楊喬喬
(山西省交通規劃勘察設計院有限公司,山西太原 030000)
山區高速公路長坡段交通環境復雜,長而陡的下坡,線性組合不良的特點使山區高速公路的長坡段具有較差的容錯性。輕微的事故將有可能演變為“群體傷亡”的重大交通事故。為降低交通事故發生概率,減少經濟損失,提高山區公路長坡段的交通安全,有必要對其安全性進行系統分析和評估,以明確道路網中具有高安全隱患的路段。使得安全整治工作有的放矢,減少不必要的工作量,使經費安置更加合理。
在長期大規模研究中,日本和歐美發達國家已經確定了不同速度下長坡段的坡度和坡長[1,2]。中國目前的JTG B01—2014公共工程技術標準規定最大縱坡和長坡坡長見表1,表2[3]。通過對長坡路段各國規定的比較,發現中國高速公路最大縱坡坡長值居中,比日本稍高,比美國稍低,和德國最接近。究其原因,是因為與一些發達國家相比,中國的貨車性能仍存在一些差距,因此我國標準規范中,沒有設置長坡路段更高的最大縱坡值。

表1 最大縱坡

表2 不同縱坡的最大坡長
道路交通系統包括駕駛人、車輛、道路、環境和交通管理[4]。通過對交通事故成因進行分析后發現,山區高速公路長坡路段交通安全影響因素分為主觀因素和客觀因素兩個方面。主觀因素主要是駕駛人因素,客觀因素包含車輛、道路條件和交通環境等。在分析山區高速公路長坡路段的安全性影響因素時,運用系統理論,結合長坡路段的事故特征,分析長坡路段的安全影響因素。
1)駕駛人因素。在對山區高速公路交通事故進行實地調查后,駕駛人是引發山區高速公路發生交通事故的主要原因。駕駛員發生事故的主要原因是非法駕駛和操作不當。
2)車輛因素。不同類型的車輛對交通事故的影響有著很大的差異。車輛的動態性能、行駛速度、爬坡能力、外形尺寸和載荷程度不同對造成事故的嚴重程度也有很大的差別[5]。
3)道路因素。影響山區高速公路交通安全的道路條件主要包括:平面、視距、縱坡坡度、坡長和橫斷面等。
4)交通環境。雖然交通環境是外部條件,但對高速公路安全的影響有非常重要的作用。交通環境包含許多因素,主要是交通量、交通組成和天氣狀況等。
5)交通管理。管理水平、救護系統和宣傳教育等是交通管理影響交通安全的主要因素。
山區高速公路長坡路段的交通安全影響因素有很多,且這些因素互相作用,互相影響,對影響因素逐一分析是不科學的。在選取長坡路段安全影響因素時應選擇與其有直接關系且影響較大,易獲取且有代表性的指標,這不僅簡化了安全評估體系,而且全面客觀地反映了評估問題。在構建山區高速公路長坡路段安全評價體系時具體應遵循以下幾個方面的原則:
1)法規性原則。
評價指標體系必須始終貫徹《道路交通安全法》,以法為依據,依法進行評估,依法進行考核。
2)科學性原則。
評價指標的建立必須基于科學理論;指標與目標一致,確定更準確反映客觀要求的影響因素;各項指標之間存在兼容性,反映各層面評價要求,彼此之間沒有矛盾和沖突;每個指標應該是獨立的,以提高評價結果的準確性。
3)客觀性原則。
在對高速公路長坡段進行安全評價時,不得進行主觀判斷,應客觀分析研究對象的層次關系,邏輯結構和因果關系。
4)可獲取性原則。
在選取評價指標時,應選取便于獲取且易于量化的指標,最好能夠直接從現有資料數據獲取,以增加評價實用性,減少工作量,提高評價效率。
5)系統性原則。
在對目標進行評價時,指標體系應是一個獨立、完整的整體,涵蓋一切重要影響因素,充分反映對目標的影響,為評價提供基礎。
通過閱讀文獻,目前國內外建立指標評價體系的方法主要有:專家咨詢、目標法、分析法、部門法等。1973年,美國著名的運營研究員薩迪提出了層次分析法(Analytic Hierarchy Process,簡稱AHP法)[6]。層次分析法過程結合了定性分析和定量分析,能夠有效地分析具有多個目標的復雜大系統。該方法簡單、清晰,且系統性和適用性強。
山區高速公路長坡路段的安全評價系統是一個復雜的評價系統,涉及到諸多安全影響因素的分析和比較,是一個多層次、多目標的分析決策過程。篩選指標時,可以利用層次分析法,從山區高速公路長坡路段的安全系統整體入手,通過對數據資料的調查和分析,建立了各指標的關系結構圖,如圖1所示。

圖1 長坡路段安全評價體系指標結構圖
在通過層次分析過程對影響因素進行分層之后,判斷結果以矩陣形式表示以形成判斷矩陣。設目標為 A,因素用 ui(i=1,2,3,…,n)表示。uij表示 ui相對 uj的重要性,計算各指標權重的判斷矩陣如下所示。

通過1~9標度法進行每兩元素的判斷矩陣,確定各評價指標的權重,如表3所示。

表3 各因素相對重要性比例標度
對構造判斷矩陣進行計算,計算最大特征根λmax,找出對應的特征向量,得到指標層1指標層2同一層各影響因素的權重值計算結果如表4,表5所示。

表4 指標層1各因素權重值

表5 指標層2各因素權重值
對利用判斷矩陣計算得到的權重值應進行一致性檢驗[7],相容性指標CI和檢驗公式的計算如下:

檢驗公式:CR=CI/RI。
其中,CR為判斷矩陣隨機性的一致性比;RI為判斷矩陣平均隨機性的一致性指標。RI的參考值如表6所示。

表6 1~9階RI參考值
當CI=0時,該判斷矩陣為一致陣,CI越大判斷矩陣的不一致程度越嚴重,經計算權重值均滿足一致性要求。
通過全面分析山區高速公路長坡路段的交通安全影響因素,建立了指標層1和指標層2的層次評價指標體系;分別構建指標層1和指標層2的判斷矩陣,計算出各個評價指標的權重值;對計算出的權重值進行一致性檢驗,驗證了其可靠性,對實現山區高速公路長坡路段安全評價的量化提供了指導意義。