1、西部交通建设科技项目合同号：2003 318 223 23西部地区公路交通安全评价研究报告简本交通部公路科学研究院北京交通发展研究中心同济大学甘肃省高等级公路建设开发有限公司长安大学2006 年 5 月西部地区公路交通安全评价 研究报告简本1道路交通事故是世界性的灾害和世界性难题。2005 年，全国发生的可统计的道路交通事故共 450254 起，造成 98738 人死亡，56 万多人受伤，直接经济损失超过 30 亿元。我国的西部地区经济水平落后，地形环境复杂，公路交通条件差，交通事故发生的机率和严重度较高，是我国公路交通事故发生的重灾区。交通事故是人、车、路和环境动态系统失调的结果。国外对四种
2、因素影响道路交通事故的程度进行了大量的分析，得出：路的因素占 30%左右！我国的公路尤其是西部地区公路其交通安全状况如何？其安全问题是什么？各等级公路如何评价其交通安全性？这都需要全社会认真思考和认真回答。因此就交通部门而言，亟需根据我国的交通特点、地形特征和交通动态系统中人、车、路及环境的交通特性，着重从“路” 方面，研究与我国交通特色相适应的公路交通安全评价指标体系和评价方法。1 研究目标根据国外进行“ 交通安全评价 ”的经验，本项目的研究目标是探索适用于“ 规划、设计阶段、拟投入运营阶段 ”与 “运营阶段”的安全评价方法，并推广应用。一方面通过“规划、设计阶段、拟投入运营阶段” 的安全评
3、价，将 “安全”的理念和技术措施融入设计，事先预防可能产生的事故隐患；另一方面通过“ 运营阶段” 进行安全评价，对实际公路的安全水平进行评价，可以根据评价结果排查存在的隐患，通过公路危险路段的综合治理措施，特别是有效的工程治理技术与措施来改善公路行车条件，提升公路安全水平。本项目希望达到以下目的：西部地区公路交通安全评价 研究报告简本2（1）通过科学设计、精心组织、深入实践的交通安全调查，对我国的交通安全现状形成全面、客观的认识。对我国公路交通事故进行统计分析和成因分析，弄清公路交通事故的特征和成因，为预防交通事故提供依据。（2）对我国的交通安全状况进行分析，以西部地区为重点建立适合我国国情的
4、交通安全评价体系和一套易于操作的、科学的交通安全评价方法，为提高我国的交通安全水平提供可操作的方法。2 合同落实情况项目 2003 年 11 月开始，按合同规定的年度计划展开，至预定日期全部完成了合同规定的研究内容，其中部分研究超出合同规定的工作量，课题达到合同规定的研究目标。合同考核目标：我国公路交通安全状况调查报告；调研的公路里程不少于5000 公里；公路交通安全评价指标体系、评价模型及路段安全性评价软件；公路交通安全评价技术指南；四项以上依托工程的交通安全评价报告；实施的交通安全评价依托工程里程不少于 800 公里。项目在以下几个方面超过合同规定的要求：实际调研公路里程：5350 公里；
5、安全性评价软件，扩展到路段、包括交叉口；西部地区公路交通安全评价 研究报告简本3交通安全评价依托工程里程：2626.336 公里。通过本项目研究，基本建立、完善了我国的交通安全评价体系。3 主要研究内容3.1 我国公路交通安全状况调查课题组对国内高速公路、一级公路、二级公路、三、四级公路共计 5350km 以上的运营公路进行了调研，调研公路组成见表3.1。表 3.1 调研公路情况一览表公路名称 公路等级 里程(公里) 地形八达岭高速公路 高速 10 山岭云南元磨高速 高速 108 山岭国道 105 线广州段 一级 391 山岭河南洛栾路 一级 150 山岭、平原陕西省 G312 马家坡段 一级
6、 31.95 山岭国道 105 河南段 二级 70 平原国道 210 全线 二级、三级 3024.7国道 210 内蒙 二级、三级 196 平原国道 210 陕西 二级、三级 1204 平原、山岭国道 210 重庆 二级 265 山岭国道 210 四川 二级 358 山岭国道 210 贵州 三级 622 山岭西部地区公路交通安全评价 研究报告简本4国道 210 广西 二级、三级 379.7 山岭G109 国道北京段 二级路 100 山岭重丘G109 国道河北段 二级路 210 山岭重丘G108 国道北京段 二级路 120 山岭重丘G324 福 建 段 二级路 150.71 山岭重丘，平原微丘G
7、110 国道北京段 二级路 98.5 山岭、平原新 G319 涪陵至武隆段 二级路 28.48 山岭重丘区芙蓉洞旅游公路 二级路 30.2 山岭重丘区仙女山旅游公路 三级 15.9 山岭重丘区G108 陕西段 二级 420 山岭河北 S211 三级 85 山岭重丘区广东 S274 二级 124 平原微丘区广东 X548 四级 31.4 平原微丘区G105 山东段 二级 102.3 平原微丘区陕西省蓝小公路 二级 48.5 山岭、平原公路总里程 5350.643.2 事故相对多发路段判别方法通过对大量事故样本特性的分析，以及固定步长推进方法优劣性的考虑，课题组发现在一条公路上，单位路段标准内事故
8、的次数是可以精确统计的。具体的方法就是先把事故按里程从小到大的顺序排序，然后以动态变化的非 0 的，相邻事故里程桩号间的差值为推进步长，最后应用类似固定步长推进的方法进行单位路段标准内事故的次数统计，即推进的步长不是固定的而是一个变量。具体原理如下公式和图 3.2。西部地区公路交通安全评价 研究报告简本5；,.,2,1innNiii SS；1iiiZN 为分析结果的样本空间，ni 为第 i 个单位路段标准 Si 内事故的次数；Si+1 为向前推进的标准路段，S1 为由路段起点开始的标准路段；为单位路段标准的动态推进步长；iZ1 为事故桩号里程由小到大顺序排列后距路段起点桩号最近的事故点桩号，Z
9、i 为顺序第 i-1 个大于 Z1 桩号的事故桩号。3.3 双车道公路交通安全性预测模型课题组对 5000 多公里双车道公路进行了实地逐桩观测，采集了几十万条线形数据（包括路侧数据） ，通过人工拍摄事故档案并电子化事故数据近 20 万条，重点采集了北京的双车道公路路段终点动态推进步长路段起点图 3.2 动态步长法示意图事故西部地区公路交通安全评价 研究报告简本6交通量数据。课题组对这些数据建库管理并运用统计分析手段，分析影响安全的因素，如交通量、平曲线、纵坡、视距、路面宽度、路肩宽度、路面抗滑特性、排水、加减速车道等因素对交通安全的影响，建立了双车公路段公路安全评价指标体系及预测模型。所建模型
10、如下表 3.3：表 3.3 双车道公路建模结果对象事故形态模型全部事故10.8794i1()0.8794()()()+. .084!i yi iiypYy(-3.5089+.60473h+.0426319crk+0.7518hc)expio其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，hc 为路段货车比例，expo 为曝露度。普通路段一般以上事故1 0.534i1() 0.534()()()+ . .51!i yi iiypYy(-1.36281+0.32187h)exioe其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，expo 为曝露度。西部地区公路交通安全评价 研究报告简本7路侧事故1 .7286
11、i1() .7286)()()+ . .!i yi iiypYy( -4.8012 .047qx+.0473h+0.5947hc)exio其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，expo 为曝露度，hc 为路段交通量中货车比例，qx 为路段所在区县（1 为门头沟，0 为延庆）追尾事故10.7582i1()0.7582)()()+7!i yi iiypYy(-10.79.0367h0.1246crk+0 .194hc)exio其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，expo 为曝露度，hc 为路段交通量中货车比例，crk 为样本单位公里接入口个数碰撞事故10.684i1()0.684)()(
12、)+61!i yi iiypYy(-4.6590.3127h0.65zlc+0.6254crk+0.723hc)exio其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，expo 为曝露度，hc 为路段交通量中货车比例，crk 为样本单位公里接入口个数，zhlc 对路段两侧路侧危险级别的平均值村庄路全部事10.82564i1()0.82564)()()+2!i yi iiypYy西部地区公路交通安全评价 研究报告简本8故 ( -3.1920+.53914x+0 .67329hc)expio其中 x 为路段横坡用长度加权的值，expo 为曝露度，hc 为路段交通量中货车比例一般以上事故10.327i1(
13、)0.327)()()+!i yi iiypYy(-1.240.12398h)exio其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，expo 为曝露度。路侧事故1.29546i1().29546)()()+!i yi iiypYy(-10.270.164923hc)exio其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，expo 为曝露度，hc 为路段交通量中货车比例。段追尾事故10.8367i1()0.8367)()()+38!i yi iiypYy(-7.1036.13029hc)exio其中 h 为路段平曲线用长度加权的弯曲度，expo 为曝露度，hc 为路段交通量中货车比例。西部地区公路交通安全
14、评价 研究报告简本9碰撞事故10.43872i1()0.43872()()()+. .01!i yi iiypYy(-3.105.31967x+0.539hc)exio其中 x 为路段横坡用长度加权的值，expo 为曝露度，hc 为路段交通量中货车比例。交叉口全部事故1.025i1().025()()()+0!i yi iiypYy( -7.609540.29jtl+0.12794hc)ie其中 jtl 为交叉口路段交通量的值，hc 为交叉口路段交通量中货车比例。3.4 双车道公路交叉口交通安全性预测模型对双车道公路交叉口事故预测模型有如下建模结果。（1）无信号三路交叉口事故预测模型1）交通事
15、故死亡人数预测模型 463.1)minl(34052. 32091.726.9705.1ln orajv vvi（y=0，1，2，3.）!)yeYPii变量为：v12 A 是否机非混行v13 C 是否机非混行v16 A 路段机动车道宽度 (m)西部地区公路交通安全评价 研究报告简本10v27 C 路口视距v32 C 汽车辆/日v34 A 直行大车辆/天major 主路流量和2）交通事故次数预测模型1527.9)minl(41056. 425798.1304.38.387 060lnorajv vvi0.2851181变量为：v18 A 双向路段机动车道数v22 C 路口有无限速丘v27 C 路
16、口视距v28 B 路口是否加宽v29 A 小客辆/日v31 A 卡车汽车辆/日v32 C 汽车辆/日v33 A 直行小车辆/天v34 A 直行大车辆/天v42 转弯车辆比例v44 非机动车交通量major 主路流量和minor 支路流量和（2）无信号四路交叉口事故预测模型1）交通事故死亡人数预测模型(poisson 模型）西部地区公路交通安全评价 研究报告简本117182.4)minl(5948.1302.38017.593606.1726ln orajvv vvvcbi（y=0,1,2,3.）!)(yeYPii变量为：b B 竖曲线/坡度cm C 路肩宽度(m)v17 C 机动车与非机动车道
17、分隔形式v18 A 路段机动车道宽度(m)v38 C 小客辆/日v40 C 汽车辆/日v55 左转弯车辆比例major 主路流量和minor 支路流量和2）交通事故次数预测模型（Negative Binomial 模型）619.)minl(4803961. 41023.719.0235.07ln orajv vvvvi487 变量为：v6 路口面积v19 C 路段机动车道宽度(m)v29 C 路口街道化程度v30 B 路侧障碍物v41 A 直行小车辆/天v48 C 左转大车辆/天major 主路流量和西部地区公路交通安全评价 研究报告简本12minor 支路流量和（3）信号控制三路交叉口事故预
18、测模型1）交通事故死亡人数预测模型（poisson 模型） 321.)minl(401352.0ln orajvi!)(yeYPii（y=0,1,2,3.）变量为：v40 C 左转小车辆/天major 主路流量和minor 支路流量和2）交通事故次数预测模型（Negative Binomial 模型）73258.1)minl(40913.60748.3569.ln orajvvi6.52e-08 变量为：v35 A 汽车辆/日v36 B 汽车辆/日v40 C 左转小车辆/天major 主路流量和minor 支路流量和（4）信号控制四路交叉口事故预测模型1）交通事故死亡人数预测模型（poisso
19、n 模型）4187.)minl(501832.4019635.ln orajvvi（y=0,1,2,3.）!)(yeYPii西部地区公路交通安全评价 研究报告简本13变量为：v43 C 直行大车辆/天v55 D 全部进口大车辆/天major 主路流量和minor 支路流量和2）交通事故次数预测模型（ZIP 模型） 61.)minl(5043.27548.0ln orajvvi（y=0,1,2,3.）!)(yeYPii变量为：v32 C 路口视距v55 D 全部进口大车辆/天major 主路流量和minor 支路流量和3.5 高速公路交通安全性预测模型课题组按照设计车速将高速公路分成两类。一类是
20、设计车速为 120km/h、100km/h 的高速公路，利用收集的数据对该结论进行适当的论证说明在设计车速 120km/h 和 100km/h 线形良好的高速公路，线形与交通事故之间无显著关系。另一类是设计车速为 80km/h 和 60km/h 的高速公路，建立了高速公路线形特征与事故的定量关系模型。综合考虑上述要求并结合国外的最新研究成果，通过回归分析和模型验证，确定高速公路路段的基本模型形式如下：西部地区公路交通安全评价 研究报告简本14j jjiiibr VWDEGWHEXPON608.exp02.exp015.k kR579.因变量： 路段预测的平均事故数；br自变量： 交通关联因素，
21、用百万车公里/年来表征； EXPO路段内第 条平曲线的权值；iWHi路段内第 个平曲线的曲率，单位：度DG/100m；路段内第 条竖曲线的权值；jVj第 个竖曲线的曲率，每100m坡度变化值（%） ；j路段内第 个坡度段权值；kWGk路段内第 个坡度的绝对坡度值（） 。R3.6 公路交通安全评价指标体系对于安全评价研究来说，最理想的情况就是研究出人、车、路和环境中所有因素对安全的影响规律。根据本课题的研究目标，本次研究为一微观安全评价模型研究，其重点是研究道路、交通要素对安全的影响规律。由此，本课题研究过程中，需要归纳和整理出道路、交通要素中与安全相关的成分，并依此建立微观安全评价模型研究的指
22、标体系。本课题评价指标体系的建立分为三个层次逐步推进：第一层次，建立尽可能广泛的评价指标体系，该体系中尽可西部地区公路交通安全评价 研究报告简本15能多的包含公路中道路、交通因素中对安全有影响的要素。该指标体系为一理想指标体系。图 3.61 公路安全评价（微观）理想指标体系第二层次，通过广泛的调研和咨询工作，确定可以获取的数据资料，以及数据采集的方式和难度。在此基础上，依据第一层次中建立的广泛的评价指标体系进行提取，并具体化，建立充分考虑我国现有公路的道路、交通条件，以及现有经济投入、数据采集手段下可以用于微观安全评价模型建模，并实现相应数据采集的指标体系。西部地区公路交通安全评价 研究报告简
23、本16图 3.62 公路安全评价（微观）现实条件可以实现的指标体系第三层次，针对第二层次建立的指标体系进行微观安全评价模型的实际研究工作，推导、拟合最终的结果模型。在基于样本数据的建模工作中，最后保留在微观安全评价模型中的要素组成可指导本课题研究成果应用的指标体系。该体系是从第二层次指标体系中提取出来的，并细化的指标体系。图 3.63 双车道安全评价指标体系西部地区公路交通安全评价 研究报告简本17图 3.64 高速公路安全评价指标体系3.7 公路交通安全评价技术指南课题组在借鉴国外安全评价实施的方法、程序以及经验基础上，对我国的公路安全评价情况进行了全面的调研，阐述了我国公路安全评价的现状并
24、分析了原因，提出了促进我国公路安全评价的建议。在大量案例、事故黑点的分析基础上，结合专家经验和国内多条公路各阶段的安全评价的经验成果，课题组建立了适合我国的安全评价程序、清单等，编制了我国的公路安全评价指南 。公路安全评价指南给出了公路安全评价的定义、程序、组织、各方责任，针对我国公路条件与事故的相关性，分类说明了我国公路设计中存在的影响安全的典型不足，并按阶段阐述了评价重点并附评价清单。3.8 公路交通安全评价软件为了实用化，课题组编制了公路交通安全评价软件。根据项年平均日交通量平曲线弯曲度路段长度竖曲线的曲率坡度值安全情况（全部事故次数）西部地区公路交通安全评价 研究报告简本18目的研究内
25、容和成果，评价软件由数据存储管理模块、事故相对多发路段判别模块、安全性预测模块等功能模块组成。根据依托工程安全评价的经验，将目前在用的一些评价方法也纳入了评价软件，比如：规范符合性模块、运行速度模块等。3.9 依托工程的交通安全评价本项目从微观评价层面，定量和定性方法相结合，对不同阶段的项目的安全性进行了评价。运用课题成果，进行了 18 条路的安全评价，评价里程达2626.336km，按公路等级，有高速公路、一级公路、二级公路、三级公路；按评价阶段，有初步设计阶段、施工图设计阶段、拟运营阶段（开通前） 、运营阶段；按评价方法，有规范符合性检验、速度一致性、事故预测、事故多发判别、安全评价等。具
26、体说明见表 3.10。4 关键技术与创新点本项目解决的关键技术和技术创新主要有：（1）事故多发段判别的动态步长过滤法（2）在国内首次直接研究并建立了道路要素和交通要素与事故关系的双车道公路安全性评价的定量模型，即基于线形、交通量、路侧情况等的事故预测模型。（3）首次研究和建立了双车道公路的道路要素和交通要素与碰撞、追尾等不同形态事故相关的事故预测模型。在国际上未西部地区公路交通安全评价 研究报告简本19见类似研究。（4）采用统计方法、主成分分析法等分别建立了交叉口的道路要素和交通要素的安全性预测模型，在我国也属首次。（5）在国内首次对设计车速为 80km/h 和 60km/h 的高速公路，建立
27、了安全性评价的定量模型，即基于线形、交通量等的事故预测模型。（6）在借鉴国外安全评价实施的方法、程序以及经验基础上，建立了适合我国的安全评价程序、清单等，编制了我国的道路安全评价指南 ，非常有利于公路安全评价工作的开展。（7）编制了公路交通安全评价软件 。（8）从定性和定量两个方面构建了我国公路交通安全评价的体系。并且易于操作和实施。5 项目的经济、社会、环境效益及推广应用前景本项目的研究成果，不仅可以补充和发展现行有关规范的相关技术内容，完善公路设计、施工、运营中的公路评价，改进技术设计和治理环节，而且可以为各种条件下公路交通安全评价提供技术指南，使之更加经济、合理、可行和可靠。（1）规划、
28、设计阶段通过进行安全评价，预先找出方案的不安全因素，修改设计，提高公路的安全水平，减少事故、降低事故严重度，减少消除隐患的工程改造投入；（2）运营阶段通过安全评价，找出危险路段，进行安全治西部地区公路交通安全评价 研究报告简本20理，提高公路的安全水平，减少事故率，降低事故严重度；（3）通过推广安全评价，树立公路行业及政府部门“关爱生命”、 “以人为本” 的良好社会形象，提升公路安全水平。6 下一步工作及建议（1）交通安全研究是一项长期的基础研究工作，尤其是数据资料的积累、模型完善并使其适应不同区域、不同交通环境和交通条件的需求，须长期艰苦卓绝的努力。（2）模型的建立基本上基于某一地区的数据，
29、根据国外建模和应用经验，各地区应用时需要根据各地的交通环境、交通条件和数据等情况，进行相应的验证工作，确定适宜当地的模型参数。通过各地的应用验证工作，进一步完善模型。（3）对推动我国公路安全评价实施的建议：提高公路管理人员、工程技术人员对公路安全评价的认识；建立责任追究制，将公路交通安全和各级公路行政主管部门的责任挂钩。建议交通部结合公路勘查设计工作，推动公路交通安全评价的实施。首先在各省选定的设计示范项目的设计阶段进行公路安全评价，然后逐步推广。建议新建高速公路的安全评价首先进入法定程序，将来逐步扩大强制性公路安全评价的项目范围。建议开展安全评价人员培训、人员和机构资质的管理工作。建议国家安全生产监督管理总局推动制定安全评价法 ，像环境影响评价那样，通过立法明确安全评价在道路、矿山、危西部地区公路交通安全评价 研究报告简本21险化学品、烟花爆竹、民用爆破器材、建筑施工等安全生产活动中的实施。7 课题承担单位本课题的承担单位是交通部公路科学研究院，参加单位是北京交通发展研究中心、同济大学、甘肃省高等级公路建设开发有限公司和长安大学等。
