基于風(fēng)險評估的高速公路交通安全設(shè)施精細化提升策略

摘要 高速公路在長期服役過程中，由于公路交通量、交通組成、路側(cè)環(huán)境的不斷變化，以及交通安全設(shè)施的性能和可靠性的不斷衰減和降低，從而引起交通安全設(shè)施服務(wù)水平下降，進而導(dǎo)致事故風(fēng)險升高。為提升交通安全設(shè)施服務(wù)水平，降低高速公路事故風(fēng)險，該文基于風(fēng)險評估技術(shù)，提出了交通安全設(shè)施精細化提升策略，即綜合考慮高速公路道路線形、安全設(shè)施、路側(cè)危險物、互通立交、運行速度等指標(biāo)，從駛出中分帶、駛出路側(cè)、追尾、側(cè)向剮蹭、匝道出入口等維度分析高速公路風(fēng)險等級，然后將Ⅴ和Ⅵ類風(fēng)險等級路段交通安全設(shè)施作為精細化提升重點。最后，以某高速為例，分析其風(fēng)險水平，針對性提出交安設(shè)施精細化提升策略，并得到了良好的效果，相關(guān)成果可為公路養(yǎng)護管理設(shè)計提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 交通工程；高速公路；風(fēng)險評估；交通安全設(shè)施；精細化提升

中圖分類號 U491 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）01-0167-03

0 引言

交通安全設(shè)施在長期服役中，不可避免發(fā)生性能衰減、可靠性降低等問題。近年來，交通安全得到了前所未有的重視，再加上近年來交通安全理論的發(fā)展和進步，亟需精細化提升高速公路交通安全設(shè)施，保障人民出行安全。

2022年2月，交通運輸部辦公廳、公安部辦公廳下發(fā)了《公路安全設(shè)施和交通秩序管理精細化提升行動方案》的通知，在此背景下，引入風(fēng)險評估技術(shù)，開展對高速公路交通安全設(shè)施的精細化提升有其必要性。該文通過深入調(diào)查高速公路現(xiàn)狀，分析交通事故發(fā)生的可能性和事故后果的嚴(yán)重程度，同時綜合考慮高速公路道路線形、安全設(shè)施、路側(cè)危險物、互通立交、運行速度等指標(biāo)，從駛出中分帶、駛出路側(cè)、追尾、側(cè)向剮蹭、匝道出入口等維度分析高速公路風(fēng)險等級，將Ⅴ和Ⅵ類風(fēng)險等級路段交通安全設(shè)施作為精細化提升重點，使用科學(xué)方法，使高速公路安全投入效益最大化。

1 研究方法

高速公路風(fēng)險由車輛駛出路外交通事故發(fā)生的可能性和車輛駛出路外交通事故的嚴(yán)重程度綜合確定。

風(fēng)險評估工作流程主要包括下列五個步驟：

（1）數(shù)據(jù)整理：整理實地調(diào)研視頻及其他記錄；

（2）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理：將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成風(fēng)險評估需要的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，包括公路線形、安全設(shè)施、路側(cè)危險物、路面狀況、互通立交、運行速度等；

（3）風(fēng)險計算：利用風(fēng)險評估模型，進行主線風(fēng)險、路側(cè)風(fēng)險、事故風(fēng)險和總體交通安全風(fēng)險值的計算，并依據(jù)交通安全風(fēng)險值將風(fēng)險分為五級；

（4）結(jié)果檢查：查看高速公路的整體屬性和風(fēng)險等級，檢查其中異常的數(shù)據(jù)，對重點路段的重點數(shù)據(jù)進行復(fù)查。

2 研究過程

首先收集高速公路竣工圖文件、氣象環(huán)境資料和事故相對多發(fā)路段處治措施及效果資料，以及近3年的斷面交通量交通組成和交通事故等數(shù)據(jù)，圍繞典型斷面分車道、分車型進行連續(xù)運行速度測試。開展養(yǎng)護管理、路政、公安交通管理等部門座談，了解公路設(shè)施設(shè)置現(xiàn)狀、使用性能和存在的問題，以及交通運營特征、主要交通安全薄弱環(huán)節(jié)等，把握項目特點、設(shè)施現(xiàn)狀、運營現(xiàn)狀和安全特性。結(jié)合交通安全風(fēng)險評估與護欄提質(zhì)升級總體工作要求，采集項目全線雙方向連續(xù)視頻或圖像數(shù)據(jù)，抽查測量車道寬度、路肩寬度、護欄高度等關(guān)鍵指標(biāo)。最后把握公路線形指標(biāo)、互通立交等結(jié)構(gòu)物、交通安全設(shè)施、路側(cè)危險物情況、交通特性等特征，查找事故聚集原因，了解交通安全主要影響因素。

2.1 風(fēng)險計算模型

全面地考量車輛流量和車種構(gòu)成、意外事件發(fā)生率、行駛速率、線條形態(tài)參數(shù)、安全裝備、構(gòu)造物布局、氣候狀況、邊界環(huán)境等多種要素，并以此為基礎(chǔ)進行公路設(shè)施的風(fēng)險評價、事故影響的風(fēng)險評估，從而得出整體的安全風(fēng)險水平。通過深入研究危險區(qū)域的分布情況，可以識別出其風(fēng)險級別和高風(fēng)險地區(qū)段。此外，還需要針對這些高危區(qū)段的原因進行詳細的探究，以便更清晰明了地找出項目的核心風(fēng)險點，并對防護欄的檢查和提高工作提出具體的要求，最終提出包含高危區(qū)的列表和綜合應(yīng)對策略建議。

高速公路風(fēng)險由6類風(fēng)險構(gòu)成：駛出中央分隔帶風(fēng)險、駛出路外風(fēng)險、追尾風(fēng)險、側(cè)向刮擦風(fēng)險、匝道出入口風(fēng)險、其他風(fēng)險。

（1）駛出中央分隔帶風(fēng)險

當(dāng)汽車離開道路的中心隔離區(qū)時，存在著一種潛在的風(fēng)險，即汽車有可能從行駛路線的一側(cè)穿過中間隔離區(qū)域并進入反向行車道。這種可能性的評估是通過將公路基礎(chǔ)設(shè)施特性和交通流量特性中的風(fēng)險因子相互作用來決定的。這些基礎(chǔ)要素中包含的可能性和危害程度的影響因素有：車道寬度、彎道的標(biāo)識和線條設(shè)置、指示牌與線條、左側(cè)路緣高起部分、路面質(zhì)量、曲線的斜率、傾角、防滑性能、照明設(shè)備、減速提示線、輕質(zhì)表面覆蓋、路側(cè)危險物品、危險物品到車道邊緣的距離等，每個影響因素的系數(shù)根據(jù)實際情況獲得，中央分隔帶風(fēng)險由各個風(fēng)險變量系數(shù)相乘得出，具體如圖1所示。

（2）駛出路外風(fēng)險

駛出路外風(fēng)險值為車輛從行車方向右側(cè)駛出路外的風(fēng)險。

（3）追尾風(fēng)險

追尾風(fēng)險主要為因操作失誤、不良駕駛習(xí)慣等原因?qū)е碌能囕v追尾風(fēng)險，以及車輛碰撞護欄或障礙物后被其他車輛碰撞，引發(fā)二次事故的風(fēng)險。

（4）側(cè)向刮擦風(fēng)險

側(cè)向刮擦風(fēng)險主要為車輛在互通式立交加速車道或減速車道外普通路段變換車道時引發(fā)的側(cè)向刮擦風(fēng)險。

（5）匝道出入口風(fēng)險

匝道出入口風(fēng)險主要為車輛在互通式立交加速車道或減速車道發(fā)生交通事故的風(fēng)險。

（6）其他風(fēng)險

其他風(fēng)險主要為可能存在的其他主要安全風(fēng)險。

2.2 風(fēng)險值計算

風(fēng)險值由一系列公路設(shè)施特征及交通流特征的風(fēng)險系數(shù)相乘確定，除了公路設(shè)施特征對應(yīng)的系數(shù)外，計算風(fēng)險值還需要運行速度系數(shù)和交通量系數(shù)，運行速度系數(shù)和交通量系數(shù)同樣根據(jù)實際情況獲得。風(fēng)險值計算采用的各影響因素風(fēng)險系數(shù)可利用路段的交通事故數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析確定，計算方法有設(shè)施實施前后對照法和隊列研究法。

（1）設(shè)施實施前后對照法

對于特定的危險類別及特殊設(shè)備的安全等級評估可以使用此種方式，首先需要找出兩條與被測道路環(huán)境相似的其他路線，其中一條已經(jīng)裝設(shè)了目標(biāo)設(shè)備并用于處理小組，而另一條則沒有這個設(shè)備以作對比組。然后依據(jù)所需評估的危險種類，收集執(zhí)行前的年度（或者幾年）以及執(zhí)行后的年度（或者是幾年的）事故信息，以此來確定目標(biāo)設(shè)備對相應(yīng)危險類別的安全等級影響程度。具體的數(shù)據(jù)記錄如下表所示。

Ntb：處置組在設(shè)施安裝前一年或數(shù)年的事故次數(shù)（針對特定風(fēng)險類型）；

Nta：處置組在設(shè)施安裝后一年或數(shù)年的事故次數(shù)（針對特定風(fēng)險類型）；

Ncb：對照組在設(shè)施安裝前一年或數(shù)年的事故次數(shù)（針對特定風(fēng)險類型）；

Nca：對照組在設(shè)施安裝后一年或數(shù)年的事故次數(shù)（針對特定風(fēng)險類型）。

通過上述數(shù)據(jù)，可計算處置組設(shè)施安裝后事故預(yù)測次數(shù)Nexp及其方差Var（Nexp），然后計算出風(fēng)險系數(shù)RF，如下公式（1）所示：

（1）

（2）隊列研究法

風(fēng)險值影響因素可以為某一特定公路特征（如是否小半徑圓曲線路段、是否路側(cè)臨水臨崖等），對特定公路特征的風(fēng)險系數(shù)計算，可根據(jù)是否具有特定公路特征和計算周期（一般為3年）內(nèi)有無特定風(fēng)險類型的事故發(fā)生，將樣本路段分成4類，如下表所示0。

A：具有特定公路特征且發(fā)生特定類型事故的里程（km）；B：具有特定公路特征且未發(fā)生特定類型事故的里程（km）；C：不具有特定公路特征且發(fā)生特定類型事故的里程（km）；D：不具有特定公路特征且未發(fā)生特定類型事故的里程（km）。

根據(jù)公式（2）計算針對特定風(fēng)險的公路特征風(fēng)險系數(shù)RF。

（2）

2.3 風(fēng)險分級

高速公路風(fēng)險分為五級，用羅馬數(shù)字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示。Ⅰ級表示風(fēng)險最低，Ⅴ級表示風(fēng)險最高，具體閾值如下表所示。

風(fēng)險等級由低至高依次為I級、II級、III級、IV級和V級。I級為低風(fēng)險，風(fēng)險可忽略；II級為較低風(fēng)險，風(fēng)險可接受；III級為中度風(fēng)險，風(fēng)險可接受；IV級為較高風(fēng)險；V級為高風(fēng)險，應(yīng)立即消隱處置。

3 風(fēng)險評估實踐

3.1 路段概況

以江蘇地區(qū)某高速為例，驗證風(fēng)險評估技術(shù)在高速公路交通安全設(shè)施精細化提升上的有效性。該高速公路路段長度約為230 km，雙向四車道，路基寬度為28 m，設(shè)計速度為120 km/h，全線在2007年建成通車。

3.2 風(fēng)險評估結(jié)果

評估路段總體運營安全保障水平良好，建議結(jié)合路面大修項目的實施及風(fēng)險分級分年度逐步進行提質(zhì)升級。各風(fēng)險等級路段長度和百分比如下表統(tǒng)計。

3.3 精細化提升策略

（1）中分帶開口活動護欄

中分帶主要設(shè)置插拔式中分帶活動護欄。該類型護欄雖符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，但防護能力較弱。調(diào)研路段最高限速120 km/h，一旦車輛沖向?qū)ο蜍嚨?，易發(fā)生二次交通事故。并且，活動護欄和波形梁中分帶護欄之間沒有過渡。

對于插拔式活動護欄，建議及時更換，選用產(chǎn)品應(yīng)具備相應(yīng)防護等級，有基于實車試驗的檢測報告，并建議合理設(shè)置與普通中分帶護欄的過渡段。對于其他非標(biāo)中分帶開口活動護欄，建議運營管理單位確認其是否具備實際防護能力，是否具備基于實車試驗的檢測報告，確?；顒幼o欄防撞能力滿足規(guī)范要求。

（2）波形梁護欄與混凝土護欄過渡段

部分路段采用的護欄過渡段形式未有效搭接，不符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，防護能力較弱，存在較大安全風(fēng)險。且組合式護欄端頭處鋼管無處理，碰撞后可能插入車內(nèi)造成人員傷亡[2]。建議根據(jù)規(guī)范要求合理設(shè)置過渡段。

（3）上跨橋墩防護缺陷

在中央分隔帶上，橋墩與欄桿的間距必須超過其最高側(cè)向動態(tài)位移外延值或車輛最高動態(tài)外傾當(dāng)量。如果不滿足這些條件，即使汽車碰到了欄桿，也可能會撞擊到障礙物，導(dǎo)致乘客受傷或者橋墩損壞。可換裝剛度更大的混凝土護欄或低變形量波形梁護欄，并合理設(shè)置混凝土護欄與波形梁護欄的過渡段，對個別立面標(biāo)記不清晰的墩柱，施劃黃黑色立面標(biāo)記。

（4）三角端防護

根據(jù)調(diào)研，匝道出口三角端防護主要采用塑料防撞桶，不具備防護能力，一旦發(fā)生碰撞，可能導(dǎo)致傷亡事故。建議設(shè)置具備防撞能力的防撞墊。

4 結(jié)語

為了對高速公路交通安全設(shè)施精細化提質(zhì)升級，該文提出基于風(fēng)險評估技術(shù)的高速公路交通安全設(shè)施分級管控。研究結(jié)果顯示：評估路段中Ⅴ和Ⅵ類風(fēng)險等級路段占比約為11%。主要存在的風(fēng)險因素包括：路側(cè)或中分帶特殊點段防護待加強（如護欄過渡段、中分帶開口護欄等）、出入口設(shè)置問題（如出入口標(biāo)志標(biāo)線缺陷、三角端防護不足等）。通過精細化提升高速公路交通安全設(shè)施，旨在使高速公路安全投入效益最大化，為諸多高速公路精細化項目提供借鑒。

參考文獻

[1]白如月，廖軍洪，晁遂.基于風(fēng)險評估技術(shù)的在役高速公路限速方案調(diào)整論證方法[J].公路交通科技， 2020（S2）：8.

[2]公路安全生命防護工程實施技術(shù)指南[M]北京：中華人民共和國交通運輸部， 2015.

收稿日期：2024-12-05

作者簡介：卞霄（1983—），女，本科，高級工程師，主要研究方向：高速公路瀝青路面養(yǎng)護項目、高速公路護欄提質(zhì)升級項目的設(shè)計與檢測。