公路交叉口安全診斷技術(shù)研究

(重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院 重慶 400074)

一、引言

干線公路平面交叉口是多個(gè)不同方向來(lái)車交匯的地方，是道路交通網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，在公路網(wǎng)系統(tǒng)中有著重要的地位。同時(shí)，由于多個(gè)方向來(lái)車匯于一點(diǎn)，平面交叉口也是交通事故多發(fā)的地點(diǎn)。

(一)國(guó)外研究現(xiàn)狀。為了減少公路平面交叉口事故的發(fā)生，國(guó)外研究者做過(guò)大量的、系統(tǒng)性的研究，分析了大量的數(shù)據(jù)，形成了較為成熟的理論和較完整的研究體系。

聯(lián)邦德國(guó)的拉波波爾特在對(duì)交叉口方案和帶有方向島方案比較時(shí)，提出交叉口危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)模型。前蘇聯(lián)的洛巴諾夫在分析平面交叉口處交通事故統(tǒng)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，考慮不同方向的車流量、轉(zhuǎn)彎半徑以及車流之間的交角，提出了確定交叉口交錯(cuò)點(diǎn)(分流點(diǎn)和合流點(diǎn))處可能發(fā)生事故的計(jì)算模型[1]。美國(guó)政府從國(guó)家戰(zhàn)略層面制定的國(guó)家和州交通安全戰(zhàn)略，不僅從工程和管理的角度，還從使用者、執(zhí)法者及教育的角度制定切實(shí)可行的交通安全戰(zhàn)略，明確交通安全改善的定量指標(biāo)[2]。

(二)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀。同濟(jì)大學(xué)對(duì)交通事故點(diǎn)的分析，北京工業(yè)大學(xué)在交通安全評(píng)價(jià)理論方面的研究，長(zhǎng)安大學(xué)在車輛安全方面的研究及東南大學(xué)在公路安全性的研究等。這些針對(duì)我國(guó)交通安全狀況的研究，為進(jìn)一步系統(tǒng)地研究公路平面交叉口的交通安全診斷方法打下了初步的基礎(chǔ)。

正因?yàn)榻煌_突法存在上述問(wèn)題,本文采用了非事故預(yù)測(cè)、宏觀的、快速的安全診斷技術(shù)方法,達(dá)到快速、有效提高公路平面交叉口安全性能的目的[3,4]。

二、平面交叉口安全診斷技術(shù)

(一)層次分析法

層次分析法，簡(jiǎn)稱AHP(Analitycal Hieracrhy Porcess)，是由美國(guó)運(yùn)籌學(xué)專家T.L.Satty于20世紀(jì)70年代中期提出的決策方法。[5]其基本過(guò)程是:首先將復(fù)雜問(wèn)題分解成遞階層次結(jié)構(gòu).然后將下一層次的各因素相對(duì)于上一層次的各因素進(jìn)行兩兩比較判斷，構(gòu)造判斷矩陣，通過(guò)對(duì)判斷矩陣的計(jì)算，進(jìn)行層次的排序和一致性檢驗(yàn)，最后進(jìn)行層次總排序，得到各因素的組合權(quán)重，并通過(guò)排序結(jié)果分析和解決問(wèn)題。這種方法具有需求的信息量少、決策過(guò)程花費(fèi)的時(shí)間短等特點(diǎn)。[6]

(二)理論結(jié)構(gòu)

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和資料整理收集調(diào)查后，便可根據(jù)調(diào)查結(jié)果對(duì)交叉口交通安全進(jìn)行分析，最終找出交叉口存在的所有安全隱患。但由于每個(gè)交叉口所處的環(huán)境各不相同，不同的交通安全問(wèn)題對(duì)同一交叉口的交通安全影響程度不同，有一些顯而易見(jiàn)而且發(fā)生次數(shù)很多的交通安全問(wèn)題反而對(duì)交叉口整體的安全影響并不大，不一定會(huì)造成嚴(yán)重的交通事故。相反，有的問(wèn)題并不明顯，出現(xiàn)次數(shù)不多的問(wèn)題，一旦出現(xiàn)便會(huì)造成嚴(yán)重的后果。因此本文使用顯著性和造成事故可能的嚴(yán)重性程度這兩個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)建立安全診斷排序模型(見(jiàn)公式1)，從而客觀地對(duì)交通安全問(wèn)題進(jìn)行診斷，找出影響公路平面交叉口交通安全的主要因素。

Y=W1Ci+W2Si(i=1，2，…，n)

(1)

式中Y——交通安全隱患重要度指數(shù)。Y值越大，問(wèn)題排序越高，問(wèn)題越要優(yōu)先解決。W1——顯著性指標(biāo)權(quán)重；Ci——某個(gè)安全隱患顯著性的分值；W2——可能造成事故嚴(yán)重程度指標(biāo)的權(quán)重；Si——某個(gè)安全隱患可能造成事故嚴(yán)重程度分值；i——所調(diào)查交叉口存在的第i個(gè)交通安全隱患；n——所調(diào)查交叉口存在的交通安全隱患數(shù)。

(三)權(quán)重的確定。對(duì)現(xiàn)有模型采用回歸分析的方法進(jìn)行權(quán)重的確定。為了科學(xué)合理地獲得主客觀數(shù)據(jù)，本文選取了寧夏境內(nèi)G110國(guó)道上15條有不同程度交通安全隱患的交叉口，進(jìn)行了客觀數(shù)據(jù)的采集和主觀數(shù)據(jù)的獲取，得到了每個(gè)問(wèn)題的顯著性和嚴(yán)重程度指標(biāo)的分值，并組織了多名交通工程技術(shù)人員,按照相應(yīng)的依據(jù)進(jìn)行主觀評(píng)分。將調(diào)查到的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元線性回歸分析,運(yùn)用MATLAB計(jì)算得到回歸方程為：Y=0.35Ci+0.65Si(R=0.9)

(2)

對(duì)回歸方程2進(jìn)行復(fù)相關(guān)系數(shù)(R)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果顯示R值接近于1,表現(xiàn)出良好的相關(guān)性，可以證明回歸方程的合理性。

三、實(shí)際應(yīng)用

(一)工程概況。本工程起點(diǎn)位于寧蒙省界麻黃溝，經(jīng)惠農(nóng)、紅果子、大武口、簡(jiǎn)泉農(nóng)場(chǎng)、崇崗鎮(zhèn)至終點(diǎn)平羅縣于暖泉。項(xiàng)目路線全長(zhǎng)93.46km，起止樁號(hào)為：K1110+800～K1204+000，設(shè)計(jì)速度60公里/小時(shí)。

(二)現(xiàn)狀分析與問(wèn)題確定。K1128+500信號(hào)交叉口由G110線與一條二級(jí)公路Y型交叉而成，且為有中央分隔帶的雙向四車道公路。此交叉口通過(guò)加鋪轉(zhuǎn)角、設(shè)置標(biāo)線導(dǎo)流島，配合交通標(biāo)線進(jìn)行渠化設(shè)計(jì)。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研以及對(duì)交叉口個(gè)隱患進(jìn)行評(píng)分后，通過(guò)對(duì)各隱患的顯著性以及事故嚴(yán)重性進(jìn)行分析后，得出各隱患交通安全隱患重要度指數(shù)Y值，并對(duì)其大小進(jìn)行排序，最終確定了該交叉口主要存在以下安全隱患。

①標(biāo)線磨損嚴(yán)重，視認(rèn)效果較差。導(dǎo)向箭頭標(biāo)線、停止線、導(dǎo)流島標(biāo)線、對(duì)向車道分界線磨損嚴(yán)重，現(xiàn)場(chǎng)辨識(shí)較難。②主干道紅綠燈因?yàn)楣饩€照射的影響，導(dǎo)致駕駛員開(kāi)車到很近的位置才能看清紅綠燈，從而發(fā)生闖紅燈事故；次干道紅綠燈設(shè)置較為隱蔽，導(dǎo)致駕駛員無(wú)法看清，易導(dǎo)致交通混亂。③G110線左轉(zhuǎn)未渠化。④標(biāo)線導(dǎo)流島過(guò)長(zhǎng)。⑤標(biāo)線導(dǎo)流島效果不好。

(三)改善對(duì)策

通過(guò)對(duì)交叉口各項(xiàng)條件的分析，結(jié)合現(xiàn)有的理論與經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)論證，針對(duì)以上問(wèn)題，改善建議如下：①重新布設(shè)導(dǎo)向箭頭標(biāo)線、停止線、對(duì)向車道分界線。②將標(biāo)線導(dǎo)流島改為凸臺(tái)導(dǎo)流島。③將支路信號(hào)燈移動(dòng)到凸臺(tái)導(dǎo)流島內(nèi)。④處置左轉(zhuǎn)導(dǎo)向箭頭、停止線。⑤移除多余的的標(biāo)線導(dǎo)流島。

四、結(jié)論與展望

安全診斷技術(shù)擁有所需數(shù)據(jù)少、速度快等優(yōu)勢(shì)，可以在掌握數(shù)據(jù)較少的情況下快速找出交叉口存在的安全隱患，比較適用于交通數(shù)據(jù)管理相對(duì)不完善的地區(qū)。

但這種方法也有其自身的不足之處。該方法是通過(guò)專業(yè)人員的評(píng)分來(lái)確定交叉口安全隱患重要程度的，主觀性太強(qiáng)，過(guò)于依賴專業(yè)人員的專業(yè)水平。如何讓評(píng)分更加客觀還有待研究。