探討公路運(yùn)營階段通行條件指數(shù)

鐘小明，解建華，徐 婷，張 健

(1.華杰工程咨詢有限公司，北京 100029;2.宇恒可持續(xù)交通研究中心，北京 100004;3.長安大學(xué)，西安 710064)

《道路交通安全法》第三章道路通行條件的第二十九條規(guī)定:道路、停車場和道路配套設(shè)施的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)，應(yīng)當(dāng)符合道路交通安全、暢通的要求，并根據(jù)交通需求及時調(diào)整.公路所涉及的通行條件包括:交通標(biāo)志、交通標(biāo)線、交通設(shè)施和事故防范措施等.公路的通行條件是反映公路及其交通設(shè)施是否具備安全通行的前提［1］，但是迄今為止，由于交通擁堵和環(huán)境問題得到了充分的重視，因此多數(shù)學(xué)者注重研究交通擁堵指數(shù)、氣象指數(shù)、環(huán)境指數(shù)［2-6］.隨著交通的發(fā)展，人們也越來越重視是否具備安全通行條件，但是對通行條件進(jìn)行量化研究很少，管理人員和技術(shù)人員急需量化對比路段的安全通行條件.為此，本文作者在實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，探討性地提出通行條件指數(shù)的概念，結(jié)合公路狀況、自然光環(huán)境條件和氣候條件對通行條件的影響，探討了量化通行條件的計算方法，最后通過實證分析說明通行條件指數(shù)的應(yīng)用.

1 通行條件指數(shù)定義

通行條件指數(shù)(Passable Conditions Index for Highway and Environment，PCI)是根據(jù)公路狀況和自然環(huán)境狀況等客觀條件，計算有利于車輛安全通行的概念性指標(biāo)值.通行條件指數(shù)PCI用公路狀況指數(shù)、自然光環(huán)境條件指數(shù)、氣候條件指數(shù)及相應(yīng)分項指標(biāo)表示，其值域為0～100.各分項指標(biāo)權(quán)重和影響程度是依據(jù)專家咨詢意見、模糊評價方法和數(shù)據(jù)分析確定的.

公路狀況指數(shù)由路線、路基路面、橋梁、隧道、互通立交、平面交叉、交通工程、沿線設(shè)施、限速等構(gòu)成，各項由多項影響因素組成，并根據(jù)其對安全通行的影響程度評定其得分值.如在公路狀況指數(shù)中，路線分項的權(quán)重為0.15.如在基本評價單元中存在一處急彎路段，但對通行條件影響小，將在該分項中扣除10分，如果存在連續(xù)長大下坡路段，則對通行條件影響大，將在該項扣除30分.

表1 公路狀況扣分標(biāo)準(zhǔn)表

結(jié)合歷史交通事故分析和文獻(xiàn)［7-9］的結(jié)論，本文作者認(rèn)為自然光環(huán)境條件指數(shù)考慮自然光環(huán)境對通行條件的影響.自然光主要影響東西方向的眩光和隧道出入口黑洞和白洞效應(yīng).因此，根據(jù)處于東西方向路段長度、隧道接近段減光措施或引道照明效果對安全通行的影響程度評定其得分值.如在基本評價單元中處于正東、正西方向路段長度占評價單元長度的比例＜50%，但對通行條件影響小，將在該分項中扣除10分.如果處于正東、正西方向路段長度占評價單元長度的比例＞50%，則對通行條件影響大，將在該項扣除30分.

表2 自然光環(huán)境條件扣分標(biāo)準(zhǔn)表

結(jié)合歷史交通事故分析和文獻(xiàn)［12-13］的結(jié)論，氣候條件指數(shù)考慮不良?xì)夂驅(qū)Π踩ㄐ袟l件的影響，并根據(jù)其對通行的影響程度評定其得分值.若該地區(qū)一年中霧、雨、雪、大風(fēng)(6級以上)等不利天氣占總天氣的比例小于20%，認(rèn)為這類氣候條件對該公路的通行條件影響小，將在該項扣除20分;反之，不利天氣占總天氣的比例大于等于20%，則認(rèn)為這類氣候條件對該公路的通行條件影響大，將在該項扣除50分.

表3 氣候條件扣分標(biāo)準(zhǔn)表

2 計算方法

2.1 基本評價單元PCI及其計算方法

通行條件指數(shù)評定可以1 km路段為基本評價單元，對于連續(xù)長大下坡路段、特大橋、隧道路段、互通立交路段或事故易發(fā)路段，基本評價單元長度可根據(jù)路段特點進(jìn)行調(diào)整.PCIj分別按照上行、下行方向進(jìn)行調(diào)查和評定.通行條件指數(shù)PCIj按照式(1)計算.通行條件指數(shù)越高表示越有利于行車安全，通行條件指數(shù)PCI可分為高、中、低3個等級，表4列出了通行條件指數(shù)評定標(biāo)準(zhǔn).

式中:PCIj為基本評價單元j(j=1，2，3，…)的通行條件指數(shù);ωHCI為HCIj在PCIj中的權(quán)重，其中，高速公路和一級公路取0.80，二級公路、三級公路、四級公路取0.85;HCIj為基本評價單元j的公路狀況指數(shù)，反應(yīng)公路及其設(shè)施是否有利于安全;ωLCI為LCIj在PCIj中的權(quán)重，其中，高速公路、一級公路、二級公路、三級公路、四級公路均取0.05;LCIj為基本評價單元j的自然光環(huán)境條件指數(shù)，反應(yīng)自然光環(huán)境是否有利于行車安全;ωCCI為 CCIj在 PCIj中的權(quán)重，其中，高速公路和一級公路取0.15，二級公路、三級公路、四級公路取0.10;CCIj為基本評價單元j的氣候條件指數(shù)，反應(yīng)氣候條件是否有利于行車安全.

表4 通行條件指數(shù)評定標(biāo)準(zhǔn)

1)公路狀況指數(shù)HCIj按式(2)計算.

式中:ωi為分項i在HCIj中的權(quán)重，按照表1取值;TDiHCI分項 i在 HCIj中的總扣分，每項扣分為0～100分，按照表1的規(guī)定計算.

2)自然光環(huán)境條件指數(shù)LCIj按照式(3)計算.

式中:TDiLCI分項i在LCIj中的總扣分，每項扣分為0～100分，按照表2的規(guī)定計算.

3)氣候條件指數(shù)CCIj以地區(qū)行政區(qū)劃的縣或市氣象統(tǒng)計資料為基礎(chǔ)，按照式(4)計算.

式中:TDiCCI分項i在CCIj中的總扣分，每項扣分為0～100分，按照表3的規(guī)定計算.

2.2 路段PCI及其計算方法

路段通行條件指數(shù)PCI按照式(5)計算包含所有評價單元的加權(quán)平均值作為結(jié)果，并按照表4評定等級.

式中:Lj為基本評價單元 j(j=1，2，3，…)的路段長度(m).

3 工程應(yīng)用案例

某項目為浙江交通的動脈，高速公路設(shè)計速度100 km/h，雙向4車道，整體式路基寬度24.5 m，分離式路基寬度2×12.5 m.項目影響區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，四季分明.年平均氣溫17℃，年降水量1 550 mm，5—6月為梅雨季節(jié)，夏秋之交臺風(fēng)活動較頻繁.該項目經(jīng)過13年左右的通車運(yùn)營、養(yǎng)護(hù)、道路改善工程等，部分路段的公路條件、路面狀況以及交通工程設(shè)施等與竣工時的通行條件有了較大差異.如設(shè)計之初交通量20 000 pcu/d左右，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，車流量持續(xù)增加，現(xiàn)已在40 000～50 000 pcu/d，大交通量使得事故率增加.為了評估現(xiàn)在的通行條件，作者對全路段進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)查，并對其通行條件指數(shù)進(jìn)行評價.按照上文的計算方法，表5列出了K1600—K1615路段通行指數(shù)結(jié)果.實踐表明，提出的計算方法具有可操作性，可以得出各個評價單元的通行條件指數(shù)并進(jìn)行橫向?qū)Ρ?，如K1601—K1603、K1610—1611相比其他路段的通行條件指數(shù)偏低.進(jìn)一步分析K1603—K1610評價單元為長下坡、隧道群路段、隧道進(jìn)出口路面有破損、交通工程設(shè)施相對不足.對比表4可知，評價單元的通行指數(shù)雖然屬于中等，但是相比其他單元來說偏低，這一單元現(xiàn)有的公路及其附屬設(shè)施與大交通量很難適應(yīng)，這一點也在事故率偏高中得到了證實.

表5 上行方向通行條件指數(shù)評價結(jié)果

4 結(jié)論與建議

作者提出了道路通行條件指數(shù)的概念，并提出了量化的方法，通過實際項目進(jìn)行了實證分析，結(jié)論表明這種方法簡單易行，工程上可操作，能客觀反映或?qū)Ρ鹊缆返陌踩ㄐ袟l件，在評估公路是否具備安全通行條件和通行條件優(yōu)劣方面具有重要作用.建議在實踐中進(jìn)一步細(xì)化描述影響因素和驗證各項指標(biāo)權(quán)重，更加完善其理論.

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