高速公路B 型喇叭互通式立交安全性評(píng)價(jià)

苑 飛，彭子茂

(1.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，湖南 長(zhǎng)沙 410008;2.湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410132)

目前，互通式立交由于其具有將不同道路的標(biāo)高連接一體的功能，而成為高速公路上車流實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的主要形式［1］?；ネㄊ搅⒔荒軌蛴行У叵菲矫娼徊嬷械能嚵鳑_突點(diǎn)，使車流從空間結(jié)構(gòu)上得到分離，極大地保證了高速公路的安全行駛，同時(shí)隨著高速公路的發(fā)展，互通式立交的發(fā)展，將成為現(xiàn)代化運(yùn)輸?shù)奶厥鈽?biāo)志。在我國(guó)70%以上的互通式立交為喇叭型，其中A 型喇叭互通立交占多數(shù)，B 型喇叭互通式立交則較少采用［2］。這主要是由于B型喇叭互通式立交在線形設(shè)計(jì)和車流的安全運(yùn)行上均較A 型喇叭型互通式立交差。

然而，在實(shí)際工程中，尤其是在山區(qū)高速公路中，山區(qū)互通立交的建設(shè)成為一種必然趨勢(shì)。B 型喇叭互通立交針對(duì)于此種情況，無(wú)論從地形條件、地理位置及設(shè)置難易程度，還是從立交選型的宗旨和原則上，都將是首選。那么，對(duì)于B 型喇叭互通式立交交通安全性評(píng)價(jià)及安全設(shè)計(jì)等問(wèn)題將已不容忽視。本文結(jié)合B 型喇叭互通式立交線形的特點(diǎn)，提出了對(duì)B 型喇叭互通式立交進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)的新方法。研究成果將為B 型喇叭互通式立交的安全評(píng)價(jià)及設(shè)計(jì)提供重要的依據(jù)。

1 B 型喇叭互通式立交運(yùn)行特點(diǎn)分析

根據(jù)車流在環(huán)形匝道上是駛?cè)脒€是駛出高速公路，喇叭型互通立交分為A、B 型，其中，B 型為車流繞匝道駛出高速公路的形式，如圖1 所示。由于高速主道上行駛車流在匝道內(nèi)減速行駛，而內(nèi)環(huán)匝道的幾何技術(shù)指標(biāo)較低，使車輛行駛的線形技術(shù)指標(biāo)突然下降，這種過(guò)渡性的差異，且匝道出口由于需要跨越構(gòu)造，容易造成視距不足，給行車安全帶來(lái)了隱患。

圖1 B 型喇叭互通式立交

1.1 B 型喇叭互通匝道線形特征分析

B 型匝道的線形技術(shù)指標(biāo)主要有設(shè)計(jì)速度確定，設(shè)計(jì)速度要求越大，那么，匝道線形技術(shù)指標(biāo)也要求越高。B 型喇叭互通式立交主要由兩條右轉(zhuǎn)匝道和環(huán)形、半直連式右轉(zhuǎn)匝道組成。針對(duì)此種互通式立交環(huán)形匝道，其缺點(diǎn)表現(xiàn)為:①根據(jù)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》［3］環(huán)形匝道設(shè)計(jì)速度取30 ～40 km/h，圓曲線半徑30 ～60 m。由于大型貨車操作性能，機(jī)動(dòng)性能較差，對(duì)其在環(huán)形車道上操作帶來(lái)了不利，同時(shí)，線形技術(shù)指標(biāo)較低，導(dǎo)致車輛運(yùn)行狀況不利，易引發(fā)安全事故。②B 型喇叭互通式立交環(huán)形匝道主要將主線高速車流轉(zhuǎn)向低流速車道，且極易造成駕駛員產(chǎn)生一種緊張心理，不利于車輛安全行駛。這也是B 型喇叭互通式立交匝道不安全的關(guān)鍵原因。

1.2 B 型喇叭互通匝道速度特性分析

車輛的設(shè)計(jì)速度大小決定著B(niǎo) 型互通式立交的線形技術(shù)指標(biāo)，而線形技術(shù)指標(biāo)又決定著車輛運(yùn)行速度［4］。為了更進(jìn)一步深入分析B 型互通式立交的安全性，對(duì)此著重分析匝道上分流段，基本路段，合流段車流的運(yùn)行速度特性，各段上運(yùn)行速度特性曲線如圖2 所示。

車輛由主道逐漸駛?cè)敕至鞫紊?，駕駛員在駛?cè)朐训狼白龊脺p速準(zhǔn)備，這種由主道變換為分流段上的過(guò)程中，車輛速度變化大致分為3 種情況:一是，車輛從分流起點(diǎn)就開(kāi)始減速進(jìn)入減速車道。二是，車輛在分流段起點(diǎn)保持原有速度，在外側(cè)主道上行駛一段距離，才開(kāi)始減速變換到減速車道上。三是，由于主道交通量較大，一部分車輛基本從合適位置變化到分流車道上，這種情況容易出現(xiàn)強(qiáng)制變換，對(duì)車輛安全行駛不利。

B 型喇叭互通式立交的環(huán)形匝道基本運(yùn)行段的速度特性與線形技術(shù)指標(biāo)和車輛本身機(jī)械性能有密切聯(lián)系，因而大型車輛與小型車運(yùn)行速度之間將存在較大差異。

合流段上，車輛即將進(jìn)入主道，這樣對(duì)于主道上后面車輛的影響較大，車輛在主道上的位置將重新分配，引起內(nèi)側(cè)主道的交通紊亂現(xiàn)象，車速降低，對(duì)后面車輛行駛安全不利。

1.3 B 型喇叭互通匝道加速度特性分析

從車輛行駛軌跡過(guò)程來(lái)看，匝道整個(gè)部分行駛過(guò)程將分為5 個(gè)階段［5］，即:分流行駛階段，減速行駛階段，勻速行駛階段，加速行駛階段，合流行駛階段。對(duì)高速公路的B 型喇叭互通式立交匝道上車輛的加速度特性變化可用圖3 曲線表示。

圖3 高速公路B 型匝道速度變化曲線示意圖

2 B 型喇叭互通式立交安全性評(píng)價(jià)

道路安全性評(píng)價(jià)是以使用者為安全核心，以預(yù)防和降低交通事故為主［6］，而B(niǎo) 型喇叭互通式立交作為道路的一個(gè)組成部分，由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)自身的缺陷以及位置的特殊性，因而其安全性評(píng)價(jià)不可忽視，同時(shí)對(duì)保證車輛安全行駛以及提高車流運(yùn)行服務(wù)水平具有重要的意義。

2.1 安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定

B 型喇叭互通式立交安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)受人、路、車、環(huán)境等各因素的綜合影響，各影響因素又相互作用，因此，安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定比較復(fù)雜。本文根據(jù)人、路、車、環(huán)境四個(gè)方面分別提取各自的關(guān)鍵性評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終構(gòu)成B 型喇叭互通式立交安全評(píng)價(jià)體系。評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)如圖4 所示。

圖4 安全性評(píng)價(jià)體系結(jié)構(gòu)圖

2.2 安全性評(píng)價(jià)的步驟

由于B 型喇叭互通式立交的各路段車流運(yùn)行特點(diǎn)，運(yùn)行速度，線形狀況，環(huán)境條件狀況等不一樣。因此，需要對(duì)其安全性評(píng)價(jià)嚴(yán)格按照一定的步驟進(jìn)行，才能更加合理、有效地達(dá)到安全評(píng)價(jià)的目的。具體實(shí)施步驟如下:

第1 步:匝道路段劃分。根據(jù)車輛運(yùn)行特點(diǎn)將匝道分為基本路段和主道連接段。匝道的基本路段上車輛安全運(yùn)行干擾因素較少，主要有駕駛員，匝道設(shè)計(jì)，道路環(huán)境條件和交通狀況，因此，在安全性評(píng)價(jià)時(shí)，評(píng)價(jià)目標(biāo)明確。而匝道連接段，車輛運(yùn)行狀況除了上述影響因素外，還包括主線線形設(shè)計(jì)，主道交通量，交通組成及主線車速等，這樣將使得在安全性評(píng)價(jià)時(shí)，干擾因素相對(duì)較多。因此，匝道路段的劃分對(duì)B 型喇叭互通式立交的安全性評(píng)價(jià)顯得意義重大。

第2 步:評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定。根據(jù)人、車、路、環(huán)境四個(gè)方面影響因素的綜合評(píng)價(jià)，不同路段采取不同的指標(biāo)進(jìn)行分析，深入探索各路段安全隱患的本質(zhì)因素。例如，匝道基本路段與主道連接段在線形狀況上，基本路段要明顯低于連接段，但從安全角度來(lái)看，不一定依據(jù)線形條件而定，主要是由于車流運(yùn)行特性不一樣。

第3 步:特征點(diǎn)的選取。B 型喇叭互通式立交屬于線形構(gòu)造物，而往往安全事故集中于某一個(gè)小分段或點(diǎn)上，稱之為交通事故黑點(diǎn)。在安全性評(píng)價(jià)過(guò)程中，根據(jù)不同指標(biāo)，對(duì)這些特征點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)分析研究，評(píng)價(jià)結(jié)果才顯得更具有科學(xué)性。

第4 步:評(píng)價(jià)方法與過(guò)程。層次分析方法作為決策思維方法的一種，已廣泛運(yùn)用于各行分析評(píng)價(jià)中［7］。首先，通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)內(nèi)容的性質(zhì)和要求進(jìn)行分析，將原有復(fù)雜的關(guān)系分解為不同的構(gòu)成要素。然后，將構(gòu)成要素按照層次關(guān)系分組成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)。最后，將層次中兩個(gè)因素進(jìn)行對(duì)比分析兩者之間的重要性，結(jié)合人的判斷，根據(jù)重要性將各個(gè)因素進(jìn)行排序。各因素指標(biāo)的權(quán)重確定，通常是由多位行業(yè)內(nèi)專家依據(jù)一定格式的判斷表，然后綜合專家獨(dú)立判斷結(jié)果進(jìn)行處理求得指標(biāo)權(quán)重系數(shù)。

第5 步:評(píng)價(jià)結(jié)果及分析。依據(jù)各個(gè)指標(biāo)體系，綜合B 型喇叭互通式立交的安全狀況，最終針對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果，采取改善互通安全的具體措施。

2.3 安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

按照上述分析步驟，以B 型喇叭互通式立交匝道狀況為主，人、車和環(huán)境為輔的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重分配，擬定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)表，見(jiàn)表1。

表1 安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)表

依據(jù)加權(quán)平均的方法，采用評(píng)分法對(duì)各因素指標(biāo)進(jìn)行打分，單項(xiàng)層次的滿分均為100 分。此次研究確定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分為4 個(gè)等級(jí):“90 ～100”為“好”;“80 ～90”為“較好”;“60 ～80”為“一般”;“40～60”為“差”。

當(dāng)存在指標(biāo)計(jì)算結(jié)果處于評(píng)價(jià)區(qū)間內(nèi)時(shí)，那么可按照線性內(nèi)插法來(lái)得到該指標(biāo)的評(píng)分。各單項(xiàng)層次指標(biāo)得分通過(guò)加權(quán)平均得到B 型喇叭互通式立交的安全性評(píng)價(jià)得分，評(píng)價(jià)結(jié)論如表2 所示。

表2 安全性評(píng)價(jià)得分標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)論

3 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合B 型喇叭互通式立交的運(yùn)行特性，從人、車、路、環(huán)境四方面考慮，提出了各自的關(guān)鍵性指標(biāo)，并對(duì)安全性評(píng)價(jià)步驟進(jìn)行詳細(xì)的論述。采用層次分析法構(gòu)建了B 型喇叭互通式立交安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。該評(píng)價(jià)方法以其科學(xué)性，適用性和簡(jiǎn)便性能夠?yàn)锽 型喇叭互通安全性提供可靠地保證。

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