IHSDM在公路中的應(yīng)用分析

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摘要：交互式公路安全設(shè)計(jì)模型（IHSDM）是美國(guó)聯(lián)邦公路管理局（FHWA）開(kāi)發(fā)的功能比較完善的道路安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)。本文將IHSDM應(yīng)用于公路局部路段的安全性評(píng)價(jià)，介紹了IHSDM的應(yīng)用流程，并對(duì)IHSDM的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了初步分析。最后對(duì)評(píng)價(jià)路段的安全設(shè)計(jì)提出建議。

關(guān)鍵詞：安全性評(píng)價(jià)；IHSDM；事故分析

1 概述

交互式公路安全設(shè)計(jì)模型（interactive highway safety design model，IHSDM）是美國(guó)聯(lián)邦公路管理局（FHWA）提出的公路安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)。IHSDM將人、車、路等各個(gè)因素對(duì)道路安全的影響設(shè)計(jì)成一個(gè)個(gè)子模型，共同組成完整的IHSDM，各子模型之間既有聯(lián)系又相互獨(dú)立。此外IHSDM是與CAD集成在一起的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，該評(píng)價(jià)系統(tǒng)能幫助道路設(shè)計(jì)人員從道路安全的角度評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案并在設(shè)計(jì)階段對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整。

目前，IHSDM包含了政策評(píng)價(jià)模塊（Policy Review Module）、事故預(yù)測(cè)模塊（Crash Prediction Module）、設(shè)計(jì)一致性模塊（Design Consistency Module）、交通分析模塊（Traffic Analysis Module）、駕使員/車輛模塊（Driver/Vehicle Module）。本文結(jié)合公路設(shè)計(jì)中某一特定路段，應(yīng)用IHSDM模型中的政策評(píng)價(jià)模塊、事故預(yù)測(cè)模塊、設(shè)計(jì)一致性模塊進(jìn)行分析。

2 應(yīng)用路段介紹

本文示例路段位于蘇州東南部的丘陵山區(qū)的一條二級(jí)公路，樁號(hào)范圍為K7+800～K8+300，該段為設(shè)計(jì)車速40km/h的雙向二車道二級(jí)公路，路面寬10m，路基寬11.5m。此段K8+035處路線左側(cè)有一別墅，老路線形指標(biāo)較低，圓曲線最小半徑僅為43米。路線平、縱面指標(biāo)（如圖1、圖2所示），本文擬對(duì)該路段進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。

圖1 評(píng)價(jià)路段的路線平面圖

圖2 評(píng)價(jià)路段的路線縱斷面圖

HSDM數(shù)據(jù)量很大，并涉及到路線、路面、交通等多個(gè)專業(yè)，在使用時(shí)應(yīng)注意各個(gè)專業(yè)的協(xié)作以及數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性[1]。主要包括以下幾個(gè)方面的數(shù)據(jù)：

1、路線的平、縱斷面數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)可以通過(guò)編輯評(píng)價(jià)道路的模型，以表單方式輸入，也可以通過(guò)Geopak、Inroads等國(guó)外道路設(shè)計(jì)軟件的直接提取；

2、公路的總體指標(biāo)（如地形、道路等級(jí)、設(shè)計(jì)速度、運(yùn)營(yíng)速度、年平均日交通量、設(shè)計(jì)小時(shí)交通量等）；

3、橫斷面數(shù)據(jù)（如橫坡、車道寬、路面類型、路肩寬度及是否鋪裝、爬坡車道、超車車道等）；

4、路側(cè)寬容區(qū)的斷面數(shù)據(jù)（如路側(cè)寬容區(qū)的寬度，坡度、路側(cè)障礙物位置等）；

5、政策評(píng)價(jià)模塊的特定數(shù)據(jù)；

6、交通分析模塊的特定數(shù)據(jù)；

7、評(píng)價(jià)路段歷史年事故數(shù)據(jù)。

3 評(píng)價(jià)過(guò)程

3.1 政策評(píng)價(jià)

政策評(píng)價(jià)主要是根據(jù)美國(guó)一些設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)路段的參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)。本文采用規(guī)范的是美國(guó)公路與運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)（AASHTO2004版）的規(guī)范進(jìn)行評(píng)價(jià)，文中僅對(duì)安全設(shè)計(jì)比較重要的圓曲線半徑、停車視距、超車視距進(jìn)行了評(píng)價(jià)，其余不多作介紹。

1、圓曲線半徑的評(píng)價(jià)

從表1可以看出，根據(jù)AASHTO2004規(guī)范，設(shè)計(jì)車速為40km/h時(shí)，圓曲線的最小半徑可為41m，而我國(guó)《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D20-2006）》（以下簡(jiǎn)稱《路線》），設(shè)計(jì)車速為40 km/h時(shí)，圓曲線最小半徑的極限值為60m。

表1 圓曲線半徑的評(píng)價(jià)結(jié)果

StationsRadius of

CurveEffective

Design SpeedComment

StartEndRoad

（m）Policy

（m）（km/h）

7+826.4377+963.0311354163Road value is within controlling criteria

8+001.8308+071.372434140Road value is within controlling criteria

8+116.5118+263.7273404193Road value is within controlling criteria

另外從上表中可以看出，老路雖然滿足AASHTO2004的規(guī)范要求，但是前后圓曲線半徑對(duì)應(yīng)的有效設(shè)計(jì)速度差距較大，即圓曲線半徑指標(biāo)不均衡。

2、停車視距的評(píng)價(jià)

該路段停車視距的評(píng)價(jià)結(jié)果均能滿足AASHTO2004的規(guī)范要求（50m），而我國(guó)《路線》設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)速度為40 km/h時(shí)停車視距為40m。

此外，位于R=43m的圓曲線之前，停車視距會(huì)突降（如圖3所示）。

圖3 路段停車視距檢查圖

3、超車視距的評(píng)價(jià)

AASHTO對(duì)超車視距的要求較高，設(shè)計(jì)速度40 km/h時(shí)，超車視距為270m，我國(guó)《路線》設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)速度為40 km/h時(shí)超車視距一般值為200m。

如圖4所示，由于在K7+960～K8+120處路側(cè)別墅的影響，以及圓曲線半徑較小，因此位于別墅之前超車視距不滿足AASHTO的要求。

圖4 路段超車視距檢查圖

圖5 路段事故率預(yù)測(cè)圖

3.2 事故預(yù)測(cè)

事故預(yù)測(cè)模塊通過(guò)預(yù)測(cè)某一類型路段上可能的事故發(fā)生頻率和嚴(yán)重性來(lái)評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)道路的安全性。應(yīng)用事故預(yù)測(cè)模塊對(duì)本路段2015年至2035年的事故進(jìn)行了預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果如圖5所示。IHSDM的事故預(yù)測(cè)模塊中不