成渝高速交通改扩建工程事故风险评估模型

陈学刚　徐晨晓　王思棋

摘要 为降低高速公路交通事故的发生频率、提高高速公路的安全风险防控能力与通行能力，对成渝高速公路的道路风险程度评估展开研究。通过统计成渝高速公路（含谷至永川段）的事故数据，从人、车辆、道路、环境四个方面对事故多发路段的沿线交通事故风险程度进行分析，运用粗糙集算法确定各风险因素的权重，提出道路风险评估模型，并对道路事故风险程度进行聚类分析，从道路技术设计方面为成渝高速公路原路改扩建工程改造方案设计提供依据。

关键词 交通安全;高速公路;风险评估;粗糙集算法

中图分类号 U491.2 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）06-0084-03

引言

随着社会经济的不断发展，交通需求持续增长，原有高速公路的工程技术标准及路线规范设计不足以满足目前不断增加的交通需求[1]，导致原有高速公路服务水平差、交通拥堵、事故频发。为减少此类高速公路的交通事故发生率，降低事故严重程度，亟须通过提高公路技术标准来提高原有高速公路的服务水平。

该文以成渝高速公路（含谷至永川段，事故桩号K8+000～K53+694.607）为研究对象，对成渝高速事故多发路段的沿线交通事故风险程度进行分析，从人、车辆、道路、环境四个方面构建事故风险评估模型，为成渝高速公路的原路改扩建工程提供依据。

1 风险评估模型构建

1.1 事故风险评估模型

事故概率由事故因素风险程度与权重决定，通过采用综合评价加法合成法建立以多因素风险程度为自变量的线性函数[2]，从人、车辆、道路、环境四个维度选取事故预警指标，计算所有路段的行车事故概率。公式（1）为特定时间与特定路段事故行车风险度P模型：

式中：Pi——道路i行车风险度;αn——第n个事故因素的作用权重;Kin——道路i对应的第n个事故因素风险值。

1.2 事故成因体系构建

事故成因权重分析功能通过对大量历史事故数据统计分析，确定不同潜在因素作用于事故的权重，为搭建事故风险模型提供依据[3]。该研究从人、车辆、道路、环境四个方面构建事故成因体系，然后利用粗糙集方法分析得到事故成因权重[4]，如表1所示。

1.3 事故因素风险值

由于安全事故频率可以表征不同事故因素的行车风险度，因此根据事故评价分析子系统中事故成因进行函数拟合，采用群决策专家意见集结法确定不同事故成因风险值。由于目前重庆市高速公路安全事故数据采集不全，且数据质量不高，因此该文事故发生概率模型借鉴国内外研究成果[5]，确定各事故成因在不同取值下的行车风险值，表2、表3分别为车辆和道路因素下的风险值。

1.4 事故风险评估模型检验

运用粗糙集算法得到各因素权重α，以及采用事故成因特征分布函数与群决策专家意见集结法得到的风险值K，根据公式（1）计算得到行车风险度P。为校核该事故风险评估模型的精确度，在该文中，若事故发生时刻该路段事故风险比例较高，则判定该事故风险度评估模型精准度较好。从成渝高速的含谷-永川段2018年1月—2018年12月的630起交通事故数据中，随机选取20个交通事故数据，计算事故发生时刻人、车辆、道路、环境等多种因素下的风险度，结果见表4。

从表4中可以看出，该20个事故潜在发生概率达到了17%～20%，事故发生概率偏高，说明事故风险度评估模型考虑事故因素比较全面，准确度较高。

2 道路因素风险评估

为研究事故与道路技术标准的相互关系，将事故风险评估模型简化为只包含道路因素的模型，即得到道路事故风险度评估模型[公式（2）]，其中道路因素下的指标体系权重如表5所示。

（2）

式中：P——道路行车风险度;Kn——道路对应的第n个事故因素风险值。

在成渝高速公路中，选择事故多发路段（含谷-永川段，事故桩号K8+000～K53+694.607），计算各路段事故风险度，发现沿线道路事故风险度比例较高的路段有K17、K20、K24、K25、K28、K29、K32、K33、K34、K41、K42、K47、K48、K49，事故風险度达到了9.8%～20%。由于该路段平曲线半径较小，且坡度较大，导致该路段事故风险度较高。通过对事故风险度聚类分析，如图1所示，可以主要分成三类：低风险、中风险、高风险，其中上述路段均为高风险路段，图2为道路因素下的事故风险度空间分布。

3 结论

为提高成渝高速的安全风险防控能力与通行能力，降低含谷-永川路段的事故发生频率，该文采用收集资料、阅读文献、数据分析等方法，对成渝高速公路的道路风险程度评估展开研究，主要结论如下：

（1）从人、车辆、道路、环境四个方面构建事故成因体系，然后利用粗糙集算法判断出各风险因素的权重，确定了各事故成因在不同取值下的行车风险值，最终得到事故风险度。

（2）根据道路事故风险度评估模型，通过对成渝高速公路（含谷-永川段）道路事故风险度聚类分析，可以主要分为三类：低风险、中风险、高风险，其中K17、K20、K24、K25、K28、K29、K32、K33、K34、K41、K42、K47、K48、K49为高风险路段，并且K20、K24～K25、K32～K34、K47～K49路段风险度最高，超过10%，需要对此路段着重进行安全风险防控。

参考文献

[1]文聪.山区高速公路事故风险因子识别与等级度量研究[D].西安：长安大学， 2019.

[2]王琰.山区高速公路安全风险评估与安全设施设置研究[D].重庆：重庆交通大学， 2020.

[3]鲁岳.高速公路行车风险评估及整治对策研究[D].广州：华南理工大学， 2018.

[4]刘佳.山区高速公路交通安全风险评估探讨[J].山西交通科技， 2021（4）： 108-111.

[5]田毕江， 梁超， 鲍彦莅， 等.山区高速公路交通事故时空分布特性与安全改善对策[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版）， 2018（6）： 1014-1018.

收稿日期：2022-01-15

作者简介：陈学刚（1976—），男，本科，正高级工程师，从事交通土建相关工作。