摘要：為對高速公路隧道群安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，文章利用某山區(qū)隧道群在2018—2020年的交通事故數(shù)據(jù)，采用層次分析法進(jìn)行高速公路隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素識別，得到如下主要結(jié)論：（1）風(fēng)險(xiǎn)識別是后期風(fēng)險(xiǎn)分析以及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對的重要基礎(chǔ)，風(fēng)險(xiǎn)識別主要包括準(zhǔn)備階段和專家調(diào)查階段，主要包括天氣條件、道路表面條件、光線條件、碰撞類型、事故原因、司機(jī)性別、司機(jī)年齡、碰撞前車輛狀態(tài)八個(gè)方面共27個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素；（2）通過層次分析法對識別的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的綜合權(quán)重，綜合權(quán)重超過3%的重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素有11項(xiàng)；（3）通過對風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，發(fā)現(xiàn)天氣條件和未按交通規(guī)定駕駛是導(dǎo)致隧道群發(fā)生交通事故的最重要的因素；（4）汽車在發(fā)生碰撞前為直行狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生車輛追尾事故是隧道群交通事故的主要類型。

關(guān)鍵詞：高速公路隧道群；交通安全風(fēng)險(xiǎn)管理；層次分析法；應(yīng)對措施

中圖分類號：U458.1 A 41 145 4

0 引言

隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在交通強(qiáng)國戰(zhàn)略和“一帶一路”倡議的大背景下，大量的公路、鐵路線路均需要進(jìn)行大量的隧道建設(shè)，我國已成為現(xiàn)今世界上隧道數(shù)量最多、規(guī)模最大、工程條件最復(fù)雜、技術(shù)發(fā)展最迅速的國家［1］。我國高速公路建設(shè)正在不斷推進(jìn)，中西部地區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施的愈發(fā)完善，越來越多的山區(qū)高速公路隧道投入運(yùn)營，我國的隧道群規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)顯示，山區(qū)隧道群路段發(fā)生的交通事故無論從頻率上還是嚴(yán)重程度上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平原區(qū)［2］。因此，對山區(qū)隧道群進(jìn)行交通安全風(fēng)險(xiǎn)管理，從而減少交通事故是非常有必要的。目前對于隧道交通安全風(fēng)險(xiǎn)管理的方法已有了不少研究。陳黨委［3］利用問卷調(diào)查法、文獻(xiàn)研究法、定性和定量相結(jié)合的分析方法，對杭州地鐵列車運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行了深入研究。王志杰等［4］以四川省的雅康高速公路為例，梳理了雅康高速公路隧道的運(yùn)營管理現(xiàn)狀，介紹了新搭建的交通安全管理平臺，并提出運(yùn)營管理建議。 周兵等［5］依托馬巒山隧道實(shí)際工程，提出了基于總體評判和專項(xiàng)評估相結(jié)合的城市交通隧道運(yùn)營期安全風(fēng)險(xiǎn)評估體系。藍(lán)嵐［6］進(jìn)行了針對隧道群的交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素識別，改進(jìn)了傳統(tǒng)的Apriori算法流程，并結(jié)合層次分析法進(jìn)行了交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素的挖掘。目前針對隧道交通安全風(fēng)險(xiǎn)管理最常用的方法包括層次分析法、模糊綜合評價(jià)法等。

然而上述學(xué)者對隧道交通安全風(fēng)險(xiǎn)管理的研究還存在很多缺陷，尤其對于山區(qū)隧道群進(jìn)行交通安全風(fēng)險(xiǎn)管理的研究較少，因此本文在前人研究的基礎(chǔ)上，利用某山區(qū)隧道群在2018—2020年的交通事故數(shù)據(jù)，采用層次分析法進(jìn)行高速公路隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素識別，并對引起交通事故的重點(diǎn)因素提出建議。

1 層次分析法原理與計(jì)算方法

山區(qū)隧道群復(fù)雜的環(huán)境條件導(dǎo)致了其影響交通安全的因素較多，因此在進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)過程中，需要考慮較多的影響因素，構(gòu)建多層次風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的指標(biāo)體系。本文考慮選取層次分析法對山區(qū)隧道群的交通安全風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行評價(jià)。

層次分析法（AHP）是一種將研究對象及其相關(guān)因素進(jìn)行分解、劃分，借助數(shù)學(xué)分析方法對非定量事件進(jìn)行定量化，從而計(jì)算出各因素權(quán)重的研究方法。層次分析法通常被用于多個(gè)對研究對象影響能力不一致的影響因素之間存在復(fù)雜關(guān)聯(lián)，使得決策者無法做出判斷的研究中［7］。其基本原理是假設(shè)系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)影響因素之間相互獨(dú)立，建立層次結(jié)構(gòu)模型，構(gòu)造判斷矩陣，然后通過各個(gè)影響因素之間進(jìn)行對比分析得到各個(gè)影響因素之間的相對重要程度，計(jì)算出各個(gè)影響因素對研究對象的影響權(quán)重大小。其步驟如下頁圖1所示。

1.1 構(gòu)建判斷矩陣

構(gòu)建判斷矩陣采用的是層次分析法的九標(biāo)度法，即對準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的各個(gè)元素進(jìn)行對比打分，形成比較矩陣，并對判斷矩陣的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算。判斷矩陣的形式如下頁表1所示，判斷矩陣的標(biāo)度含義如下頁表2所示。

1.2 計(jì)算權(quán)重及一致性檢驗(yàn)

計(jì)算權(quán)重主要分為3個(gè)步驟：

（1）計(jì)算判斷矩陣的特征向量Wi：

Wi=Πnj=1aij1n，（i=1，2，…，n）（1）

（2）特征向量Wi歸一化：

Wi=Wi∑ni=1Wi，（i=1，2，…，n）（2）

則特征向量為：

W=［W1，W2，…，Wn］T（3）

（3）求解判斷矩陣的最大特征值λmax：

λmax=1n∑ni=1

［AW］iWi，（i=1，2，…，n）（4）

為避免其他因素對判斷矩陣造成干擾，層次分析法需要對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。一致性檢驗(yàn)公式為：

CR=CIRI（5）

式中：CR——一致性比率，當(dāng)CRlt;0.1時(shí)，則認(rèn)為判斷矩陣A通過一致性檢驗(yàn)；當(dāng)CRgt;0.1時(shí)，則認(rèn)為判斷矩陣A未通過一致性檢驗(yàn)。

其中CI表示判斷矩陣A的偏離一致性指標(biāo)，計(jì)算公式為：

CI=λmax-nn-1（6）

式中：RI——平均隨機(jī)一致性指標(biāo)，其值的大小與矩陣的階數(shù)有關(guān)。

2 調(diào)查路段概況及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

2.1 調(diào)查路段概況

本文調(diào)查的隧道群路段全長28.8 km，其中橋梁路段3.6 km。隧道群共由10個(gè)隧道組成，其中隧道長度超過3 km的特長隧道有5個(gè)，另外5個(gè)為長度為1～3 km的長隧道，隧道之間的間距非常小。對該隧道群路段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集的主要內(nèi)容如表3所示。

該隧道群路段在2018—2020年間共發(fā)生了800余起交通事故，其中2018年發(fā)生了146起、2019年發(fā)生了318起、2020年發(fā)生了369起。對交通事故的屬性進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)，屬性信息分為3個(gè)部分：（1）碰撞記錄數(shù)據(jù)，包括事故發(fā)生原因、事故發(fā)生時(shí)的天氣、碰撞類型等；（2）事故參與方的數(shù)據(jù)，包括交通參與者的年齡和性別、車輛特征等屬性信息；（3）傷者的數(shù)據(jù)，包括受傷程度、傷者性別等屬性信息。

2.2 交通安全風(fēng)險(xiǎn)識別

風(fēng)險(xiǎn)識別是整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)管理工作中最重要的一環(huán)，其為后期風(fēng)險(xiǎn)分析及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對奠定了重要基礎(chǔ)。風(fēng)險(xiǎn)識別主要包括兩部分內(nèi)容：

（1）準(zhǔn)備階段，針對上文中對隧道群路段交通事故屬性信息的統(tǒng)計(jì)資料，得到風(fēng)險(xiǎn)層次分析框架如圖2所示。

（2）專家調(diào)查階段，該階段主要采取德爾菲法，該方法在專家調(diào)查上面具有較大優(yōu)勢，可以使得調(diào)查結(jié)果更加可靠［8］。在專家調(diào)查階段共收集到16 位專家的結(jié)果，這16位專家中有10位從事一線的交通管理工作，占比為62.5%，有4位來自高等院校，專門從事交通管理相關(guān)的研究，占比為25%。同時(shí)，這些專家大多具有本科及以上的學(xué)歷，具有中級及以上職稱，從事相關(guān)工作的工作年限超過5年。綜合來看，參與專家調(diào)查的專家專業(yè)性強(qiáng)，他們的打分具有較高的可信度。

2.3 交通安全風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)結(jié)果

根據(jù)專家調(diào)查階段的16位專家的評分結(jié)果，構(gòu)造判斷矩陣，計(jì)算權(quán)重，最終權(quán)重計(jì)算結(jié)果見表 4。

由表4可知，在準(zhǔn)則層中，對山區(qū)隧道群交通安全影響權(quán)重超過15%的風(fēng)險(xiǎn)因素有3個(gè)，分別為天氣條件、事故原因和碰撞前車輛狀態(tài)，這說明天氣條件、事故原因和碰撞前車輛狀態(tài)對山區(qū)隧道群交通安全影響較大。在指標(biāo)層中，將綜合權(quán)重超過3%的風(fēng)險(xiǎn)因素確定為重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素，因此，重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素有11項(xiàng)，其中超過6%的4項(xiàng)，分別為天氣條件中的雨天或雪天、道路表面條件中的路面濕潤和路面打滑、事故原因中的未按交通規(guī)定駕駛。其中，事故原因中的未按交通規(guī)定駕駛的綜合權(quán)重最高，達(dá)到了14.56%，未按交通規(guī)定駕駛一般包括不安全的速度（超速或速度過慢）、未保持安全距離、車輛逆行、不安全的變道以及不合適的轉(zhuǎn)向。綜合權(quán)重低于3%的風(fēng)險(xiǎn)因素有16項(xiàng)，故將綜合權(quán)重低于3%的風(fēng)險(xiǎn)因素確定為非重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素。

2.4 關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘

在通過層次分析法對上述山區(qū)隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析的過程中，可以發(fā)現(xiàn)眾多風(fēng)險(xiǎn)因素之間并非是完全獨(dú)立的，很多因素之間也存在一定的因果關(guān)系，因此，本節(jié)利用了R語言中的“arules”函數(shù)包，對前述風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，得到了相關(guān)因素之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則。得到了如下重點(diǎn)結(jié)論。

（1）未按交通規(guī)定駕駛的關(guān)聯(lián)規(guī)則支持度更高，可知未按交通規(guī)定駕駛在高速公路隧道群中更易導(dǎo)致事故發(fā)生。

（2）在隧道群中，未按交通規(guī)定駕駛更易導(dǎo)致車輛追尾事故。

（3）在隧道群中，直行狀態(tài)下更易發(fā)生車輛追尾事故。

（4）路面濕潤條件下車輛更易處于不安全的速度狀態(tài)，進(jìn)而發(fā)生交通事故。

（5）交通事故大多發(fā)生在白天。

綜上可知，天氣條件和未按交通規(guī)定駕駛是導(dǎo)致隧道群發(fā)生交通事故的最重要的因素。另外，汽車在發(fā)生碰撞前為直行狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生車輛追尾事故是隧道群交通事故的主要類型。

3 施工過程風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施

針對前文對山區(qū)隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素的評估結(jié)果，本節(jié)重點(diǎn)討論天氣條件、未按交通規(guī)定駕駛以及碰撞前車輛狀態(tài)這幾大重點(diǎn)影響山區(qū)隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素的應(yīng)對措施。

3.1 天氣條件風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施

根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素的評估結(jié)果可知，在山區(qū)隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素中，天氣條件所占權(quán)重為16.37%，位列所有風(fēng)險(xiǎn)因素的第3位，對山區(qū)隧道群交通安全產(chǎn)生了非常大的影響，因此應(yīng)尤為重視該風(fēng)險(xiǎn)因素的影響。應(yīng)對措施如下：

（1）高速公路管理部門應(yīng)與氣象部門保持密切溝通，及時(shí)關(guān)注未來一段時(shí)間的天氣狀況，對各種不同的天氣情況做好應(yīng)對措施，在遇到雪天或者大霧時(shí)，在必要情況下可選擇封鎖相關(guān)路段，限制車輛通行。

（2）應(yīng)強(qiáng)化司機(jī)在山區(qū)高速公路隧道行駛的安全意識以及遇到緊急措施的處理方法。

3.2 未按交通規(guī)定駕駛風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施

山區(qū)公路隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素中，未按交通規(guī)定駕駛這一單項(xiàng)因素所占綜合權(quán)重為14.56%，位列所有單項(xiàng)因素的第1位，同時(shí)未按交通規(guī)定駕駛還與多個(gè)因素有一定關(guān)聯(lián)性，對山區(qū)隧道群交通安全產(chǎn)生了非常大的影響，應(yīng)對措施如下：

（1）高速公路管理部門應(yīng)加強(qiáng)對山區(qū)高速公路隧道群的交通安全監(jiān)管力度，嚴(yán)查高速公路隧道群路段出現(xiàn)車輛的不安全速度（超速或速度過慢）、未保持安全距離、車輛逆行、不安全的變道以及不合適的轉(zhuǎn)向等未按交通規(guī)定的駕駛現(xiàn)象。

（2）應(yīng)加強(qiáng)對司機(jī)的安全教育，在山區(qū)高速公路隧道群路段應(yīng)嚴(yán)格按照交通法律法規(guī)駕駛車輛。

3.3 碰撞前車輛狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對措施

據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素的評估結(jié)果可知，山區(qū)隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素中，碰撞前車輛狀態(tài)所占權(quán)重為19.635%，位列所有風(fēng)險(xiǎn)因素的第1位，其中當(dāng)碰撞前車輛狀態(tài)為變速狀態(tài)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)最高，綜合權(quán)重為5.4%；當(dāng)碰撞前車輛狀態(tài)為直行狀態(tài)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)雖然較低，但根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的結(jié)果，直行狀態(tài)下更易發(fā)生車輛追尾事故，因此也需要關(guān)注。應(yīng)對措施如下：

（1）高速公路管理部門應(yīng)在易發(fā)生事故的路段設(shè)置警示牌，提醒路過車輛小心行駛。

（2）司機(jī)在變速行駛前應(yīng)先觀察前后有無車輛，在車輛保持直行時(shí)，應(yīng)按照規(guī)定的速度行駛，同時(shí)應(yīng)注意休息，避免疲勞駕駛。

4 結(jié)語

本文利用某山區(qū)隧道群在2018—2020年的交通事故數(shù)據(jù)，采用層次分析法進(jìn)行高速公路隧道群交通安全風(fēng)險(xiǎn)因素識別，并對引起交通事故的重點(diǎn)因素提出建議，得到如下主要結(jié)論：

（1）風(fēng)險(xiǎn)識別是后期風(fēng)險(xiǎn)分析以及風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對的重要基礎(chǔ)。風(fēng)險(xiǎn)識別主要包括準(zhǔn)備階段和專家調(diào)查階段，并確定了包括天氣條件、道路表面條件、光線條件、碰撞類型、事故原因、司機(jī)性別、司機(jī)年齡、碰撞前車輛狀態(tài)等八個(gè)方面共27個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。

（2）通過層次分析法對識別的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，確定每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素的綜合權(quán)重。在準(zhǔn)則層中，對山區(qū)隧道群交通安全影響權(quán)重超過15%的風(fēng)險(xiǎn)因素有3個(gè)，分別為天氣條件、事故原因和碰撞前車輛狀態(tài)，在指標(biāo)層中，綜合權(quán)重超過3%的重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)因素有11個(gè)，其中超過6%的4個(gè)，分別為天氣條件中的雨天或雪天、道路表面條件中的路面濕潤和路面打滑、事故原因條件中的未按交通規(guī)定駕駛。

（3）對上述風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，得到了相關(guān)因素之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，發(fā)現(xiàn)天氣條件和未按交通規(guī)定駕駛是導(dǎo)致隧道群發(fā)生交通事故的最重要因素。另外，汽車在發(fā)生碰撞前為直行狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生車輛追尾事故是隧道群交通事故的主要類型。

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收稿日期：2022-12-20