大雾条件下车辆通行安全对策研究

乔建刚， 杜艳爽， 闫 杰

(河北工业大学 土木工程学院， 天津 300401)



大雾条件下车辆通行安全对策研究

乔建刚， 杜艳爽， 闫 杰

(河北工业大学 土木工程学院， 天津 300401)

为了提高大雾环境情况下道路的安全性，通过雾天对高速公路运行速度、驾驶员行为特性的调查，分析影响安全行车的因素，采用层次分析法建立大雾天气下高速公路的安全评价体系，确定了影响驾驶员安全行车的主要诱因，提出雾天安全行车改善对策. 结合廊沧高速公路的实例，对事故多发点和驾驶员行车的实时数据进行分析，得到廊沧高速公路可能存在的缺陷，进而采取相应的弥补措施，利用Vissim软件对该方案进行仿真分析，提出大雾条件下车辆通行安全行车防治技术，为提高道路的安全性提出一种新的研究思路.

大雾； 通行安全； 安全评价体系； 事故分析

自1988年上海到嘉定的高速公路通车后，到2013年6月，我国高速公路里程目前已达9.6万km，其中国家高速公路约7万km，在全球范围内位居前列[1]. 高速公路发展给我们带来便利的同时也带来一系列的问题，其中高速公路事故影响尤为突出. 高速公路发生的事故中一部分是由于恶劣的天气引起的，其中雾是影响最严重的恶劣天气之一.

通过研究大雾条件下影响车辆安全通行的因素，建立起大雾条件下交通安全评估指标体系，对高速运营提供安全评估，在此基础上分析高速公路交通事故，找出原因并提出对策，为大雾条件下的行车提供安全保障.

1 安全评估体系建立

根据指标体系的建立原则，在选取评价指标的基础上，建立了高速公路安全评价指标体系. 该指标体系的目标层是大雾天气高速公路安全评价，准则层包括驾驶员、车辆、道路和环境4个方面的内容. 指标层是将准则层内容细化成超速、超车等10个具体评价指标，如图1所示.

图1 评价指标体系

应用层次分析法对大雾天气下高速公路行车安全进行评价，得到各因素权重如表1.

表1 影响因素权重表

根据表1中数据可知：由于有些因素所占权重较小，所以取占权重大于0.01的因素进行排序，其权重排序为能见度、路面抗滑性、车辆干扰、车距估计错误、刹车失灵、超速.

2 事故分析与防治对策

2.1 事故分析

通过对廊沧高速公路事故数据的分析可知，廊沧高速公路事故多发路段为K27+280、K70+410，易出现雾的路段为K1—K12、K27、K80—K94；通过对廊沧高速公路进行实时数据的采集以及用心电仪分析驾驶员心率变化，得到10:06:38和11:00:33时刻周围变化率较高，这是由于车辆行驶在收费站附近，驾驶员在进出收费站时心率变化会偏大；，通过图2可知，在10:47:53时刻周围心率变化增大，接近0.27[6]驾驶员出现紧张状态，此时车辆位于桩号67附近，分析其产生原因为驾驶员这一时刻在打电话,其余时间驾驶员处于舒适状态；通过图3和图4可知，桩号11+885 m到桩号12，半径为754.4 m，小于一般最小半径，存在危险；

图2 驾驶员心率变化

图3 VBOX数据分析

图5为眼动仪录制画面，通过分析得到驾驶员在驾车时眼睛的注视点主要位于路面、天空、交通设施、树木、车辆等. 因此，可以通过驾驶员行车时的注视点间接反映高速公路存在的问题，从而提出完善措施.

图4 CAD路线图

图5 眼动仪录制画面

2.2 防治对策

通过分析实时测量的数据及廊沧高速公路事故数据，并结合安全评价体系所得的结论，提出一些针对雾天高速公路的行车安全的改善措施.

2.2.1 限行和限速

管理部门应根据雾的大小对车速进行限制，当能见度为200～500 m时，警示低能见度，正常行驶；当能见度为150～200 m时，限速为60 km/h；当能见度为100～150 m时，限速为40 km/h；当能见度为50～100 m时，限速为20 km/h；当能见度低于50 m时，应采取封路的方法，直至雾消散至可接受范围，对于此时行驶在高速公路上的车辆，应在最近的出口驶出或在最近的高速公路服务区休息. 在圆曲线半径低于一般标准的路段，也要限制车速.

2.2.2 完善交通设施

对于经常出现雾的路段，要提前做好预警提示，设置亮度较大的可变信息板、互联网控制的交通标志、太阳能交通标志等. 对于事故多发段，雾天会大大增大事故的发生率，因此更要不断完善交通设施，做到实时提醒驾驶员注意，并设置“事故多发段，请减速慢行”的太阳能标志；在易受雨雪雾天气影响的路段设置“雨雾冰雪，谨慎驾驶”的标志；在进口匝道设置减速让行的太阳能标志，出口匝道口设置减速带等.

2.2.3 提高驾驶员素质

要想减少交通事故的发生，就要提高驾驶员的素质，提高其安全行车的意识. 首先，要加强驾驶员的技术培训. 另外，还要加强驾驶员的安全教育，严禁酒后驾驶、无证驾驶、疲劳驾驶、违章驾驶，保持安全的行车间距，驾车时按标志、标识行车，杜绝交通违章现象.

2.2.4 加强高速公路的管理

高速公路上违章现象严重，导致交通事故频频发生，因此交通管理部门必须加强管理，完善高速公路管理体制，严禁超载.

2.2.5 严格保证车辆的性能

对于高速公路上行驶的车辆，要严格保证车辆的性能，尽量防止其在高速公路上发生故障，引发交通事故. 要加强对车辆安全技术的检查，引进多性能、高质量的检测设备，配备专业的工作人员，严把车辆技术关，严禁不符合要求的车辆驶入高速公路.

3 仿真验证

3.1 保津互通立交桥验证

选择能见度为150～200 m的保津互通立交桥处进行vissim仿真，廊沧高速公路的交通量为210辆/h，运行时间为600 s，因廊沧高速公路上行驶车辆85%为小汽车，因此将小汽车作为主要研究对象，图6为高速公路互通处仿真图.

图6 廊沧高速公路互通处仿真运行图

对于仿真结果以行程时间作为评价指标，通过对比改善前后运营系统，来确定方案的可行性，表2为行程时间的对比.

表2 行程时间对比 s

3.2 路段仿真验证

在廊沧高速公路选取直线段进行仿真，此路段长度为650 m，运行时间为600 s，其仿真图为图7，改善前后行程时间如表3所示.

图7 廊沧高速公路直线段仿真运行图

分析表2、表3数据可知，车辆行驶在改善后的廊沧高速公路上，总的行程时间较改善前降低，这是由于车辆在该运营系统运营时，新采取的措施可以给驾驶员提示，使驾驶员行驶在此路段上速度较改

善前有所提升，安全指数也有所提高，降低了雾天高速公路的事故率，提高了通行能力.

表3 行程时间对比 s

4 结束语

通过分析雾天影响安全行车的因素，采用层次分析法建立了安全评价体系，在此基础上通过分析廊沧高速事故和检测数据，提出了改善道路的对策，并利用Vissim软件进行了仿真验证，为改善高速公路大雾天气环境下的安全运营提出了一种新的研究思路.

[1] 杨彩青. 雾区高速公路交通安全保障系统[D]. 西安: 长安大学, 2011.

[2] Qi Yingfei, Liu Benmin, Guo Zhongyin. Safety management system for freeway in fog[J]. Science Press, 2007, 35(1): 61-66.

[3] Wang Jianjun, Yang Fashun, He Qianqian, et al. The fog emergency traffic organization of loop expressway under circumstance of traffic accident[C]. IEEE Computer Society. Piscataway, 2010: 1-5.

[4] 陈新, 刘英舜, 曹从咏, 等. 美国高速公路雾天通行管理[J]. 中外公路, 2003, 23(3): 10-12.

[5] 邓顺熙. 环境雾对高速公路能见度影响分析[J]. 西安: 长安大学, 2005: 621.

[6] 乔建刚. 基于驾驶员因素的山区双车道公路关键参数研究[D]. 北京: 北京工业大学, 2006.

[7] 刘俊德, 徐兵, 梁永东, 等. 交通事故下高速公路行车安全评估[J]. 长安大学学报, 2012, 32(6): 78-82.

Traffic Safety Measure Research under Heavy Fog Conditions

QIAO Jian-gang, DU Yan-shuang, YAN Jie

(College of Civil Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)

In order to improve traffic safety under fog conditions, this reseach collected expressway running speed, driver behavior characteristics during the fog conditions. It then analyzed factors influencing the safety of driving using analytic hierarchy process and established a highway safety evaluation system in fog weather. This system can determine the influence of the main inducement of the safe driving behaviors due to the fog and recommend countermeasures to improve traffic safety. This study analyzed traffic crashes on the Langcang expressway, and recommended a few countermeasure to improve highway safety during fog conditions. A simulation analysis of the scheme was developed to evaluate the effectiveness of the countermeasures.

fog; traffic safety; safety evaluation system; crashanalysis

10.13986/j.cnki.jote.2015.03.001

2014- 11- 24.

乔建刚(1963—)， 男， 教授， 研究方向为交通安全、交通管理与规划. E-mail：qiaojg369@126.com.

U 491

A

1008-2522(2015)03-01-04