高速公路二次事故成因分析与预防对策

郭永乐,刘慧文,张卫华,韦丝平,刘嘉茗

(1.安徽省交通控股集团有限公司,安徽 合肥 230009;2.合肥工业大学,安徽 合肥 230009)

0 引 言

随着车辆保有量和高速公路里程的日益增多,高速公路事故多发。高速公路事故不仅会造成严重的交通拥堵和通行延误,而且还会导致二次事故,研究表明,高速公路二次事故的风险是一次事故的6倍[1]。因此,高速公路上的二次事故的研究对于保障高速公路交通安全至关重要。

国内外学者[2-6]对高速公路二次事故成因与特点进行了分析,确定了二次事故预警指标及范围,但由于事故数据缺乏,大多数研究主要针对单条高速公路,对于区域高速公路二次事故研究相对较少。

基于安徽省高速公路事故数据,深度挖掘二次事故历史数据对应的时间、路况、天气与交通流状态等交通安全相关要素,分析造成二次事故的深层原因,探究其在高速公路的发生规律,并有针对性地提出有效解决措施。

1 数据描述与处理方法

1.1 数据描述

原始数据涵盖2016年6月到2021年6月安徽省各高速公路共计143 660条事故数据,记录了事故发生的时间、地址、事故类型和事故处理情况等信息,如表1所示。

表1 高速公路原始一次事故数据格式

1.2 数据提取与处理

虽然原数据记录了事故发生的时间、地址、事故类型与事故处理情况等信息,但数据信息均记录在一起,无法清晰地用于研究分析,因此需要将数据进行拆分处理,并分类以便用于统计分析。传统的人工数据处理方法不仅任务量大而且耗时很长,因此采用编程自动化与人工辅助方法对原始数据进行处理。首先,为了提高效率采用多线程的方法将61份单独的数据按照时间分布依次合并在一个表中,以便数据的统一处理;其次,将原始数据中的日期时间进行分割,以便研究事故发生的时间分布特征;再次,采用关键字分割和正则表达式结合的方法,提取原始数据中的事故所在高速公路、事故发生位置、事故类型等信息;最后,采用爬虫方法爬取每一起事故对应时间和地点的历史天气信息,以便研究天气环境对高速公路事故的影响。

原始数据经过融合、筛选、分割等预处理,最终剩下142 500条有效事故数据,其中二次事故1 672起,统计出各管理单位负责的高速公路,其中包含蚌埠处、北环处、池州中心等共26个管理处的事故信息以及包含安东高速、蚌合高速、芜合高速等共41条高速公路发生的事故信息,在表1基础上增添新的数据格式,如表2所示。

表2 高速公路二次事故数据格式

2 高速公路二次事故时空特征分析

2.1 二次事故形态分析

如图1所示,将二次事故数据分为翻车、碰撞、着火、撞护栏、撞障碍物、追尾和其他7种碰撞类型进行归类计算,从而得到了不同碰撞类型的事故百分率及其相应的事故数量。分析表明:车辆追尾事故和撞护栏出现最多,分别占事故总数的75.5%和10%,且涉及的分别为846起和112起;接下来依次为碰撞、撞障碍物、翻车和着火,分别占事故总数的4.19%、3.3%、2.58%和0.62%。

图1 2016年6月至2021年6月二次事故类型统计

2.2 二次事故时间分布特征分析

(1)季度分布特征。

图2为高速公路二次事故季度分布图。分析表明:第一季度发生事故次数最多为684起,其次是第四季度事故数为379起,第三季度发生事故的数量最少为291起,分别占事故总数的38.7%、22.6%和17.4%。

图2 2016年6月至2021年6月二次事故季度分布

(2)周分布特征。

如图3所示,从对高速二次事故星期分布的数量情况进行统计的结果来看,二次事故在星期日的数量是最多的,达到277起,在星期一数量是最少的,为219起。二次事故发生在星期日的数量占比就达到16.57%,二次事故发生在星期一的数量占比为13.1%。

图3 2016年6月至2021年6月事故星期分布

(3)日分布特征。

受人们生活规律的影响,高速公路上的交通量在每月的各天中各不相同。即使同样在上旬,交通量也有很大的差别。因此,高速公路交通事故的分布随日期不同有着明显的区别。通过对安徽高速二次事故日分布的数量及占比情况进行统计的结果来看,如图4所示,在这六年期间,二次事故在每月的1日数量是最少的为17起,在每月的2日数量是最多为94起,分别占总事故1.13%和6.23%。

图4 2016年6月至2021年6月事故日分布

(4)时段分布特征。

受人们生活规律的影响,高速公路上的交通量在一天的24 h中各不相同。即使同样在白天,交通量也有很大的差别。因此,高速公路交通事故的分布随时间段不同有着明显的区别。如图5所示,事故每天的8∶00～11∶00的数量最多,下午15∶00～20∶00也是事故高发时间段,而0∶00～5∶00点事故数量少。

图5 2016年6月至2021年6月事故小时分布

2.3 二次事故空间分布特征

二次事故发生最多的G3京台高速二次事故数461起,其次是G40沪陕高速二次事故数296起和G50沪渝高速二次事故数141起,分别占总事故的27.5%、17.7%和8.4%。根据表3提供的信息,关于高速公路交通事故的数据分析揭示了几个关键点,这些点对于了解高速公路事故发生的规律和预防策略都具有重要意义。

表3 桥梁、隧道及特殊点事故统计

2.4 二次事故天气分布特征

如图6所示,为不同天气类型情况下发生二次事故的数量,其中晴天、阴天、雨天、冰雪天和雾天,分别占总事故的25.80%、42.74%、24.27%、5.73%和1.46%。

图6 2016年6月到2021年6月各类天气条件下的事故数量

3 高速公路二次事故成因分析及预防措施

施行二次事故的预防措施需要从一次事故因素、交通流因素、道路环境因素等方面综合考虑。

3.1 一次事故因素成因及预防措施分析

在二次事故中,追尾事故占比较大,追尾事故通常是由于一次事故的处理措施不到位,一次事故的持续时间、严重程度以及所在车道数均会影响二次事故的发生概率。高速公路一次事故的持续时间越久,二次事故发生的可能性越大,事故现场上游的交通需求越大、车速越高、车间距越小,就越容易发生二次事故。一次事故的严重程度会对高速公路的运营会产生不同的影响,交通事故的严重程度可依据高速公路各车道的功能与通行能力、占用车道数及车道所在位置进行分级。高速公路上的事故严重程度越大,影响范围越广,造成交通堵塞的概率就越大,二次事故发生的可能性也越大,由于一次事故引发的拥挤和偶发性拥挤也是造成二次事故的重要因素。

一次事故对二次事故的影响也体现在一次事故发生后的人为处理上,肇事司机、交警和医护人员的不恰当行为都易诱发二次事故。事故发生后,肇事司机没有及时采取预警措施,未按照规定设置危险警告标志以及未启用机动车危险警告灯;事故当事人因利益纠纷不及时撤离,路人聚集围观等行为均会导致交通阻塞;交警和医护人员缺乏经验,事故处理及现场疏散缓慢,都增加了二次事故发生的风险。

因此,一次事故的有效处理对二次事故预防十分重要。应加强公路应急部门的建设,并完善高速公路的服务巡逻规划,实行完备的事故处理流程,建立和完善事故现场处置规范,确保事故现场的安全。要加强对交警实施事故现场处置的培训教育,提高交警预防二次事故的意识和自身安全防范意识,规范交警事故现场的行为。明确规定事故现场交警要穿着反光背心,夜间必须携带主动发光或反光器具等。其次要规范现场的安全警戒设施和对现场进行分级处置,实行完备的事故处理流程,在二次事故发生概率较高的高速公路阻塞点上提高服务巡逻和拖拽服务的覆盖范围,缩短一次事故的处理时间。

3.2 交通流因素成因及预防措施分析

在二次事故的时间分布中,事故发生在第一季度和周末的频率较高,特别是在9∶00～11∶00的时间段内,究其原因,在这段时间道路通行量大,交通流密集,尤其是在节假日期间,各主要道路上均存在较严重的拥堵现象;在二次事故的空间分布中,事故多发生在桥梁以及复杂交通节点上,这些地点多位于瓶颈路段,交通流发生突变,且存在较多的交织现象,由于交通流的复杂性,加上交通管控措施不到位,没有及时做出拥堵预警,二次事故发生较多。

交通管理部门需建立完善的监控预警系统,实时监测车道拥堵程度、车辆急加速急减速行为以及交通流量和车队中大型车比例等,将不同因素赋以相应的权重,计算各因素的综合效应,并确定相应的阈值,及时向驾驶员发布预警信息,重点做好事故高发时段的交通引导与管控。

3.3 道路环境因素成因及预防措施分析

雨天尤其是夏季出现的暴雨会在很大程度上影响驾驶员行车视线,但雨水又较好地降低了轮胎温度,在客观上防止了刹车片过热影响制动效果,同时雨天驾驶员相对能保持较为冷静的情绪。降雪天气道路易结冰,轮胎在冰面行驶时极易因侧滑导致事故,而且这种侧滑除了安装防滑链及缓慢通行外,几乎没有更好的预防办法。目前国内国外比较好的做法是在积极除冰除雪上做工作。雾天是导致二次交通事故的重要因素,其主要原因是驾驶人视线因雾受阻,待发现前方事故或阻碍等情况时来不及做出应对,致使二次事故发生。

交通管理要结合具体的天气和路况,面对雪天、雾天等恶劣天气时要实行更严格的管理措施,控制流量以及车辆速度;改善道路环境条件,在高速公路上多设置服务区,定期维护道路,在急转弯等事故易发路段设置提醒标志。

4 结 论

基于安徽省高速公路交通事故数据,深入分析了高速公路二次事故的特征与成因,并提出了相应的预防对策。研究发现,高速公路二次事故以追尾为主,且多发于月初、每年第一季度及每周最后一天,尤其在复杂交通节点如交通枢纽、服务区出入口等。此外,天气条件,特别是雾天,对二次事故的影响显著。一次事故发生现场没有及时清理,与二次事故的发生有较大关联性。针对上述发现,提出了针对性的预防策略:强化一次事故的快速处理与现场清理,减少事故现场滞留时间;优化交通流管理,降低交通拥堵风险,提高道路通行效率;改善道路环境,包括增设安全设施与警示标志,提升道路安全性;加强驾驶人安全教育与培训,提高驾驶人的安全意识和应急处理能力。

通过实施这些预防对策,有望有效降低高速公路二次事故的发生率,提高道路交通安全性。未来研究可进一步关注这些对策的实施效果,并探索新技术在预防二次事故方面的应用,为高速公路的安全运营提供更有力的保障。