不利天气下广深沿江高速深圳段运行风险评估★

蔡晓男 陈拥军 邓成刚

(1.上海交通大学，上海 200240； 2.深圳高速公路股份有限公司，广东 深圳 518033)

不利天气下广深沿江高速深圳段运行风险评估★

蔡晓男1陈拥军2邓成刚2

(1.上海交通大学，上海 200240； 2.深圳高速公路股份有限公司，广东 深圳 518033)

为保证广深沿江高速深圳段不利天气条件下的行车安全，建立了不利天气下的交通运行风险评估模型，通过问卷调查搜集数据，利用专家评价法和层次分析法，计算了不同天气条件下的交通安全风险等级，旨在帮助驾驶员和道路管理者科学辨识周围风险，减少交通事故的发生。

不利天气，风险评估，专家评价法，层次分析法

0 引言

广深沿江高速公路起于广州，终于深圳，向南接香港，是全国高速公路网的组成部分，也是继广深高速公路之后，珠江三角洲地区又一条南北向重要的交通要道。广深沿江高速公路深圳段全线共设互通式立交4处，特大桥15座。项目全长30.445 km，设计行车速度100 km/h，按双向八车道高速公路标准设计。项目地处陆地、海域、滩涂，地形交替变化区域，水文地质条件复杂，自然气候严酷(近海、夏季温度高、雨水多)，灾害性天气(暴雨、台风、浓雾)频发，是一条建在深圳西部外围海域和滩涂上的高速公路。

关于不利天气下交通安全评价，国内外学者做了很多工作。HCM2000[1]在其论著中全面研究了车辆速度和通行能力在不同的交通条件下的关系。Jeroen H.Hogema 等[2]通过现场实验研究，进一步明确了行车速度V和气象视距MVR的相关关系，据此开展了成果的运用研究。殷涛等[3]考虑低能见度及路面附着系数减小的特征，研究了高速公路雨天的安全车速；东南大学的李红伟、陆键等[4]建立模糊层次分析模型量化大型桥梁灾害天气下的运营风险，计算不同天气条件下的行车风险等级。上海交通大学的齐玉超[5]提出了灾害天气下桥梁运营安全的关键因素，建立灾害天气下交通安全指标体系，采用集对和变权的方法，计算不同条件的风险等级。

广深沿江高速(深圳段)面临的主要灾害天气有：暴雨、雾和霾、台风。历年统计数据发现：暴雨主要集中在7月份，8月份，6月暴雨的平均持续时间最长；3月份，4月份最可能出现大雾天气，需要注意的是，近几年霾出现的天数显著增加；台风集中在7月～9月，尤以8月，9月份最多，并且多数台风正面登陆珠江口附近。灾害天气下行车安全的风险评估可以帮助驾驶员和道路管理者准确辨识风险等级，做到及时响应、科学处置，减少恶性交通事故发生。

1 问卷设计

由于广深沿江高速深圳段刚刚通车，缺少交通流和事故数据，不能对历史数据进行分析评价，故需采用调查问卷来收集建模数据。课题组以雨天、雾天、风天三种不利天气为研究对象，对上海交通大学交通研究中心和深圳段高速公路管理者分别调研，参与问卷的包括交通工程方向的硕士、博士以及教授、副教授等，他们对高速公路交通的运行有较为充分的认识，利用他们的经验可以得到具有实际意义结论。共收到有效问卷45份。表1 为雨天调研问卷的大致结构。

表1 雨天高速公路交通运行风险调查表

2 风险评估模型

专家评价法是出现较早且应用较广的一种评价方法。它是在定量和定性分析的基础上，以打分等方式做出定量评价，其结果具有数理统计特性。其最大的优点在于，能够在缺乏足够统计数据和原始资料的情况下，可以做出定量估计。专家评价法的总分值计算方法有很多种，包括：加法评分法、连乘评分法、加乘评分法和加权评分法。根据实际情况，如对灵敏度高的用连乘评分法，对灵敏度不太高，重要程度差不多的用加法评分法，对重要程度相差较大的就必须用加权评分法。本文选取加权评分法，特点是对评价项目按其重要程度分别予以权数，突出评价重点，加权平均后以最大者为优。

其数学表达式为：

(1)

其中，i为评价事件或指标(由1个～n个)；Si为评价事件的评分数；Wi为评价事件或指标的权重。权重可采用层次分析法来确定。结合上述调查问卷结构和数据，建立相应的风险评估模型(这里以雨天为例)，主要步骤如下：

1)建立层次结构模型。

雨天风险评估层次结构如图1所示。

2)构造判断矩阵。

雨天评价事件的判断矩阵如表2所示。

表2 雨天评价事件的判断矩阵

3)层次排序和一致性检验。

得到权重为：Wi=(0.400 3，0.379 8，0.087 8，0.025 5，0.038 6，0.068 0)。

检验CR=0.017 63<0.05，通过一次性检验。

4)风险等级判定标准见表3。

表3 风险等级判定

5)计算结果见表4。

表4 雨天风险评估结果

采用以上方法，对雾天、风天进行专家评价，现将计算结果汇总如表5所示。

综上所述，对沿江高速深圳段交通运行而言，只要给定了天

气条件就可以计算出不同的风险等级。同时为了与交通流疏散以及风险处置预案有效衔接，我们可以通过颜色来标定风险等级，蓝色预警=轻微风险；黄色预警=一般风险；橙色预警=严重风险；红色预警=灾难性风险，如图2所示。

表5 计算结果汇总

3 结语

广深沿江高速深圳段灾害天气频发，尤其是暴雨、雾霾和大风天气。但该路段目前刚刚开通，尚不拥有足够的天气事故数据用于统计分析评价，所以只能依靠面向道路管理者和科研人员的调查问卷来获取数据。在此基础上，利用专家评价法建立风险评估模型，其中模型权重根据问卷内容由层次分析法计算得到。模型输出不同天气条件下的行车风险等级，并用蓝、黄、橙、红四种颜色标记，便于应急预案和交通管理措施的衔接和及时响应。

[1] Transportation Research Board,Highway Capacity Manual [M].Transportation Research Board,Washington,D.C,2000.

[2] Jeroen H.Hogema, Rehard van der Horst.Evaluation of an Automatic Fog-waming System.Traffic Engineering and Control [J].1996,37(11):629-632.

[3] 殷 涛,贾贤盛.基于停车视距的高速公路雨天行车安全车速研究[J].北方交通,2009(1)：150-152.

[4] 李红伟,陆 键,刘元林.灾害天气下大型桥梁运营风险分析[J].交通信息与安全,2014(1):53-57.

[5] 齐玉超.长三角地区特大桥梁运营安全评价与预测研究[D].上海：上海交通大学,2012.

Risk assessment of traffic operation on the Guang-Shenoffshore freeway (the Shenzhen segment) under adverse weather conditions★

CAI Xiao-nan1CHEN Yong-jun2DENG Cheng-gang2

(1.ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China; 2.ShenzhenExpresswayCo.,Ltd,Shenzhen518033,China)

To ensure the traffic safety in the section of Shenzhen on Guangzhou-Shenzhen Riverine Expressway in bad weather. Risk assessment model under adverse weather conditions was developed to make sure of traffic safety. According to data from questionnaire survey, risk levels of traffic safety under various weather conditions were obtained by using expert assessment method and AHP, which would help driver and road manager to identify surrounding driving risk scientifically, to reduce crashes occurring potential.

adverse weather conditions， risk assessment， expert assessment method， AHP

2014-07-11★:广东省交通运输厅科技立项项目(项目编号：科技-2011-01-002)

蔡晓男(1988- )，男，在读博士； 陈拥军(1968- )，男，高级工程师； 邓成刚(1967- )，男，高级工程师

1009-6825(2014)27-0154-02

U411

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