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1、道路线形设计中安全问题研究综述目 录插图索引i附表索引i1.绪论11.1.背景及目的11.2.国内外研究状况21.3.主要内容及结构62.平面设计中的安全问题72.1直线线形与安全72.1.1长直线的安全问题72.1.2短直线的安全问题92.2平曲线的安全问题102.2.1平曲线半径与安全102.2.2缓和曲线与安全11 2.2.3 弯道个数与安全3.纵断面设计中的安全问题133.1纵坡与安全133.1.1纵坡坡度与安全133.1.2纵坡坡长与安全143.2竖曲线与安全153.2.1竖曲线半径与安全153.2.2竖曲线长度与安全154.道路横断面设计中的安全问题164.1.1路肩宽度164.1
2、.2中间带宽度16 4.1.3 行车道宽度4.2道路视距与安全184.3 平曲线加宽与安全4.4 平曲线加宽与安全5.道路线形组合与行车安全226.总结及展望24致 谢25参考文献26插图索引图1.1 IHSDM模型 5图2.1 潜在事故和直线长度关系9图2.2 短直线长度实例.图2.3 弯道密度与事故率关系12图3.1 故次数与坡长的关系.图4.1 弯道处的视距 19图4.2 凸行路段处视距. 20 同向曲线实例23附表索引表1.1 行驶速度与视野的关系8表2.1 曲率与交通事故率关系统计表11表3.1 道路纵坡度与事故率的关系 表4.1 分隔带对事故率影响17表4.2 行车道宽度的规定18
3、表4.3 视距与事故率的关系20表5.1 平曲线与纵坡组合处的事故率24绪论交通运输是联系国民经济发展各部门的纽带，是促进经济发展的基础条件。近十多年来随着我国经济的高速发展，交通运输在经济发展中的促进作用越来越突出，特别是公路建设的飞速发展，对于保障我国经济的快速、健康发展起到了重要的作用。但随着我国公路里程的不断增长，我国的公路交通安全形势日趋严重，交通事故死亡率的绝对数近几年来高居世界第一。如何解决国内日趋严重的公路交通安全问题，已引起有关国内外专家的高度重视并取得了一定的研究成果。因此，科学地分析公路事故频发的诱因，展开以减少交通事故或降低交通事故的受害程度为目标的交通安全研究迫在眉睫
4、。1.1. 背景及目的道路交通安全是一个世界性的问题，自地球上诞生汽车以来，人类即面临着交通事故的威胁。据有关资料报告，在汽车发展的100多年历史中，全球死于道路交通事故的人数已达三千多万。而对于汽车数量正在飞速增长的中国，道路安全问题更是摆在我们面前的一大难题。据北京市公安局公安交通管理局高级工程师翟忠民透露，多年来中国每年因交通事故死亡人数均超过10万人，居世界第一。中国的道路交通安全形势非常严峻，统计数据表明，每5分钟就有一人丧身车轮，每1分钟都会有一人因为交通事故而伤残。每年因交通事故所造成的经济损失达数百亿元。虽然导致交通事故发生的主要原因可归结为不按规定让行、纵向间距不够、措施不当
5、、疏忽大意、超速行车等五大违章行为但道路条件与交通安全的关系却也是密不可分的。正如交通理论权威专家郝塔教授认为的： 不管各方面的意见如何只是驾驶员一方面的错误，决不会引起最严重后果的事故 事故的主要部分往往是不安全与危险的道路条件引起的。道路交通是以“人、车、路和交通环境” 四个基本要素组成的庞大体系。交通事故产生的原因也是多方面的，包括道路环境、交通条件、车辆状态以及驾驶员特性等。各种主客观因素的交错影响最后综合作用于驾驶员身上，使驾驶员的心理受到冲击，操作反应不及时或被迫做出错误判断而引发交通事故。因此本文主要从道路线形设计的角度出发，讨论道路的交通安全问题，以及提出一些注意事项及较为可行
6、的解决措施。1.2. 国内外研究状况在国内目前研究道路线形对道路安全的影响的方法主要分为两大类：事后型和事前型。事后型主要针对建成通车的道路进行安全考察累积统计一定时段内发生的事故数据，鉴定事故多发点，挖掘事故发生的原因，采取相应的改善和整治措施。事前型是从道路的规划，设计和建设时期开始对道路的交通安全特性进行研究，防患于未然，不是简单的根据事故累积数据来确定安全水平，而是从深层次的安全机理方面找原因属于事前预测型。“事前性”在目前的安全研究领域已经逐渐被认可并得到重视，成为一种切实可行的、有效的研究方法。在国外，欧、美、日等国家的汽车工业和道路建设发展迅速开展道路安全研究的工作也较早，其研究
7、主要集中在以下几个方面：(1)道路线形几何因素与交通安全德国的Ralf Roos教授采用计算机可视化技术，对道路空间线形进行优化设计，以提高道路设计的安全性。Roos教授所在的大学(Technical University of Karlsruhe)开发了一套可视化设计软件，设计者可以从驾驶员的视点观察道路景观，报据视觉规则可以定量地评价道路几何线形设计的好坏，这使得计者能够及时发现设计中驾驶员视距不足的安全隐患。Yasser Hassan和Said Easa利用计算机动画技术。研究了道路平纵线形组合对驾驶员视觉的影响。研究发现：当平曲线与凸型竖曲线组合时，驾驶员会判断失误，认为平曲线半径比实
8、际小相反，当平曲线与凹型竖曲线组合时，驾驶员则认为半径比实际大。 美国的Andrew Yogi和Joe Bared对Minnesota和Washill gton的双车道公路事故、线形、路侧环境进行了统计和分析，建立了双车道公路事故预测模型该模型不仅考虑了空间线形对道路安全的影响，而且把路侧环境因素(危险度)引入模型中对道路的设计和改建具有较大的指导意义。但该模型只是针对双车道的公路对空间线形组合产生的叠加效应考虑不足，需要进一步的修正和验证。(2)运行车速与交通安全由于车速与道路交通安全有着比较密切的关系因此，不少学者把运行车速作为研究道路安全的一个重要指标。澳大利亚通过研究建立了运行车速预测
9、模型： (1.1) 式中：v车辆运行速度：r平曲线半径；a，b回归系数；Fambr博士（1997年)对42个竖曲线车速数据进行了分析，建立了竖曲线的车速模型： (1.2)英国学者A.umya开发了适用于欧洲的速度与事故模型-EURO模型。研究表明交通事故率与超速行驶有着必然的联系EURO模型如下： (1-3)式中：l年平均事故率；v平均运行车速，km/ h；v速度梯度，km/h美国、瑞士和澳大利亚等国家将相邻路段问运行车速差V作为评价道路安全性的指标。当两相邻路段运行车速差v小于10km/h时，道路几何线形设计为优。当两相邻路段运行车速差V在10-20kmh之间时，线形设计为“一般”；当两相邻
10、路段运行车速差V超过20kmh时，线形设计为“差。其目的为在同一设计路段内，保证驾驶员能够连贯地驾驶行车，避免或最大限度地减少由于意外情况或判断失误造成交通事故的发生，从而提高行车的稳定性和安全性。(3)交通冲突与交通安全交通冲突技术(Time-To-Collision，简称TTC)是国际交通安全领域中新近开发出的一种非事故统计评价理论方法。经过西方各国交通安全专家们的多年努力，现己趋于成熟完善。TTC指两辆汽车若保持目前的速度和运动轨迹时，距离事故发生的时间，可以在短时间内观测获取大量交通冲突样本，从而实现已有道路设施的安全现状客观的评价与预测的目的。Van der Horst根据冲突时间(
11、TTC)的长短划分冲突的严重性，例如当TTC1.5s时，交通冲突为严重冲突。通过一定周期的观测，结合己有的事故统计资料，对事故数、交通冲突数和冲突严重程度进行回归分析，从而评价全无控制交叉口、信号控制交叉口、环形交叉口的安全状况，并从减少冲突的角度出发，提出安全改进措施，最后运用前后分析法(Before-After Study)对改善措施的有效性进行评价，评价的标准仍为冲突数和冲突的严重程度瑞典Lurid大学VanderHorst等学者把冲突技术程序化，从冲突的评价标准，观测方法、评价方法等方面，建立了瑞典冲突技术(Swedish Traffic Conflict Technique)，广泛地
12、应用于实际道路交通安全改造。(4)道路安全审计较早的安全审计的概念产生于八十年代的英国1987年，英国政府制订了力争在2000年将交通事故伤亡数降低三分之一的发展战略，为达到这一日标有关安全检查的理论研究、方法探索、立法程序等都相继开展起来。翌年，Guidelines for the Safety Audit of Highways(公路安全审计指南)闷世，安全审计有了系统的体系、方法与程序的支持从1991年4月起，安全审计成为英国全境主干道、高速公路建设必须进行的程序，从而将安全审计的功能与作用在立法层次上得以确认，使英国成为安全审计重要的发起与发展国。澳大利亚、新西兰都是启动工程项目安全审
13、计程序时间较早、发展较成熟的国家。澳大利亚的许多州在不同层次上开展了安全审计工作，国家交通机构Austroads已成立了一个专门的组织致力于制订国家的安全审计指南嘲在新西兰，国家道路与公共交通机构Transit New Zealand已经认可了安全审计的作用，并于1992年进行了多次实验性的项目安全审计，已取得技术和经验方面的积累 。1993年，有20的州级公路项目被要求必须进行安全审计。美国提出正式的安全审计的名词不算早，但相关的工作先前已在进行，包括危险区段的识别与改造，各种交通设施的安全性能等。这些工作提高了安全审计思想的受重视程度。在国家级(Highway Safety Program
14、 Guidelines(公路安全系统指南)中非常强调安全管理系统的重要作用美国权威的学术机构ITE指出，为达到安全管理系统预期的作用，国家机构应将安全审计引入到安全管理系统中。在美国ITE Journal在美国ITE Technical Council Committee 4s-7所作报告Road Safety Audit：A New Tool for Accident Prevention)(道路安全审核：事故预防的新手段，ITE Journal Feb1995)中，将Road Safety Audit定义为：安全审核是对已有、或拟建的道路建设项目、交通工程项目及其它任何将与用路者发生相互影响的工程的项目方案所进行的正式的安全性能测试。在该测试中，将由一组独立的、训练有素的安全专家对工程项目的规划、设计方
