高速公路交通安全隐患排查与事故预防技术创新应用与研究*

李亚军 甘肃警察职业学院

引言

高速公路交通安全隐患排查是高速公路公安交通管理部门预防和减少高速公路交通事故数量和损害程度的前提。当前，公安交通管理部门开展交通隐患排查主要依据三种方法：一是针对所辖区域高速公路内发生各类交通事故进行信息查询，在技术层面主要依靠对于公安网交通事故信息系统的数据信息的汇总与分析；二是针对所辖区域高速公路道路工程特性，在技术层面主要取决于管理者的主管经验与客观实际情况的偏差度；三是基于公安网六合一数据库开发相应的交通安全隐患排查软件系统，在技术层面主要借助数据可视化平台直观的展示高速公路交通安全隐患的整体情况。

同时，公安交通管理部门进行交通事故预防主要采取三种技术路线：一是针对所辖区域高速公路内交通事故多发路段和事故黑点进行交通工程设施方面的设置和优化；二是对一些道路条件较为特殊或通行条件极为复杂的高速公路段采取强力的人工干预和管理措施进行人为诱导和强制规范；三是对具有共性特征的高速公路交通事故多发路段和事故黑点采取行业、部门协作的方式进行交通事故预防具体措施的综合应用，每种方法和思路都有都存在局限，不能完全达到预期目标[1]，因此，各级公安交通管理部门应当有针对性的对高速公路交通事故预防技术进行创新实践，从而较好的实现高速公路交通安全管理目标。

一、高速公路交通安全隐患排查与事故预防关键技术

（一）利用微观层面的交通事故再现技术进行排查

利用PC-Crash软件进行事故再现是根据交通事故现场的采集、记录、调查与分析数据，利用事故车辆由碰撞后的终止位置反推回碰撞过程，通过3D建模技术反推回碰撞前的运行状态，从而确定事故发生的原因。具体技术路线是根据交通事故现场特征，运用力学动量守恒定律与能量守恒定律的基本理论，对事故发生过程进行推理与验证。以碰撞前的动量与碰撞后的动量总和相等为依据，根据车辆行驶方向与碰撞后的相关位置，来判断事故前、后的车速变化及碰撞角度并完成参数检测，同时运用碰撞力学理论研究动能与位能的变化，从而推导出碰撞前、后车速和碰撞角度如图1所示。事故现场再现就是将交通事故调查数据和实验统计资料，通过统计回归分析预测、事故现场模拟及碰撞轨迹分析等方法，还原事故发生前、后车辆速度运行轨迹，最后将运算的结果或模拟运行的状态系统输出如图2所示。PCCrash软件是在交通事故现场细致调查的基础上进行事故再现，侧重于交通事故数据和信息的分析应用。

（二）借助动态层面的交通事故仿真技术进行排查

利用交通事故模拟全景再现系统进行交通事故模拟全景仿真，该系统是由三维数字化图形仿真软件和360°全自动机器人拍摄系统组成，通过交通事故模拟全景再现系统内建强大的快速建模功能，创建交通事故现场的三维布局，从而进行事故现场的仿真还原和深度分析。同时该系统备有GPS功能模块，在采集事故现场图像的同时将GPS地理位置信息进行保存，可以在事故分析的过程中调用GPS地理位置信息加以佐证和参考如图3所示。该系统创新了现有事故现场传统手绘图或者平面绘图的方式，能够严格按照公安部制图标准直接生成现场三维记录图、比例图和分析图，真实快速的还原事故现场三维布局。同时系统的三维动画仿真引擎，可以对涉及事故的车辆、人物等模型进行三维仿真动画的编辑和创建，现场勘查民警对事故过程的推理和分析，进行人物和车辆等模型的动画模拟如图4所示。交通事故模拟全景再现系统是在交通事故现场调查设备综合应用的基础上进行事故仿真，侧重于动态还原事故发生的模拟过程。

（三）挖掘系统层面的交通事故分析技术进行排查

Easy Draw事故树分析软件可以综合全面的对容易发现的显性道路交通事故隐患进行分析，重点深度挖掘不容易发现的隐性道路交通安全隐患，确认交通安全隐患和道路交通事故发生及损害后果之间主要的逻辑关系和重点影响因素，同时结合一线交通事故处理民警在长期实践中形成的经验，将科学的交通安全隐患排查方法和交通安全管理者的主观分析进行有机融合，以便对诱发特定交通事故的特殊交通安全隐患进行准确定位。此外，利用Easy Draw事故树分析方法和道路交通事故研判分析系统可以确立造成交通事故损害后果的核心因素，为预防和减少交通事故的发生提供准确思路，同时为降低和交通事故损害后果提供有效的依据，对于个别较为复杂特殊的交通事故致因，可以实现多维度多层次进行综合分析和回溯，最终为交通事故预防措施的制定提供科学客观的决策支撑，如图5所示。Easy Draw事故树分析软件和方法是交通事故数据统计分析与勘查民警经验的高度融合，侧重于交通事故预防技术的综合应用。

（四）应用管理层面的交通事故预防技术进行预防

1. 细化公安交通事故预防措施和技术，降低事故发生的频度

利用公安交通管理业务监管系统，一是加强高速公路各类机动车管理，针对不同的机动车使用性质、机动车安全性能以及机动车运行状态进行交通安全隐患细化分类，制定不同的高速公路交通事故预防措施，采取分类管理，分类预防的思路，在机动车管理方面达到事故预防的预期效果；二是加强各类高速公路驾驶人管理，针对不同出行需求、不同驾驶年龄分布以及不同出行目标的驾驶人分类建立不同的交通事故预防技术，在驾驶人方面达到控制交通事故风险的预期目标；三是在公安交警勤务管理方面，根据不同出行高峰时期、特殊天气情况以及高速公路特殊路段的不同情况，有针对性地采取灵活的勤务安排计划，以此达到较好的交通安全路面管控效果。

2. 强化企业交通事故预防监管措施技术，开展交通安全风险源头管理

一是应用长途客运企业的交通事故预防系统，联合交通运输部门应用完整的客运车辆安全动态全过程监管技术，规范高速公路客运车辆的交通安全运营行为，从源头控制各类交通违法行为的发生；二是应用长途货运企业的交通事故预防系统，根据交通部制定的长途物流运输安全运行相关规定严格对运输过程中的交通安全风险进行技术管控，杜绝超速、疲劳驾驶等违法行为的发生；三是应用私家车驾驶人的交通安全风险源头预防技术，通过宣传、教育等方法提高其安全出行的意识和理念。

3. 优化各类道路安全设施设备，降低交通事故发生概率和损害后果

主要利用交通设施优化改造管理系统，一是提升交通工程设施安全性，对高速公路防护装置、照明设施以及服务设施进行优化改造，消除此类交通安全隐患从而减少交通事故的发生；二是优化高速公路道路工程设施，对路面标线残缺、路面损坏等问题进行应对处置，降低因道路工程因素诱发交通事故的概率；三是针对雨雪冰冻天气造成的路面积雪结冰情况，及时提供和准备除雪剂等设施资料，从而消除路面湿滑带来的临时性交通安全隐患，如图6所示。

高速公路交通事故在线仿真和现场还原技术的科学应用是交通安全隐患排查的基础；道路工程、交通工程、系统监管技术的综合应用是交通事故预防的具体措施。在公安交通管理实践中，对高速公路交通事故诱发致因进行系统全面的深度分析能够提高交通安全隐患排查的准确性，对高速公路交通事故预防措施进行科学合理的集成应用能够增强交通事故预防目标的有效性。

二、高速公路交通安全隐患排查技术创新研究与应用

多米诺骨牌效应是科学系统论中研究事物发展因果关系非常重要的一种思维和方法，其核心是在一个事物发展过程相对稳定、节奏变化相对规律、各个阶段关联性较强的线性系统中，由于某一方面因为特定因素积聚能量并造成稳定状态发生变化，并将能量不断下传引发连锁反应，从而在整个演化过程中能量聚集越来越大，反应速度越来愉快，最终引发整个系统发生重大变化，造成系统稳定性的彻底颠覆[3]。多米诺骨牌效应在微观层面利用PC Crash分析软件和动态层面利用交通事故全景模拟系统进行事故仿真再现开展高速公路交通安全隐患排查主要包括以下几个方面：

（一）多米诺骨牌系统与交通安全隐患的类比与拟合

多米诺骨牌效应中不存在固定的起因，系统变化和迁移过程中有发生随时中断的可能，致因与结果之间是否发生必然的关联取决于某个环节和阶段是否承受集聚能量的变化和节奏的变化。利用Easy Draw事故树分析软件和方法确定诱发各类交通事故的主要隐患，将高速公路道路工程特性、车辆运行状态特性等众多宏观要素进行综合分析。每个特性都存在常态和非常态（异态）情况，常态情况下可以根据高速公路交通事故发生的结果逆向溯源，找出诱发交通事故的具体交通安全隐患；非常态情况下也可以根据交通事故高发的特点和车辆运行非线性变化之间的关联寻找预防和规避交通事故发生的要素。此外，高速公路交通事故的发生既有可能是一方面隐患要素引起的线性变化，又可能是多方面隐患要素诱发的多重叠加变化，这需要结合高速公路具体情况进行细致拟合和分析。

（二）多米诺骨牌回溯与交通事故致因分析的关联与确认

多米诺骨牌效应回溯是根据最终的结果进行反推，以此找出最初引起系统变化的要素和原因，在特殊情况下，多米诺骨牌效应结果的回溯会出现多个原始致因，每个因素都会根据系统的演化而在效应传递过程中发生动态变化，多个致因共同的作用和叠加最终才诱发结果的产生。利用Pc-Crash分析软件进行事故仿真再现，应当将各种要素和动态变化原因都作为分析的对象和目标，以交通事故发生为起点，从多个方面进行系统全面的回溯反推，从多个线索和维度进行分析，客观科学和探寻和确立关键交通事故原始诱因。

（三）多米诺骨牌反推与交通安全隐患排查技术的创新与应用

通过多米诺骨牌效应回溯反推是一种系统科学、操作性强且结合公安交通安全管理实践的技术和方法，通过这种技术方法得出的交通安全隐患符合交通安全态势的客观实际。公安交通管理部门利用交通事故全景模拟系统进行事故仿真再现，可以将基于多米诺骨牌效应的交通安全隐患回溯反推技术作为交通安全隐患排查的一种重要方法，通过分析交通事故动态演化和发生的过程以此获取准确的交通事故致因、明确真实的交通安全隐患，为交通事故预防思路和措施的制定提供详实的科学依据和信息支撑。

三、高速公路交通事故预防技术创新研究与应用

（一）墨菲定律的核心理念与高速公路交通事故预防原理的融合

墨菲定律是源于数理统计而得出的对事物发展结果可能出现概率分布的一种科学预测，其核心是任何事物的发展过程的每个环节只要存在一定的错误和偏差、系统只要存在发生事故的可能性，无论这种概率的大小和分布是什么，该事物只要重复经历这种潜伏着事故危险过程，事故发生的结果不可避免。结合高速公路交通事故发生的机制，可知车辆在高速公路运行过程中，必定存在驾驶人交通违法、道路设施影响、天气环境影响、车辆安全性能影响等系统性错误，在大量的随机出行过程中，无论上述错误发生的概率大小，最终会诱发交通事故的发生[4]。利用Easy Draw事故树分析软件和方法，可以根据交通事故诱因影响大小的不同，通过回归分析计算和权重设置，分类应用交通事故预防技术，以此最大限度的减少事故发生概率，如图7所示。

（二）墨菲定律的现实意义与高速公路交通事故发生必然性的类比

墨菲定律的现实意义主要表现在四个方面：一是任何事都不可能规避和消除系统错误；二是事物发展过程并不会遵循唯一的线性系统；三是所有事物都会因系统错误而诱发事故，而无关于错误发生的概率；四是通过随机分布统计发现，事故的发生时一种必然。

结合高速公路交通事故发生的潜在概率，可以得出以下结论：一是任何高速公路都有发生交通事故的可能；二是高速公路不可能只发生同一类型的交通事故；三是任何因素都是高速公路交通事故发生的诱因；四是如果不加干预，高速公路必定会发生大量交通事故。利用PC-Crash分析软件得出的结论联系造成损害后果严重程度致因的不同，通过系统的针对性分析，重点应用关键性交通事故预防技术，以此最大限度的降低损害后果，如图8所示。

四、高速公路交通安全隐患排查技术与事故预防实践

（一）事故概况

2018年11月3日晚，驾驶人李某驾驶重型半挂载重牵引车，沿G75兰海高速公路由南向北行驶距兰州南收费站50米处，与31辆车连续相撞，造成15人死亡、44人受伤，31车受损的特大道路交通事故。经初步调查，驾驶人李某在进入长达17公里长下坡路段时采取不当的制动操作行为，致使该重型半挂车辆制动效能急速衰减，车辆行至长下坡中段时车辆制动已经完全失效，与此同时，驾驶人李某因惊慌失措并未按照导向标志将车辆驶入沿途避险车道，最终直接酿成特大交通事故，这是造成这起事故的直接原因。经深度调查，G75兰海高速路段由南向北起点为新七道梁隧道，终点止于兰州市七里河区，坡道全长17公里，该路段所处地形最大高差达到1057米，从隧道口到终点的道路工程设计采用了连续纵坡或组合坡段方案，设置了5处避险车道及1处紧急通道，驾驶人李某是首次在该路段驾车行驶，对该路段具体路况完全陌生，并且事故发生当天该路段全程降雪，路面多处发生积雪结冰，众多原因的共同作用，最终导致该起特大事故的发生如图9所示。

（二）基于多米诺骨牌效应的交通安全隐患排查

通过对所有该路段发生过的重特大交通事故进行统计分析，根据交通事故现场调查和取证分析的结果，利用Pc-Crash软件和交通事故模拟全景再现系统高度再现还原本起事故发生的过程，同时利用Easy Draw事故树分析方法刻画出诱发本起事故的交通安全隐患和造成巨大事故损害后果的交通事故致因，按照多米诺骨牌效应对交通安全隐患进行回溯反推，结合交通民警长期经验和驾驶人的实际体验，可将交通事故发生的过程客观真实的重现，并将基于数据分析、现场调查、经验融合得出的结果论嵌套至交通事故全景模拟系统和交通事故研判分析系统中，得出了最终的结论：该起事故的直接诱因是因为长下坡路段土建暴雪，驾驶人操作不当致使车辆失控，最终导致特大事故的发生如图10所示。

与此同时，该起特大事故的发生还包括以下深度原因：一是该重型半挂车所属交通运输企业的安全监管缺失，车辆的安全技术性能不良，这是机动车管理层面的问题；二是事故发生当天是周末，公安交通管理部门在勤务安排方面没有充分考虑到降雪天气与周末出行高峰的叠加，这是交通民警勤务管理层面的问题；三是当降雪发生时，高速公路路面养护部门未能及时对路面进行除雪和清扫，导致路面迅速积雪结冰，这是高速公路硬件设施层面的问题；四是高速公路收费站在收费出口存在大量排队车辆时未能及时开通应急车道，致使失控车辆冲入收费站造成多次连环相撞，加大了事故的损害后果，这是高速公路运营管理层面的问题如图11所示。

（三）基于墨菲定律应用的高速公路交通事故预防实践

针对本次特大交通事故，公安交通管理部门结合实际情况联合其他行业和部门，并基于墨菲定律应用的对G75兰海高速该路段交通事故预防提出以下具体技术方法和手段：

1. 车辆管理

一是采取疏导分流的措施，将大型半挂车辆分流至国道212线，减少G75兰海高速该长下坡路段的车流密度，降低大型半挂车辆在该路段通行过程中巨大的交通安全隐患；二是所有中型货车和客运车辆必须在该路段长下坡起点停车接受安全检查；三是要求所有小型车辆严格遵守公安交通管理部门设置的驾驶规范，这三个层次主要降低机动车安全性能和安全运行过程的交通安全风险。

2. 驾驶人管理

一是联合手机运营商，在所有车辆驶入该长下坡路段前向其发送安全警告和提示，教育驾驶人遵循安全驾驶的操作规范；二是对通过该路段的客运车辆驾驶人进行长期的教育和监督，防止客运车辆发生群死群伤的恶性特大交通事故；三是通过媒体广泛宣传该路段交通安全管理的相关情况，提高驾驶人在该路段的安全出行意识，这三个层次主要提升各类驾驶人在高速公路驾车过程中的安全出行意识。

3、道路工程

一是增加公路养护力量，调配养护人员、机械设备和保障物资，加强G75兰海高速该路段的路面养护；二是加快改造建设经专门机构评估确认急需改造的长下坡和转弯半径过小具体路段；三是建立科学的道路分流体系，结合高速公路交通运输实际情况将G75兰海高速和国道212线、兰州南绕城高速按照交通出行需要的不同而设置不同道路管理要求[5]，这三个层次主要提高交通工程和道路工程设施在减少交通事故损害后果的功效。

4. 交通安全责任

一是建立严格的交通安全主体责任监管制度，要求各类运输企业对车辆、驾驶人承担监督管职责；二是对造成交通事故的运输企业进行严肃追责，从源头化解交通安全隐患；三是对私家车驾驶人在该路段的交通违法行为进行严格查处，降低交通安全隐患，这三个层次主要强化各类交通运输企业和个人在高速公路行车过程中的安全主体责任。

5. 公安交通管理

一是细化执勤执法勤务模式，围绕降事故、保安全的中心任务设置勤务；二是加大交通管理执法规范化，对该路段各类交通违法行为尽早发现尽早处置，及时消除交通违法行为及相对的交通安全隐患；三是加强交通管理服务，在长下坡路段的起点设置执勤服务站，对途经和过往的车辆进行交通安全宣传和交通安全隐患的警示，这三个层次主要细化公安交通管理部门在日常高速公路勤务管理方面的精细化程度。

6. 高速公路管理

一是关注G75兰海高速该路段的天气状态和车流运行状态，在发生暴雨、大雪、沙尘暴等特殊天气变化时及时采取交通管制；二是密切关注该长下坡路段、新七道梁隧道内等路段内的车流通行情况，在发生局部拥堵或因事故时迅速向公安交通管理部门报送信息并采取相关措施；三是在收费站发生车辆聚集和拥堵的情况下，及时开通应急车道疏解拥堵，这三个层次主采取部门协作配合的形式降低特殊情况下诱发交通事故的安全隐患，实现特殊路段、特定时间、恶劣天气状态下的交通事故动态预防。

（四）交通事故预防应用效果评价

该事故发生后，省市两级公安交通管理部门对该事故进行了系统科学的调查，在全面分析该路段交通安全隐患的基础上，利用行政管理、道路工程、媒体宣传等方法的综合应用，该路段道路交通安全态势得到了较大改善，近两年再未发生过此类特大交通事故。由此可见，G75兰海高速长下坡路段基于墨菲定律应用的高速公路交通事故预防技术达到了预期的效果，实现了公安部提出的交通事故“减量控大”的既定目标。

五、结语

本文在归纳当前高速公路交通安全隐患排查和交通事故预防现状的基础上，系统分析高速公路交通安全隐患排查与事故预防的关键技术，通过将多米诺骨牌效应与高速公路交通安全隐患排查技术的深度融合应用，充分发挥墨菲定律在高速公路交通事故预防技术研究中的实践价值，总结出了一套规范完善、较强操作性的交通安全隐患的排查方法和交通事故预防方法和思路。通过以G75兰海高速“11.3”特大交通事故为例，验证了该技术方法和整体思路具有非常好的应用效果。该技术方法的推广实践，将有效提升公安交通管理部门高速公路交通安全管理的工作效能。