山区公路特殊路段行车安全性研究

王 磊

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

我国是一个多山国家，山地面积占比超过65%，随着我国公路网的不断加密和完善，山区公路的路网密度和路网里程不断提升，因山区环境相较平原地区更加恶劣，导致山区公路的路域环境更加复杂，以长大纵坡、陡坡急弯、线形组合不良等为特点的特殊路段比重较高，致使公路的通行安全保障工作难度更大[1]。为了深入探讨山区公路的通行安全问题，本文以山区公路为研究对象，拟进一步厘清不同风险因素对山区公路安全通行的影响，为山区公路特殊路段的安全通行保障工作提供理论参考。

1 山区公路特殊路段行车安全风险因素研究

受区位因素影响，山区公路普遍存在技术等级偏低、展线条件差、视距不良、路侧临险、路域环境复杂、路面养护不及时、沿线交安设施不完善等诸多问题；就建成通车的山区公路而言，线路走向、横纵断面形式均已确定，故针对绝大多数风险影响因素的安全提升空间极其有限。调查发现，山区公路路面状况不良、路域范围内交安设施不完善，是诱发特殊路段交通安全事故的重要因素[2]，同时也是最有安全提升空间的两大影响因素。为了最大限度降低山区已建成公路特殊路段的安全风险水平，本文拟针对上述两大影响因素展开具体研究。

1.1 山区公路特殊路段路面状况影响因素研究

山区公路路面状况评价指标较多，本文结合山区公路特殊路段特点，重点选择了以下四大影响因素，即：路面净宽、路面平整度、路面抗滑性、路肩宽度。

1.1.1 路面净宽

既有研究表明，在道路线形、横纵断面参数相同的条件下，路面净宽对驾驶员驾驶心理的影响尤为明显[3]，在路面净宽足够的条件下，驾驶员在弯道超车时安全感更高，不容易出现驾驶失误，相应的事故率更低。路面净宽与对应路段交通事故率间的相关关系如图1[3]。

图1 路面净宽与对应路段交通事故率间的相关关系

据图1可知，对于山区公路而言，车道净宽并非越宽越好，当宽度超过临界值后，由于车道宽度过大，容易出现车辆频繁穿插超越和长时间纠缠等问题，反而增加了安全风险，图1给出的最合理车道宽度为双车道7.5 m。

1.1.2 路面平整度

路面不平整也是诱发山区公路交通事故率居高不下的主要原因之一。因路面不平整，车辆在行驶过程中需要避让、急刹，当车流量较大时，极易导致追尾、甩尾等事故；经统计发现，路面平整度与交通事故率之间呈抛物线形相关关系，意味着路面平整度对交通事故率的影响呈现先快速增加后缓慢下降的趋势，抛物线顶点对应交通事故率的理论最大值[3]。

1.1.3 路面抗滑性

路面抗滑性下降是导致重、特大交通事故的直接因素之一，尤其对于山区公路，大型载重车辆一旦出现因路面湿滑导致的制动失效，将引发严重的连环交通事故，造成的后果不堪设想。理想状态下的沥青路面抗滑性能够满足不同车型的安全刹车距离要求，但受各种复杂天气环境影响，路面容易湿滑、结冰，致使路面抗滑性呈现断崖式下降。图2给出了不同工况路面抗滑性与交通事故率的关系[3]。

图2 不同工况路面抗滑性与交通事故率的相关关系

1.1.4 路肩宽度

路肩宽度影响着驾驶员的驾驶心理，尤其是山区公路的高边坡路段，如果路肩宽度设计过小，驾驶员更偏向于向道路中间行驶，增加了与对向车道车辆发生碰撞的概率，此外，路肩宽度过小，也给交安设施的布置造成较大困难。现有研究表明，山区公路的路肩设计宽度应取1～3 m，大于或小于最优路肩宽度，对应的交通事故率均会明显增加[3]。

1.2 山区公路特殊路段路域交安设施影响因素研究

山区公路特殊路段路域交安设施主要包括：标志标线、防护设施及特殊设施3类，以下分别就其对特殊路段运营安全的影响进行简要阐述：

a）标志标线 标志标线作为公路最基础的交安设施，在山区公路的安全通行中发挥着基础保障作用。目前，山区公路中标志标线缺失、反光不良等问题较为突出，无法充分发挥出标线的引导和标牌的提示功能，给安全行车埋下巨大隐患。

b）防护设施 防护设施作为山区公路中重要的物理保护设施，对山区公路安全通行起到“兜底”作用，山区公路中常用的防护设施有：防撞护栏、防撞墩等。目前，山区公路中的防护设施普遍存在布置缺失、防撞等级低等问题。

c）特殊设施 特殊设施主要针对山区公路中的特殊路段设计，由于山区公路的桥隧比极高，桥隧连接段占比较大，通常情况下，桥隧连接段的路况容易出现突变，需要驾驶人员提前做好预判和准备，因过渡标线、预警标志、诱导标志布置不合理或缺失[4]，致使驾驶员无法有效作出预判，容易引发车辆与桥隧实体结构的撞击事故。

2 山区公路特殊路段行车安全风险量化研究

为了进一步提高山区公路的运营期安全水平，就必须从影响山区公路运营安全的主观因素切入，即做好山区公路，尤其是特殊路段的路面状况和路域交安设施优化工作；考虑到不同影响因素对运营安全的影响程度不同，加之山区公路的养护及安全经费有限，为了最大程度发挥优化效果，应对不同影响因素进行量化研究，明确不同影响因素的权重大小，为下一步的资金投入提供理论基础。

2.1 路面状况导致的行车安全风险量化研究

拟借助层次分析模型计算不同影响因素的权重大小，为了满足不同影响因素间的量化对比需求，引入比率标度，结合专家意见、理论分析、文献分析、实地调研等方式，给出层次分析模型中判断层内不同影响因素之间的比率标度指标，比率标度根据两要素对比程度大小分别用1、3、5、7、9表示[5]，且不同要素的对比关系满足式（1）：

式中：aij表示因素i与j比较得到的判断矩阵。

为了简化模型计算，本文拟选用求根法计算判断矩阵的特征向量近似解，假定层次分析模型构建的判断矩阵为A，其对应的特征向量W为影响因素对应的权重值，特征向量W与判断矩阵A之间满足如下关系，详见式（2）：

本节针对上文中提及的路面净宽、路面平整度、路面抗滑性、路肩宽度四方面内容，构建相应的层次分析模型，采用德菲尔法计算各影响因素两两对比标度值，最终给出的判断矩阵A如下：

经计算，判断矩阵的特征向量W结果如下：

通过层次分析法得到了路面净宽、路面平整度、路面抗滑性、路肩宽度四因素相应的权重值，权重由高到低依次为：路面抗滑性、路面净宽、路面平整度、路肩宽度，研究结果认为，路面抗滑性对山区公路特殊路段的安全运营影响最大，应加强该方面的应急处治和日常养护能力，确保路面抗滑性始终处于较佳水平。

2.2 路域交安设施导致的行车安全风险量化研究

同样采用层次分析法计算路域交安设施影响因素权重指标，具体计算过程同上，本文不再赘述。本节针对上文中提及的标志标线、防护设施及特殊设施三方面内容，构建相应的层次分析模型，通过专家咨询和现场调研相结合的方式，得出了模型的判断矩阵A如下：

经计算，判断矩阵的特征向量W结果如下：

通过层次分析法得到了标志标线、防护设施及特殊设施三因素相应的权重值，权重由高到低依次为：防护设施、特殊设施、标志标线。研究结果认为，防护设施对山区公路特殊路段的安全运营影响最大，应加强该方面的提档升级和日常养护能力，充分发挥防护性交安设施的安全“兜底”能力。

3 结语

综上，本文系统阐述了影响山区公路特殊路段运营安全的主、客观风险，重点从主观因素出发，围绕路面状况和路域交安设施两方面，对主观影响因素进行了细分，并借助层次分析模型，对不同细分影响因素的权重进行了量化分析，为进一步明确山区公路特殊路段的安全运营管理重点提供了参考。