余巧玲

（貴州高速投資集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽 550001）

0 引言

經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸車輛的增加，極大地增加了高速公路使用負(fù)荷，其路用性能出現(xiàn)明顯下降。對于老舊路段實(shí)施有效養(yǎng)護(hù)，從而確保高速公路網(wǎng)絡(luò)順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。一些高速公路養(yǎng)護(hù)時，不會實(shí)施交通封閉，這就要求必須制定有效的安全交通組織體系，確保道路行車安全、順暢，并制訂科學(xué)的交通組織方案，設(shè)置合理的指標(biāo)評價交通安全。本文通過全面研究高速公路改擴(kuò)建階段出現(xiàn)的交通組織管理問題，目的是制訂出具有較高可行性的交通組織管理方案。

1 改擴(kuò)建施工段交通安全評價及組織體系建設(shè)

1.1 施工路段的交通安全評價

對交通安全進(jìn)行有效評價，具體分析不同路段、線路的安全狀況，對比各條道路在安全性方面存在的差異，在此基礎(chǔ)上提出針對性的舉措，確保道路交通安全。管理者作出科學(xué)決策，主要依據(jù)交通安全評價的相關(guān)信息，該評價過程分為如下四個階段[1]：

1.1.1 建立評價原則：通過應(yīng)用各項(xiàng)指標(biāo)及分析方法，由此得出合理的評價結(jié)果，是科學(xué)評價的具體要求。開展交通安全評價活動，必須有良好的指導(dǎo)思想及原則。

1.1.2 評價體系構(gòu)建：不同類型的指標(biāo)構(gòu)成了評價指標(biāo)體系，在該體系中各種指標(biāo)能有效結(jié)合，具有一定的互補(bǔ)性，從而對決策活動提供有效幫助。現(xiàn)階段，交通安全評價體系有宏觀和微觀之分。設(shè)定評價指標(biāo)時，必須充分結(jié)合評價對象及目標(biāo)，要求所用的評價方法及數(shù)據(jù)采集方法切實(shí)可行。

1.1.3 確定評價方法：評價方法分為定性評價和定量評價兩類。前者主要有專家評價法、Delphi 等，后者主要有灰色理論方法、模糊數(shù)學(xué)方法等，兩者有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)基于評價目標(biāo)的具體要求，綜合應(yīng)用兩種評價方法。

1.1.4 分析評價結(jié)果：評價完畢后，所得評價結(jié)果是對被評價對象具體情況的真實(shí)、客觀展現(xiàn)，符合預(yù)期目標(biāo)，并為之后的科學(xué)決策奠定基礎(chǔ)。若評價結(jié)果達(dá)不到上述目標(biāo)，則必須調(diào)整評價指標(biāo)體系。

1.2 交通安全組織體系

道路交通系統(tǒng)具有動態(tài)性，人、車、道路及環(huán)境是其重要構(gòu)成要素。建設(shè)公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，不論是道路條件還是運(yùn)營環(huán)境都發(fā)生巨大變化，道路通行受阻。項(xiàng)目建設(shè)階段，通過具體研究道路平穩(wěn)運(yùn)行的主要影響因素，明確思路，選擇科學(xué)方法提升道路通行安全性，確保道路暢通無阻[2]。

1.2.1 獲取衡量高速公路性能的關(guān)鍵指標(biāo)，必須借助專業(yè)測量工具，設(shè)計(jì)完整的交通組織模型，創(chuàng)建高速公路改擴(kuò)建施工階段的交通安全組織體系。

1.2.2 交通安全組織體系分為指標(biāo)層、模型層以及綜合層三個層級：其一，通過指標(biāo)層，能獲取到高速公路的各項(xiàng)重要指標(biāo)，對相關(guān)數(shù)據(jù)開展初步分析；其二，模型層是通過分析各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化模型，提升方案的有效性；其三，針對交通堵塞問題，綜合層能提出解決措施，確保道路安全暢通。

1.3 交通安全設(shè)施建設(shè)

1.3.1 布設(shè)交通標(biāo)志：發(fā)現(xiàn)、識別、理解和行動是司機(jī)觀察交通標(biāo)志的主要過程，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出交通標(biāo)志視認(rèn)模型。

1.3.2 交通標(biāo)線設(shè)置：其一，渠化誘導(dǎo)是設(shè)置交通線的目的之一，同時實(shí)現(xiàn)行車減速限速。通過渠化標(biāo)線，引導(dǎo)大型車輛和小型車輛分別在道路內(nèi)側(cè)和外側(cè)行駛，在不影響道路通行的前提下，確保工程施工順利推進(jìn)；其二，減速標(biāo)線的使用，基本是搭配各種交通標(biāo)志。減速標(biāo)線主要有視覺和涂料兩種減速標(biāo)線形式，對司機(jī)人員發(fā)出及時提示，減速行駛確保安全；其三，橫向分段設(shè)置路標(biāo)，主要有突起路標(biāo)和振動路標(biāo)兩種方式，有效提示司機(jī)降低車速，確保車輛不越道行駛；其四，為有效限制車速或合理導(dǎo)流，有些關(guān)鍵路段需要設(shè)置在橡膠減速帶、減速丘或粗糙路面帶[3]。

1.3.3 布置隔離設(shè)施：隔離設(shè)施在交通流內(nèi)部轉(zhuǎn)換的分離和導(dǎo)流方面，發(fā)揮了較大作用，在汽車行駛方向的分割線及施工作業(yè)區(qū)分、合流區(qū)，會配置隔離設(shè)施。錐形桶、砂結(jié)構(gòu)的輕型防撞墊等，都可用作隔離設(shè)施。

1.3.4 交通安全設(shè)施的調(diào)整：高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工，必須配套有交通安全設(shè)施，該設(shè)施的設(shè)計(jì)必須充分結(jié)合分階段交通組織規(guī)劃及施工組織設(shè)計(jì)。施工計(jì)劃內(nèi)容、程序環(huán)節(jié)及運(yùn)輸組織會相應(yīng)調(diào)整，要在此基礎(chǔ)上對交通安全設(shè)施進(jìn)行完善，內(nèi)容變動、功能完善及布局調(diào)整，從而與施工的不同階段及運(yùn)輸組織計(jì)劃相匹配。

1.3.5 交通安全設(shè)施的管理：高速公路建成通車后，有具體的運(yùn)營部門負(fù)責(zé)管理交通安全設(shè)施。高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工，需要多個單位相互配合工作，它們都會用到交通安全設(shè)施，在道路管理及養(yǎng)護(hù)方面就會出現(xiàn)各種問題，設(shè)施只用不管，受到損壞后不能及時修護(hù)，嚴(yán)重影響設(shè)施的使用價值。所以，高速公路的管理、養(yǎng)護(hù)必須由相關(guān)單位統(tǒng)籌負(fù)責(zé)。

2 交通組織模型分析

推進(jìn)高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目，不同路段的具體情況存在差異，對道路交通安全情況進(jìn)行評估，需要充分考慮各路段的線形坡度、環(huán)境指數(shù)、交通負(fù)荷等指標(biāo)。使用模糊分析法對道路交通安全進(jìn)行評價，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全評價模型。在不斷完善交通安全系數(shù)完善模型的基礎(chǔ)上，確保交通組織方案內(nèi)容完整，具有較高的可行性。

2.1 交通安全評價模型

現(xiàn)階段，指標(biāo)數(shù)值評價模型、指標(biāo)屬性評價模型的應(yīng)用范圍較廣。模糊分析法的應(yīng)用關(guān)鍵在于計(jì)算指標(biāo)值隸屬度，為有效設(shè)置關(guān)鍵指標(biāo)，必須明確相應(yīng)的隸屬函數(shù)，確保各項(xiàng)指標(biāo)符合要求。隸屬函數(shù)包含多種類型，根據(jù)指標(biāo)種類的不同可劃分為成本型、效益型隸屬函數(shù)；依照函數(shù)結(jié)構(gòu)的差異可分為三角函數(shù)、曲線函數(shù)、梯形函數(shù)等。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)用三角函數(shù)、曲線函數(shù)，可促進(jìn)評價結(jié)論的隸屬度向量離散化，相較于其他類別函數(shù)，其模糊度變低。綜合比較后，對于高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工期的交通安全評價指標(biāo)體系，為高效快速明確指標(biāo)屬性值，需要使用三角形隸屬函數(shù)，構(gòu)建模型結(jié)構(gòu)，步驟為[4]：

2.1.1 創(chuàng)建指標(biāo)集，高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工階段，通過模糊綜合分析法創(chuàng)建其交通安全評價指標(biāo)體系目標(biāo)層矩陣：

U={U1,U2,U3,U4}={交通特征，司機(jī)特征，交通基礎(chǔ)設(shè)施，其他因素}；

2.1.2 各指標(biāo)影響因素定義Uij，如U2={U21,U22,U23}={視覺因素，心理因素，視距因素}；

2.1.3 合理劃定各指標(biāo)權(quán)重值，根據(jù)專家評分建立指標(biāo)權(quán)重矩陣W；

2.1.4 建立評語集{優(yōu)，良，中，較差，差}，應(yīng)用三角隸屬函數(shù)建立評價矩陣Ri。建立總評價矩陣R及指標(biāo)權(quán)重矩陣W，得到模糊評價向量S=W·R，最終得到評價分級。

2.2 交通組織模型

有些路段較為特殊，處于各條道路匯合點(diǎn)位置，養(yǎng)護(hù)時需要高度重視其交通安全風(fēng)險，車輛途經(jīng)匯合路段時，需要降速后保持勻速行駛。在這種要求下，交通引導(dǎo)點(diǎn)和匯合點(diǎn)間距要超過車輛減速距離。減速過程曲線見圖1。圖中jmax表示車輛逐漸減速到勻速；a點(diǎn)表示出現(xiàn)交通安全事故；b點(diǎn)表示開始剎車；c點(diǎn)表示開始減速；d點(diǎn)表示速度逐漸降低至勻速；e點(diǎn)表示保持勻速行駛。

圖1 車輛減速過程圖

tr表示司機(jī)的反應(yīng)時間；ta表示剎車操作時間；ts表示車輛降至勻速的時間；tv表示保持勻速的時間；v1表示車輛的初始速度；v2表示車輛從減速至勻速的平均速度；φ1表示路面摩擦系數(shù)；d0表示安全車距。由此可計(jì)算出車輛的最小減速距離：

完善安全評價等級，需要結(jié)合計(jì)算出的結(jié)果，構(gòu)建起評價等級矩陣A={優(yōu)0.9，良0.7，中0.5，較差0.3，差0.1}，評價等級超過良時，此時行車安全受到施工的影響并不明顯，司機(jī)反應(yīng)時間tz更短。

司機(jī)的定義安全反應(yīng)時間tz=(1-Ai)·2s；通過分析具體車速及減速過程明確式中2s，根據(jù)車輛行駛類型及事故出現(xiàn)后行車路線，計(jì)算出車輛最小減速距離。

3 驗(yàn)證分析

3.1 道路行車安全分析

以下主要介紹改擴(kuò)建施工路段交通組織行車安全分析方法及流程：

3.1.1 指標(biāo)屬性值：結(jié)合數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場調(diào)研及專家評價等方式，針對改擴(kuò)建項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)的安全評價，合理明確評價指標(biāo)。

3.1.2 指標(biāo)權(quán)重：根據(jù)專家打分結(jié)果明確不同指標(biāo)的權(quán)重，設(shè)計(jì)判斷矩陣，明確各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，對其一致性進(jìn)行有效檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)CR＜0.1，在此基礎(chǔ)上通過加權(quán)平均計(jì)算出最佳指標(biāo)權(quán)重值。

3.1.3 建立模糊矩陣：根據(jù)指標(biāo)屬性值、指標(biāo)權(quán)重所列數(shù)據(jù)，創(chuàng)建相應(yīng)準(zhǔn)則層指標(biāo)的模糊判斷矩陣R，依據(jù)模糊判斷矩陣計(jì)算得出準(zhǔn)則層、二級指標(biāo)層的相應(yīng)權(quán)值矩陣W。

3.1.4 改擴(kuò)建項(xiàng)目施工交通安全評價結(jié)果向量S=W·R。即S=[ ]0.085,0.309,0.368,0.153,0.029 。高速公路改擴(kuò)建項(xiàng)目施工階段交通安全評價等級的隸屬度從大到小依次為優(yōu)＞良＞中＞較差＞差，例如評價等級“中”的隸屬度最大為0.368，評價等級“良”的隸屬度為0.309。

3.2 道路交通組織分析

車輛最小減速距離計(jì)算公式為

式（3）中：v1表示車輛初始速度，值為76.8km/h；v2表示車輛降至勻速期間內(nèi)的平均速度，值為30km/h；交通安全等級為“中”，駕駛員反應(yīng)時間tr為1.2s，定義安全反應(yīng)時間tz=(1-0.5)·2s=1s；剎車操作時間ta取0.1s；車輛從減速到保持勻速的時間ts取0.2s；道路表明附著系數(shù)φ取0.4；安全車距d0取10m，可算得車輛的最小減速距離為110m。

3.3 模型仿真分析

通過應(yīng)用VISSIM 設(shè)計(jì)出路網(wǎng)仿真模型，交通量取3156pcu/h、大車占比取1∶4。仿真分析高速公路的各交通引導(dǎo)點(diǎn)，可算出交通延誤時間：其一，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為110m 時，延誤時間按72s；其二，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為130m 時，延誤時間按60s；其三，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為150m時，延誤時間按52s；其四，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為170m 時，延誤時間按48s；其五，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為190m 時，延誤時間按42s；其六，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為210m 時，延誤時間按36s；其七，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為230m 時，延誤時間按42s；其八，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為250m 時，延誤時間按48s；其九，當(dāng)引導(dǎo)節(jié)點(diǎn)為270m 時，延誤時間按56s。

行駛在道路的所有車輛中，大型貨車占一定比例，充分考慮交通延誤時間，在距離施工場地200m 的距離處設(shè)置交通引導(dǎo)點(diǎn)，提升車輛行駛安全性。借助于VISSIM、SSAM 軟件，仿真分析交通狀況，由此獲取交通沖突數(shù)據(jù)，如表1 所示。

表1 沖突次數(shù)表

通過分析表1 可知，距離施工場地200m 處的道路通行狀況良好，根據(jù)交通延誤時間的具體要求，在此處設(shè)置引導(dǎo)點(diǎn)，確保車輛平穩(wěn)、安全行駛。

4 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)分析交通安全評價結(jié)果，可確定該改擴(kuò)建項(xiàng)目施工階段交通安全等級為中級，鑒于當(dāng)前交通運(yùn)行狀況，不能確保車輛安全行駛，交通組織管理無序，導(dǎo)致出現(xiàn)各種交通事故，不利于項(xiàng)目施工順利推進(jìn)。借助交通安全評價等級，對道路交通安全狀況有全面了解，針對道路養(yǎng)護(hù)施工期的交通組織節(jié)點(diǎn)，應(yīng)用VISSIM+SSAM 開展全面仿真分析，不斷完善交通組織架構(gòu)，確保車輛減速時段內(nèi)能高效通行，以提升施工階段道路通行效率及安全性。本文設(shè)計(jì)的交通安全組織模型評價體系，有助提升高速公路養(yǎng)護(hù)施工期間交通組織管理水平，經(jīng)濟(jì)效益明顯。