气象敏感因子对贵州交通事故严重性的影响

气象敏感因子对贵州交通事故严重性的影响
杜正静;苏静文;夏晓玲;尚媛媛;裴兴云
【摘要】通过向交通管理行业各生产环节的专家进行调查评估,得出了各气象因子的敏感性分析,并针对主要致灾因子发生时提出相应的行车建议.为验证评估结果,以贵州省高速公路近几年的交通事故数据和事故发生时对应的气象数据为基础,统计了各等级事故发生时的天气现象、能见度、气温、地面温度、湿度、舒适度等,分析各等级事故发生的时间规律,相对应气象条件的分布规律、特点及成凶,总结出影响交通事故严重性的主要因素.结果表明,贵州交通事故的发生有季节性和日变化,在冬季和下午更易出现交通事故;天气现象对交通事故的发生频率和事故等级影响较显著,雾、雪、雨在贵州交通事故中影响排序依次降低;能见度越低,出现交通事故的概率越大,事故也越严重;气温对交通事故的响应在冬夏季节更清晰,冬(夏)季气温越低(高)越易导致严重交通事故的发生;冬季舒适度指数越低时,事故等级越高,其余季节不显著.
【期刊名称】《贵州气象》
【年(卷),期】2017(041)005
【总页数】7页(P1-7)
【关键词】气象敏感因子;交通事故严重性;贵州省
【作者】杜正静;苏静文;夏晓玲;尚媛媛;裴兴云
【作者单位】贵州省气象服务中心,贵州贵阳550002;贵州省气象服务中心,贵州贵阳550002;贵州省气象服务中心,贵州贵阳550002;贵州省气象服务中心,贵州贵阳550002;贵州省气象服务中心,贵州贵阳550002
【正文语种】中文
【中图分类】P42;U491.3
随着高速公路交通运输快速发展，2016年12月贵州省高速公路里程达5 433 km。

由于地处云贵高原东侧，特殊的地理位置和地形地貌造就了特殊的天气气候，大雾、道路积冰、高温、强降水及其诱发的地质灾害等主要交通气象灾害对贵州公路交通安全影响将愈来愈大，气象条件对交通运输业的威胁也日益突出。

因此，针对交通气象安全的研究正逐渐成为一个热点。

过去的研究[1-3]表明，雾、雨、雪在交通行驶过程中，对能见度和车辆附着系数
均有所影响。

除了气象条件，交通事故的发生受人体感官的影响也很明显，天气状况对驾驶员行车过程中的判断、反应等有较大影响[4]，交通事故的发生是人、车辆、道路、天气等因素综合作用的结果。

因此，很多研究分析了影响交通安全的气象条件。

钱莉等[5]分析了甘肃乌鞘岭高速公路路段多发交通事故的气象条件，主
要分析了天气现象和气象要素与公路交通事故的相关关系，宁贵财等[6]、刘保锋
等[7]分析了我国不利天气条件下的交通事故特征，吉廷艳等[8]分析了影响贵州省
交通安全的主要气象因子特征。

但是，气象条件对发生的交通事故等级是否有显著影响？影响的临界值范围是多大？气象舒适度条件对驾驶员是否有影响等等的研究较少。

因此，本文试图从贵州省交通事故等级和气象条件的关系入手，并得到相应的影响临界值，以期得到更客观、科学的数据来开展贵州省的交通气象服务业务，进而降低交通事故的发生率和交通事故等级。

由于事故资料并不能完全反映气象条件的影响，本文还对交通管理人员进行问卷调查，以获取敏感性和致灾阈值分析。

通过对贵州省交通运输厅、贵州省路网中心、贵州省高速公路管理局、贵州高速公路集团有限公司营运管理中心、贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司等单位共计81位交通从业人员进行调查统计，去
除无效数据10份，共得到71份有效调查表，但其中部分调查内容仍存在无效现象。

为验证专家评估的结果，本文利用包括2008年1月—2014年5月期间贵州省自动气象站资料、贵州省公安厅交警总队交通事故资料分析，以期得到较客观的结果。

分析中，事故资料包含经济损失、伤亡人数、事故发生时记录的天空状况和天气现象(包含晴、阴、雾、雨、雪)、能见度及事故点里程数，共1 942起。

因部分事故点无具体经纬度信息，或无具体发生时间，故进行气象条件分析仅用963例事故
数据。

根据公安部关于《道路交通事故等级划分标准》，将发生的交通事故分为轻微事故(Ⅰ级)、一般事故(Ⅱ级)、重大事故(Ⅲ级)、特大事故(Ⅳ级)等。

交通事故统计资料中天空状况和天气现象则将晴、阴、雨、雾、雪等分别量化为0～4；按照能见度200 m以上、能见度100～200 m、能见度50～100 m、能见度50 m以下分别定义能见度强度为1，2，3，4级(见表1)。

在分析天气现象对交通事故的影响时，由于交通事故等级是离散的随机数，直接计算交通事故等级与天气现象之间的相关系数较低。

但是，通过统计贵州省逐日每3 h的天气现象，将事故百分率除以各种天气现象出现的百分率(见公式1)，得到晴、阴、雨、雪、雾等天气现象下的事故频数具有一定的分析价值。

其中s表示该类天气现象出现时的事故数，ns为累计事故数，w表示事故出现时
的天气现象次数，nw为该天气现象出现的累计次数。

针对致灾气象因子的敏感性排序，图2中数值越小敏感性越高。

可以看出，在贵州，影响交通事故最显著的气象因子是影响路面摩擦力的冻雨、道路结冰、公路积雪，其次是影响驾驶员视程的短时强降雨、雾和霾、降雪，其余影响力较弱的依次是闪电雷暴、风力、日雨量、路面低温、路面高温，沙尘天气、风向和日温差对交通事故的影响最不明显，这可能与贵州无沙尘、风力较小、日温差不剧烈有关。

从表2可以看出，大部分交通管理人员认为，灾害性天气下的车距均应控制在
100 m以下。

但对于灾害性天气致灾的临界值和控制车速则有差异。

大部分(67.9%)交通管理人员认为雾和霾的致灾临界值为200 m，一半左右人员认为车速控制在60 km/h以下较妥。

道路结冰对交通安全行驶影响较大，67.9%的管理人
员认为，在道路结冰时车速应控制在60 km/h以下。

关于降雪的致灾临界值分歧
较大，分别有27.8%、33.3%、30.6%的人分别认为是小雪、中雪和大雪，同时，在时速的控制上40.8%、42.3%的管理人员认为是60 km/h和40 km/h。

短时强降雨大部分认为小时雨量达到大雨以上时易致灾，车速应控制在60 km/h较妥。

大部分认为路面高温的致灾临界值在50～54 ℃，路面高温时车速控制在80
km/h以下较合适。

据统计，交通事故的发生有主观因素，如醉驾、疲劳驾驶、超速驾驶、违规超车等，也有机械故障、能见度降低影响视线、雨雪天车轮抓地力下降造成打滑等客观原因。

这里仅分析气象条件对交通事故的影响。

4.1 影响时间分析
从2008—2014年贵州交通事故的发生时间来看(见图2)，冬季最容易发生交通事故，共发生约600起事故，从月份来看，冬季事故数较高，12、 2月均在200起左右，1月也接近200起；其次是夏季，夏季6—8月事故发生数呈逐渐上升趋势，8月最高，达200起左右；秋季的事故数最低，发生事故共461起，与冬季相差
约140起，其中秋季又以10月的事故数最低，共发生146起。

在一天当中，交
通事故有几个高发点。

一是05时(北京时，下同)、07时；二是从12—20时这一时段，交通事故数均在100起以上，其中16时这一时段达到一天中事故发生的顶峰，共约117起；最后一个高发时段是24时前后。

可以看出，贵州省交通事故发生时间有较强的季节性和日变化特征。

4.2 天气现象
从图3可以看出，雾对交通事故的影响最大，其频数为3.19，其余依次是雪(1.67)、雨(1.33)、晴天(1.06)、阴天(0.80)。

针对不同的事故等级，各种天气现象下均是Ⅱ级事故相对较多，但是在雾、雪天气下，出现Ⅲ级的事故频数相对较高，分别为0.69和0.35。

而当事故等级为最高的Ⅳ级时，雪的影响更显著，为0.17，高于雨(0.09)和雾(0.09)。

可见，不管是交通事故数还是交通事故等级，天气现象对其均有影响。

总体而言，出现雾时对交通安全影响最显著，不仅交通事故频发，且交通事故的严重性更大。

其余天气现象中影响较大的依次为雪和雨。

需要说明的是，由于事故统计资料中无是否凝冻(或结冰)，故该部分未进行详细分析，仅以专家评估分析为主。

4.3 能见度
利用交通事故时记录的能见度等级和公式(1)计算的不同能见度下交通事故出现的频数(见图4)。

可以看出，能见度越低，出现交通事故的概率越大，如当能见度低于50 m时，发生事故的频数为84.23。

具体到事故等级，仍然是Ⅱ级事故的发生率较高，当能见度为50 m以下时，Ⅱ级事故的频数为61.42，其次为Ⅲ级，频数为14.04，此时Ⅰ级和Ⅳ级事故相差不明显，分别为5.26和3.51。

总之，当能见度低于200 m时，发生交通事故的概率较大，而低于50 m时，则极易发生交通事故。

4.4 温度
从交通事故等级的温度箱形图(见图5)可以看出，温度对交通事故的影响在四季各不相同。

春季出现Ⅰ级事故时温度中位数为18 ℃，Ⅱ、Ⅲ级事故时温度中位数分别下降为16 ℃、14 ℃，Ⅳ级事故时温度中位数则上升为16.7 ℃。

但是，值得注意的是，尽管Ⅳ级事故时温度中位数上升，但随着事故等级越严重，事故发生时气温的上四分位数则是不断下降。

在夏季，温度较高时事故等级高，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级事故的温度中位数和四分位数差别较小，分别在22.5 ℃、26 ℃左右，而Ⅰ级时温
度中位数为21 ℃。

秋季出现Ⅰ、Ⅱ级事故时温度中位数为16 ℃，Ⅲ级事故时为17 ℃，但到Ⅳ级事故时，温度中位数为13 ℃。

在冬季，温度较低时事故等级高，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级事故对应的温度中位数分别为8、5.3、5 ℃，Ⅳ级事故时上升为
6.3 ℃。

在冬季和春季有一共同特征，即事故等级上升时，气温的四分位数则是下降的。

从事故发生时的离散状况来看，出现Ⅳ级事故时温度的离散程度最大，温度对发生特大事故的影响不稳定。

因此，不考虑温度对Ⅳ级特大事故的影响，温度对交通事故的影响表现为：春、冬季温度越低，出现交通事故的等级越高；夏季则相反，温度越高时交通事故等级也相对高；秋季温度对各等级的事故影响不明显。

四季中地表温度对交通事故的影响也有差异，但不如气温显著。

春季(图略)Ⅰ到Ⅳ事故等级对地表温度平均值的响应呈弱的下降趋势，分别为18 ℃、17 ℃、
16.8 ℃、15 ℃,差别不显著；夏季(见图6a)时出现Ⅰ级事故时地表温度平均值较低，为22 ℃，Ⅱ级时为25 ℃，Ⅲ、Ⅳ级时为24 ℃，但Ⅳ级事故时的地表温度
平均值离散程度较大。

秋冬季时地表温度对交通事故严重性的响应趋势类似气温，秋季时Ⅳ级事故的平均值最低，而冬季(见图6b)时地表温度越低事故也越严重。

4.5 相对湿度
从相对湿度对交通事故的影响来看(见图7)，冬春季出现较严重事故时湿度较高，
但事故等级与湿度增加并非线性增长关系，在Ⅳ级事故时相对湿度均值较Ⅲ级略低；而在夏季时，出现Ⅰ级事故的相对湿度平均值明显较其余等级事故高，但Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级事故时的相对湿度差异不明显；秋季时出现Ⅳ级事故的相对湿度平均值明显较Ⅰ至Ⅲ级事故高，且稳定在88%左右。

这与实际情况相符，即当相对湿度较高时，贵州易出现雾或雨的时候，或者影响驾驶员视程，或者影响路面湿滑程度，因而易发生交通事故。

4.6 气象舒适度
交通事故的发生有较大的人为因素，但是环境的舒适度对人的情绪、操作能力等有
重要的影响，因此，本文利用文献[9]计算气象舒适度，以分析气象舒适度对交通
事故的影响。

气象舒适度是指某时段的地面气温、湿度、风速对人体户外活动舒适程度的综合影响，其表达公式为：
(2)式中SD为舒适度指数；T为气温；RH为相对湿度；V为风速；其等级分类见
表3。

从舒适度对交通事故的响应来看(表3、图8)，春季出现Ⅰ级事故时舒适度为很舒适，而Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级事故时舒适度指数变化不大，均在舒适等级；夏季除Ⅱ级事故时舒适度指数接近舒适等级，其余均为暖舒适；秋季时在Ⅰ、Ⅲ级事故时为很舒适，Ⅱ、Ⅳ级时为凉舒适，但值得注意的是，在Ⅳ级事故时，舒适度均值接近较舒适的下限；冬季时从均值来看，Ⅰ、Ⅳ级时处于较舒适状态，但Ⅳ级事故的均值接近较不舒适的上限，而Ⅱ、Ⅲ级事故时均为较不舒适。

另外，从下四分位数值来看，在冬季，当舒适度指数越低时，事故等级越高，而夏季则不明显。

可见，不舒适气象条件对驾驶员有一定的影响，进而影响交通事故的发生。

①贵州省交通事故的发生具有明显的季节性和日变化特征，在冬季和夏季分别为高峰期，一天之中则是在下午为事故高发时段。

②专家对致灾因子的敏感性分析表明，影响交通事故最显著的气象因子是影响路面摩擦力的冻雨、道路结冰、公路积雪，其次是影响驾驶员视程的短时强降雨、雾和霾、降雪，并根据经验得到各灾害性因子的致灾临界值。

③事故发生时的天气现象或天空状况中，雾对交通事故的发生率影响最大，其于依次为雪、雨、晴天、阴天，但当事故等级达最高级别时，雪的影响更显著。

④在各气象影响因子中，受低能见度影响时，能见度越低，出现交通事故的概率越大，低于50 m时，则极易发生交通事故。

春、冬季温度越低，出现交通事故的等级越高，夏季则相反，温度越高时交通事故等级也相对高；秋季温度对各等级的事
故影响不明显；事故等级与湿度增加并非线性增长关系。

当相对湿度较高时，易发生交通事故；人体舒适度对交通事故的影响更多地表现在不舒适性上，在冬季，当舒适度接近冷不舒适时，事故等级越高。

【相关文献】
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