山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段安全評(píng)價(jià)體系研究

楊喬喬

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西太原 030000)

山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡段交通環(huán)境復(fù)雜，長(zhǎng)而陡的下坡，線性組合不良的特點(diǎn)使山區(qū)高速公路的長(zhǎng)坡段具有較差的容錯(cuò)性。輕微的事故將有可能演變?yōu)椤叭后w傷亡”的重大交通事故。為降低交通事故發(fā)生概率，減少經(jīng)濟(jì)損失，提高山區(qū)公路長(zhǎng)坡段的交通安全，有必要對(duì)其安全性進(jìn)行系統(tǒng)分析和評(píng)估，以明確道路網(wǎng)中具有高安全隱患的路段。使得安全整治工作有的放矢，減少不必要的工作量，使經(jīng)費(fèi)安置更加合理。

1 長(zhǎng)坡路段的定義

在長(zhǎng)期大規(guī)模研究中，日本和歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)確定了不同速度下長(zhǎng)坡段的坡度和坡長(zhǎng)［1，2］。中國(guó)目前的JTG B01—2014公共工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定最大縱坡和長(zhǎng)坡坡長(zhǎng)見表1，表2［3］。通過對(duì)長(zhǎng)坡路段各國(guó)規(guī)定的比較，發(fā)現(xiàn)中國(guó)高速公路最大縱坡坡長(zhǎng)值居中，比日本稍高，比美國(guó)稍低，和德國(guó)最接近。究其原因，是因?yàn)榕c一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)的貨車性能仍存在一些差距，因此我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，沒有設(shè)置長(zhǎng)坡路段更高的最大縱坡值。

表1 最大縱坡

表2 不同縱坡的最大坡長(zhǎng)

2 長(zhǎng)坡路段的安全影響因素

道路交通系統(tǒng)包括駕駛?cè)?、車輛、道路、環(huán)境和交通管理［4］。通過對(duì)交通事故成因進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段交通安全影響因素分為主觀因素和客觀因素兩個(gè)方面。主觀因素主要是駕駛?cè)艘蛩兀陀^因素包含車輛、道路條件和交通環(huán)境等。在分析山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段的安全性影響因素時(shí)，運(yùn)用系統(tǒng)理論，結(jié)合長(zhǎng)坡路段的事故特征，分析長(zhǎng)坡路段的安全影響因素。

1)駕駛?cè)艘蛩?。在?duì)山區(qū)高速公路交通事故進(jìn)行實(shí)地調(diào)查后，駕駛?cè)耸且l(fā)山區(qū)高速公路發(fā)生交通事故的主要原因。駕駛員發(fā)生事故的主要原因是非法駕駛和操作不當(dāng)。

2)車輛因素。不同類型的車輛對(duì)交通事故的影響有著很大的差異。車輛的動(dòng)態(tài)性能、行駛速度、爬坡能力、外形尺寸和載荷程度不同對(duì)造成事故的嚴(yán)重程度也有很大的差別［5］。

3)道路因素。影響山區(qū)高速公路交通安全的道路條件主要包括:平面、視距、縱坡坡度、坡長(zhǎng)和橫斷面等。

4)交通環(huán)境。雖然交通環(huán)境是外部條件，但對(duì)高速公路安全的影響有非常重要的作用。交通環(huán)境包含許多因素，主要是交通量、交通組成和天氣狀況等。

5)交通管理。管理水平、救護(hù)系統(tǒng)和宣傳教育等是交通管理影響交通安全的主要因素。

3 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的原則

山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段的交通安全影響因素有很多，且這些因素互相作用，互相影響，對(duì)影響因素逐一分析是不科學(xué)的。在選取長(zhǎng)坡路段安全影響因素時(shí)應(yīng)選擇與其有直接關(guān)系且影響較大，易獲取且有代表性的指標(biāo)，這不僅簡(jiǎn)化了安全評(píng)估體系，而且全面客觀地反映了評(píng)估問題。在構(gòu)建山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段安全評(píng)價(jià)體系時(shí)具體應(yīng)遵循以下幾個(gè)方面的原則:

1)法規(guī)性原則。

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系必須始終貫徹《道路交通安全法》，以法為依據(jù)，依法進(jìn)行評(píng)估，依法進(jìn)行考核。

2)科學(xué)性原則。

評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立必須基于科學(xué)理論;指標(biāo)與目標(biāo)一致，確定更準(zhǔn)確反映客觀要求的影響因素;各項(xiàng)指標(biāo)之間存在兼容性，反映各層面評(píng)價(jià)要求，彼此之間沒有矛盾和沖突;每個(gè)指標(biāo)應(yīng)該是獨(dú)立的，以提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3)客觀性原則。

在對(duì)高速公路長(zhǎng)坡段進(jìn)行安全評(píng)價(jià)時(shí)，不得進(jìn)行主觀判斷，應(yīng)客觀分析研究對(duì)象的層次關(guān)系，邏輯結(jié)構(gòu)和因果關(guān)系。

4)可獲取性原則。

在選取評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)，應(yīng)選取便于獲取且易于量化的指標(biāo)，最好能夠直接從現(xiàn)有資料數(shù)據(jù)獲取，以增加評(píng)價(jià)實(shí)用性，減少工作量，提高評(píng)價(jià)效率。

5)系統(tǒng)性原則。

在對(duì)目標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，指標(biāo)體系應(yīng)是一個(gè)獨(dú)立、完整的整體，涵蓋一切重要影響因素，充分反映對(duì)目標(biāo)的影響，為評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。

4 長(zhǎng)坡路段安全評(píng)價(jià)體系的建立

4.1 建立安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

通過閱讀文獻(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)外建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系的方法主要有:專家咨詢、目標(biāo)法、分析法、部門法等。1973年，美國(guó)著名的運(yùn)營(yíng)研究員薩迪提出了層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡(jiǎn)稱AHP法)［6］。層次分析法過程結(jié)合了定性分析和定量分析，能夠有效地分析具有多個(gè)目標(biāo)的復(fù)雜大系統(tǒng)。該方法簡(jiǎn)單、清晰，且系統(tǒng)性和適用性強(qiáng)。

山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段的安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，涉及到諸多安全影響因素的分析和比較，是一個(gè)多層次、多目標(biāo)的分析決策過程。篩選指標(biāo)時(shí)，可以利用層次分析法，從山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段的安全系統(tǒng)整體入手，通過對(duì)數(shù)據(jù)資料的調(diào)查和分析，建立了各指標(biāo)的關(guān)系結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。

圖1 長(zhǎng)坡路段安全評(píng)價(jià)體系指標(biāo)結(jié)構(gòu)圖

4.2 計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重

在通過層次分析過程對(duì)影響因素進(jìn)行分層之后，判斷結(jié)果以矩陣形式表示以形成判斷矩陣。設(shè)目標(biāo)為 A，因素用 ui(i=1，2，3，…，n)表示。uij表示 ui相對(duì) uj的重要性，計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重的判斷矩陣如下所示。

通過1～9標(biāo)度法進(jìn)行每?jī)稍氐呐袛嗑仃?，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，如表3所示。

表3 各因素相對(duì)重要性比例標(biāo)度

對(duì)構(gòu)造判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算最大特征根λmax，找出對(duì)應(yīng)的特征向量，得到指標(biāo)層1指標(biāo)層2同一層各影響因素的權(quán)重值計(jì)算結(jié)果如表4，表5所示。

表4 指標(biāo)層1各因素權(quán)重值

表5 指標(biāo)層2各因素權(quán)重值

4.3 一致性檢驗(yàn)

對(duì)利用判斷矩陣計(jì)算得到的權(quán)重值應(yīng)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)［7］，相容性指標(biāo)CI和檢驗(yàn)公式的計(jì)算如下:

檢驗(yàn)公式:CR=CI/RI。

其中，CR為判斷矩陣隨機(jī)性的一致性比;RI為判斷矩陣平均隨機(jī)性的一致性指標(biāo)。RI的參考值如表6所示。

表6 1～9階RI參考值

當(dāng)CI=0時(shí)，該判斷矩陣為一致陣，CI越大判斷矩陣的不一致程度越嚴(yán)重，經(jīng)計(jì)算權(quán)重值均滿足一致性要求。

5 結(jié)語

通過全面分析山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段的交通安全影響因素，建立了指標(biāo)層1和指標(biāo)層2的層次評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;分別構(gòu)建指標(biāo)層1和指標(biāo)層2的判斷矩陣，計(jì)算出各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值;對(duì)計(jì)算出的權(quán)重值進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，驗(yàn)證了其可靠性，對(duì)實(shí)現(xiàn)山區(qū)高速公路長(zhǎng)坡路段安全評(píng)價(jià)的量化提供了指導(dǎo)意義。