王維利 葉 青

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司 山地交通安全與應(yīng)急保障技術(shù)交通運輸行業(yè)研發(fā)中心,貴州 貴陽 550014)

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雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險描述模型

王維利 葉 青

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院股份有限公司 山地交通安全與應(yīng)急保障技術(shù)交通運輸行業(yè)研發(fā)中心,貴州 貴陽 550014)

為了客觀評價雙車道公路平面交叉口的靜態(tài)風(fēng)險特性，從幾何線形、路面狀況、路側(cè)環(huán)境與交通工程設(shè)施安全性能四方面，對平交口路段靜態(tài)運行環(huán)境屬性進行風(fēng)險描述，篩選了影響安全性的顯著性因素，給出了相應(yīng)的評估內(nèi)容與評估建議值，并基于風(fēng)險矩陣建立了靜態(tài)運行環(huán)境風(fēng)險評估模型，為平交口安全設(shè)計和安全評估提供了方法。

平面交叉口，運行環(huán)境，靜態(tài)風(fēng)險，評估模型，風(fēng)險矩陣

0 引言

平面交叉口路段是雙車道公路交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，雖然在空間上占雙車道公路的較小部分，但是從所發(fā)生交通事故角度看,平面交叉口事故卻占整個雙車道公路事故的很大比例。據(jù)統(tǒng)計我國雙車道公路上的交通事故有1/3發(fā)生在平面交叉口[1]。目前國內(nèi)外交叉口交通安全評價方法主要有事故數(shù)法、事故率質(zhì)量控制法、安全系數(shù)法、回歸模型法等基于事故數(shù)據(jù)的直接評價方法[2,3]和基于交通沖突技術(shù)的間接評價方法[4]。事故數(shù)據(jù)評價方法受事故資料統(tǒng)計影響，交通沖突評價方法存在觀測數(shù)據(jù)精度差、人力成本大等缺陷。因此，本文基于交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)屬性風(fēng)險特性，提出了雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險描述模型，從運行結(jié)構(gòu)靜態(tài)風(fēng)險角度，對平面交叉口的交通安全狀況進行了客觀評價。

1 靜態(tài)運行風(fēng)險屬性集

平交口路段屬性包括4大類10小類靜態(tài)運行風(fēng)險屬性，如表1所示。記雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)屬性集為IS，可表示為：

IS=AISi+PISj+RISk+TISl。

其中，AISi為幾何線形屬性集，i=1，2；PISj為路面屬性集，j=3，4，5；RISk為路側(cè)屬性集，k=6，7；TISl為交通工程設(shè)施屬性集，l=8，9，10。

表1 雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)屬性

2 靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)

2.1 評估指標(biāo)體系建立

平面交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)對交通安全的影響因素及其組合因素眾多，為使風(fēng)險評估描述更加合理，本文引入多級綜合評估指標(biāo)，提出三層次的靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)。第一層為目標(biāo)層，即靜態(tài)運行風(fēng)險評估。第二層為對象層，包括四個結(jié)構(gòu)單元，分別為線形、路面、路側(cè)、交通工程設(shè)施，其要素集為U={U1，U2，U3，U4}，其中，Ui為第一層的第i個子要素集。第三層為指標(biāo)層，包括n個元素，即Ui={Ui1，Ui2，Ui3，…，Uin}，i=1，2，3，4。建立平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)，如圖1所示。

2.2 靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)的檢驗

依據(jù)雙車道公路靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)屬性的安全特性初選的評估指標(biāo)體系應(yīng)進行進一步檢驗，即分析對象層指標(biāo)U={U1，U2，U3，U4}以及指標(biāo)層指標(biāo)Ui={Ui1，Ui2，Ui3，…，Uin}的確定方法的合理性，并對各指標(biāo)進行檢驗。

指標(biāo)的代表性、重要性與完整性對于建立指標(biāo)體系至關(guān)重要，因此主要從這三個角度出發(fā)，可采用德爾菲法對擬出的平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)進行研究。若某指標(biāo)體系中某層次有n個指標(biāo)，請k位專家對其進行評議。設(shè)Ei表示專家對第i個指標(biāo)的綜合評估結(jié)果;wij表示第j個專家在評估第i個指標(biāo)時的權(quán)重系數(shù)；Eij(Eij=1，2，3，4;i=1，2，…，n；j=1，2，…，k)表示第j個專家在評估第i個指標(biāo)時的評估結(jié)果，如式(1)所示。

(1)

其中，Ei的大小確定了指標(biāo)i重要程度的大小，反映了k個專家的綜合評估期望值。

2.3 靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)界定

根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究成果[5-7]，提出雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)建議值。由于風(fēng)險評估指標(biāo)體系中各個指標(biāo)統(tǒng)計量綱的單位有所差異，需要對各類指標(biāo)進行無量綱化統(tǒng)一處理，根據(jù)前述將風(fēng)險等級劃分為五個等級，可將指標(biāo)也分為五個等級，最低等級分值為2分，最高等級分值為10分，運行結(jié)構(gòu)風(fēng)險評估指標(biāo)值的界定與量化分值表見表2。

2.4 權(quán)重集的確定

AHP是確定多個權(quán)向量的較為有效的方法，本文利用該方法和專家打分法，確定平面交叉口路段運行結(jié)構(gòu)風(fēng)險評價指標(biāo)體系總排序權(quán)重。其結(jié)果為：U={U1，U2，U3，U4}結(jié)構(gòu)指標(biāo)權(quán)重為w={0.580 6,0.121 3,0.066 3,0.231 8}；U1={U11，U12}結(jié)構(gòu)指標(biāo)權(quán)重為w1={0.666 7,0.333 3}；U2={U21，U22，U23}結(jié)構(gòu)指標(biāo)權(quán)重為w2={0.558 4,0.122 0,0.319 6}；U3={U31，U32}結(jié)構(gòu)指標(biāo)權(quán)重為w3={0.75,0.25}；U4={U41，U42，U43}結(jié)構(gòu)指標(biāo)權(quán)重為w4={0.648 3, 0.122 0,0.229 6}；在整個指標(biāo)體系中的權(quán)重為{0.387 1，0.193 5，0.067 7，0.014 8，0.038 8，0.049 7，0.016 6，0.150 3，0.028 3，0.053 2}。

表2 平交口路段靜態(tài)運行風(fēng)險評估指標(biāo)值的界定與量化分值表

3 靜態(tài)運行風(fēng)險描述模型構(gòu)建

3.1 模型構(gòu)建思路

雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險描述模型的構(gòu)建，綜合考慮各具體指標(biāo)的風(fēng)險影響，采用綜合性標(biāo)度化指標(biāo)集中體現(xiàn)評估對象的風(fēng)險程度。由于雙車道公路交通功能、地理位置和設(shè)施構(gòu)造等的差異，平面交叉口的運行結(jié)構(gòu)風(fēng)險也不盡相同，通過對靜態(tài)運行風(fēng)險的評估，可以對整條路線平面交叉口局部脆弱性區(qū)域進行判斷。

3.2 靜態(tài)運行風(fēng)險等級劃分

雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)對行車安全的潛在風(fēng)險，其影響可劃分為可忽略影響、較小影響、中等影響、較大影響、嚴(yán)重影響五種風(fēng)險影響模式，如表3所示。

表3 雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)對行車安全的潛在風(fēng)險影響

在風(fēng)險評估中，對風(fēng)險發(fā)生概率大小的估計可采用相對的尺度，可采用主觀概率的估計法[8]，其是基于經(jīng)驗、知識或類似事件比較的專家推斷概率。按照靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)潛在風(fēng)險發(fā)生的可能性，可以將風(fēng)險概率劃分為五個尺度，如表4所示。

表4 平面交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)潛在風(fēng)險發(fā)生概率

依據(jù)表4，潛在風(fēng)險發(fā)生概率依據(jù)運行結(jié)構(gòu)組合單元對行車安全的潛在風(fēng)險發(fā)生可能性大小分為五個等級：0%～10%，11%～30%，31%～70%，71%～90%，91%～100%。這五個等級百分比間距依次為：10，20，40，20，10，為對稱比例，符合運行結(jié)構(gòu)組合單元潛在風(fēng)險發(fā)生可能性大小的劃分。

為了采取風(fēng)險應(yīng)對措施，應(yīng)確定風(fēng)險可接受性評估標(biāo)準(zhǔn)，對應(yīng)于風(fēng)險程度劃分，將可接受評估劃分為五個等級：可以忽略的、接受的、可接受的、不希望接受的、不可接受的，潛在風(fēng)險可接受性評估的具體情況如表5所示。

表5 基于風(fēng)險矩陣方法的潛在風(fēng)險可接受性評估等級劃分

為了獲取平面交叉口靜態(tài)運行結(jié)構(gòu)的總體風(fēng)險水平的評估結(jié)果，應(yīng)將風(fēng)險等級尺度進行量化，如表6所示。

表6 潛在風(fēng)險等級量化標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)各指標(biāo)體系中指標(biāo)量化的結(jié)果，應(yīng)用雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險描述模型，計算各個平面交叉口路段靜態(tài)運行風(fēng)險度，將靜態(tài)運行風(fēng)險度劃分為五個等級，同時描述各個風(fēng)險度分區(qū)的特征，如表7所示。

表7 靜態(tài)運行風(fēng)險等級劃分

4 結(jié)語

雙車道公路平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險描述模型可根據(jù)運行結(jié)構(gòu)的評估指標(biāo)數(shù)據(jù)進行總體的風(fēng)險評估，是一種較為簡單實用的風(fēng)險評估模型，評估結(jié)果是由主觀和客觀評價得到，可大致反映平面交叉口靜態(tài)運行風(fēng)險分布，間接表明了平面交叉口設(shè)施的安全服務(wù)水平，靜態(tài)運行風(fēng)險越低則反映安全服務(wù)水平越高。因此，可通過描述模型研究建立風(fēng)險與設(shè)施安全服務(wù)水平的關(guān)系模型，這對道路設(shè)施安全評價、安全養(yǎng)護管理與規(guī)劃領(lǐng)域的工程化應(yīng)用具有積極意義。

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Static risk description model of two-lane highway intersections

Wang Weili Ye Qing

(GuizhouTransportationPlanningSurvey&DesignAcademeCo.，Ltd,ResearchandDevelopmentCenterofMountainTrafficSafetyandEmergencySupportTechnologyTransportationIndustry,Guiyang550014,China)

An analysis was made of the operation environment of two-lane highway intersection in terms of the geometric alignment, pavement condition, roadside environment and traffic engineering safety facilities to ensure static risk. An analysis of the significant influence factors and related assessment contents were proposed. According to the relationship between these factors and operation risk, a risk calculation method was established to describe the static risk characteristic of two-lane highway intersections. Risk assessment model for static environment was established which based on risk matrix. The research results can provide a method for intersections safety design and safety assessment.

intersection, operational environment, static risk, evaluation model, risk matrix

1009-6825(2016)22-0137-03

2016-05-24

王維利(1985- )，男，工程師

U412.35

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