國外道路安全評價方法與程序

1、國外道路安全評價方法與程序一、IHSDM的體系框架IHSDM總共由7個功能模塊構成，其體系框架如圖111所示。圖中帶有為現(xiàn)階段已實現(xiàn)的模塊。在2004年1月與測試版本同期發(fā)布的相關文獻中，將路側設計模塊從IHSDM中刪除，這可能是因為美國正在同步開發(fā)獨立的路側分析應用系統(tǒng)“ROAD SIDE SAFETY ANALYSIS PROGRAM”，但從聯(lián)合應用的角度分析，路側設計仍可作為IHSDM的有機組成部分。二、IHSDM的運行環(huán)境IHSDM可以在兩種環(huán)境中運行：一種是單機環(huán)境，即在單個的工作站或微機上運行；另一種是網(wǎng)絡環(huán)境，即通過客戶一服務器(Client-Server)模式運行。1單機運行在

2、單機運行模式中，IHSDM所有的文件都存儲和運行在同一臺微機或工作站上。這些文件包括Java運行環(huán)境(Java Runtime Environment-JRE)、IHSDM的Java檔案文件(1HSDMJavaArchive)IHSDM.jar以及IHSDM運行環(huán)境(包括數(shù)據(jù)詞典、道路設計規(guī)范文件)。2網(wǎng)絡運行在客戶一服務器運行模式中，所有與IHSDM以及Java運行環(huán)境相關的文件都存儲在服務器上，客戶端的電腦存儲被評估項目的資料與文件，并且1HSDM最終在客戶機上運行。三、IHSDM的數(shù)據(jù)結構IHSDM提供了一個三層的數(shù)據(jù)結構，包括用戶(User)、項目(Project)以及分析(Analy

3、sis)。各層的邏輯關系如圖11.3所示。1用戶層2項目層3分析層4IHSDM的外部數(shù)據(jù)關系IHSDM被集成在道路計算機輔助設計系統(tǒng)(CAD)中，即可以交替運行道路設計進程和安全分析進程，這是它之所以稱為互動式分析軟件的關鍵所在。但其交互功能并不是由于它直接嵌入CAD中運行，而是通過外部數(shù)據(jù)關聯(lián)的方式獲取道路設計信息，因此它的外部數(shù)據(jù)關系是其數(shù)據(jù)結構中非常重要的組成部分。IHSDM的外部數(shù)據(jù)關系參見圖11.4。四、IHSDM的標準工作流程對于一個新的評估項目，IHSDM通常依照以下工作流程完成安全評估工作。1啟動IHSDM2在IHSDM“歡迎與提示”界面中，選擇用戶的屬性默認值。3創(chuàng)建一個IH

4、SDM項目4建立與項目相關的分析5建立道路數(shù)據(jù)序列6選擇與分析相關的主體道路7運行各功能模塊，實施安全評估五、道路編輯與顯示模塊1主界面2道路平面線形的編輯3道路縱斷面線形的編輯4橫斷面的編輯5車道的編輯6路側的編輯7其他數(shù)據(jù)的編輯8交叉口的編輯9道路視圖圖11.5 交叉口編輯界面 圖11.6 平面線形視圖圖11.7 縱斷面線形視圖 圖11.8 橫斷面線形視圖1規(guī)范復核模塊􀂃 “規(guī)范復核模塊(Policy Review Module - PRM)”的核心功能是“自動化地實現(xiàn)道路設計各要素指標與相關規(guī)范、技術標準的對比分析”。圖119 規(guī)范復核模塊的輸出結果(視距圖)六、安全評

5、估功能模塊2事故預測模塊“事故預測模塊(CrashPrediction Module，CPM)”是通過事故預測模型計算出道路可能發(fā)生的事故次數(shù)及嚴重程度的功能模塊。實際運用時，需要標定分析時段等參數(shù)·。而其中最重要的參數(shù)標定是指定路段的歷史數(shù)據(jù)(對于現(xiàn)有道路)，其典型的輸出結果如圖1110所示，圖中顯示的是事故率圖(CrashRate Plots)。3設計一致性模塊􀂃 設計一致性模塊(DesignConslstency ModuleDCM)是通過非交通事故的其他安全指標對道路安全性能評估的一個典型范例，它所應用的指標是“設計一致性”，本書第八章已經(jīng)對各種一致性判斷指

6、標及其算法進行了詳細的介紹。在IHSDM中采用的是運行速度軌跡線法。圖11.11 設計一致性分析結果4交叉口評估模塊􀂃 交叉口評估模塊(Intersection ReviewModuleIRM)包括規(guī)范復核與安全診斷兩個子系統(tǒng)，是在交叉口安全診斷技術基礎上開發(fā)的交叉口安全評估模型。圖11.12 交叉口評估模塊的輸出結果5交通分析模塊􀂃 交通分析模塊(TrafficAnalysis ModuleTAM)實際上是將TWOPASS微觀仿真模型集成在IHSDM中作為輔助安全分析的手段。它需要標定的參數(shù)很多，包括結構參數(shù)、交通流參數(shù)、分析區(qū)段上游的線形、仿真元素、期望

7、車速等。圖11.13 交通分析模塊的輸出結果德國的SAS系統(tǒng)與美國的IHSDM系統(tǒng)有著完全不同的思路，它既未建立復雜的數(shù)學模型，也不依賴于計算機程序。而是純粹從實用出發(fā)，根據(jù)以往對道路交通事故特點和規(guī)律的大量研究成果，提出一份十分詳細的核查清單(Checklisten)供核查人員使用。就連相應的改善措施，也是根據(jù)以往大量的前后對比研究的實踐積累，以照片形式給出。一、 交通事故圖德國的交通事故圖分為區(qū)域交通事故圖、道路交通事故圖和地點交通事故圖三種類型，根據(jù)事故數(shù)據(jù)的時間跨度，又分為1年圖和3年圖。每起事故按其類型分別采用不同顏色、不同大小的標記，直接標注在平面圖相應位置上。圖1114所示即為一

8、張典型的區(qū)域交通事故圖，顯示的是該地區(qū)1995年的交通事故情況。圖中各種顏色圓點的含義見圖1115。 道路區(qū)段交通事故圖 事故圖中各種箭頭的含義二、 核查對象德國的道路分為公路和城市道路，其中公路又分為高速公路(Autobahnen)和郊區(qū)公路(Landstraen)，城市道路又分為主要道路(Hauptverkehrsstraen)和通行道路(Ersehliepungsstraen)，共計4種基本類型。每種類型的道路又有4種不同的建設階段，即規(guī)劃(Vorplanung)階段、初步設計(Vorentwurf)階段、詳細設計(Ausftihrungsentwurf)階段和交付使用(Verkehrs

9、freigabe)階段。德國規(guī)定，須對這4種基本類型道路的每一個建設階段都要進行安全核查。于是，道路安全核查的對象共有16種情況。對于建設階段13的道路安全核查應在其相應的階段成果被批準之前進行，階段4的安全核查則在交付使用前和交付使用后不久進行。三、 典型的安全缺陷核查清單的形成建立在對各類道路“典型的安全缺陷”(TypischeSieherheitsdefizite)分析的基礎上。高速公路、郊區(qū)道路、城市道路的交通事故各有其不同的規(guī)律和特征，這就決定了對于不同的道路類型，安全核查的側重必然也不相同。􀂃 因此，分析各類道路“典型的安全缺陷”，有助于形成有針對性的核查清單。另

10、外，進一步的研究成果對于揭示道路的安全缺陷，或者尚未被各種技術規(guī)范克服的安全隱患也有重要的作用。1高速公路(1)在上坡段缺少輔助車道(如爬坡車道)；(2)排水不暢；(3)由于額外的進出口導致的進出口間距太?。?4)被動型安全防護設施缺乏，或設置長度不足，或設計形式不當；(5)不利的道路線形，特別是連續(xù)的凹凸縱曲線組合(Tauchen)。2普通公路(1)平曲線半徑的一致性差；(2)豎曲線不平順，甚至存在“跳躍(Sprinsen)”；(3)道路線形與交叉口不協(xié)調(diào)；(4)左轉彎防護設施缺失；(5)缺乏與機動車交通分離的行人和自行車設施，或設置不當；(6)彎道的橫坡度過??；(7)排水不暢；(8)路肩穩(wěn)

11、定性差；(9)被動防護設施缺乏，或太短，或設置不當；(10)在沒有足夠超車視距的凸曲線或彎道處施畫了錯誤的中間標線。3城市道路(1)主要道路上典型的安全缺陷在交叉D，對于行人和自行車的交通引導存在安全隱患；信號燈控制存在問題(如缺乏對左轉的保護，行人和自行車等候時間過長，信號配時不協(xié)調(diào)等)；在路段上，缺乏對橫穿道路的行人和自行車的保護；橫斷面形式缺陷；停車場與商店、貨?？臻g布局不協(xié)調(diào)。(2)通行道路上典型的安全缺陷減速設施設置不當；停車場布置不當；視線障礙；交叉口和優(yōu)先權標志的識認性不強。通過對各種類型道路安全缺陷的分析，確定以如下19個項目作為道路安全核查的基本內(nèi)容：(1)道路功能(Funk

12、tion der Strae)；(2)設計和運營指標(Entwurfund Betriebsmerkmale)；(3)橫斷面(Querschnittgestaltung)；(4)線形(Linienftihrung)；(5)交叉口(Knotenpunkte)；(6)附屬設施(Nebenanlagen)；(7)被動防護設施(passive Schutzeinrichtungen)；(8)標志(Beschildemngen)；(9)標線(Markierungen)；(10)信號控制(Lichtsignalanlagen)；四、核查清單(11)照明(Beleuchtung)；(12)其他道路特征(so

13、nstige Straenausstattung)；(13)植被(Bepflanzung)；(14)工程設施(Ingenieurbauwerke)；(15)鐵路交叉口(Bahnubergange)；(16)?？空?Haltestellen)；(17)橫穿設施(Querungsstellen）；(18)停車場、商店、貨棧(Parken，Laden，Liefrn)。五、核查程序道路安全核查根據(jù)建設項目的類型(新建、改建、擴建)、位置(城市、鄉(xiāng)村)和建設階段分別執(zhí)行。核查工作由建設項目的業(yè)主啟動，委托具有資質的第三方承擔。以規(guī)劃階段的安全核查為例，其核查程序如圖1119所示。國外道路安全核查方法與程

14、序-交通安全仿真技術一、 微觀交通流仿真技術微觀交通流仿真技術是以駕駛行為、車輛跟馳行為、轉換車道行為3個基本模型為核心，通過模擬交通流中各個車輛的運動過程，達到對交通流中流量、速度、密度、延誤等特征參數(shù)量化的目的。微觀仿真成敗的關鍵不在于圖形化演示程序本身，而在于它所采用的描述交通行為的模型。迄今為止，國內(nèi)外的學者對交通行為模型進行了大量系統(tǒng)的研究，發(fā)表了眾多的研究成果，國外主要有刺激-反應模型、安全距離模型、生理-心理模型、模糊推理模型和元胞自動機模型等；國內(nèi)主要有基于動力學的改進車輛跟馳模型、改進的微觀車輛跟馳模型、基于可變跟馳時間和隨機因素的車輛跟馳模型和基于滯后時間的非線性模型等。在

15、這些眾多的交通行為模型中，最貼近實際也是應用最成功的當數(shù)威德曼(Wledemann)的基于駕駛員生理一心理過程的行為閾值模型。應用威德曼模型研究交通安全問題，主要關注的是模型中體現(xiàn)出安全性能思維。圖11.20顯示，車輛跟馳過程中，實際上是以循環(huán)的小幅度加減速過程維持著車輛之間的合理間距，如果這一行為失控，可能會導致劇烈的減速行為(圖中淺色Deceleration區(qū)域)，嚴重時則會導致碰撞的發(fā)生(圖中深色Collsion區(qū)域)。圖11.20 威德曼跟車模型二、 交通事故仿真技術通過計算機再現(xiàn)交通事故的發(fā)生、發(fā)展過程的技術稱為交通事故仿真技術。它的基本理論與指標體系建立在交通事故案例分析、汽車碰撞

16、力學分析以及碰撞的實驗室研究所獲得的參數(shù)與模型基礎之上。將前面介紹的汽車碰撞實驗研究的內(nèi)容在空間、時間上加以拓展，不僅局限于碰撞的地點，而是將道路系統(tǒng)也納入研究范圍，并且也不局限于碰撞的時刻，將碰撞前后車輛的運行過程也納入研究的視野，則就成為交通事故仿真技術。下面所介紹的CRASH事故仿真系統(tǒng)，就是在常規(guī)的交通安全研究基礎上，增加更多的內(nèi)容與思路。CRASH事故仿真系統(tǒng)的構成要素與功能如下所述。1直觀的圖形化用戶界面圖11.22所示為該系統(tǒng)直觀的圖形化用戶界面(IntuitiveGraphical User Interface)，可以幫助用戶方便地標定參數(shù)，圖中界面中所應標定的參數(shù)包括鏡頭、方

17、位、車輛、時間等。2仿真控制系統(tǒng)中另一個子系統(tǒng)是仿真控制(Simulation Contro1)，它可以進一步標定和描述事故發(fā)生的特征，以便準確地在虛擬世界中追蹤事故發(fā)生的軌跡。仿真控制中包括交叉口控制器(IntersectionContr01)、汽車控制器(CarContr01)、視景控制模塊(View Control Module)以及運動控制模塊(Action ControlModule)。圖11.23為交叉口控制器所生成的交叉口模型，并且如果在如圖11.24 的視景控制模塊中適當設定視角、場景類型等，還能體現(xiàn)出相應的投影視景效果。圖1123 交叉口控制器所建立的交叉口模型圖1124 視景控制模塊所標定的參