公路項(xiàng)目安全性評(píng)價(jià)方法探討

郁培和 （懷遠(yuǎn)縣公路局，安徽 蚌埠 23000）

0 前言

近年來(lái)我國(guó)交通事故呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，2000年后的年平均道路交通死亡人數(shù)已高達(dá)10萬(wàn)人，道路交通事故死亡率幾年來(lái)居世界第一，道路交通安全已成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，此時(shí)對(duì)道路進(jìn)行安全評(píng)價(jià)用來(lái)降低道路交通事故的發(fā)生就顯得尤為重要。

一般認(rèn)為我國(guó)的道路安全評(píng)價(jià)研究始于20世紀(jì)80年代中期，提出的方法可總結(jié)為專家評(píng)議法、基于事故數(shù)據(jù)法、基于交通系統(tǒng)法、基于駕駛模擬器法，本文側(cè)重于基于駕駛模擬器的安全評(píng)價(jià)指標(biāo)，并探討此種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 專家評(píng)議法

專家評(píng)議法即為專家先對(duì)道路情況進(jìn)行考察，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)道路設(shè)計(jì)進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。但由于缺乏試驗(yàn)數(shù)據(jù)且每位專家考慮問(wèn)題的方法及側(cè)重點(diǎn)不同，在道路設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)會(huì)存在主觀誤差，與實(shí)際情況相比，評(píng)價(jià)結(jié)果不夠真實(shí)，評(píng)價(jià)依據(jù)不夠科學(xué)。

2 基于事故數(shù)據(jù)法

對(duì)于已通車運(yùn)營(yíng)的道路，可以采用事故數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)道路安全等級(jí)，目前國(guó)內(nèi)主要方法有絕對(duì)數(shù)法、事故率法、事故強(qiáng)度分析法。

2.1 絕對(duì)數(shù)法

絕對(duì)數(shù)法采用事故次數(shù)、死亡人數(shù)、受傷人數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失這4項(xiàng)指標(biāo)來(lái)表示。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單直觀，可以表示一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)路段，缺點(diǎn)是沒(méi)有對(duì)影響因素進(jìn)行差異化分析，它衡量的標(biāo)準(zhǔn)僅按照數(shù)值的大小，不僅沒(méi)有考慮同一地區(qū)交通因素的變化，也沒(méi)有考慮到不同地區(qū)交通總量的差異，這種簡(jiǎn)單的數(shù)值就會(huì)缺乏可比性。

2.2 事故率法

道路安全事故率法可以分為4種，即地點(diǎn)事故率法、路段事故率法（運(yùn)行事故率法和事故密度法）、地區(qū)事故率法（人口事故率法和車輛事故率法）、綜合事故率法（當(dāng)量死亡法和億車公里率法）。事故率法是以一種相對(duì)指標(biāo)來(lái)表示道路安全水平，可比性較強(qiáng)，但其不足之處在于多種因素綜合作用的真實(shí)結(jié)果未能反應(yīng)，而且計(jì)算結(jié)果的物理意義不明確，其評(píng)價(jià)指標(biāo)一般分為兩類，一是對(duì)指標(biāo)進(jìn)行檢查，二是通過(guò)調(diào)查[1]。

2.3 事故強(qiáng)度分析法

事故強(qiáng)度分析法以事故指標(biāo)為基礎(chǔ)，并結(jié)合道路交通的其他因素，以得到的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)判斷道路安全等級(jí)。事故強(qiáng)度分析法以萬(wàn)車死亡率、10萬(wàn)人死亡數(shù)、億車千米事故數(shù)等為常用指標(biāo)。我國(guó)的道路安全評(píng)價(jià)指標(biāo)常采用事故強(qiáng)度p。它間接反映了交通流的特點(diǎn)，并考慮了地理、環(huán)境等影響因素，科學(xué)性和可比性較強(qiáng)。但其缺點(diǎn)在于不同的道路交通條件即交通流情況、車輛組成、人員素質(zhì)等是存在差異的，以較少的指標(biāo)作準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，可信度較低。

3 基于交通系統(tǒng)法

在沒(méi)有豐富事故數(shù)據(jù)作為支撐的情況下，從駕駛?cè)颂匦?、車輛特性和道路環(huán)境等各方面綜合評(píng)估道路安全性時(shí)，已經(jīng)無(wú)法使用單一的事故率法或絕對(duì)數(shù)法，針對(duì)此情況，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者將模糊評(píng)價(jià)、層次分析、交通沖突等理論應(yīng)用于道路安全評(píng)估的研究中，取得了豐富的研究成果。

胡啟洲等[2]利用[0,1]區(qū)間理論知識(shí)，在定性分析和定量分析兩者結(jié)合的基礎(chǔ)上采取模糊區(qū)間法，選取安全性、準(zhǔn)確性、滿意性、舒適性等為準(zhǔn)則，以路網(wǎng)、視距、交通設(shè)施等為指標(biāo)建立了模糊評(píng)價(jià)模型，彌補(bǔ)了以往模糊評(píng)價(jià)的不足，以長(zhǎng)度變化不大的區(qū)間去表示評(píng)論結(jié)果，并在實(shí)際應(yīng)用表明以該方法對(duì)高速公路進(jìn)行評(píng)價(jià)是可行的。

吳文虎等[3]主要從道路線形、交通安全設(shè)施、交通管理等11項(xiàng)因素建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用層次分析法、模糊區(qū)間法、專家評(píng)議法三者結(jié)合的方式，利用公式求出矩陣排序向量，對(duì)公路交通安全進(jìn)行評(píng)價(jià)。

張學(xué)亮等[4]提出交通沖突的評(píng)價(jià)方法，該方法在交通沖突技術(shù)基礎(chǔ)上計(jì)算綜合交通沖突率，以此來(lái)確定權(quán)重系數(shù)，根據(jù)權(quán)重系數(shù)的大小確定道路安全等級(jí)。

這些學(xué)者都是對(duì)某區(qū)域道路或某類型道路進(jìn)行研究，沒(méi)有根據(jù)駕駛?cè)说慕煌ㄌ匦詠?lái)進(jìn)行分析。

4 基于駕駛模擬器法

人、車、路、環(huán)境這四個(gè)因素共同組成復(fù)雜的道路交通系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，任何因素的不平衡都可能引發(fā)交通事故。上述3種方法缺乏考慮到人對(duì)道路交通安全的影響，而人在道路交通系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用，人作為最活躍的因素，其隨機(jī)性也是最大的。以駕駛模擬器為基礎(chǔ)，應(yīng)用仿真技術(shù)模擬出道路線形、路況和環(huán)境情形等，通過(guò)提取并分析駕駛?cè)瞬倏v駕駛模擬器時(shí)的客觀反應(yīng)等方法以及車的速度、加速度等指標(biāo)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不當(dāng)路段，減少損失，提高道路交通安全性。近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者在此領(lǐng)域已取得一定的成效。

丁立等[5]提出了在駕駛模擬器上記錄行車軌跡，通過(guò)行車軌跡計(jì)算駕駛員視距變化情況，根據(jù)建立的視距評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，找出不安全的視距地段，對(duì)道路安全性進(jìn)行分析。

楊洪志等[6]以Multi-Agent建立的仿真系統(tǒng)框架為基礎(chǔ)，模擬仿真汽車在公路上的運(yùn)行情況，并以某公路為例，在平面設(shè)計(jì)時(shí)采用坡底半徑不同的平曲線進(jìn)行仿真分析，得到影響汽車運(yùn)動(dòng)的平面線性指標(biāo)；在縱斷面設(shè)計(jì)時(shí)，以相同半徑不同縱坡和不同半徑不同縱坡這兩種情況的仿真分析，根據(jù)得到的汽車速度、加速度、駕駛員剎車要求的時(shí)間曲線，找到操作突變點(diǎn)，來(lái)評(píng)價(jià)公路設(shè)計(jì)指標(biāo)。

李欣等[7]在前人研究的基礎(chǔ)上，以Visual Basic編程的形式，生成虛擬道路模型。在模擬器行駛時(shí)記錄行駛路線，將其與道路中線進(jìn)行吻合度比較，若二者的吻合度較差，則認(rèn)為不安全即為宜人性不如意的路段。研究表明,這種方法所得結(jié)果與實(shí)際道路的交通事故吻合率為74.3%，證實(shí)了此種方法的可行性。

徐陽(yáng)[8]充分利用模擬駕駛平臺(tái)，提出以汽車沖量密度和路段上的汽車?yán)塾?jì)沖量作為指標(biāo)進(jìn)行道路線形評(píng)價(jià)。研究表明，以上述指標(biāo)評(píng)價(jià)道路線形的結(jié)果與模擬實(shí)驗(yàn)幾近相同，與實(shí)際交通事故數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，上述指標(biāo)也可判斷道路線形的好壞。

袁望方等[9]以MultiGen Creator建模軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行仿真試驗(yàn)，并對(duì)53名駕駛經(jīng)驗(yàn)不同人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)知評(píng)價(jià)試驗(yàn),用模糊數(shù)學(xué)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以此來(lái)建立駕駛?cè)藛T對(duì)虛擬道路認(rèn)知評(píng)價(jià)的隸屬函數(shù)及模糊集，并與實(shí)測(cè)公路安全性認(rèn)知評(píng)價(jià)結(jié)果比擬，證實(shí)此方法可對(duì)道路線形做出有效評(píng)價(jià)。

張玉等[10]在構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中，通過(guò)分析駕駛?cè)藛T在操縱駕駛模擬器行駛時(shí)的客觀反應(yīng)指標(biāo),即側(cè)向加速度標(biāo)準(zhǔn)差、心率、側(cè)向加速度均值、運(yùn)行速度與設(shè)計(jì)速度差，以一定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量設(shè)計(jì)是否合理。

閔泉[11]以汽車駕駛模擬器為研究平臺(tái)，使用模擬器的車輛信息采集系統(tǒng)和生理心理信息采集設(shè)備，選取駕駛?cè)孙L(fēng)險(xiǎn)行為作為道路安全評(píng)價(jià)指標(biāo)-駕駛?cè)说牟僮?、生理、心理指?biāo)，來(lái)評(píng)價(jià)道路的安全等級(jí)。

下表為上述4種道路安全評(píng)價(jià)方法對(duì)比。

5 結(jié)語(yǔ)

與其他道路安全評(píng)價(jià)方法相比，基于駕駛模擬器法有如下特點(diǎn)。

①用于待建道路、運(yùn)營(yíng)道路，模擬道路線形、路面狀況、環(huán)境情形等，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患或設(shè)計(jì)不當(dāng)路段,減少損失。

②以人的角度來(lái)考慮，通過(guò)提取分析駕駛員操縱駕駛模擬器時(shí)的客觀反應(yīng)以及駕駛模擬器的各項(xiàng)指標(biāo)，更注重人的感受，體現(xiàn)了“以人為本”的理念。

③人為因素干擾較少，只需用評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)即可。

缺點(diǎn)在于：

①因其評(píng)價(jià)指標(biāo)均基于駕駛模擬器，所以受駕駛模擬器仿真情況影響，仿真情況若不夠真實(shí)，將會(huì)影響評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定；

②用于評(píng)價(jià)的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)不易確定，需進(jìn)行大量的試驗(yàn)和調(diào)查；

③駕駛員操縱汽車駕駛模擬器時(shí)的反應(yīng)不一定是真實(shí)的，即與真車操控不一致；

道路安全評(píng)價(jià)方法對(duì)比結(jié)果 表1

④目前的道路場(chǎng)景開(kāi)發(fā)需要多種軟件與工具數(shù)據(jù)處理和集成，效率較低，如能開(kāi)發(fā)出集道路、地形、環(huán)境于一體的虛擬情景制作工具，可降低道路安全評(píng)估的成本。