公路項目安全性評價方法探討

郁培和 （懷遠縣公路局，安徽 蚌埠 23000）

0 前言

近年來我國交通事故呈明顯增長趨勢，2000年后的年平均道路交通死亡人數已高達10萬人，道路交通事故死亡率幾年來居世界第一，道路交通安全已成為社會關注的焦點，此時對道路進行安全評價用來降低道路交通事故的發生就顯得尤為重要。

一般認為我國的道路安全評價研究始于20世紀80年代中期，提出的方法可總結為專家評議法、基于事故數據法、基于交通系統法、基于駕駛模擬器法，本文側重于基于駕駛模擬器的安全評價指標，并探討此種方法的優缺點。

1 專家評議法

專家評議法即為專家先對道路情況進行考察，再根據經驗對道路設計進行安全評價。但由于缺乏試驗數據且每位專家考慮問題的方法及側重點不同，在道路設計評價會存在主觀誤差，與實際情況相比，評價結果不夠真實，評價依據不夠科學。

2 基于事故數據法

對于已通車運營的道路，可以采用事故數據評價道路安全等級，目前國內主要方法有絕對數法、事故率法、事故強度分析法。

2.1 絕對數法

絕對數法采用事故次數、死亡人數、受傷人數、直接經濟損失這4項指標來表示。此種方法的優點是簡單直觀，可以表示一個點或一個路段，缺點是沒有對影響因素進行差異化分析，它衡量的標準僅按照數值的大小，不僅沒有考慮同一地區交通因素的變化，也沒有考慮到不同地區交通總量的差異，這種簡單的數值就會缺乏可比性。

2.2 事故率法

道路安全事故率法可以分為4種，即地點事故率法、路段事故率法（運行事故率法和事故密度法）、地區事故率法（人口事故率法和車輛事故率法）、綜合事故率法（當量死亡法和億車公里率法）。事故率法是以一種相對指標來表示道路安全水平，可比性較強，但其不足之處在于多種因素綜合作用的真實結果未能反應，而且計算結果的物理意義不明確，其評價指標一般分為兩類，一是對指標進行檢查，二是通過調查[1]。

2.3 事故強度分析法

事故強度分析法以事故指標為基礎，并結合道路交通的其他因素，以得到的綜合評價指標來判斷道路安全等級。事故強度分析法以萬車死亡率、10萬人死亡數、億車千米事故數等為常用指標。我國的道路安全評價指標常采用事故強度p。它間接反映了交通流的特點，并考慮了地理、環境等影響因素，科學性和可比性較強。但其缺點在于不同的道路交通條件即交通流情況、車輛組成、人員素質等是存在差異的，以較少的指標作準確的評價，可信度較低。

3 基于交通系統法

在沒有豐富事故數據作為支撐的情況下，從駕駛人特性、車輛特性和道路環境等各方面綜合評估道路安全性時，已經無法使用單一的事故率法或絕對數法，針對此情況，國內許多學者將模糊評價、層次分析、交通沖突等理論應用于道路安全評估的研究中，取得了豐富的研究成果。

胡啟洲等[2]利用[0,1]區間理論知識，在定性分析和定量分析兩者結合的基礎上采取模糊區間法，選取安全性、準確性、滿意性、舒適性等為準則，以路網、視距、交通設施等為指標建立了模糊評價模型，彌補了以往模糊評價的不足，以長度變化不大的區間去表示評論結果，并在實際應用表明以該方法對高速公路進行評價是可行的。

吳文虎等[3]主要從道路線形、交通安全設施、交通管理等11項因素建立評價指標體系，采用層次分析法、模糊區間法、專家評議法三者結合的方式，利用公式求出矩陣排序向量，對公路交通安全進行評價。

張學亮等[4]提出交通沖突的評價方法，該方法在交通沖突技術基礎上計算綜合交通沖突率，以此來確定權重系數，根據權重系數的大小確定道路安全等級。

這些學者都是對某區域道路或某類型道路進行研究，沒有根據駕駛人的交通特性來進行分析。

4 基于駕駛模擬器法

人、車、路、環境這四個因素共同組成復雜的道路交通系統。在此系統中，任何因素的不平衡都可能引發交通事故。上述3種方法缺乏考慮到人對道路交通安全的影響，而人在道路交通系統中起主導作用，人作為最活躍的因素，其隨機性也是最大的。以駕駛模擬器為基礎，應用仿真技術模擬出道路線形、路況和環境情形等，通過提取并分析駕駛人操縱駕駛模擬器時的客觀反應等方法以及車的速度、加速度等指標，可以及時發現設計不當路段，減少損失，提高道路交通安全性。近年來國內學者在此領域已取得一定的成效。

丁立等[5]提出了在駕駛模擬器上記錄行車軌跡，通過行車軌跡計算駕駛員視距變化情況，根據建立的視距評價標準，找出不安全的視距地段，對道路安全性進行分析。

楊洪志等[6]以Multi-Agent建立的仿真系統框架為基礎，模擬仿真汽車在公路上的運行情況，并以某公路為例，在平面設計時采用坡底半徑不同的平曲線進行仿真分析，得到影響汽車運動的平面線性指標；在縱斷面設計時，以相同半徑不同縱坡和不同半徑不同縱坡這兩種情況的仿真分析，根據得到的汽車速度、加速度、駕駛員剎車要求的時間曲線，找到操作突變點，來評價公路設計指標。

李欣等[7]在前人研究的基礎上，以Visual Basic編程的形式，生成虛擬道路模型。在模擬器行駛時記錄行駛路線，將其與道路中線進行吻合度比較，若二者的吻合度較差，則認為不安全即為宜人性不如意的路段。研究表明,這種方法所得結果與實際道路的交通事故吻合率為74.3%，證實了此種方法的可行性。

徐陽[8]充分利用模擬駕駛平臺，提出以汽車沖量密度和路段上的汽車累計沖量作為指標進行道路線形評價。研究表明，以上述指標評價道路線形的結果與模擬實驗幾近相同，與實際交通事故數據進行對比，上述指標也可判斷道路線形的好壞。

袁望方等[9]以MultiGen Creator建模軟件為基礎進行仿真試驗，并對53名駕駛經驗不同人員進行現場認知評價試驗,用模糊數學對所得數據進行分析，以此來建立駕駛人員對虛擬道路認知評價的隸屬函數及模糊集，并與實測公路安全性認知評價結果比擬，證實此方法可對道路線形做出有效評價。

張玉等[10]在構建的虛擬場景中，通過分析駕駛人員在操縱駕駛模擬器行駛時的客觀反應指標,即側向加速度標準差、心率、側向加速度均值、運行速度與設計速度差，以一定標準來衡量設計是否合理。

閔泉[11]以汽車駕駛模擬器為研究平臺，使用模擬器的車輛信息采集系統和生理心理信息采集設備，選取駕駛人風險行為作為道路安全評價指標-駕駛人的操作、生理、心理指標，來評價道路的安全等級。

下表為上述4種道路安全評價方法對比。

5 結語

與其他道路安全評價方法相比，基于駕駛模擬器法有如下特點。

①用于待建道路、運營道路，模擬道路線形、路面狀況、環境情形等，可及時發現事故隱患或設計不當路段,減少損失。

②以人的角度來考慮，通過提取分析駕駛員操縱駕駛模擬器時的客觀反應以及駕駛模擬器的各項指標，更注重人的感受，體現了“以人為本”的理念。

③人為因素干擾較少，只需用評判標準進行評價即可。

缺點在于：

①因其評價指標均基于駕駛模擬器，所以受駕駛模擬器仿真情況影響，仿真情況若不夠真實，將會影響評價標準的確定；

②用于評價的指標標準不易確定，需進行大量的試驗和調查；

③駕駛員操縱汽車駕駛模擬器時的反應不一定是真實的，即與真車操控不一致；

道路安全評價方法對比結果 表1

④目前的道路場景開發需要多種軟件與工具數據處理和集成，效率較低，如能開發出集道路、地形、環境于一體的虛擬情景制作工具，可降低道路安全評估的成本。