摘 要：文章通過對互通式立交進(jìn)行安全性分析，采用制動加速度作為立交主線段行車風(fēng)險的評價指標(biāo)。結(jié)合工程實例，得到立交主線段行車風(fēng)險分布類型。

關(guān)鍵詞：互通式立交；行車風(fēng)險；事故分布；交通安全

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路的總里程數(shù)不斷上升。發(fā)生在互通式立交上的事故也逐年增加，其安全性已受到國內(nèi)外的關(guān)注。由于高速公路互通式立交的安全影響范圍并沒有統(tǒng)一的規(guī)定，給互通式立交的安全性分析和事故預(yù)測模型的建立帶來了極大的不便。文章在高速公路出入口安全性研究的基礎(chǔ)上，對互通式立交的安全影響范圍及行車風(fēng)險分布進(jìn)行分析[1]。

1 互通式立交安全影響范圍

國內(nèi)對高速公路互通式立交的研究越來越多，但是對立交的安全影響范圍的卻沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[2]。美國公路通行能力手冊[3]規(guī)定，合流區(qū)對高速公路主線的影響范圍是進(jìn)口匝道連接處的上游150m到下游450m區(qū)域，而分流區(qū)的影響范圍則是出口匝道連接處的上游450m到下游150m區(qū)域。由于美國的研究是基于自身的交通組成和車輛構(gòu)成的基礎(chǔ)上，并不完全適用于我國實際情況。

北京工業(yè)大學(xué)的研究[4]認(rèn)為，在建立事故預(yù)測模型把立交作為影響因素時，可以認(rèn)為立交安全影響區(qū)的范圍為2km。但是由于該研究中交通事故記錄較為粗糙，事故地點不夠精確，未能徹底地對進(jìn)出口進(jìn)行單獨的分析，對于立交主線段的安全分析尤顯不足。

2 互通式立交主線段安全分析

2.1 高速公路出入口風(fēng)險分析

由于高速公路立交的事故記錄較為模糊，事故記錄的地點為某某立交，對立交主線段交通安全的研究存在較大的影響。因此國內(nèi)對于立交事故的分布研究成果并不多，而關(guān)于高速公路出入口行車風(fēng)險的研究成果較為成熟。其中，文獻(xiàn)[5]中對高速公路分流路段進(jìn)行仿真試驗，以不安全密度指數(shù)作為行車風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)，得到以下結(jié)論：不限速時，主線模擬路段不安全密度指數(shù)最大值出現(xiàn)在分流點前100m至150m路段；除限速為65km/h時不安全密度指數(shù)最大值出現(xiàn)在分流點前200m至250m路段外，其他限速條件下不安全密度指數(shù)最大值均出現(xiàn)在50m至100m路段。

2.2 立交交通事故分布

而文獻(xiàn)中，由于從交警獲得的事故資料中，部分發(fā)生在立交匝道或者立交范圍的交通事故會以立交中心樁號作為事故地點，其結(jié)論為事故在立交區(qū)范圍內(nèi)的分布是從中心向兩側(cè)遞減的，即在立交中心發(fā)生的事故較多，而立交的兩側(cè)發(fā)生的事故較少，近似于正態(tài)分布。

但是無論從互通式立交主線段微觀分析，還是從交警的事故記錄中都可以發(fā)現(xiàn)，立交主線段的行車風(fēng)險較大的位置基本集中在立交合流、分流處，發(fā)生在立交中心的事故相對較少。因此，立交主線段的行車風(fēng)險分布需要進(jìn)一步的研究。

3 立交行車風(fēng)險分析

為了進(jìn)行一步研究立交主線段的行車安全，文章利用仿真軟件從微觀進(jìn)行交通模擬。由于在交通仿真當(dāng)中車輛是安全行駛的，這就意味著車輛之間不會出現(xiàn)追尾、碰撞等情況[6]。當(dāng)遇到危險的情況時，車輛會自動采取減速措施，結(jié)合同濟(jì)大學(xué)盛彥婷關(guān)于行車安全評價指標(biāo)的研究成果，文章采用安全制動減速度作為評價行車風(fēng)險的指標(biāo)。

在交通仿真過程中收集車輛（總數(shù)為m）通過特定樁號瞬時加速度a，提取其中制動的加速度a（即a<0），則該樁號處安全制動減速度為

隨著向后加速度的增加，駕駛員的反應(yīng)也就越顯著，對車輛的控制能力降低，行車也就越危險。結(jié)合論文[7]中關(guān)于加速度與線形質(zhì)量評價準(zhǔn)備的關(guān)系，文章提出在交通仿真過程中行車風(fēng)險與制動減速度的關(guān)系如表1所示。

4 工程實例

4.1 交通仿真

文章以廣東省廣湛高速某立交為建模背景，該路段屬于平原區(qū)，公路線形條件良好，設(shè)計速度為120km/h。該立交路段在2008年到2012年共發(fā)生交通事故105起，事故數(shù)量遠(yuǎn)高于同一路段其他立交。

根據(jù)該立交線形情況在VISSIM中建立交通路網(wǎng)，如圖1所示。

結(jié)合該立交實際交通量與限度標(biāo)志情況進(jìn)行交通仿真，制動加速度情況如圖2、圖3。

從圖1可知，該立交往湛江方向的出口區(qū)域為K167+044～K167+313，入口區(qū)域為K167+593～K167+944；往廣州方向的出口區(qū)域為K167+270～K167+622，入口區(qū)域為K167+993～K168+261。通過對比可以得到以下結(jié)論：

（1）制動加速度值較大的地方是該立交出入口處，由于車輛分流與合流均對主線上的車輛造成一定的影響，因此該位置行車風(fēng)險較大。

（2）從制動加速度值可以發(fā)現(xiàn)，同一行車方向立交出入口之間的路段行車風(fēng)險較小，這與該路段的交通量較小、車流較為穩(wěn)定有關(guān)。

（3）立交合流處對主線的影響大于分流處。從圖2、圖3可以看出合流處對主線下行方向的影響約為300m，分流處對主線上行方向的影響區(qū)域約為150m。

（4）由于該立交交通量并不大，制動加速度均小于1.3m/s2，整體而言該立交主線段行車風(fēng)險較小。

4.2 事故統(tǒng)計

根據(jù)交警的事故記錄可知該立交范圍2008年到2012年共發(fā)生交通事故105起，其中往湛江方向57起，廣州方向48起。結(jié)合事故數(shù)、加速度及樁號，可得圖2、圖3。

4.3 小結(jié)

從圖2、圖3可以得到以下結(jié)論：

（1）通過交通仿真得到的行車風(fēng)險分布接近“馬鞍形”，與實際交通事故統(tǒng)計的結(jié)果基本一致。

（2）交通事故多發(fā)段與行車風(fēng)險較大的路段并不重合，事故多發(fā)段往往離立交中心較遠(yuǎn)。其原因有以下三點：

a.導(dǎo)致交通事故的原因較多，制動加速度是基于車輛交通行為的行車風(fēng)險參數(shù)，并不能完全等同于交通事故數(shù)。

b.由于事故地點的記錄是百米樁號，事故地點精確度不高，進(jìn)行事故統(tǒng)計時以300m為一個統(tǒng)計單元。

c.進(jìn)行交通仿真時，駕駛的決策點的位置以交通標(biāo)志牌為準(zhǔn)，與實際駕駛員的駕駛行為有所差別。

（3）立交分流點對主線的影響范圍是出口匝道連接處到上游1000m，而立交合流點的影響范圍則是進(jìn)口匝道連接處到下游1000m。

5 結(jié)論與展望

文章通過對互通式立交主線段進(jìn)行行車風(fēng)險分析，并與實際的交通事故分布進(jìn)行對比，得到了立交主線段行車風(fēng)險分布的形式——馬鞍形；立交的安全影響范圍是分合流點向外延伸約1000m。

立交安全分析的研究仍在發(fā)展之中，還需要進(jìn)一步深入研究和探討：（1）對立交區(qū)域的車輛進(jìn)行實地監(jiān)測，獲取車輛在該區(qū)域內(nèi)的速度變化和變換車道情況，進(jìn)一步對行車風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行修正；（2）建立立交段行車風(fēng)險模型，為立交的安全設(shè)計和安全治理提供理論支持。

參考文獻(xiàn)

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