城市道路绿化对交通安全影响研究

2018-04-10陈大山杨家盛

交通科技与经济 2018年2期

陈大山,陈　昕,杨家盛，王　珂

(淮阴工学院交通运输与安全保障重点建设实验室，江苏淮安 223003)

道路绿化作为城市道路的组成部分，越来越受到人们的重视，成为研究的热点，但目前大部分都侧重于美化、降噪防尘等功能的研究。随着交通安全问题的日益突出，国内外学者开始关注道路绿化带来的交通安全问题，佛罗里达交通研究中心的一项研究对未设置绿化的路段，设置符合规范的绿化路段和设置不符合规范的绿化路段的事故发生率做比较[1]，部分学者深入探索事故发生率和道路绿化之间的关系[2,3]，得到以下结论：合理的道路绿化对能够减少交通事故的发生,不合理的道路绿化设计往往会增加交通事故的发生率，国内一些学者浅谈了道路绿化存在的交通安全问题，给出了一些改善的建议[4-6]，部分学者进行了深入的研究，得出了道路绿化设置的相关规范如绿化植物株距、高度的计算方法等[7-9]，目前，学者对城市道路绿化安全评价方面研究相对较少，关于城市道路绿化对交通安全的影响分析不够全面，思考角度较为单一。本文深入剖析城市道路绿化设置不合理带来的交通安全问题，从人、车、路、环境多个角度考虑，从防眩效果、视线视距、行车缓冲效果、驾驶员心理效果和侵入道路情况五个方面建立城市道路绿化的评价体系，采用熵权法确定各指标的权重，结合TOPSIS模型建立安全评价模型，减少了评价规则过多，评价主观性较强等对评价结果的负面影响，为道路绿化安全评价提供一些参照。

1　城市道路绿化对交通安全的影响

1.1　引起眩光

眩光主要指驾驶员在行驶过程中视野范围内对人眼无法适应的强光，导致驾驶员厌恶、不舒服甚至丧失明视度[10]。产生眩光主要有三个原因，一是株距设计较大，二是绿化高度设计不合理，车辆较高时，无法对其发出的灯光起到遮挡作用，三是植物的成活率较低，植物死亡后失去遮光功效，株距变大，导致驾驶员的视线与对向车辆照射的光线与分隔带中轴线间的夹角不符合最小遮光角的标准。

1.2　造成交通混乱

路侧绿化带开口随意设置，导致行人横穿马路的现象十分普遍，而且没有在相应位置设置人行道、减速带等警示标志，驾驶员无法及时反应，经常造成交通混乱，诱发交通事故。

1.3　影响行车视距和视线

城市道路的几何线形比较复杂，车流量大，交通成分复杂，尤其是在交叉口等冲突点较多的地点，植物品种选择不当，绿化带高度和株距设计不合理往往会影响驾驶人员的视野，对其他车道上的交通状况难以把握，加大了交通事故的发生风险。

1.4　遮挡交通基础设施

道路绿化未进行及时养护或者选择品种时未考虑植物的生长属性，导致绿化植物过分高大茂密，遮挡交通信号灯、交通标志牌，引起驾驶员违反交通规则，遮挡路灯，引起照明度下降，增加了行车环境的危险系数，诱发交通事故，引发恶劣的交通影响。

1.5　侵占道路空间

部分道路绿化经常种植高大的树木，植物侵占道路空间，车辆变道避让时加大了事故风险率，道路空间的减少对驾驶员的心理也会产生一定影响，此外，在极端天气下，树木倾倒对交通产生巨大影响，留下交通隐患。

1.6　影响驾驶员心理

合理的绿化组合可以帮助驾驶员减轻压力，提供更好的视觉质量，提高道路的安全性。在某些道路绿化设置中，绿化组合的节奏和韵律不合理，这样不但没有缓解疲劳，提高观赏性的作用，反而形成了强烈的刺激，分散驾驶员的注意力，对驾驶员形成干扰，降低驾驶员对道路信息的敏感性，延长驾驶员的反应时间，无法及时做出判断。

2　城市道路绿化安全评价体系的建立

2.1　道路绿化安全评价体系建立

城市道路绿化安全评价应从人、车、路、环境四个角度进行考虑。人对绿化应从生理和心理考虑，主要体现在舒适性和美观性,车辆对绿化应从行驶环境考虑,体现在夜间防眩光、视线视距、视野等行车安全方面;路对绿化应从养护功能考虑，体现在保持路基稳固和防止水土流失等方面;环境对绿化应从降噪、防尘等方面考虑。通过对道路绿化对交通安全的影响分析，结合相关学者对这方面的一些研究[11-14]，本文从防眩效果、视线视距、行车缓冲效果、驾驶员心理效果、侵入道路情况五个方面建立道路绿化安全评价体系，如图1所示。

图1　城市道路绿化安全评价体系

2.2　评价指标评分标准的确定

评价指标体系中绿化隔离带开口设置、绿化隔离带植物成活率、绿化密集度、交通基础设施遮挡、路侧缓冲、分流缓冲、明暗过渡缓冲、横向通透性、植物搭配合理、植物多样性、植被覆盖率、净宽和净高，采用专家打分法，对指标值进行定量，绿化隔离带的防眩高度，绿化隔离带植物株距，绿化高度，绿化株径和绿化植物间距的评分根据其实测值进行标定，评价指标评分标准如表1所示。

表1　评价指标评分标准

3　城市道路绿化安全评价模型的建立

根据道路绿化安全评价指标的特点，本文结合熵权法[15]和TOPSIS法[16]建立安全评价模型，采用熵权法确定各评价指标的权重，最大程度反映指标的原始信息，运用TOPSIS法计算相对接近度，反应评价结果；该评价模型减少了评价规则过多，评价主观性较强等对评价结果的负面影响，提高了道路绿化安全评价的准确性。

3.1　指标权重的计算

采用熵权法设置权重，假设需要评价的道路条数为n，评价的指标为m个，对每条道路的各个指标进行定量，由此可以得到一个n×m的初始数据矩阵A

(1)

将该矩阵进行标准化，矩阵的每一列记为Ai，标准化后矩阵各元素记为bij，标准化的公式如下所示

(2)

根据标准化矩阵的值，计算每个指标下每个评价对该指标的特征比重cij，从而求出该指标的熵值Ej，进而求出这个指标的权重ωj，具体计算公式如下

(3)

(4)

(5)

3.2　TOPSIS法评价步骤

该评价方法通过将原始数据归一化，结合熵权法求得的各评价指标的权重构建加权规范矩阵，将加权规范矩阵的最大值和最小值记为正理想解和负理想解，根据欧式距离公式求得评价对象的指标值与正负理想接的距离，从而可得出评价对象与正理想解的相对接近程度，反应评价对象的优劣性。具体步骤如下：

步骤一：将上述初始矩阵A进行规范化，规范后矩阵中每一个元素变为yij，利用求得的各指标的权重，构造加权规范化矩阵B，具体计算公式如下

(6)

(7)

步骤二：确定正理想解和负理想解，将矩阵B的每一个值记为Bij，Bij越大，则表示评价越好，将正理想解记为B+，负理想解记为B-，则

(8)

(9)

步骤三：计算各评价对象指标值与为正理想解和负理想解的距离

(10)

(11)

步骤四：计算各评价对象指标值与正理想解和负理想解的相对接近程度值Li，相对接近度计算公式如下

(12)

通过比较相对接近的大小，判定道路绿化安全评价结果，Li∈[0,1]，相对接近度越高，则表示道路绿化安全度越高。

4　实例分析

本文以淮安市城市道路绿化为例进行研究，选取了淮海东路、承德北路、枚皋路、明远路、开元路和淮海南路作为研究对象，进行道路绿化安全评价，验证评价模型的可行性。根据各指标对六条路的道路绿化进行打分，得到的初始评价数据如表2所示。

表2　道路绿化评价初始数据

对初始数据进行规范化，运用熵权法求得各指标的权重，得到的数据如表3所示。

确定了各权重后，结合TOPSIS评价模型，对初始数据归范化，构造加权规范矩阵，结果如表4所示。

根据加权规范矩阵，计算各评价对象指标值与理想解的相对接近度，结果如表5所示。

根据表5得到的各道路绿化安全评价的相对接近度可以看出，开元路的相对接近度最高，说明其道路绿化安全评价最高，淮海东路，承德北路，明远路，淮海南路道路绿化安全评价较好，枚皋路安全评价较低，由权重可以看出，防眩效果对道路交通安全影响最大，视线视距次之，防眩效果主要由分隔绿化带的特性决定，视线视距主要受到植物种植间距，遮挡设施情况等因素的影响，因此，枚皋路安全评价较低的主要原因为该道路缺少绿化隔离带和遮挡设施现象严重，存在较大交通安全隐患，希望该评价结果能够为面向交通安全的道路绿化改造提供依据。

表3　道路绿化安全评价指标权重

表4　加权规范矩阵

表5　道路绿化安全评价结果

5　结束语

本文通过分析城市道路绿化对交通安全的影响，考虑道路绿化引发交通事故的多种原因，从防眩效果、视线视距、行车缓冲效果、驾驶员心理效果、侵入道路情况等方面建立了城市道路绿化安全评价体系。采用熵权法对各个评价指标进行权重设置，保证了评价指标比重的合理性，结合TOPSIS模型建立城市道路绿化安全评价模型。选取淮安市的六条道路作为评价对象，利用建立的评价模型对其进行评价，为城市道路绿化的安全评价提供一些参照。在该论文中对道路绿化评价打分时存在一定主观性，可能会产生误差，在接下来的研究中，将研究重点如何利用客观的方法对道路绿化安全评价量化，提高评价的准确性。

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