交通安全设施运营评价方法和具体应用

作者:   日期:2019-11-05

摘要:交通安全设施是高速公路系统的重要组成部分, 对其开展运营阶段适用性分析具有重要意义。本文运用多目标跟踪雷达开展试验研究, 采集高速公路上危险路段的平均车速, 通过车速变化情况来分析交通安全设施适应性问题。通过试验研究发现, 交通安全设施存在适用性较差的情况, 有较大的改进空间, 如安全设施位置不合理、路段安全防护需求偏高而防护能力弱、路面减速标志设置偏后等情况。

关键词:公路运营; 交通安全设施; 适用性; 车速变化;

  摘    要: 交通安全设施是高速公路系统的重要组成部分, 对其开展运营阶段适用性分析具有重要意义。本文运用多目标跟踪雷达开展试验研究, 采集高速公路上危险路段的平均车速, 通过车速变化情况来分析交通安全设施适应性问题。通过试验研究发现, 交通安全设施存在适用性较差的情况, 有较大的改进空间, 如安全设施位置不合理、路段安全防护需求偏高而防护能力弱、路面减速标志设置偏后等情况。


  关键词: 公路运营; 交通安全设施; 适用性; 车速变化;


  引言


  随着我国现代化进程加快,高速公路运营里程已跃居世界第一,快速增长的运营里程在给人们出行带来便利的同时,也给道路运营安全带来压力和挑战。高速公路是集人、车、道路和环境于一体的有机系统,而交通安全设施是高速公路系统的重要组成部分,是保证高速公路发挥“高效、舒适、安全、经济”作用的关键因素,交通安全设施设置合理与否,决定着高速公路预期功能的实现,因此分析交通安全设施设置的合理性和适用性具有重大意义。


  由于各地区、各路段道路运营实际情况千差万别,导致对不同路段的安全需求不同,如何有效评价不同路段的安全防护设施的适用性,一直是工程界不断探索的问题,常用的方法有专家经验法、指标体系法、层次分析法等等。


  为了有效开展运营阶段高速公路交通安全设施适用性分析,本文采用多目标跟踪雷达对昆楚高速上行线开展试验研究,通过全天候车流量和车速的数据统计分析,找出隧道出口段、长下坡转弯段、道路岔口及隧道进口段等危险路段车速变化规律,以期通过车速变化规律分析交通安全设施的适用性。


  1、 交通安全设施概述


  交通安全设施主要包括信号灯、路面标线、照明设施、护栏、交通标志、防眩设施和导向标志等。交通安全设施的设置是为了有效地诱导驾驶员的视线,清除车流之间的相互干扰,达到交通畅通的目的,主要以不熟悉高速公路及其沿线路网系统的司机为使用对象。对于急弯、陡坡、高填路堤、视距不良以及一些自然地形险峻的路段,设置安全设施,可以起到一定的防护作用,有效地保障行车安全。因此,高速公路交通安全设施在设计和设置时,不但要从保证安全、降低事故损失、实行有效规范引导的角度出发;还应考虑到交通安全设施使用的方便性,使交通参与者在使用交通设施时感到方便、快捷、安全,即实现交通安全设施的人性化。


  1.1、 护栏设施


  高速公路防撞护栏是高速公路不可缺少的部分,对预防交通安全事故和减轻事故严重程度有着不可替代的作用。根据护栏的受力特性,常分为半刚性、刚性和柔性护栏。半刚性护栏通过碰撞系统间的相互摩擦吸能,实现能量消耗,达到降低事故严重程度的目的,最终从而确保乘务人员安全和减少车辆破坏;刚性护栏,即碰撞时变形较小的护栏,主要形式为混凝土护栏,混凝土护栏主要通过改变车辆行驶方向,实现车辆爬升,从而降低伤害程度;对于柔性护栏,通过缆索的变形达到西能目的,这时易产生较大变形。


  1.2、 交通标志


  道路交通标志是高速公路系统重要组成部分,其在确保道路交通安全中发挥着不可替代的作用。其一般设置在路旁或道路的上方,使交通参与者获得确切的道路交通情报,从而达到交通的安全、畅通、迅速、低公害和节约资源的目的。交通标志主要有导向标志、车道标志、车距标志、轮廓标志等,是以一定的形式对交通实施调节、控制或传递有关道路交通信息,并对交通安全、顺畅以及提高运输效率起着非常重要的作用。


  1.3、 视线诱导设施


  视线诱导设施按功能大致可分为轮廓标、分流合流诱导标、指示和警告性线形诱导标、突起路标四类。轮廓标以指示道路线形轮廓为主要目的;分流合流诱导标以指示交通分流、合流为主要目的;线形诱导标以指示或警告改变行驶方向为主要目的;突起路标以辅助和加强标线作用,保证行车安全,提高道路服务质量为主要目标。它们以不同路侧重点来诱导驾驶员视线,使行车更趋安全、舒适。


  1.4、 防眩设施


  防眩设施是指设置在道路中央分隔带上用于清除汽车前照灯夜间炫光影响的道路交通安全设施。其布设一般要根据当地自然条件、地理条件以及路段条件,考虑采用不同防眩设施。对于气候条件较好的地区,一般在普通路段采用中央植树的办法进行防眩,在长度大于30m的构造物上采用中央分隔带设置防眩板方式进行防眩;对于气候条件较差的地区,一般在全段采用中央分隔带设置防眩板的方式进行防眩。防眩设施按构造可分为防眩板、防眩网、植树等。


  1.5、 隔离设施


  隔离设施主要作用是减少外界环境对高速公路运营系统的干扰,防止外界的人畜等进入,进而提高高速公路的通行能力,通常设置于高速公路建筑限界处。考虑到提高高速公路的安全性,一般要求全线隔离设施应进行全封闭布设,在遇到桥梁通道或天然障碍物时应断开封死,不应留有人、畜进入的空隙,如遇到小涵洞或小障碍物时,隔离设施应直接跨过。


  2、 交通安全设施运营评价方法


  交通安全设施运营评价具有重要意义,一方面可以为设施的改造提供依据,另一方面针对设计阶段和施工阶段提出改进意见。目前,交通安全设施运营效果评价通常采用指标法和构建评价模型等方式,如郭延永提出基于属性识别理论的高速公路交通安全设施系统属性综合评价模型;沙明华从道路线形、道路状态、交通设施、沿线环境等4个方面共14项危险因素进行界定,提出危险度的概念;边浩毅运用满意度理论和调查法对防护类设施进行评价。


  在影响交通安全的众多因素中,车流车速是重要的因素,车速的快慢直接影响着事故发生的可能性和事故严重程度,而交通安全设施的作用可以从控制车速上体现出来,因此,车速的变化规律,可系统的反映出交通安全设施的适用性。在某一路段,设置了限速标志,经现场测试,车辆在经过该限速标志时,出现车流速度增加的情况,这可解释为限速标志设置的位置不合理,没有起到提示警示作用,也就是交通安全设施适用性差。本文采用多目标跟踪雷达对高速公路危险路段开展试验研究,通过车流经过某一里程段车速的变化规律,来研究交通安全设施的适用性。


  3、 工程试验


  为了开展高速公路交通安全设施适用性现场试验,经对现场实际调查比选确定,共选取昆楚高速上行线的4段作为试验路段,分别是K73+860大红田隧道出口段、K74+003大红田隧道出口转弯段、K77+300匝道岔口段、K90+000榄板凳隧道进口端。


  3.1、 K73+860大红田隧道出口段


  昆楚高速上行线大红田隧道出口端,里程桩号为K73+860,为了采集车辆出隧道后车速变化情况,分析验证道路交通安全设施的适用性,本试验采用多目标追踪雷达对4个目标断面进行数据收集,得到各断面的平均速度。


  由图3可知,出隧道后,车辆处于加速状态,加速段长约100m,在第一个导向标志处达到最大,然后出现减速。从各时间段来看,白天平均速度整体较高,夜晚由于视线受阻,驾驶人员潜意识中降低速度,确保运行安全。驾驶人员在注意到第一个导向标志后,未采取减速措施,而是继续加速通过,反映出导向标志设置的位置存在滞后,适用性不强。因此,为了提高交通安全设施均衡性,可将导向标志前移,使其与驾驶员、车速、路况等有机统一起来。


  3.2、 K74+003大红田隧道出口转弯段


  试验过程中,因多目标追踪雷达设备监测距离限制,仪器安装于隧道顶无法监测到转弯路段,因此再距离隧道顶143m的路侧再次架设仪器监测。


  从各监测断面车速变化情况看,进入转弯路段过程中车速一直降低,路面减速标志前30m范围内车速降低较快,而进入路面减速标志后车速变化不大,这反映出路面减速标志的提示作用。当司机看到路面减速标志后,采取减速行为,而进入减速区域后,反而不减速。为了提高车辆进入弯道安全性,可将路面减速标志前移,达到尽早提示驾驶员减速的目的。


  3.3、 K77+300匝道岔口段


  高速公路匝道岔口和车流汇入点是高速公路危险路段之一,常因车速较快、交通通行信息复杂和观察视线不好等因素易造成交通事故。因此,这些危险路段对交通安全设施要求更高,如导向标志、减速标志标牌、提示标志标牌、三角区防撞设施等等。为了研究道路分岔口车速变化情况,找出与速度变化规律相一致的交通安全设施设置规律。在距离岔口三角区172m的地方安装多目标跟踪雷达,监测4个断面的车速变化规律。

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