公路项目安全性评价方法探讨

2018-11-12郁培和怀远县公路局安徽蚌埠23000

安徽建筑 2018年6期

关键词：事故率线形模拟器

郁培和（怀远县公路局，安徽蚌埠 23000）

0 前言

近年来我国交通事故呈明显增长趋势，2000年后的年平均道路交通死亡人数已高达10万人，道路交通事故死亡率几年来居世界第一，道路交通安全已成为社会关注的焦点，此时对道路进行安全评价用来降低道路交通事故的发生就显得尤为重要。

一般认为我国的道路安全评价研究始于20世纪80年代中期，提出的方法可总结为专家评议法、基于事故数据法、基于交通系统法、基于驾驶模拟器法，本文侧重于基于驾驶模拟器的安全评价指标，并探讨此种方法的优缺点。

1 专家评议法

专家评议法即为专家先对道路情况进行考察，再根据经验对道路设计进行安全评价。但由于缺乏试验数据且每位专家考虑问题的方法及侧重点不同，在道路设计评价会存在主观误差，与实际情况相比，评价结果不够真实，评价依据不够科学。

2 基于事故数据法

对于已通车运营的道路，可以采用事故数据评价道路安全等级，目前国内主要方法有绝对数法、事故率法、事故强度分析法。

2.1 绝对数法

绝对数法采用事故次数、死亡人数、受伤人数、直接经济损失这4项指标来表示。此种方法的优点是简单直观，可以表示一个点或一个路段，缺点是没有对影响因素进行差异化分析，它衡量的标准仅按照数值的大小，不仅没有考虑同一地区交通因素的变化，也没有考虑到不同地区交通总量的差异，这种简单的数值就会缺乏可比性。

2.2 事故率法

道路安全事故率法可以分为4种，即地点事故率法、路段事故率法（运行事故率法和事故密度法）、地区事故率法（人口事故率法和车辆事故率法）、综合事故率法（当量死亡法和亿车公里率法）。事故率法是以一种相对指标来表示道路安全水平，可比性较强，但其不足之处在于多种因素综合作用的真实结果未能反应，而且计算结果的物理意义不明确，其评价指标一般分为两类，一是对指标进行检查，二是通过调查[1]。

2.3 事故强度分析法

事故强度分析法以事故指标为基础，并结合道路交通的其他因素，以得到的综合评价指标来判断道路安全等级。事故强度分析法以万车死亡率、10万人死亡数、亿车千米事故数等为常用指标。我国的道路安全评价指标常采用事故强度p。它间接反映了交通流的特点，并考虑了地理、环境等影响因素，科学性和可比性较强。但其缺点在于不同的道路交通条件即交通流情况、车辆组成、人员素质等是存在差异的，以较少的指标作准确的评价，可信度较低。

3 基于交通系统法

在没有丰富事故数据作为支撑的情况下，从驾驶人特性、车辆特性和道路环境等各方面综合评估道路安全性时，已经无法使用单一的事故率法或绝对数法，针对此情况，国内许多学者将模糊评价、层次分析、交通冲突等理论应用于道路安全评估的研究中，取得了丰富的研究成果。

胡启洲等[2]利用[0,1]区间理论知识，在定性分析和定量分析两者结合的基础上采取模糊区间法，选取安全性、准确性、满意性、舒适性等为准则，以路网、视距、交通设施等为指标建立了模糊评价模型，弥补了以往模糊评价的不足，以长度变化不大的区间去表示评论结果，并在实际应用表明以该方法对高速公路进行评价是可行的。

吴文虎等[3]主要从道路线形、交通安全设施、交通管理等11项因素建立评价指标体系，采用层次分析法、模糊区间法、专家评议法三者结合的方式，利用公式求出矩阵排序向量，对公路交通安全进行评价。

张学亮等[4]提出交通冲突的评价方法，该方法在交通冲突技术基础上计算综合交通冲突率，以此来确定权重系数，根据权重系数的大小确定道路安全等级。

这些学者都是对某区域道路或某类型道路进行研究，没有根据驾驶人的交通特性来进行分析。

4 基于驾驶模拟器法

人、车、路、环境这四个因素共同组成复杂的道路交通系统。在此系统中，任何因素的不平衡都可能引发交通事故。上述3种方法缺乏考虑到人对道路交通安全的影响，而人在道路交通系统中起主导作用，人作为最活跃的因素，其随机性也是最大的。以驾驶模拟器为基础，应用仿真技术模拟出道路线形、路况和环境情形等，通过提取并分析驾驶人操纵驾驶模拟器时的客观反应等方法以及车的速度、加速度等指标，可以及时发现设计不当路段，减少损失，提高道路交通安全性。近年来国内学者在此领域已取得一定的成效。

丁立等[5]提出了在驾驶模拟器上记录行车轨迹，通过行车轨迹计算驾驶员视距变化情况，根据建立的视距评价标准，找出不安全的视距地段，对道路安全性进行分析。

杨洪志等[6]以Multi-Agent建立的仿真系统框架为基础，模拟仿真汽车在公路上的运行情况，并以某公路为例，在平面设计时采用坡底半径不同的平曲线进行仿真分析，得到影响汽车运动的平面线性指标；在纵断面设计时，以相同半径不同纵坡和不同半径不同纵坡这两种情况的仿真分析，根据得到的汽车速度、加速度、驾驶员刹车要求的时间曲线，找到操作突变点，来评价公路设计指标。

李欣等[7]在前人研究的基础上，以Visual Basic编程的形式，生成虚拟道路模型。在模拟器行驶时记录行驶路线，将其与道路中线进行吻合度比较，若二者的吻合度较差，则认为不安全即为宜人性不如意的路段。研究表明,这种方法所得结果与实际道路的交通事故吻合率为74.3%，证实了此种方法的可行性。

徐阳[8]充分利用模拟驾驶平台，提出以汽车冲量密度和路段上的汽车累计冲量作为指标进行道路线形评价。研究表明，以上述指标评价道路线形的结果与模拟实验几近相同，与实际交通事故数据进行对比，上述指标也可判断道路线形的好坏。

袁望方等[9]以MultiGen Creator建模软件为基础进行仿真试验，并对53名驾驶经验不同人员进行现场认知评价试验,用模糊数学对所得数据进行分析，以此来建立驾驶人员对虚拟道路认知评价的隶属函数及模糊集，并与实测公路安全性认知评价结果比拟，证实此方法可对道路线形做出有效评价。

张玉等[10]在构建的虚拟场景中，通过分析驾驶人员在操纵驾驶模拟器行驶时的客观反应指标,即侧向加速度标准差、心率、侧向加速度均值、运行速度与设计速度差，以一定标准来衡量设计是否合理。

闵泉[11]以汽车驾驶模拟器为研究平台，使用模拟器的车辆信息采集系统和生理心理信息采集设备，选取驾驶人风险行为作为道路安全评价指标-驾驶人的操作、生理、心理指标，来评价道路的安全等级。

下表为上述4种道路安全评价方法对比。