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1、重大科技项目可行性报告及经费概算项目可行性报告 项目名称 公路长坡陡坡路段交通安全保障关键技术与示范工程项目计划类别 重大科技专项重大社会发展项目 目 录一、立项的背景和意义1二、国内外研究现状和发展趋势32.1 交通事故发生机理及安全评价的研究52.2 长陡下坡交通安全方面研究52.3 长陡下坡交通安全设施方面研究62.4公路长坡陡坡路面性能研究82.5 存在问题和对策8三、项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点113.1 研究目标113.2 主要研究内容113.3 拟采用的关键技术133.4 特色与创新之处14四、项目预期目标164.1 要达到的主要技术指标174.2 应用和产业化前景
2、174.3 获取自主知识产权的情况18五、项目实施方案、技术路线、组织方式与项目分解185.1 实施方案与技术路线185.2 组织方式205.3 项目分解21专题1：人-车-路-环境系统动力模型22专题2：长陡下坡路段交通安全基础技术研究22专题3：长下坡路段评价与改善仿真系统构建技术22专题4：长陡下坡路段交通安全保障技术示范235.3 组织形式与项目分解23六、计划进度安排24七、现有工作基础和条件257.1申请单位简介257.2研究基础257.3 申请人简历277.4 项目组人员结构287.5 项目研究拟投入的主要软、硬件与试验研究设备307.6 已开展的前期调研和分析研究31附表：省级
3、科技计划项目经费概算表32概算编制说明：33一、立项的背景和意义交通事故是世界性的严重社会问题，全世界每年死于道路交通事故的高达120万人，受伤者达5000万。交通事故造成的经济损失在高收入国家为其NGP的2%，中等收入国家为1.5%，低收入国家1%。在美国，每年造成4万多人死亡，200多万人受伤，在欧盟国家，每年有5万多人死于交通事故，150多万人受伤，并有15万多人终生残疾，将近20万家庭因道路伤害而丧失亲人或留下残疾的家庭成员。道路交通事故已成为“现代社会的第一公害”和全世界范围内受到普遍关注的社会问题。交通事故的伤亡与战争、疾病和自然灾害一样，严重地危害人类的生命安全，交通安全成为各个
4、国家所面临的挑战性问题之一。近年来随着我国经济的快速发展，公路交通运输基础设施得到了前所未有的发展。公路通车里程迅猛增长，高速公路已通车总里程达5.3万公里，高速公路通车里程已跃居世界第二位。公路交通的快速发展和汽车的普及一方面给人们的出行带来了方便，另一方面又使人们面临着交通事故高发的严峻形势。20世纪90年代以来，我国道路交通事故发生次数、死亡人数、受伤人数等各项指标均远远超出世界平均水平。虽然自2003年以来我国道路交通事故死亡人数连续6年下降，但2008年万车死亡率仍然达到4.6，位居世界各国之首，远高于全世界平均万车死亡率的水平，而日本只有0.61%。浙江省是我国民营经济发达的省份，
5、近年来汽车拥有量急剧膨胀，公路交通运输繁忙，尽管各部门在交通管理方面做了大量工作，采取各种措施，如重拳严查超载和酒后驾车等，取得显著效果，但由于引发交通事故的原因很多，浙江省交通安全形势依然不容乐观。据统计，2008年浙江省共发生道路交通事故26111起，死亡6063人、受伤28913人、万车死亡率达6.65。交通事故成为人们生命财产安全的最大威胁。浙江省山地和丘陵约占全省土地总面积的三分之二，地势落差大，大量公路穿越多高山峻岭，伴随频繁的隧道、高架桥，长坡和坡陡路段越来越多。由于长坡陡坡路段不利的道路行车条件，容易导致驾驶人员对路面状况估计不足和视觉判断失误，加上时有超载、疲劳驾车等导致操作
6、不当失控，近年来长坡、陡坡路段重特大交通事故发生率呈上升趋势，许多路段成为“死亡坡”、“食人坡”。长坡路段由于汽车失控等导致重特大交通事故时有发生，造成重大的人员伤亡和经济财产损失，严重威胁人们日常出行，给社会和谐稳定带来不利影响。长坡陡坡事故多发一直是公路管理的难点和关键。事实上导致长坡特重大交通事故发生的因素包括驾驶行为、道路状况、气候环境条件、汽车动力性能、现场交通安全防护设施和交通管理服务水平等有关。目前国内外对于长陡下坡路段的交通安全研究还多限于交通事故统计、避险车道、安全治理的定性分析，未有结合驾驶行为、道路几何线形特征与路面抗滑性能，汽车动力特性以及环境影响等诸因素进行系统研究，
7、缺乏针对长陡下坡路段事故发生机理和长陡下坡路段路面抗滑性能指标标准研究，不能从根源角度对长陡下坡的交通安全状况作出全面判断, 尚未建立系统的有针对性的交通安全保障体系。因此，开展长坡路段交通安全保障技术研究并实施示范工程，最大限度降低长坡路段交通事故率和遏制恶性交通事故率抬头，也为其他路段的事故预防提供重要借鉴,这对有效提升公共交通设施服务技术水平是十分必要的，这对当前保障公众生命财产安全和维护社会稳定、促进“平安、和谐浙江”建设，必将起到十分积极的作用。本项目拟针对我国公路长陡下坡路段特大交通事故现象的日益突出的现状，以浙江省典型长下坡路段为研究对象，采用多学科交叉技术集成创新方式，提出“阈
8、值法交通事故机理法”组合模型，分析长下坡路段人-车-路-环境系统动力特性，揭示车辆在长下坡路段轮胎-路面作用机理，建立长下坡路段交通安全评价模型，研究各种长坡路段交通安全设施的原理、特性及适用的条件，利用系统要素模型的集成，形成长下坡路段评价与改善仿真系统，开发浙江省基于人-车-路-环境系统的长下坡路段交通安全综合改善集成关键技术，达到最大程度地减少长陡下坡路段交通事故发生及其造成的损害，形成有效的长坡系坡路段交通安全保障体系。本项目的完成将拥有两项自主知识产权的发明专利，建立起长坡陡坡路段交通安全保障体系，通过示范工程实施，全面提升浙江省公路长坡路段交通安全服务水平。二、国内外研究现状和发展
9、趋势针对交通事故的严重危害和引起的严重社会问题，世界各国正在不同程度地从道路工程、交通工程、汽车工程、安全教育和法律法规等多方面采取对策，制定了诸如“公路安全法”、“汽车安全措施法”、“道路交通法”、“道路运输法”等一系列法律、法规、工程措施。也建立或设立了大量有关交通安全的国际性组织、技术研究协会等，如国际道路联合会，交通和运输工程国际会议，世界安全和车祸预防会议等，以及一些机构和组织，皆在研究各种技术和措施，减少交通事故的危害，降低死亡人数和经济损失，促进人类文明与进步和经济发展，并取得了很多成果。从上世纪60年代开始，各国纷纷建立道路交通安全管理部门，发达国家陆续开始创立国家道路交通技术
10、和科研机构，道路安全决策是其职责之一。例如，成立于1971年的瑞典国家道路和交通研究所，英国道路研究实验室(现名TRL Ltd)，澳大利亚阿德雷德和悉尼事故研究小组以及澳大利亚道路研究董事会。美国在国家交通管理机构内设置了类似的研究机构，以便更直接地参与有关政策制定过程。同时，美国还成立了诸如国家交通安全理事会和交通研究理事会(美国国立科学院的一部分)等正式咨询机构，提供独立的建议和指南。这些全新的道路安全专业研究机构。开展了更大规模的科学研究，带来了对道路安全和干预措施的巨大变化，如为了降低事故率，改善道路安全状况，欧盟道路安全专家委员会1991年提出了欧洲道路安全政策报告，该报告通过分析道
11、路安全状况，提出了60多种技术对策。通过实施这些措施至2000年，因道路交通事故死亡的人数和严重受伤的人数降低了20-30%。2.1 交通事故发生机理及安全评价的研究国内外交通事故发生机理及安全评价研究大体经历了事故统计分析交通事故预测交通安全评价和交通事故预防等四个阶段，国外研究表明，道路安全评价可有效地预防交通事故，降低交通事故数量及其严重程度，减少道路开通后改建完善和运营管理费用，提升交通安全文化，其投资回报是15-40倍。我国的道路交通安全评价与发生机理研究目前处于起步阶段，主要以事后评价研究和交通事故黑点鉴别与改善技术的研究较多，属被动性治理，对减少交通事故的危害性也起到了一些作用，
12、但要从根本上减少和消除交通安全中存在的危险因素，必须从组成道路交通的复杂系统全面入手才能使交通运输安全水平得到根本性的提高。道路几何线形特征、路面防滑性能、隧道、高架桥及路边环境对驾驶员视觉、心理和生理等产生不同程度的影响，例如会引起驾驶员错觉、心理紧张等，从而产生安全隐患，引发交通事故。研究表明，平竖重合时，凹型竖曲线使平曲线显得更平坦，而凸型竖曲线则使平曲线显得更急剧。这种弯道错觉将引发交通安全问题。对浙江省上三高速公路（上虞三门）交通事故的调查分析表明：平凹组合的死亡率、受伤率和伤亡率是平凸组合的2倍左右，表现出较高的事故严重程度；超速行驶是平凹组合的主要原因之一。因此长下坡和连续边坡凹
13、路段的安全性亟待全面深入研究。2.2 长陡下坡交通安全方面研究长陡下坡交通安全问题已引起各国交通专家的重视，国内外对于长陡下坡交通安全方面研究从19世纪末开始展开多方面的专项研究，总体上国外相关研究领先于国内。美国公路与运输协会(AASHTO)2001年发布的公路和街道几何设计政策(俗称“绿皮书”)中指出，对于现有公路来说，只要有需要，避险车道就应该被设置，事故的历史记录(对于新建公路来讲，可参考相似公路上的事故记录)和与工程判断相结合的货车下坡时的运行情况，常常用于确定避险车道是否需要。澳大利亚昆士兰州的公路规划和设计指南，指出在长大下坡存在的地方，在适当位置设置避险车道是合理的。还指出，车
14、辆失控主要是由于过热或机械衰退引起了制动力丢失，或是由于驾驶员在适当时间换低档失败造成的。国内对于长陡下坡的交通安全研究相对滞后，但对于长陡下坡路段重特大事故频发的情况已引起国内研究人员的高度重视，但还局限于对于事故发生原因、预防措施的定性研究。北京工业大学的刘倩文等人以某高速公路重大交通事故的统计分析和典型事故案例为基础数据，分析了长大下坡安全隐患中的若干关键问题，并指出避险车道应设置在越界频率高的地段。郑蔚澜、白书锋等对公路避险车道平均阻尼系数的进行了研究；张建军在连续长大下坡路段避险车道设置原则研究一文中分析了典型车型在长下坡路段等速行驶时各种制动方式下的制动器温度，确定以无辅助制动方式
15、下车辆后轮制动器温度为设置避险车道的依据，并依此建立车辆在长大下坡路段行驶时制动器温度与下坡坡度、下坡速度和距坡顶距离之间的关系模型。我国近年来一些长大坡沥青路面抗车辙性能研究，一定程度提高路面行车安全性。我国目前对长陡下坡交通安全的研究主要还处于事故的统计分析研究，国内一些研究机构和部门几年前开展了事故多发地段治理和道路安全评价的初步研究，但目前尚没有提出比较完整的道路交通安全评价系统的框架，主要还是依靠历史数据和经验，且主要研究集中于车辆安全技术方面，在人和路方面的研究却相当欠缺。2.3 长陡下坡交通安全设施方面研究防撞护栏安全设施是使偏离正常行使轨迹的车辆与护栏发生碰撞而被减弱或被阻止，从而减小或避免二次事故的发生。在长陡下坡路段行驶车辆若发生事故，所造成危害较其它路段更严重。因为偏离行驶轨迹的失去控制车辆下行过程中势能转化为动能，使车辆移动速度更大，在与护栏发生碰撞时，二者碰撞产生的撞击力更大，护栏及其地基产生过大的塑性变形和破坏。国内外对公路护栏有大量研究，但长坡陡坡路段的特殊性专门研究很少。所以对长陡下坡路段的安全设施应进行专门研究，并进行特殊设计。在长陡下坡信息控制方面，以往的研究和目前的实践主要集中于分散站点式区域管理与控制，无法对全线运转状态统一调度与管理，很难从总体上掌握全线信息和控制，更不能建立整体上相互联系的统一网络系统，因此目前的研
