线形安全设计的探讨

　摘要：介绍了国内外道路安全研究的现状，分析了我国道路线形设计中存在的问题，对我国道路安全设计的发展趋向进行了展望。
　　
　　关键词：道路线形安全设计　设计车速　运行车速　道路安全　审计

　　1　国外道路安全研究现状
　　
　　近年来，发达国家开始研发道路安全设计理念并加以实施，通过识别并消除事故黑点降低交通事故，并开展道路安全审计提高道路安全水平。
　　
　　目前交通事故统计数据建立的微观数学模型有四种：用概率统计分析方法分析单变量因素；用前后对比分析法研究交通安全改造措施的效果；采用相关分析法（包括常用的回归分析法）探索道路交通事故及其相关因素之间的关系；运用经验分析和专家判断法建立交通事故分析模型。
　　
　　道路安全审计的概念产生于80年代的英国，由公正独立、有资质的人员对道路项目(已建或将建项目)的规划、设计、施工和服务期阶段进行全方位的安全审计，揭示道路发生事故的潜在危险因素及安全性能，给出合适的安全改进对策，使安全隐患消除或降到最低。目前，澳大利亚AUSTROADS出版发行的《道路安全审计》和美国设计的交互式安全设计模型IHSDM代表了安全审计的发展方向。
　　
　　2　国内道路安全研究现状
　　
　　我国正处在公路建设蓬勃发展期，同时也处于交通事故的易发期，道路因素在交通安全中的作用正逐步被人们认识。2004年交通部提出了重要的设计理念：坚持“以人为本”的指导思想，重视公路交通安全问题，加强公路交通安全性评价，以提高公路交通安全水平。目前，我国公路路线安全设计的研究主要从设计指标修正和路线设计安全评价两方面进行。
　　
　　在公路设计指标的研究方面，《公路工程技术标准》在二十多年内修订了四次，一方面说明我国重视总结公路建设中出现的许多新问题、新情况，另一方面说明标准的修订滞后于工程实践。目前的研究或是以传统的汽车动力学为基础，或是基于调查资料对个别指标进行回归分析。如北京工业大学刘小明教授等针对道路交通事故生成机理、驾驶员驾驶行为进行研究，建立了驾驶行为模型来分析道路设计方面的缺陷。同济大学郭忠印、方守恩等结合新疆路网黑点改造工程，研究了公路设计对交通安全的影响，提出事故多发位置的鉴别与改造方法等。但由于我国公路建设的安全研究起步较晚，道路安全事故统计数据量很少，进行系统的统计分析发现其规律性还有待时日。
　　
　　路线安全评价主要有专家评议和建立公路设计综合评价体系两方面。由于提供给专家的信息有限，且不同专家考虑问题的方法及侧重点不同等因素，专家评议很难做到全面客观。综合安全评价体系中利用多级综合模糊评价或层次分析法进行评价、选优，但其某些技术指标缺乏科学论述，且对安全性考虑还不够完善。到2005年我国已实施过或参与道路安全审计的单位、人员仍较少，大部分交通行业的从业人员也没有参加过道路安全审计的培训。如何确定定量审计指标是目前我国开展道路审计的难点。公路科学研究所于2006年完成的“西部地区公路交通安全评价”，其成果预计将为相关的道路安全审计工作实践提供重要的技术支撑。　3　我国道路线形设计中存在的问题
　　
　　3.1线形一致性差、设计要素不相容
　　
　　我国现行标准、规范中是根据设计车速确定线形。但这存在以下不足：第一，根据规定的设计车速所做的设计不一定能保证线形标准一致。第二，根据规定的设计车速所做的设计不一定能保证设计要素之间的相容。第三，设计车速和运行车速之间存在差别。特别是山区公路设计中若未将纵面与平面线形要素结合考虑，同时使用最小值就可能不安全。我国标准中虽提出了一些运行车速的设计概念，如长直线尽头或大半径曲线连续延长之后不宜采用小半径曲线，连续曲线指标应均匀等，但技术指标还是以采用固定设计车速为前提。
　　
　　路线与构造物的适配性较差就是设计要素不相容的一个例子。《公路路线设计规范（JTJ001-94）指出“调查表明，因桥梁、隧道的设置导致线形不连续的路段，事故多发。”目前，一些合法但不合理的设计，如在进洞口洞外段设置较长、较大下坡，在洞口设置小半径曲线进、出洞，由于结构物会使生理心理变化较大而引发交通事故。为了突破目前平面、纵面线形分割设计的传统模式，使路线与其构造物具有良好的一致性，推荐使用线形一致性判定指数进行量化评价。目前已被证明具有相关性的一致性评价指标包括：平均半径，（区间内）最大半径/最小半径，平均直线长度、竖曲线平均曲率系数进行评估。
　　
　　3.2标准一限到底、呆板执行规范
　　
　　当前我国在公路标准及指标运用方面应多考虑地区间的差异，不应一限到底。此外，目前标准中路基宽度与车速存在明确的对应关系，从功能上看两者虽相互联系但各有侧重，并不具有明确的依赖性，要求对应的规定可能限制了更合理的设计，易造成设计人员对规范的错误理解，难与地形协调。
　　
　　在规范的执行方面，目前有些设计人员不能也没有充分理解、探索指标的功能和内在联系，只要是规范中规定的就盲目地照搬照抄，造成了许多合法但不合理的设计。例如平纵组合中较为呆板的“平包竖”做法。实际中由于地形条件的限制，必须满足平竖重合是非常困难的也是不必要的。此外，“平包竖”考虑了驾驶者的视觉和心理要求，但只给出定性的结果，且对平竖曲线组合路段上的视距仍沿用停车视距，而没有专门的规定，这些都是造成平纵组合不良路段事故多发的原因。国外常用的平、纵曲线组合设计的规定中比较流行的是AASHTO和TAC加拿大运输联台会所提倡的曲线前视距设计法PVSD（Previewsightdistance）。PVSD是指在汽车驶入曲线前必须的视距，它考虑实际行车速度和驾驶员心理、视觉的需要，因此更符合汽车在平纵组合曲线上行驶的实际情况，此法可以补充《公路线形设计规范》方法中的一些不足。
　　
　　3.3安全研究与线形设计脱节
　　
　　目前我国公路安全问题的研究仍停留在“事后型”阶段，离防患于未然还相去甚远。为了避免事故多发路段的重复出现，应通过对公路历年交通事故统计资料的前／后对比分析，得出各种不同特征的主要线形的安全特性。此外，我国规范是通过规定指标下限值来确保行车安全，而国外则同时规定指标的上限值和下限值，这样可更大程度地保证线形连续。
　　
　　为了优化线形设计，需明确各指标对功能性、安全性或舒适性的不同影响，对功能性、安全性有较大影响的主要指标应强制执行，对舒适性有较大影响的次要指标可灵活掌握，而对某些超标指标经论证后也可采用。高规格的设计不一定能产生良好的效果，特别是在山区高速公路设计中，某些路段线形指标不应太好，保证线形连续才是安全设计的根本，路线安全设计方案可按图1进行。
　　
　　4　道路线形安全设计的发展趋势
　　
　　公路路线设计中采用运行车速进行设计，其明显的安全效益正逐渐被认同，如澳大利亚、法国、德国、波兰、瑞士和英国等国。国外线形设计也十分灵活，同一条公路的设计车速视地形、地貌分段变化，曲线直线衔接过渡自然，纵坡均匀很少有大填大挖，并设有醒目的限速标志。例如日本坡长、坡度的运用充分考虑地形、地貌条件，允许超过坡道限制，若超过限制坡长则增设爬坡车道，其纵坡在5%～7%的段落较多，坡长亦比我国标准规定大得多，对纵坡较大的段落，通过分别布设上下行坡度来节省工程量和提高行车速度。
　　
　　目前，我国公路建设已由平原区逐步转到山区，过去采取逢山披路、遇水架桥的粗放型设计已无法满足复杂地形、地理环境对线形设计的高要求。因此，在公路的设计之初，应依照现行标准、规范，以保证路线整体的可靠性为设计原则。为了能较好地满足道路使用者的要求，可采用运行车速和设计车速对路线进行检验。2004年《公路建设项目安全性评价指南》已初步提出采用运行车速对我国高速公路和一级公路进行安全评价，直线段与相邻曲线段的运行速度之差不宜超过20km/h，且设计车速与运行车速差值也不宜超过20km/h。我国路线设计的安全考虑从无到有并逐步规范化，通过线形安全评价能使路线更满足道路使用者的期望，以期为道路使用者构筑宽容型的安全道路。
　　
　　参考文献
　　
　　1中华人民共和国交通部,JTJ001—2003,公路工程技术标准[s].
　　
　　2中华人民共和国交通部,JTJ001—94,公路路线设计规范[s].
　　
　　3陈胜营,汪亚干,张剑飞.公路设计指南[M]北京:人民交通出版杜.2000.
　　
　　4陈永胜,刘小明.道路安全设计理论体系回顾与展望[J]北京工业大学学报,2001,27(1):l一3
　　
　　5梁夏,郭忠印,方守恩.道路线形与道路安全性关系的统计分析[J].同济大学学报,2002,30