基于寬容性設(shè)計(jì)理念的公路施工作業(yè)區(qū)安全提升方案研究

李志 劉敬紅 尤良春

摘要 近年來，我國公路進(jìn)入了一個(gè)新建、改擴(kuò)建和養(yǎng)護(hù)維修階段并舉的發(fā)展時(shí)期。公路正常行駛路段中大量的施工作業(yè)區(qū)內(nèi)交通環(huán)境復(fù)雜，存在較大的安全隱患，因此需要提升公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的交通安全水平。文章在總結(jié)目前國內(nèi)外養(yǎng)護(hù)規(guī)范和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，以道路寬容性設(shè)計(jì)理念為依據(jù)，提出了針對(duì)闖入施工區(qū)域內(nèi)的失控車輛進(jìn)行阻停、攔截的安全方案，從而有效降低事故發(fā)生率，減輕事故嚴(yán)重程度，以期為同類型的交通安全防護(hù)場(chǎng)景提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 交通安全；寬容性設(shè)計(jì)；車輛阻停器；公路施工區(qū)域

中圖分類號(hào) U418.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）12-0054-03

0 引言

目前，針對(duì)改擴(kuò)建項(xiàng)目和養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目的公路施工作業(yè)區(qū)的研究，側(cè)重于施工期間交通組織方案和交通安全保障的研究?jī)煞矫妗鴥?nèi)大量學(xué)者針對(duì)施工期間的交通組織方案展開了研究。陳洪軍[1]提出了高速公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)區(qū)主動(dòng)安全管理評(píng)價(jià)方法，通過對(duì)改擴(kuò)建高速公路邊通車邊施工交通組織方案的描述，提出了相應(yīng)的交通組織方案，解決通行車輛與施工之間的矛盾[2]。巫誠誠[3]從視域分析法的角度，提出高速公路施工作業(yè)區(qū)交通組織方案的安全評(píng)價(jià)模型，采用高逼真的駕駛行為模擬系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了二級(jí)限速、三級(jí)限速、地面標(biāo)線、語音提示等因素組合下的多組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證所提方法的有效性。高雪鈺[4]在公路施工作業(yè)區(qū)的交通安全保障方面，利用交通仿真軟件VISSIM建立不同等級(jí)公路特性的公路施工作業(yè)區(qū)交通模型，針對(duì)不同公路提出多級(jí)限速方法。楊晨煊[5]結(jié)合三維駕駛仿真技術(shù)，對(duì)高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工作業(yè)區(qū)的駕駛?cè)私煌ㄐ袨樘卣髡归_分析，得出公路施工作業(yè)區(qū)設(shè)置的交通限速標(biāo)志類型和地點(diǎn)對(duì)駕駛?cè)说臏p速行為影響顯著。綜上所述，在公路施工作業(yè)區(qū)安全方面的研究，目前國內(nèi)的研究主要從速度控制、安全評(píng)價(jià)等方面展開研究，取得了較多具有價(jià)值的研究結(jié)論。但是，目前針對(duì)施工作業(yè)區(qū)的安全研究缺乏一定的寬容性設(shè)計(jì)，容錯(cuò)空間較小。因此，從寬容設(shè)計(jì)理念的角度出發(fā)，提出公路施工作業(yè)區(qū)的安全提升方法，具有很重要的研究?jī)r(jià)值。

1 公路施工作業(yè)區(qū)現(xiàn)狀分析

公路施工作業(yè)區(qū)一般需侵占部分道路空間，進(jìn)而導(dǎo)致作業(yè)區(qū)的道路通行環(huán)境相比正常路段而言，駕駛環(huán)境更為復(fù)雜，駕駛?cè)瞬粌H要面對(duì)道路空間較窄的情況，而且需面臨駕駛跟隨、合流和分流等復(fù)雜的駕駛環(huán)境，這些因素進(jìn)而加劇了公路施工作業(yè)區(qū)的安全風(fēng)險(xiǎn)[6]。公路施工作業(yè)區(qū)合理的作業(yè)布局能夠有效保障公路施工作業(yè)區(qū)的安全。依據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30—2015）[7]中的規(guī)定，將公路施工作業(yè)區(qū)劃分為6個(gè)工作區(qū)域，分別為警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過渡區(qū)和中止區(qū)。

目前，施工單位主要依據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》規(guī)定，主要通過交通標(biāo)志、誘導(dǎo)標(biāo)志和錐形交通路標(biāo)等對(duì)公路施工作業(yè)區(qū)進(jìn)行安全警示。具體措施如下：在施工作業(yè)警告區(qū)設(shè)置“前方施工、施工標(biāo)志、減速慢行”限制速度標(biāo)志和“向左行駛、向右行駛”誘導(dǎo)標(biāo)識(shí)；在施工地段應(yīng)放置錐形交通路標(biāo)，在工作區(qū)交界處布置路欄，夜間在路欄上懸掛警示燈，在施工作業(yè)區(qū)周圍布設(shè)隔離柵[8]。圖1為公路施工作業(yè)區(qū)交通標(biāo)志。

《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30—2015）中對(duì)其他安全設(shè)施也進(jìn)行了規(guī)定，具體包括車道渠化設(shè)施、夜間照明設(shè)施、語音提示設(shè)施、燈光設(shè)施、臨時(shí)交通控制信號(hào)設(shè)施、移動(dòng)式標(biāo)志車、移動(dòng)式護(hù)欄和車載式防撞墊等，其中移動(dòng)式護(hù)欄主要用于車輛分流或人車分流，車載式防撞墊安裝在養(yǎng)護(hù)作業(yè)車輛車尾部并對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，其余的都是警示性設(shè)施，一旦有車輛失控并闖入施工警告區(qū)域，這些安全設(shè)施也無法阻擋失控車輛進(jìn)入施工區(qū)。

因此，鑒于以上的現(xiàn)狀，施工單位在道路施工區(qū)域內(nèi)除了安裝施工區(qū)護(hù)欄、擺放警示設(shè)施外，還應(yīng)增加一種能使闖入施工區(qū)域內(nèi)的失控車輛強(qiáng)制阻停的裝置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)公路施工區(qū)域內(nèi)的全方位防護(hù)。目前國內(nèi)有一些能強(qiáng)制將行駛中的車輛停下來的裝置，如液壓翻板路障機(jī)、減速帶式破胎器、地埋式破胎器等，這類阻車器的動(dòng)力裝置要安放在地下，對(duì)裝置的防水性和防腐性提出了很高的要求[8]。阻車器在運(yùn)行時(shí)為常閉型，而在安防作業(yè)時(shí)，是處于升起狀態(tài)的，阻止任何車輛通行，當(dāng)可放行車輛要通過時(shí)，通過安保人員手動(dòng)控制可將路障或道刺落下，車輛可安全通過。而一些破胎器類的道刺路障的刺比較鋒利，車輛輪胎軋上以后會(huì)在0.5 s時(shí)間內(nèi)被扎透并且通過泄氣孔將輪胎內(nèi)氣體放空，導(dǎo)致車輛不能前行，因此，主要用于一些重點(diǎn)安防場(chǎng)所的防恐路障。不論是翻板式路障還是破胎器，在阻停車輛時(shí)都會(huì)使行駛中的車輛發(fā)生翻覆、突然轉(zhuǎn)向等失控現(xiàn)象，可能造成對(duì)車內(nèi)乘員及公路上正常行駛車輛的危害，同時(shí)安裝方式也無法適應(yīng)在施工區(qū)這種臨時(shí)場(chǎng)所安裝，因此不能作為施工區(qū)的阻車器。

通過上述分析可知，目前我國的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)主要從公路施工作業(yè)區(qū)整體布局和交通安全保障措施的角度進(jìn)行規(guī)定，規(guī)范內(nèi)容相對(duì)較為寬泛，對(duì)于具體實(shí)施存在很大的可調(diào)整空間。同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用過程中，主要以交通警告標(biāo)志和誘導(dǎo)信息標(biāo)志為主，一旦有車輛失控并闖入施工警告區(qū)域，這些安全設(shè)施也無法阻擋失控車輛進(jìn)入施工區(qū)。同時(shí)，現(xiàn)有的一些失控車輛強(qiáng)制阻停裝置不具備容錯(cuò)設(shè)計(jì)，無法直接應(yīng)用于公路施工作業(yè)區(qū)。因此，提出一種具有容錯(cuò)空間的公路施工作業(yè)區(qū)的車輛阻停裝置，對(duì)于提高作業(yè)區(qū)的交通安全具有重要的研究意義。

2 安全提升方案

2.1 寬容性設(shè)計(jì)理念

我國公路建設(shè)速度較快，公路施工作業(yè)區(qū)安全問題日益突出，通過對(duì)施工作業(yè)區(qū)的安全設(shè)施進(jìn)行研究，提升施工作業(yè)區(qū)的安全性，已成為一種重要的安全保障措施[9]。20世紀(jì)90年代，美國對(duì)該概念進(jìn)行了較為深入的研究，并提出了“寬容性設(shè)計(jì)”理念。“寬容性設(shè)計(jì)”是以道路使用者為中心，充分考慮道路使用者的心理、生理需求，通過合理調(diào)整交通標(biāo)志、標(biāo)線等設(shè)施的位置、顏色等，使其在發(fā)生交通事故時(shí)能有效做出應(yīng)對(duì)，從而最大限度地減少交通事故的發(fā)生。與“以人為本”的思想相符合，“寬容性設(shè)計(jì)”是在降低道路使用者心理和生理壓力的同時(shí)，通過合理的設(shè)計(jì)使其更好地應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況，從而降低事故發(fā)生率。

道路寬容性設(shè)計(jì)理念給予駕駛?cè)艘欢ǖ娜蒎e(cuò)空間和時(shí)間。作為在道路上行駛的駕駛?cè)耍隈{駛過程中難免會(huì)產(chǎn)生駕駛過錯(cuò)。但是，駕駛?cè)水a(chǎn)生駕駛失誤行為的代價(jià)不應(yīng)以其生命為代價(jià)，作為道路空間和交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)者，應(yīng)該為駕駛?cè)嗽隈{駛過程中發(fā)生駕駛失誤提供一定的容錯(cuò)時(shí)間和空間，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛?cè)松踩挠行ПＵ稀Ｍ瑯樱肥┕すぷ鲄^(qū)作為公路運(yùn)營過程中的關(guān)鍵路段，周邊環(huán)境復(fù)雜，駕駛?cè)说鸟{駛?cè)蝿?wù)顯著增加，其應(yīng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)空間。具體而言，公路施工作業(yè)區(qū)的寬容性設(shè)計(jì)應(yīng)該當(dāng)駕駛?cè)耸д`闖入作業(yè)區(qū)警告區(qū)域范圍內(nèi)，應(yīng)該設(shè)置適宜的車輛阻停裝置，該裝置應(yīng)在快速阻停車輛的同時(shí)，盡量減少對(duì)駕駛?cè)撕蛙囕v的損害，進(jìn)而有效保障駕駛?cè)撕妥鳂I(yè)區(qū)員工的生命安全。

2.2 安全提升方案

基于寬容性設(shè)計(jì)理念公路施工作業(yè)區(qū)安全提升方案，提出一種應(yīng)用在公路施工作業(yè)區(qū)的車輛阻停器，該阻停器安裝機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，可任意擺放在需要防護(hù)的位置，配合臨時(shí)標(biāo)志、臨時(shí)標(biāo)線及其他安全設(shè)施組合應(yīng)用，可有效地對(duì)失控車輛進(jìn)行阻停，同時(shí)因其先進(jìn)的阻停原理，不會(huì)對(duì)車輛和駕駛員產(chǎn)生致命性傷害，對(duì)生命財(cái)產(chǎn)安全有保障。

車輛阻停器包括在路面上的基部支撐底座，以及以基部支撐底座支撐架旋轉(zhuǎn)軸孔為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)車輛的支承構(gòu)件，該車輛支承構(gòu)件可進(jìn)入行駛車輛的下方空間，能夠與行駛車輛頭部接觸。車輛阻停器如圖2所示。

該阻停器的工作原理如下：當(dāng)行進(jìn)車輛與接觸部的彎曲部位接觸，車輛會(huì)帶動(dòng)阻停器一起向行進(jìn)方向移動(dòng)，但停止器在其底部橡膠板作用下會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦力阻止車輛快速前行，在這個(gè)速度差的作用下車輛支承部件當(dāng)中的接觸部會(huì)沿著支撐臂的表面向下方（路面方向）移動(dòng)，并帶動(dòng)整個(gè)車輛支承部件以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，隨著接觸部不斷地向下移動(dòng)，整個(gè)車輛支承部件也會(huì)隨之不斷旋轉(zhuǎn)，迫使?jié)撊胄旭傑囕v下方空間的上推部向上推動(dòng)行駛車輛，直至將車輛前輪抬離路面，車輛停止前行。

其次，關(guān)于車輛阻停器在公路施工作業(yè)區(qū)的布設(shè)示意，該文方案建議在封閉車道前端距離25 m以上位置開始布設(shè)車輛阻停器，同時(shí)，為有效保障車輛阻停器能夠有效攔截失誤車輛，建議每個(gè)封閉車道放置3個(gè)車輛阻停器，并間隔5 m錯(cuò)開布設(shè)，具體如圖3所示。

為進(jìn)一步提升公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的交通安全水平，可在阻車器上同樣安裝夜間照明設(shè)施、閃光設(shè)施、臨時(shí)交通控制信號(hào)設(shè)施、“前方施工、施工標(biāo)志、減速慢行”限制速度標(biāo)志和“向左行駛、向右行駛”誘導(dǎo)標(biāo)識(shí)等警告、禁止、指令、提示設(shè)施，這樣一來阻車器不僅擁有阻擋車輛，并迫使其在短距離內(nèi)停車的作用，還具備警告、禁止、指令、提示的功能，其安全防護(hù)性能遠(yuǎn)高于只具備警告、提示等性能的安全設(shè)施。

2.3 評(píng)價(jià)分析

公路施工作業(yè)區(qū)采用該文安全提升方案，預(yù)期可將道路施工區(qū)域的事故降低一半左右，以2019年為例，當(dāng)年我國高速公路、國省道及城市快速路等發(fā)生道路交通事故200 114起，造成52 388人死亡，按以上數(shù)據(jù)計(jì)算，每年可降低死亡人數(shù)近4 902人。許多國家交通事故損失的統(tǒng)計(jì)研究結(jié)果表明，交通事故損失一般占國內(nèi)生產(chǎn)總值的（1%～3%），而且這樣的損失是重復(fù)性的[10]。交通事故不但造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)給受害者家庭造成極大的痛苦，給醫(yī)療、保險(xiǎn)、事故處理等社會(huì)部門增加嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，使整個(gè)社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受到制約。該研究在降低事故嚴(yán)重程度，減少重特大惡性事故，提高高速公路、國省道及城市快速路施工區(qū)域的交通安全效果非常明顯。

3 結(jié)語

公路施工作業(yè)區(qū)是公路建設(shè)中較為特殊的路段，道路施工養(yǎng)護(hù)時(shí)期會(huì)對(duì)部分車道進(jìn)行封閉，因此作業(yè)區(qū)附近交通行駛環(huán)境復(fù)雜，交通安全隱患較大。該文重點(diǎn)研究公路施工作業(yè)區(qū)安全防護(hù)不足的問題，從寬容設(shè)計(jì)理念的角度，提出在作業(yè)區(qū)警告區(qū)域內(nèi)采用車輛阻停器提高作業(yè)區(qū)內(nèi)的交通安全水平，并對(duì)作業(yè)區(qū)內(nèi)誘導(dǎo)、警告和阻停攔截設(shè)施的匹配性進(jìn)行研究，在滿足同等防護(hù)等級(jí)的條件下，形成安全性+匹配性的解決方案，供設(shè)計(jì)人員參考。

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