甘辛欣　王磊　王更　紀蓮清

摘 要：公路交通事故與公路條件特別是線形條件有著密切聯(lián)系，道路線形安全評價是交通安全領域的一個重要研究方向。本文簡要介紹線形設計中安全性評價的國內外研究現(xiàn)狀，詳細闡述我國公路線形安全的評價指標，指出現(xiàn)行公路線形設計安全性評價工作中存在的問題，研究成果對進一步改進我國公路線形設計安全性評價方法有一定的借鑒作用。

關鍵詞：線形設計；運行速度；安全性評價；評價指標

中圖分類號：U412.3 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2017）06-0135-03

Safety Evaluation Research of Highway Alignment Design in Our Country

Gan Xinxin1 Wang Lei1 Wang Geng1 Ji Lianqing2

（1.Sippr Engineering Group Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450007；

2.Mechanical and Electrical Engineering Institute，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou Henan 450002）

Abstract： Road traffic accidents are closely related to road conditions， especially the alignment conditions， and the road alignment safety assessment is an important research direction of the traffic safety. The status of safety evaluation in road alignment design at home and abroad was briefly introduced in this paper. The safety evaluation index of highway alignment in our country was expounded in detail，and the current problems existing in the safety evaluation of highway alignment design were pointed out. The research of this paper can be used as a reference for further improvement of the safety evaluation method for road alignment design in our country.

Keywords： alignment design；running speed；safety evaluation；evaluation index

公路交通事故與公路條件尤其是線形條件有著密切的聯(lián)系，科學順暢的線形、清晰醒目的行車指示、充分的視距保證和符合駕駛期望的路線是車輛行駛安全的基本保障[1]。近十幾年來，隨著人們生活水平不斷提高，我國的公路交通事業(yè)和汽車工業(yè)都取得了巨大進步，但隨之而來的交通事故次數(shù)、事故死亡及受傷人數(shù)以及所造成的經(jīng)濟損失也在不斷攀升[2]。在交通安全問題研究中，人、車、路從來就是不可分割的整體，道路線形安全評價是交通安全的一個重要方向，對道路線形進行評價可以甄別路線設計中存在的不足和缺陷，為線形的優(yōu)化和改善提供決策幫助，最終到達改善道路交通條件，減少交通事故的目的[3]。大小車型、運行速度、車道數(shù)量、平均日交通量、路基寬度、路肩寬度、接入口密度、大型車比例及路側危險度、駕駛員疲勞程度等都直接影響公路上行駛車輛的安全性。因此，研究這些造成交通事故的影響因素及建立我國干線公路設計中的安全性評價指標具有重要的理論與現(xiàn)實意義。

1 線形設計中安全性評價國內外研究現(xiàn)狀

20世紀80年代，英國、美國、澳大利亞等就開始應用道路安全審計與安全評估，其交通安全評價方法主要有質量控制法、交通沖突法和多元回歸模型等[1]。而我國近些年才開始進行道路安全的評價探討，圍繞基于運行速度對道路安全進行評價[4-11]的研究較多；高建平，游宏，吳國雄2008年進行了基于預覽視距的山區(qū)高速公路線形安全性評價研究[12]；2010年北京工業(yè)大學的龍偉峰進行了基于駕駛員工作負荷的公路平面線形設計安全評價研究[13]，華北水電水利學院的胡圣能等則進行了基于曲率變化率的公路線形設計安全評價研究[14]；2011年任秀歡等進行了基于人_車_路虛擬試驗的道路線形安全性評價研究[15]；2012年安徽理工大學的王雪力進行了基于可靠度理論的公路線形安全性分析研究[16]，河南交通職業(yè)技術學院的潘威更是在道路線形設計安全診斷中引入了模糊理論[17]；2013年，于恩亞、吳德華、張詩波等分別進行了基于可能速度與層次分析法路線設計安全性評價研究[18]，基于動力學仿真的龍泉-浦城高速公路設計方案比選研究[19]，基于緯地軟件的公路線形安全性評價方法研究[20]；2014年，北京交通大學的林聲進行了基于線形設計一致性的公路安全設計研究[1]，長安大學的楊杰進行了基于熵值原理的高速公路線形安全評估方法研究[21]；2016年，山東建筑大學的李鑫磊進行了基于車輛行駛仿真對道路安全進行評價的探討[3]。目前，國內研究人員已開始探討基于運行速度安全的、基于車輛安全的、基于駕駛員安全的多指標評價公路設計方案的安全性評價方法和技術方面的研究[1]。可以看出，國內有關道路安全性評價的研究雖然起步較晚，但研究的范圍正越來越廣，研究的程度也越來越深，正迅速縮小著與國外在這類研究方面的差距。

2 公路線形安全評價指標

2.1 公路幾何線形指標

林聲[1]進行公路線形評價時，基于幾何線形分析建立了三類不同評價指標，即線形綜合指標f、空間曲率指標Kt和隧道進出口線形過渡指標Δf，并詳細論述了這些指標建立的依據(jù)及相互之間的聯(lián)系。于恩亞和蔣海燕[18]以道路交通事故統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)，深入研究分析了道路平曲線半徑、行車視距及豎曲線半徑等幾何要素對交通安全的影響關系。

2.2 車速安全評價指標

林聲[1]通過采集的數(shù)據(jù)和實際道路線形，從道路的幾何線形過渡和車輛運行速度的特征，提出了大小車型車速極差比、車速變異系數(shù)等運行速度特征指標，通過提取路段各斷面大小車型車速差的極大值以及平均值，分析其與路段事故率的相關關系。李鑫磊等[3-11]都采用了基于速度的對道路線形安全進行評價，有的文獻是根據(jù)駕駛員最優(yōu)預瞄控制理論計算道路運行速度[3]，有的是根據(jù)《公路項目安全性評價指南》進行運行速度計算及安全性評價[4-7，9，21]，有的則專門針對公路運行速度過渡段設計方法進行研究[8]，韓皓等[10]分別根據(jù)《公路項目安全性評價指南》和ISHDM預測了雙車道公路的運行速度并進行了對比，認為期望速度宜取95～105km/hr，并對加（減）速度進行了修正，使《公路項目安全性評價指南》也適用于雙車道公路等低等級道路線形評價中運行速度的計算。唐秋生和陳旭光[11]考慮交通量、視距等實際因素，對運行速度預測模型進行了相關修正。

2.3 車輛安全指標

車輛行駛穩(wěn)定性是驗證行駛中車輛安全性的重要指標，車輛行駛過程中常見的失穩(wěn)現(xiàn)象是側向滑移和側向傾覆，也是危害程度最為嚴重的兩種交通事故。李鑫磊[3]以Carsim軟件作為仿真平臺，以側滑危險性指標、側翻危險性指標作為車輛安全性指標，評價線形道路設計的安全性。

2.4 駕駛員安全評價指標

駕駛員作為交通行為的主導者和主要參與者，駕駛員的身心狀態(tài)與行車的安全息息相關，李鑫磊[3]選用加速度作為標定駕駛舒適性參數(shù)來衡量駕駛員舒適性指標。龍偉峰[13]通過研究我國西部地區(qū)高速公路平曲線路段的線形指標，對駕駛員在行車過程中工作負荷產(chǎn)生原因以及駕駛行為對駕駛員工作負荷的影響進行研究。

2.5 綜合評價指標

李鑫磊[3]也對以速度安全、車輛安全和駕駛員安全三類指標為基礎建立的道路線形綜合評價指標進行了一定的研究。

2.6 其他評價指標

除上述常用評價指標外，高健平[13]等提出了一種基于預覽視距的山區(qū)高速公路線形安全性評價方法。胡圣能等[14]提出了一種基于曲率變化率的公路線形設計安全評價方法。任秀歡和何杰[15]提出了一種基于人-車-路虛擬試驗的道路線形安全性評價方法，選取了軌道跟蹤誤差、轉向任務間隔、方向盤峰值轉速、側向加速度指標，并構造了用以反映翻車危險性的垂直荷載指標。王雪力[16]提出來一種基于可靠度理論的行車視距設計選用標準，以及滿足運行車速協(xié)調性檢驗標準的平曲線半徑安全設計選用范圍。潘威和都敬麗[17]提出一種用模糊理論在診斷道路線形設計的安全性方法。楊杰[21]提出了基于熵值原理的高速公路線形安全評估方法，從線形舒適性、安全性和運行速度連續(xù)性三個角度選取了評價指標，應用回歸分析等方法建立了各指標評價標準；用熵值分析法對各評價指標進行賦權，建立了線形安全綜合評價模型，并用模糊數(shù)學的方法建立了線形安全綜合評價標準。

3 公路線形設計安全性評價工作中存在的問題

道路安全是一個復雜的系統(tǒng)工程，從所選文獻可以看出，公路線形設計安全性評價工作還存在很多問題，集中表現(xiàn)在以下幾方面。

①文獻中的評價模型建立所用的試驗樣本數(shù)量有限，通常是以某條高速公路或某局部路段為例建立的評價模型，而實際道路條件、交通條件及地域等條件千差萬別，模型的普適性存在一定問題，需要對道路線形資料開展大規(guī)模的調查，建立適用于《公路項目安全性評價指南》的普適性較高的評價模型，不僅可以適用于一般高速公路，還可適用于其他等級公路及互通立交橋區(qū)域與匝道等過渡段。

②很多文獻側重某一因素對公路線形安全評價的影響，如運行速度、視距、駕駛員駕駛舒適性及工作負荷等，這種由單一自變量建立的模型與由多個自變量的實際路況之間的預測誤差較大，應綜合分析人、車、道路及環(huán)境，建立移動坐標系統(tǒng)模型，基于模糊數(shù)學、遺傳算法和層次分析的綜合性評價方法，更全面、更準確地對公路路線設計進行安全性綜合評價。

③部分文獻中仿真模型和仿真路段的建立基于虛擬現(xiàn)實技術，仿真模型參考駕駛技術熟練穩(wěn)定的駕駛員行進行建模，但實際駕駛員技術千差萬別，難以用統(tǒng)一標準衡量，與真實駕駛行為還有一定差距。

④用經(jīng)驗模型預測的運行速度對公路線形進行檢查和評價，只滿足了85%車輛安全行駛的要求，有15%超速行駛車輛的安全性沒有考慮，而這15%高速行駛的車輛才是更容易發(fā)生安全事故的一類，應加大這類運行速度對公路線形設計安全性評價的研究，減少道路安全事故的發(fā)生。

4 結語

本文從線形設計中的安全性評價國內外研究現(xiàn)狀出發(fā)，詳細分析了我國高速公路線形與安全協(xié)調度評價體系和評價指標，指出了現(xiàn)在公路線形設計安全性評價工作中存在的問題。合理的道路路線設計，能使司機在道路行駛中更加安全，視覺感受更為舒適安心，可以極大地保證行車安全，提高道路運行性能，具有較大的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1]林聲.基于線形設計一致性的公路安全設計理論研究[D].北京：北京交通大學，2014.

[2]中華人民共和國公安部交通管理局.中華人民共和國道路交通事故統(tǒng)計年報[Z].2010.

[3]李鑫磊.基于車輛行駛仿真的道路線形安全評價研究[D].濟南：山東建筑大學，2016.

[4]張磊，羅慶.津薊高速公路延長線運行速度安全性檢驗[J].公路交通科技（應用技術版），2007（7）：179-182.

[5]魏艷萍，劉朝暉，李志勇.采用運行速度對公路路線進行安全性評價[J].湖南交通科技，2010（4）：31-34.

[6]趙爽爽，吳海峰，將林志.運行速度在公路路線設計中的應用[J].城市道橋與防洪，2009（2）：19-20.

[7]陳桂軍，梁文藝，朱營.公路路線設計中運行速度理論檢驗的方法[J].西部交通科技（道路工程），2007（5）：39-42.

[8]劉建蓓，郭騰鋒，王佐.公路運行速度過渡段設計方法研究[J].公路，2011（4）：109-113.

[9]徐艷海.運行速度在改擴建公路線形設計中安全性的分析評價[J].黑龍江交通科技，2013（2）：3-4.

[10]韓皓，白麗霞，牛增良，等.雙車道公路運行速度協(xié)調性評價相關指標取值[J].長沙理工大學學報（自然科學版），2013（3）：26-29.

[11]唐秋生，陳旭光.基于運行速度的公路線形協(xié)調性評價[J].山東理工大學學報（自然科學版），2014（6）：39-43.

[12]高建平，游宏，吳國雄.基于預覽視距的山區(qū)高速公路線形安全性評價[J].公路，2008（12）：22-26.

[13]龍偉峰.基于駕駛員工作負荷的公路平面線形設計安全評價研究[D].北京：北京工業(yè)大學，2010.

[14]胡圣能，李振霞，尹春娥.基于曲率變化率的公路線形設計安全評價[J].華北水電水利學院學報，2010（2）：43-46.

[15]任秀歡，何杰.基于人-車-路虛擬試驗的道路線形安全性評價[J].公路，2011（9）：171-175.

[16]王雪力.基于可靠度理論的公路線形安全性分析[D].淮南：安徽理工大學，2012.

[17]潘威，都敬麗.模糊理論在道路線形設計安全診斷中的應用[J].中外公路，2012（2）：286-290.

[18]于恩亞，蔣海燕.基于可能速度與層次分析法路線設計安全性評價[J].山西建筑，2013（29）：136-137.

[19]吳德華，翁輝，董熙強，等.基于動力學仿真的龍泉～浦城高速公路設計方案比選[J].公路，2013（9）：1-7.

[20]張詩波，暴秀超，李慧，等.基于緯地軟件的公路線形安全性評價方法研究[J].公路，2013（7）：5-8.

[21]楊杰.基于熵值原理的高速公路線形安全評估方法[D].西安：長安大學，2014.