探讨国省干线公路养护项目交通流状态下施工行车的安全风险

王 涛

（贵州省兴仁公路管理段,贵州 兴义 562300）

0 引言

随着经济的高速发展，我国国省干线公路项目建设数量越来越多，公路通车里程逐年上升，国省干线公路养护、改造、扩容、升级等压力与日俱增[1-2]。一般情况下，国省干线公路养护施工无需中断交通，养护施工区通过车辆可分为合流、跟行、分流等行驶状态，其跟行风险、强制变道风险不可避免，对国省干线公路养护施工区车辆运行特征、风险诱因进行分析，具有十分重要的工程实践意义[3-4]。

1 国省干线公路养护施工区交通控制区划分

国省干线公路养护施工区为提前预留的安全区域，为养护工程施工、设备运行或停放、材料存储、现场施工作业的主要场所，常位于第一个提前警告标志和施工结束区域中间，根据双向四车道国省干线公路养护施工区交通区域划分规范，可将其分为六个典型区域，详情如图1所示。

图1 养护施工区交通控制区划分

（1）提前警告区，位于养护施工作业区第一个警告标志与上游缓冲区之间，多用来进行警示、提醒驾驶人员前方到达养护施工区域，为驾乘人员提高警惕性，并调整行车状态提供帮助，为警示性标识区域[5-6]。

（2）上游过渡区，施工作业区域引导交通路径转变的临时渐变区域，由原交通流行驶路径演变而来。

（3）缓冲区，位于工作区和上游过渡区之间，为施工作业人员现场作业、设备作业与停放或交通分流的特定区域。

（4）工作区，施工设备、材料预留、人员停留、施工作业的区域。

（5）下游过渡区，交通从限流状态恢复至正常状态的区域，多为锥形。

（6）终止区，驾驶员驶离工作区，恢复正常驾驶状态的过渡区域。

2 国省干线公路养护施工区车辆运行特性

由于施工作业的影响，国省干线公路养护施工区域一侧道路封闭无法正常通行，根据通行状态可将其分为合流、分流、跟行、减速等不同状态，国省干线公路养护施工区域的车向行驶轨迹如图2所示。

图2 养护施工区车辆运行轨迹

2.1 合流行为特性

国省干线公路养护施工区域，驾驶员在合流区内需根据道路指示标志减速，并调整加速度，使车辆行驶在第二车道上。通过合流区的车速控制便于在养护施工区上游过渡区域与第一警告标志区域内路段行驶，寻找可变车道进行变换，从而使第一车道与第二车道的车辆逐渐合拢至同一车道，最终安全有序地驶离国省干线公路养护施工区域，避免大量车辆排队。强制性合流的过程中，驾驶员需要灵活判断路况、车辆行驶情况，车辆行驶状况复杂且对驾驶员的感知力、判断力、反应力提出了较高要求，易出现故障或不文明驾驶行为，甚至出现安全事故。为降低国省干线公路养护施工区域车辆冲突和安全事故风险，位于第一车道的车辆需制动减速限行[7-8]。

2.2 跟行行为特性

国省干线公路养护施工区限行区域，采用渠化交通管理模式，行车道数量减少，驾驶人员从第二车道向第一车道转变的过程中需对车速、加速度、前后车距、前车速度等准确判断，以调整自身车辆驾驶行为，根据路况选择有无条件超车，无超车条件的需调整车速跟随前车行进[9]。

2.3 分流行为特性

国省干线公路养护施工区分流区域驾驶人员，应根据养护施工区的实际分区情况安全驾驶，适当提高车速并跟行，可由第一车道向第二车道变道行驶。

3 国省干线公路养护施工区行车风险

3.1 车辆强制变换车道风险

国省干线公路养护施工区域，位于第二行车道的车辆正常行驶过程中为安全行驶，需根据实际情况变道或强制合流，可能导致第一行车道上的车辆与之发生冲突，引发安全事故[10]。为达到预期行驶车速，驾驶员在国省干线公路养护施工区分流区域，需变换车道加速行驶，从第一车道变道进入第二车道过程中也易诱发车辆冲突，导致行车事故。综合分析，国省干线公路养护施工区分流过程中，正常行驶的车辆变道是引发交通冲突的重要因素，详见图3所示。

图3 养护施工区合分流交通冲突

现对某国省干线公路养护施工区合流区域潜在交通冲突风险进行分析，该施工合流区域，驾驶人员为顺利合流，需要寻找第一车道的可接受间隙，确认间隙合适可变道后，进行自身车速调整，并最终完成变道，详情如图4所示。

如图4所示，X1F(t)、X2F(t)表示t时刻第一车道后车位置和t时刻第二车道后车位置；X1L(t)表示1车道前车在t时刻的位置；X2L(t)表示2车道前车在t时刻的位置；Δt表示横向完成一个行车道宽度的变换车道时间；L(safe)为车辆安全行驶距离。Δt/2前半段车辆冲突可能性小即风险小，后半段车辆冲突可能性大即风险高。由图4可得结论：

图4 养护施工区合流区域车辆运行状况

对于前车L同样适用。

同理第2车道上变换车道的车辆2F与第一车道上行驶的前车1L发生交通冲突也如此。国省干线公路养护施工区合流行为增加了车辆在该区域正面碰撞的概率，车辆交通控制与安全保障措施难以发挥应用效果，增加事故风险。详情如图5所示。

图5 养护施工区车辆与养护安全设施发生碰撞示意图

3.2 车辆跟行风险

国省干线公路养护施工区域限行区域，位于第一车道的后车1F需紧跟前车1L，无超车条件情况下跟进不得超车，当前车1L遭遇突发情况减速或需要紧急停车，由于车道较窄，无紧急避险空间，后车1F无足够区域制动减速导致两车追尾，详见图6所示。紧急制动后，车辆1F的行驶状态如图7所示。

图6 养护施工区车辆跟行驶的交通冲突

图7中：X1L(t+Δt)表示第1车道前车在紧急停车时位置；(t+τ)表示驾驶员反应时间；X1F(t+T)表示在此处停车位置。驾驶员在对第1车道上行驶前车1L的行驶状态进行判断并作出反应需要一定的时间，第一车道上后车1F驾驶人员为确保行车安全，需在两车之间保持足够的缓冲距离。

图7 养护施工区第1车道车辆跟行行驶伙况

4 结论

国省干线公路养护施工区域导致公路行车环境突变，驾驶员面对突发紧急情况行驶压力激增，工作负荷加重，增加了行车风险概率。车道封闭通车导致车道数量减少，车辆蓄积，国省干线公路施工区域路段采取车辆跟弛、车辆合流、车辆分流等多重措施限流，导致行驶车辆强制换车道风险、跟弛风险增加，车辆碰撞概率提升。针对国省干线公路养护施工区域车辆强制变换车道、跟驰行驶进程中的潜在交通风险分析，提出确保国省干线公路施工区域安全性的有效约束条件。通过对该区域车辆强制变换车道、跟驰行驶的动态特征分析，可为国省干线公路交通管理部门提供积极有效的疏导措施，保障行车环境，提高行车安全性。