改善和管理水平的不断提高 其交通事故率持续下 降并趋于稳定 9 1 在1 9 4 9 年 英国伦敦大学的s m e e d r j 教授根据欧洲2 0 个国家1 0 余年的交 通事故资料 对事故次数与机动车及人口数量进行了回归分析 建立了斯密德模 型1 0 1 同时国外关于速度与安全的研究成果表明 速度与事故发生概率间的相关性 不强 但速度与事故严重程度间的关系却很明显 即速度越高 事故造成的伤害 程度越严重 同时西方发达国家对交通事故的研究及公路线形设计特征的安全性 研究已开展了很久 卜1 2 j 其中最成熟的是美国i s h d m 交互式公路安全设计模型 中平曲线半径与 超高事故a m f 事故修订因子 的研究 尽管双车道公路与高速公路的行车条件 有很大区别 但是对分析平面线形对高速公路安全的影响有一定的借鉴意义 在 平面线形对运行安全影响的分析中 平曲线与超高是单独考虑的i h j 另外美国道路与运输组织工作者协会于1 9 6 7 年制定了 考虑交通安全的道路 设计与养护 条例 此后设计的道路交通事故就大大的减少 美国的交通事故专 家海特 h a j g h t f 教授早在2 0 多年前指出 不管各方面的意见如何 只是驾驶 员一方面的错误 决不会引起最严重后果的事故 事故的主要原因往往是不安全 的 危险的道路条件引起的 1 4 1 5 1 英国的文献里提出了这样的观点 如果一个路段上3 年期间发生了多于3 次的 事故 那么就完全有根据地认为 该处的道路条件在某种程度上给驾驶员造成了 一个不可靠的行驶条件的概念 更重要的是降低了行车的安全性 1 6 j 前苏联学者o a 季沃奇金对前苏联各地区的i v 公路上的1 3 0 0 0 余起道路交 通事故进行分析 并仔细考虑了事故地点道路的特征后 得出的结论为 7 0 交 通事故的直接或间接原因是因受不良道路条件的影响 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 l 丌 2 3 本章小结 国内外大量交通事故的统计分析结果表明 随着车辆动力性的提高 道路等 级的提高 汽车行使车速不断上升 但由于道路条件 线形设计 路面施工不合 理 交通诱导标志不足 造成的交通事故增加 特别是交通事故死伤人数增多 综上所述 国内外对交通事故的研究取得了一定的成果 有很多我们需要借 鉴的地方 但目前道路交通事故的严重性仍在加重 所以还应在该方面加强研究 北京工业大学工学硕士学位论文 1 2 l 重大交通事故多发 重特大恶性事故发生的比例却高 事故的发生地多 在急弯 陡坡 悬崖等危险路段有关 2 交通事故致死率高 由于山区道路线形的限制 事故形态多为坠车和翻 车 车辆直接坠崖或坠河 致使部分驾乘人员当场死亡 受伤人员限于山区医疗 条件差 设备不足 进一步增大了交通事故的死亡率 3 机械事故较多 如制动失效 车辆失控 轮胎问题等 山区公路恶劣的 道路环境条件要求车辆须保持良好的车况 本文的研究对象为山区公路 通过对成渝 渝黔 渝遂 万长公路的调研和 数据采集 对其基本特征有了一个总体的了解并在此基础上进行分析研究 成渝高速公路重庆段为双向四车道 设计车速为丘陵区8 0 k m h 山岭区 6 0 k m h 路线总长l1 4 k i n k 2 2 6 k 3 4 0 其中有隧道3 座 单洞累计长1 2 k m 互通式 立交9 座 全段于1 9 9 5 年竣工通车i l 引 渝黔高速公路是重庆市和贵州省两省市通往外界的枢纽工程 全场3 8 0 公里 是国家高速公路规划7 9 1 8 网兰州到海口的一段 也是西南出海大通道的组成部 分 北与成渝高速公路连接 南与黔湛高速公路相连 重庆起点为界石立交 设 计速度为8 0 公里 小时 渝黔高速公路为双向4 车道 路肩平均2 8 m 车道宽3 7 5 m 重庆段共1 3 4 公里 全线大小车限速均为1 0 0 公里 渝遂高速公路即重庆至遂宁高速公路 是经国务院批准实施的重点工程 也 是重庆市二环八射中的射线之一 全场1 5 6 3 公里 重庆段1 1 1 4 5 公里 遂宁段 4 4 8 5 公里 该路采用双向四车道高速公路标准建设 建设工期为4 年 万长高速公路 万州 长寿 是国家规划建设的上海至成都国道主干线的组 成部分 是西南地区通往中南 华东地区的交通要道 也是连接三峡库区的重要 路段 万长高速公路全长1 8 1 公里 沿途有1 1 0 多座天桥 根据收集到的交通事故资料 进行统计分析 得出交通事故分布的时间分布 天气分布 事故形态分布 事故交通方式分布规律等 上述事故数据所包含的信息包括以下内容 事故类型 财产损失事故 伤人事故 死亡事故 事故时间 事故发生的具体时间 事故地点 事故发生里程 方向特性 1 3 北京工业大学工学硕士学位论文 事故天气状况 晴 阴 雨 雾 多云 事故严重程度 伤亡人数 直接经济损失 事故形态 尾随相撞 侧面相撞 翻车 翻入路侧边沟 驶入路侧边沟 撞 固定物 撞护栏 撞路侧护栏 撞中央护栏 撞静止车辆 撞行人 撞自行车 单车事故 其他 事故原因 操作不当 未保持安全距离 超速驾驶 疲劳驾驶 酒后驾驶 违章变更车道 违章倒车 违章停车 违章掉头 逆向行驶 违 章行车 机械故障 注意力不集中 物品散落 行人横穿高速 超载 溜车 前车事故车辆 其他道路原因 其他机动车原因 其他 事故车型 小客 中客 大客 小货 中货 大货 综合事故样本以上信息 各事故属性信息量情况见表3 1 表3 1 各事故属性信息量统计表 t a b l e3 1p r o p e r t i e so fv a r i o u sa c c i d e n ts t a t i s t i c st h ea m o u n to fi n f o r m a t i o n 完整信息数量 占总数的百分比 年 2 9 1 09 8 4 8 月 2 9 5 51 0 0 0 0 日2 9 5 51 0 0 0 0 小时 2 9 3 89 9 4 2 分钟 2 9 3 69 9 3 6 方向 2 9 4 7 9 9 7 3 里程桩号2 9 4 79 9 7 3 天气 2 8 2 79 5 6 7 事故形态 2 8 2 0 9 5 4 3 事故原因 2 7 7 7 9 3 9 8 伤亡统计2 2 8 07 7 1 6 从表3 1 可以看出 总体来说信息完整度较好 伤亡统计的数据最少 占信 息数量的7 7 1 6 1 4 第3 章山区高速公路事故特性分析 j j m 曼曼兽曼曼曼曼皇曼曼量曼曼鼍曼曼曼曼量曼曼曼曼詈曼曼曼曼量曼量曼 曼舅量 曼曼 量曼曼 曼曼 曼 苎曼曼詈曼曼 曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼詈曼曼鼍皇皇鼍璺 3 1 事故时间分布 3 1 1 事故小时分布 受人们生活规律和天气的影响 高速公路上的交通量在一天的2 4 小时中各 不相同 即使同样在白天 交通量也会有很大的差别 因此 高速公路事故的分 布随时段不同也有着一定的不同 通过对四条路的2 5 9 9 条事故的时间分布进行分析 分别统计每个小时段的 事故数 同时对每个时段的轻伤人数 重伤人数 死亡人数进行统计 列于下图 3 1 2 5 0 2 0 0 萋伽 迳1 0 0 5 0 0 1 4 0 1 2 0 1 0 0 圭 一事薮数 8 0 承 一轻涛人数 6 0 j 重专人款 4 0 毒 死亡人数 2 0 0 n 守 2 竺 竺竺蠹器 时震 图3 1 事故2 4 小时分布 f i g u r e3 1d i s t r i b u t i o no f2 4 一h o u ra c c i d e n t 从上图3 1 可以看出 事故的发生呈现从0 时 1 1 时逐步递增 从1 7 时一2 3 时逐步下降的趋势 这与交通量 驾驶员的疲劳程度有较为密切的关系 其中事 故发生高峰期为l o 时 1 l 时 1 4 时 1 5 时 1 7 时 1 上午时段 上午这个时间道路的交通增大 且道路车型不尽相同 大小车的速度差不同 容易发生追尾事故 而且随着驾驶时间的增长 容易引起驾驶员的疲劳驾驶 维 吉利亚技术运输组织完成了一项对驾驶员疲劳和睡意进行的疲劳研究 并且评估 驾驶员疲劳驾驶性能的影响 随着时间的增长 对道路和交通需求的注意力逐步 退化导致了驾驶性能的降低 1 9 j 2 黄昏时分 黄昏时分交通事故发生的主要原因在于环境景观方面 因为自然光照速度迅 速下降 物体反射的光线也急剧变弱 驾驶员的视觉难以适应光线变化 造成行 车时难以辨明远近 驾驶员非常容易错误判断车间距离 诱导驾驶员冒险超车 北京工业大学工学硕士学位论文 从而导致交通事故的发生 因此 需要迫切改善高速公路的行车环境 景观设计 方面以减少交通事故的诱发 2 2 1 根据统计资料 白天和夜晚的死亡事故次数和全年事故次数比例 从事故的 严重程度上看 其原因在于瞄l 1 违反交通法规 标志标线 疲劳驾驶和无证驾车等违章现象增多 2 夜深时交通流量小 驾驶员驾驶车辆的行动自由度就更大 车速较快 而在遇到紧急情况时反应不及而酿成交通事故时车辆撞击力大 死亡事故发生率 较大 3 夜间行车视线不好 长距离没有照明设施 行车参照物少 长时间单 调行驶 驾驶员极易身体疲乏 反应迟钝 夜间会车时 对方车辆产生眩光 造 成驾驶员瞬间视力降低或丧失 视觉恢复需要3 s 此时车辆仍高速行驶 看不 见前方路况和车辆 易发生追尾等事故 夜晚发生的事故后果一般都比较严重 有相当一部分重大甚至特大交通事故 发生在这一时期 3 1 2 事故月分布 将发生的事故按月份进行统计 如下图3 2 所示 3 0 0 2 5 0 蓬2 0 0 耋1 5 0 主1 0 0 5 0 0 1 0 0 8 0 一事效效 6 0 琶 轻写人数 4 0j 一 重与人数 2 0 摹 死亡人数 0 净枣 枣 黑努 图3 2 事故月份分布 f i g u r e3 2d i s t r i b u t i o no ft h ea c c i d e n tt h em o n t h 从上图3 2 可以看出 事故发生最多的为4 月 9 月 1 0 月 总体上看来 1 2 个月的事故基本持平 3 2 事故气候分布 天气作为客观因素影响着道路的交通条件 车辆性能 驾车者的反应等 从 1 6 第3 章山区高速公路事故特性分析 而影响着行车安全 分析道路交通事故统计资料 研究道路交通事故对于天气的 分布情况 可以掌握道路交通事故的客观环境h 面的相关因素 发掘其相互作用 的规律性 如下表3 3 所示 l一一言一一一一一一一一 一e三三三三三三三三至主蟊一一一一一 一一 一1 一 一v 一 一董一匦一里 匡勇一j 7 交通事故的严重性是由很多因素引起的 大约2 2 的致伤事故和1 7 的死 亡事故发生在不利天