盧聞夫

摘要 隨著氣候變化的不斷加劇，極端天氣事件的頻率和強(qiáng)度逐漸增加，極端天氣條件下的高速公路行車風(fēng)險(xiǎn)是當(dāng)前交通管理領(lǐng)域亟須解決的重要問題。該研究選取云南某高速公路在不良天氣下的實(shí)際情況，通過收集和分析當(dāng)?shù)貧v史天氣數(shù)據(jù)、交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及相關(guān)研究成果，對過往事故案例和交通數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，研究極端天氣對高速公路行車的影響因素。研究結(jié)果表明，極端天氣條件下，高速公路行車風(fēng)險(xiǎn)顯著增加；根據(jù)Logit風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型的輸出結(jié)果，當(dāng)能見度很低時(shí)，大霧天氣不建議出行；而冰雪天氣的整體車速建議值均小于雨天，能見度在100 m時(shí)，雨天和冰雪天的車速建議值相差最大，約為15 km/h。

關(guān)鍵詞 惡劣天氣；風(fēng)險(xiǎn)分析；高速公路；交通安全

中圖分類號 U491.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）12-0171-03

0 引言

隨著我國高速公路發(fā)展的不斷加快，交通安全問題日益突出。極端天氣是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的主要原因，當(dāng)前各個(gè)國家大力發(fā)展工業(yè)而沒有做到保護(hù)環(huán)境問題，極端天氣在全國范圍內(nèi)出現(xiàn)得越來越頻繁[1]。因此，如何在極端天氣情況下，保證公共交通安全已經(jīng)成為亟待解決的熱點(diǎn)問題。惡劣天氣主要包括暴雨、暴雪、覆冰、暴風(fēng)等天氣，這些天氣極大增加駕駛員的心理負(fù)擔(dān)并且影響空氣能見度以及車輛的牽引力。通過收集和分析歷史天氣數(shù)據(jù)、交通事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及相關(guān)研究成果，研究極端天氣對高速公路行車的主要影響因素。研究旨在深入分析極端天氣下高速公路行車的風(fēng)險(xiǎn)因素，并提出相應(yīng)的管制措施，以確保行車安全。

1 惡劣天氣對高速公路行車安全的影響分析

通常情況下，交通事故都是由人的活動、車的狀況、道路狀況等因素相互疊加的結(jié)果。當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，交警在責(zé)任判定的過程中，往往只會判定一個(gè)主要責(zé)任，其他因素常常被忽略[2]。在分析交通事故的過程中，通常認(rèn)為駕駛員為責(zé)任主體，認(rèn)為無論在任何復(fù)雜的情況下，駕駛員都應(yīng)該根據(jù)自身的駕駛經(jīng)驗(yàn)做出合理的應(yīng)急措施。其實(shí)這種看法對于駕駛員來說過于嚴(yán)格，因?yàn)槿说纳硐到y(tǒng)與汽車的控制系統(tǒng)十分復(fù)雜。當(dāng)駕駛員在行駛過程中，遇到復(fù)雜的道路狀況，神經(jīng)會處于高度緊張的狀態(tài)，偶爾可能會犯錯誤。當(dāng)駕駛員在疲勞駕駛過程中，這個(gè)犯錯的概率會提高，發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)也會相應(yīng)提高[3]。

如圖1所示，為惡劣天氣下交通事故治災(zāi)機(jī)理。在統(tǒng)計(jì)交通事故發(fā)生原因的數(shù)據(jù)中，在超速、超車、轉(zhuǎn)彎或者不良路況情況下，除了少數(shù)駕駛員粗心大意，大多數(shù)情況下發(fā)生事故的原因還是由困難的行駛環(huán)境所引起。

1.1 雨對高速公路行車安全的影響

下雨天空氣潮濕，路面會形成一層薄薄的水膜，使路面狀況發(fā)生改變，車輛的輪胎與路面的摩擦力會大大減小，汽車的制動效果會極大削弱。如果車輛處于突然啟動、剎車或者轉(zhuǎn)彎的過程中，則很容易引起汽車打滑或者翻車。特別是夜間照明度很低的情況下，駕駛員很難看清前方情況，更容易發(fā)生交通事故。圖2所示為不同車速、不同雨天條件下的制動距離。從圖2可以看出，相同車速情況下，濕潤天氣下汽車的制動距離是干燥天氣的二倍[4]，并且路面摩擦系數(shù)降低；隨著車速逐漸增加，雨天路面的剎車距離變化量大于干燥天氣。

1.2 霧對高速公路行車安全的影響

大霧天氣能見度很低、視線模糊，駕駛員很難看清前方的道路、路標(biāo)以及前后車輛，所以大霧天氣容易發(fā)生汽車追尾等交通事故。大霧天氣的空氣中會有很多顆粒物，光線會發(fā)生漫散，導(dǎo)致物體的亮度降低，這也是視野模糊的主要原因。所以，為了保證行車安全，應(yīng)適當(dāng)降低車速、打開車輛的霧燈和近光燈，提示其他駕駛員辨認(rèn)自身車輛，與前車保持充足的安全距離，保持高度警惕，提前做好應(yīng)急準(zhǔn)備措施。如表1所示為能見度對交通的影響[5]：

1.3 冰雪對高速公路行車安全的影響

在冰雪天氣，道路的能見度以及輪胎與路面的摩擦力都很差。當(dāng)車輛進(jìn)行制動或者轉(zhuǎn)彎的過程中，路面光滑，車輛很容易打滑失控，導(dǎo)致交通事故發(fā)生。并且，結(jié)冰路面在陽光照射下，路面的光會直接反射到駕駛員的眼睛里，也會對駕駛員行車安全造成影響。在降雪的天氣，雪花會嚴(yán)重影響駕駛員的視野，并且積雪會落在汽車前擋風(fēng)玻璃上，不易清理。當(dāng)路面有積雪時(shí)，被路過的車輛反復(fù)壓實(shí)，會嚴(yán)重減小汽車輪胎與路面的摩擦力。所以在冰雪天氣，駕駛員一定要緩慢行駛，并且遇到緊急情況時(shí)不能踩死剎車，正確做法應(yīng)是利用擋位變化降低車速。

2 惡劣天氣行車風(fēng)險(xiǎn)等級評估

2.1 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法概述

從安全工程方面考慮，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是用來評估不同天氣條件下駕駛所面臨的風(fēng)險(xiǎn)水平，是一個(gè)系統(tǒng)性的方法。也就是說，風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)是通過對歷史事故資料進(jìn)行分析和評估，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范去衡量系統(tǒng)的安全性或者危險(xiǎn)性。通過評估可以有效地制定更完善的安全措施和規(guī)定，以最大限度減少惡劣天氣下發(fā)生交通事故的可能性。

天氣預(yù)報(bào)和警報(bào)系統(tǒng)：首先了解當(dāng)?shù)氐奶鞖忸A(yù)報(bào)和警報(bào)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)將提供有關(guān)惡劣天氣條件的預(yù)警信息，包括降雨量、風(fēng)力、能見度等指標(biāo)。根據(jù)這些信息，駕駛員可以預(yù)估行車的風(fēng)險(xiǎn)等級。

道路狀況評估：在面臨惡劣天氣的情況下，通過關(guān)注交通廣播、社交媒體或其他渠道上的實(shí)時(shí)路況信息實(shí)現(xiàn)。道路上的積水、結(jié)冰、雪堆或其他障礙物都會影響行車安全。根據(jù)道路狀況評估，可以確定行車的風(fēng)險(xiǎn)程度。

駕駛員經(jīng)驗(yàn)和技能評估：考慮駕駛員自身經(jīng)驗(yàn)和技能對行車安全的影響，評估駕駛員的駕駛能力也是重要的一環(huán)。駕駛員應(yīng)誠實(shí)地評估自己在特定惡劣天氣條件下的駕駛能力，并決定是否有足夠的技能和經(jīng)驗(yàn)應(yīng)對可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

交通工具狀況評估：確保車輛的剎車系統(tǒng)、輪胎、雨刷器等設(shè)備都處于良好的工作狀態(tài)，可以提高行車的安全性。

2.2 惡劣天氣行車風(fēng)險(xiǎn)等級評估因素選取

該研究通過對相關(guān)文獻(xiàn)和資料的閱讀。在以往的研究中，對惡劣天氣交通風(fēng)險(xiǎn)等級的劃分通常僅以天氣本身以及氣象等級為依據(jù)。其實(shí)惡劣天氣造成的交通事故原因有很多，比如降水量、能見度、風(fēng)力、溫度和結(jié)冰、雪量、路面狀況、交通狀況以及駕駛員經(jīng)驗(yàn)和技能等。交通事故的發(fā)生是由人的狀況、車輛的性能以及道路的環(huán)境共同作用的結(jié)果，并且這些因素都具有復(fù)雜性和不可預(yù)測性。

2.3 惡劣天氣行車風(fēng)險(xiǎn)等級評估模型選擇

該文采用多元有序離散選擇模型，由于該項(xiàng)目采用的是問卷調(diào)查的模式進(jìn)行資料搜集，很難包含全部的影響因素，所以在模型中需要設(shè)定參數(shù)以修正當(dāng)前已知因素產(chǎn)生的影響。多元有序離散選擇模型是一種用于分析有序離散變量的統(tǒng)計(jì)模型，也稱為有序概率模型。其通過對有序分類變量建立概率模型以探索其與其他變量之間的關(guān)系。

多元有序離散選擇模型假設(shè)有一個(gè)潛在連續(xù)變量，該變量隨著自變量的變化而增加或減少，但只能被觀測到、并分為有限數(shù)量的離散類別。這些類別通常具有遞增或遞減的順序，例如非常不滿意、不滿意、一般、滿意和非常滿意。模型基于這些順序類別的概率分布函數(shù)，計(jì)算每個(gè)類別的概率，從而提高對因變量的估計(jì)。此外，模型通常使用最大似然方法進(jìn)行估計(jì)，其中估計(jì)參數(shù)的目標(biāo)是最大化模型的似然函數(shù)。這些參數(shù)包括關(guān)于自變量和因變量之間關(guān)系的斜率系數(shù)，以及關(guān)于每個(gè)類別的截距。使用這些參數(shù)，可以計(jì)算每個(gè)類別的概率，從而對因變量的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測和解釋。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

該觀測工程位于云南省昆明市，公路全長為1 780 m，雙向四車道，道路呈現(xiàn)為東西走向，規(guī)劃紅線寬度為40 m，北側(cè)綠線寬度為8 m。該公路設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅱ級，設(shè)計(jì)車速為60 km/h，路基寬度為25.5 m，沿線跨越大范圍的復(fù)雜地質(zhì)。該項(xiàng)目位于兩區(qū)交界段，分離式路基路段占全線總長超過65%。

3.2 評價(jià)模型建立

選取降雪量、路面濕滑度、能見度下降、駕駛員經(jīng)驗(yàn)等指標(biāo)作為風(fēng)險(xiǎn)因素。這些指標(biāo)涵蓋氣象條件、路面狀況、能見度、駕駛者因素、車輛狀況等方面。通過專家評估、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析或者模型訓(xùn)練等方法，確定每個(gè)指標(biāo)的相對權(quán)重，使得模型更貼近實(shí)際情況。采用層次分析法建立指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，形成完整的評價(jià)結(jié)構(gòu)。其次根據(jù)實(shí)際情況，將整體風(fēng)險(xiǎn)劃分為低、中、高三個(gè)等級，通過進(jìn)一步的細(xì)分使得評估結(jié)果更具體化。而為了確保數(shù)據(jù)的及時(shí)性和全面性，獲取的數(shù)據(jù)必須是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。最后將其應(yīng)用到實(shí)際情境中，比對實(shí)際結(jié)果與模型預(yù)測的一致性。如果有差異，需要對模型進(jìn)行修正和改進(jìn)，以提高其準(zhǔn)確性和可靠性。

3.3 惡劣天氣下車速控制方案

根據(jù)Logit風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型的輸出結(jié)果，得到了不同天氣下車輛速度的建議值，以便根據(jù)不同風(fēng)險(xiǎn)等級做出不同的預(yù)警管理方案。并且將搜集到的信息即時(shí)傳送給駕駛?cè)藛T，如果氣象條件改變，應(yīng)及時(shí)作出限速信息調(diào)整，從而減少不合理速度對交通事故的影響。

如圖3和圖4分別為不同坡度、不同氣象條件的建議車速，能見度區(qū)間處于50～200 m之間。當(dāng)能見度大于200 m時(shí)，車輛可以正常行駛；當(dāng)能見度小于50 m時(shí)，建議封閉道路。從圖中可以看出，能見度對大霧天氣的影響很大，當(dāng)能見度很低時(shí)，大霧天氣不建議出行。而冰雪天氣的整體車速建議值小于雨天，能見度在100 m時(shí)，雨天和冰雪天的車速建議值相差最大，約為15 km/h。

4 結(jié)論

該文通過收集文獻(xiàn)資料，根據(jù)建立的風(fēng)險(xiǎn)評估模型，對極端天氣下高速公路行車進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析并提出管制措施，主要得出以下結(jié)論：

（1）該文主要分析了云南省昆明市某高速公路交通事故的主要特征，針對出現(xiàn)事故的原因進(jìn)行了細(xì)致分析，并分析了雨天、霧天以及冰雪天氣對交通安全的影響。根據(jù)分析相關(guān)材料，探究極端天氣下對駕駛員、車輛以及道路環(huán)境的影響。

（2）根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估模型分析，得到了不同天氣下車輛速度的建議值。當(dāng)能見度很低時(shí)，大霧天氣不建議出行。而冰雪天氣的整體車速建議值均小于雨天，能見度在100 m時(shí)，雨天和冰雪天的車速建議值相差最大，約為15 km/h。

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