高速公路出入口匝道交通安全评价指标研究_张腾飞

高速公路出入口匝道的冲突危险性, 表现不出其危
险性的严重程度。
近年来, 交通冲突技术越来越多的应用在与平
面交叉口线型相似的道路交织区。例如快速路交织 区, 高速公路交织区等。应用在高速公路的交通冲突 与交通事故不是相等关系, 其冲突实质是亚健康交 通运行状态的表现形式。其发展可能是如下结果: 及时采取避让措施成功, 避免事故发生。 采取避让 措施成功, 但力度不够, 发生普通交通事故。 采取 避让措施失败, 发生严重事故。
)
式中: E ——冲突能量, N ·m;
M ——冲突车辆质量, kg; V- 2、V- 1—— 冲突车辆的速度向量, 其中V- 1 为前
车速度, V- 2 为后车速度, m / s ;
——冲突角度, ( °) , 追尾冲突时 = 0, 横穿冲
突时 可视为匝道与主路夹角。
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内蒙古科技与经济
当车辆遇见冲突情况而采取制动措施时, 车辆
具体示意见图 1 所示。
图 1 交通冲突与交通事故关系示意 2 交通冲突技术应用于高速公路出入口匝道
笔者应用交通冲突技术对高速公路出入口匝道 安全问题进行研究。高速公路出入口匝道包括出入 口、变速车道及辅助车道等。驶出匝道、驶入匝道和 匝道的中间部分共同构成一条完整的匝道。
常见的出入口匝道交通冲突见图 2、图 3 所示。 出入口匝道的特点是无相位控制的允许车辆自 由行驶的, 相比城市道路平面交叉口缺乏细致的渠 化。因此发生交通冲突的几率大于城市道路平面交 叉口。图中直线箭头代表在高速公路主干道上正常 行驶的车辆。双线箭头代表驶离主干道从变速道减
4 结束语 笔者结合分析交通冲突平面交叉口安全评价技
术, 在前人对于碰撞理论研究的基础上提出一种适 合高速公路出入口匝道安全评价的指标, 这个指标
相比单纯的交通流量比指标更能体现冲突时所产生
的破坏性能量的危险性, 更能准确的评价匝道的安
全性。但是由于水平有限, 本文没有仔细论证此指标 的可行性与深度的探讨此指标的理论基础, 还有待
( 大连交通大学 , 辽宁 大连 116028)
摘 要: 文章主要分析高速公路出入口匝道交通冲突的安全问题。在借鉴前人对城市平面交叉口交 通冲突研究的基础上, 对交通冲突评价指标“交通冲突流量/ 交通量”加以改进, 从交通冲突严重程度的 角度来建立高速公路出入口匝道交通冲突的安全评价指标。
关键词: 出入口匝道; 交通冲突; 冲突能量; 高速公路 中图分类号: U 412. 36 文献标识码: A 文章编号: 1007—6921( 2010) 21—0099—02
理论, 车辆在发生碰撞时所损耗的能量越大, 则事故 越严重, 因此应将冲突时的碰撞动能值作为衡量冲
突危险性的指标, 即冲突能量, 用“E”表示。根据物 理学理论可得出某一车辆在假定冲突演变为事故的
瞬间所受到的冲突能量大小:
E=
1 2
M
(
V-
2-
V- 1) 2
=
1 2
M
(
Vwenku.baidu.com
2 2
+
V
2 1
-
2V 2V 1cos
n
∑ ∑ W =
i=
[
1
1 2
Mi( V
22+
V 1 2-
2V 2V 1cos
)-
M ig
× ×d] ×T Ci
式中: i—— 第i 种车型;
n —— 车 型种 类数 ; T Ci——第 i 种车辆冲突次数。 本文从平面交叉口交通安全评价指标的角度出
发, 在借鉴众多学者研究的基础上提出适合评价出
∑ 入口匝道的指标( W/ WT ) , 且:
[ 3] 赵伟, 基于交通冲突技术的城市十字交叉路口 的安全诊断[ D ] . 北京: 北京交通大学, 2007.
[ 4] 丛颖, 公路平面交叉口交通冲突分类及严重性 划分[ D] . 南京: 东南大学, 2008.
[ 5] 仲媛媛, 基于交通冲突的公路平面交叉口模糊 安全评价研究[ D] . 哈尔滨: 哈尔滨工业大学,
会以一定减速度行进直到相撞点, 此过程中车辆一 部分动能会转化为由于路面摩擦产生的能量, 即冲
突损耗, 用“EF”表示。则:
E F= M g× ×d 式中: EF ——冲突损耗能量, N ·m;
M ——冲突车辆的质量, kg; g ——重力加速度, g= 9. 8m / s ;
——路面摩擦系数; d——冲突距离, m 。 则冲突产生的破坏性能量为 W= E - EF , 本文 定义 W 为危险能量, 则危险总能量为:
3 高速公路出入口匝道安全评价指标的确定
本文采用冲突与能量相结合的方式, 把冲突能
量引入到对出入口匝道的评价中来。一次冲突产生
的能量大小可以准确的反映对人身的伤害程度。
据调查, 高速公路交通事故致死率高于其他公
路, 因此应该重点讨论高速公路交通冲突对人身的
伤害程度, 即冲突危险性( 以 R OC 表示) 。根据碰撞
第 21 期 总第 223 期 2010 年 11 月
内 蒙 古科 技 与 经 济 Inner M o ngo lia Science T echnolo gy & Economy
N o. 21, the 223th issue N ov . 2010
高速公路出入口匝道交通安全评价指标研究
张腾飞, 左忠义
200 6.
收稿日期: 2010- 07- 18 基金项目: 辽宁省教育厅项目( 2009A 136) 。
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总第 223 期
速, 最后进入出口匝道的车辆。而虚线箭头代表由入 口匝道经变速车道的加速, 最终驶入主干道与直线 箭头所代表车辆合流的车辆。由图中可见, 车辆在出 入口匝道行驶所出现的冲突是很复杂的。鉴于此, 本 文根据交通冲突技术在城市平面交叉口的应用基础 上讨论其在高速公路出入口匝道的应用, 并依据交 通冲突技术评价城市平面交叉口交通安全所采用的 指标来提出适合评价高速公路出入口匝道安全的指 标。
其是严重冲突与交通事故有着较好的线性关系。交
通冲突可以作为独立的交通安全评价方法使用。
长时间以来, 交通工作者们大多采用以交通事 故统计为基础的交通安全评价体系。但是, 事故统计
数据不可避免地出现不准确, 不具体等情况。这都将
对评价结果产生影响, 而利用非事故统计的间接评 价法则比较精确, 即利用交通冲突对平面交叉口交
n
∑ W T =
i=
1
1 2
M
iV i2×f
i
式中: i—— 第i 种车型;
n —— 车 型种 类数 ;
fi ——第 i 种车型的总流量。
因此, 综合考虑交通冲突严重程度与危险性, 本
∑ 文建立用能量的比值( W/ W T ) 作为评价指标来
确定出入口匝道的安全性, 比流量比值指标更加准 确、客观。
1 交通冲突技术概述 我国学者对交通冲突技术经过近 40 年的研究
终于取得了较大发展。相比传统的评价方法, 利用交 通冲突技术可以对所有交织交叉区域的交通冲突安
全性进行快速评价, 另外可根据交通冲突的严重性 程度, 反映交通系统中人的安全性大小。据研究交通
冲突与交通事故的相关性, 发现二者之间存在一定
相关专家与学者完善, 欢迎各位专家批评并给出指 导意见。
[ 参考文献]
[ 1] 成卫. 城市道路交通事故与交通冲突技术理论 模型及方法研究[ D ] . 吉林: 吉林大学, 2004.
[ 2] 吴玲涛. 交通冲突技术在城市快速路出口安全 性评价中的应用研究[ D ] . 北京: 交 通部公路 科学研究院, 2008.
通安全评价。以交通冲突量与混合当量交通量的比
值( T C/ M PCU ) 指标作为交通安全评价因子, 其中 交通冲突( T C) 包括轻微冲突和严重冲突。
上述评价指标是以特定时间段内的当量交通流
数量为单位计算的, 能对平面交叉口的安全性进行 较准确的评价。但是, 上述指标只反映了一次冲突所
造成事故的概率。并不能说明一次冲突若造成事故, 其对人身伤害的严重性等。因此用上述指标来反映
的相互替换关系。这一关系可由替换系数 予以描
述, 值定义为一次冲突导致事故发生的概率, 即:
i=
P
i
Ci Ai
式中: A i ——小时事故记录数;
Ci—— 小时冲突记录数;
P i——泊松分布, 由最大似然估计值得出, 即:
∑Ci
∑ P i=
Ai
国内外的调查研究表明: 事故与冲突的换算系 数具有较高的可信度水平, 交通冲突与交通事故, 尤