山区公路安保设施评价与组合设计应用研究

陈 松 夏志林 黄开平

(1.彝良县交通运输局 云南 昭通 657000；2.彝良公路分局 云南 昭通 657000；3.云南皓泰公路勘察设计有限公司 云南 昆明 650000)

引言

随着经济的快速发展，我国公路建设进入了一个新的里程，自“十五”时期以来，交通运输部在全国范围的道路内实行了生命安全保障工程，极大的改善了我国道路安全设施不足以保障民众出行安全的状况。与此同时，我国对山区公路生命安全保障设施的研究并没有一个系统的研究。

由于我国云南地区地势环境较差，山区旅游公路多为低等级公路，道路线性差、交通安全设施较少，而且道路长陡坡、急弯较多，由此，道路的交通安全问题存在严重，所以需要评价云南山区公路的交通安全因素，以达到对于危险路段的提出特定安保设施组合设计的改善措施，以保证交通可以良好的运行。

综上所述，云南山区旅游公路交通安保设施组合设计方面的研究不多，而模糊综合评价法具有良好的实用性和有效性。通过对影响云南彝良地区旅游公路的安全因素进行分析，来对评价指标进行选取，选择合适的评定标准，提出适合山区旅游公路的安保设施组合设计方法，有效解决云南地区旅游公路的安保需求和交通行业发展的要求，并为今后类似工程提供技术依据和参考。

一、模糊综合评价山区公路交通安全等级

为提高评价结果的可靠性与便利性，使用比较结果统计法来获取下层指标的函数值，实用各分函数分数加权求和的方法确定上层指标及目标层的函数值，看评价结果为一般，评价结果较差，评价结果差)的方法进行量化函数值；取评价集中最大函数值组成评价向量E，得到E=(1，0.80，0.70，0.60，0.50)。

(一)函数权重计算

通过函数比较建立函数判断矩阵，利用函数判断矩阵计算出各函数的权重，并进行结果的一致性检验，得到函数权重向量。

1.指标相对权重综合评价法

(1)下层评价函数结论值计算

含有上层函数的一级指标包括：C1、C2、C3、C4、C5；其函数值计算方法如下：

式中：Ai—第i个上层函数相对权重向量；

Fi——第i个上层函数函数值；

(2)核查结果综合评价值计算

由核查结果评价指标的标定方法可以计算出各二级评价指标终值分别为：F1、F2、F3、…、F8。

由以上内容可知核查结果最终评价结果的计算方法如下：

式中：F——核查结果综合评价值；

Ai——第i个上层函数相对于目标层的权重值；

Fi——第i个上层函数的函数值。

(3)评价结果分析

将评价向量E=(1，0.80，0.70，0.60，0.50)与F值进行对比，得出所评价的安全防护工程对应的评价等级E=(评价结果满意，评价结果较满意，评价结果一般，评价结果较差，评价结果差)。

(二)模糊综合评价法

云南山区旅游公路安全保障系统评价包含6个上层函数和18个下层函数。使用模合评价法时，应先构造下层函数的模糊理论，具体化上层函数的评价等级，并使用模糊构造模型对各函数值进行综合评价

1.建立评价等级的集合E

将评价等级分为 5 级：评价结果满意，评价结果较满意，评价结果结果一般，评价结果较差，评价结果差，相对的评价等级集合E=(E1,E2,E3,E4,E5)=(评价结果满意，评价结果较满意，评价结果一般，评价结果较差，评价结果差)。

2.建立评价函数集合U

建立评价层次分析结构模型，将下层函数作为结果的评价要素。

3.计算权重W

4.计算模糊向量矩阵R

构造附属函数值，确定单个评价指标对于各个评价等级的附属度，得到模糊向量矩阵R。

根据上述的方法得到各评价指标的分值x∈[0,100]，分别构造附属函数μv1(x)、μv2(x)、μv3(x)、μv4(x)、μv5(x)。

a.确定附属函数μv1(x)

当x越大，函数对E1的附属度越大，则：

为了保证μv1(x)的连续性，应有：

则a=315789.1。

得到评价因素对E1的附属度函数为：

b.确定附属函数μv2(x)

c.确定附属函数μv3(x)

得到评价因素对E3的附属度函数为：

d.确定附属函数μv4(x)

得到每评价因素对E3的附属度函数为：

e.确定附属函数μv5(x)，x越大，则对=E1的附属度越小，则：

考虑x=100时，应该有μv5(100)=0.将95

为了保证μv5(x)的连续性，应有：

根据以上的附属函数，可以确定单个评价指标对于5个评价等级的附属度。

5.核查结果模糊综合评价值计算

最终评价结果的计算方法如下：

F=B′×V

式中：F—评价结果综合评价值；

B′——模糊综合评价向B的归一化处理向量。

6.评价结论分析

将F值与评价向量E=(1,0.80,0.70,0.60,0.50)的结果进行相互比较，可以得出结论为所评价安全防护工程对应的评价等级E=(评价结果满意，评价结果较满意，评价结果一般，评价结果较差，评价结果差)。

二、山区公路的安保组合与应用

(一)山区旅游公路安保设施优化组合形式研究

根据彝良地区各个路段的路线线型、交通量、交通组成以及环境条件等因素，分析车辆驶出路外或驶入对向车道的可能性，确定是否设置护栏及选择护栏形式，在危险路段做好交通标志标线的设置，如连续急弯、连续长陡下坡等路段，通过对护栏与交通标志标线英高组合来达到提高安全性的目的。

依据现有的护栏防撞等级与路况危险程度不匹配的情形，在最大程度的保障交通安全的前提下，也需要考虑经济因素，应该满足什么样的道路状况匹配什么样的道路安全设施，在比较容易控制车速的临崖临水的上坡路段，应该采用防撞等级较高的护栏，在不容易控制车速的临崖临水的下坡路段，应该采用更高防撞等级的护栏以最大程度保障车辆的安全。

研究山区旅游公路的性能组合形式，应该从以下几方面入手：

1.安全性与经济性的组合：选择安全性良好、经济性较好的护栏材料与结构，如全寿命周期较长、后期养护成本低的护栏，同时满足安全性与经济性，产生良好的经济效益。

2.安全性与景观性的组合：对于旅游公路来说，道路的防护工程应该与景观相协调，在不影响道路景观效果的情况下选用通透性较好的防护设施，以保证驾驶员在安全行驶状态下对于道路周围的景观有一定的欣赏。

3.安全性与生态性的组合：路侧的绿化是对道路的一种隐形的安全设施，路侧有一定的安全宽度时可以栽树、使用土挡墙，可以用花盆式护栏，土挡墙上方进行绿化有美观效果，土挡墙本身有防护效果。

4.安全性与文化性的组合：道路的安全防护应该与当地文化相结合，利用好当地特有的自然资源，在形式上对当地的特色进行宣传，如城墙式混凝土护栏，在护栏上可以使用特定的模板，如将天麻印在护栏上以达宣传的目的。

研究山区旅游公路的安全设施组合形式，应从以下几点入手：

1.不同护栏的防护等级相结合：评价不同危险程度的道路等级，对于不同危险程度的路段采用相应防撞等级的护栏，可以在保障安全的前提下达到良好的经济性。

2.不同材料护栏的组合：对于不同的路段选取不同材质的护栏，在危险程度高的急转弯路段采用混凝土护栏，在危险程度低的路段采用波形护栏，在过渡路段采用旋转式防撞护栏等

3.护栏的端头处理：对于端头的外展，不同形式的护栏组合采用不同的端头连接形式，以减少由于端头的连接不当而造成的危害。

4.涵洞隧道的进出路口:由于波形护栏在涵洞隧道的进出口不美观，引导效果较差，故此采用新型的旋转式防撞护栏，用来引导不当的交通行为，对于填挖结合处采用填方加宽、加强视线的诱导。

5.交通标志：分析最有效的交通安全设施，对于现在交通标志信息量过载，应简洁交通标志信息量，保证信息的简短有效。

(二)长陡坡路段的安保实施改善工程

云南山区公路路段存在连续长下坡路段。由于车辆下坡速度较快，车辆连续刹车使得刹车片温度变高而造成形变、从而影响制动效果，大车的情况尤其严重。事故多发生于坡底段。加上局部曲线段视距不良或天气因素等因素，使长大下坡路段事故多发。

彝良山区公路存在连续长大上下坡，因此通过对此路段的交通安全性进行评价，根据其评价等级选择合适的道路安全改善措施，从而达到提高道路两侧道路安全的能力。

表1 长下陡坡路段

(三)急弯路段的安保研究应用工程

在现场的调查当中了解，此路段急转弯路段较多，其中许多急转弯路段的转角可达60度，此类路段安全隐患较大，因此对急弯路段的交通安全性进行评价，并根据对应的评价等级选择合适的交通改善措施。

表2 急弯路段

三、结论

(1)针对山区旅游公路安保设施优化组合技术研究与应用，结合云南彝良地区特殊的地形和气候环境条件，从现有的道路线形、构造等方面系统地研究彝良地区公路的安保设施优化组合。

(2)为云南彝良地区旅游公路的安保设施组合优化提供高校、经济的技术方案，提出适合山区旅游公路的安保设施组合设计方法，有效解决云南地区旅游公路的安保需求和交通行业发展的要求，并为今后类似工程提供技术依据和参考。