國(guó)外道路安全評(píng)價(jià)方法與程序

1、國(guó)外道路安全評(píng)價(jià)方法與程序一、IHSDM的體系框架IHSDM總共由7個(gè)功能模塊構(gòu)成，其體系框架如圖111所示。圖中帶有為現(xiàn)階段已實(shí)現(xiàn)的模塊。在2004年1月與測(cè)試版本同期發(fā)布的相關(guān)文獻(xiàn)中，將路側(cè)設(shè)計(jì)模塊從IHSDM中刪除，這可能是因?yàn)槊绹?guó)正在同步開(kāi)發(fā)獨(dú)立的路側(cè)分析應(yīng)用系統(tǒng)“ROAD SIDE SAFETY ANALYSIS PROGRAM”，但從聯(lián)合應(yīng)用的角度分析，路側(cè)設(shè)計(jì)仍可作為IHSDM的有機(jī)組成部分。二、IHSDM的運(yùn)行環(huán)境IHSDM可以在兩種環(huán)境中運(yùn)行：一種是單機(jī)環(huán)境，即在單個(gè)的工作站或微機(jī)上運(yùn)行；另一種是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，即通過(guò)客戶一服務(wù)器(Client-Server)模式運(yùn)行。1單機(jī)運(yùn)行在

2、單機(jī)運(yùn)行模式中，IHSDM所有的文件都存儲(chǔ)和運(yùn)行在同一臺(tái)微機(jī)或工作站上。這些文件包括Java運(yùn)行環(huán)境(Java Runtime Environment-JRE)、IHSDM的Java檔案文件(1HSDMJavaArchive)IHSDM.jar以及IHSDM運(yùn)行環(huán)境(包括數(shù)據(jù)詞典、道路設(shè)計(jì)規(guī)范文件)。2網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行在客戶一服務(wù)器運(yùn)行模式中，所有與IHSDM以及Java運(yùn)行環(huán)境相關(guān)的文件都存儲(chǔ)在服務(wù)器上，客戶端的電腦存儲(chǔ)被評(píng)估項(xiàng)目的資料與文件，并且1HSDM最終在客戶機(jī)上運(yùn)行。三、IHSDM的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)IHSDM提供了一個(gè)三層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括用戶(User)、項(xiàng)目(Project)以及分析(Analy

3、sis)。各層的邏輯關(guān)系如圖11.3所示。1用戶層2項(xiàng)目層3分析層4IHSDM的外部數(shù)據(jù)關(guān)系IHSDM被集成在道路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)(CAD)中，即可以交替運(yùn)行道路設(shè)計(jì)進(jìn)程和安全分析進(jìn)程，這是它之所以稱為互動(dòng)式分析軟件的關(guān)鍵所在。但其交互功能并不是由于它直接嵌入CAD中運(yùn)行，而是通過(guò)外部數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的方式獲取道路設(shè)計(jì)信息，因此它的外部數(shù)據(jù)關(guān)系是其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分。IHSDM的外部數(shù)據(jù)關(guān)系參見(jiàn)圖11.4。四、IHSDM的標(biāo)準(zhǔn)工作流程對(duì)于一個(gè)新的評(píng)估項(xiàng)目，IHSDM通常依照以下工作流程完成安全評(píng)估工作。1啟動(dòng)IHSDM2在IHSDM“歡迎與提示”界面中，選擇用戶的屬性默認(rèn)值。3創(chuàng)建一個(gè)IH

4、SDM項(xiàng)目4建立與項(xiàng)目相關(guān)的分析5建立道路數(shù)據(jù)序列6選擇與分析相關(guān)的主體道路7運(yùn)行各功能模塊，實(shí)施安全評(píng)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(chē)道的編輯6路側(cè)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(fù)核模塊􀂃 “規(guī)范復(fù)核模塊(Policy Review Module - PRM)”的核心功能是“自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)道路設(shè)計(jì)各要素指標(biāo)與相關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析”。圖119 規(guī)范復(fù)核模塊的輸出結(jié)果(視距圖)六、安全評(píng)

5、估功能模塊2事故預(yù)測(cè)模塊“事故預(yù)測(cè)模塊(CrashPrediction Module，CPM)”是通過(guò)事故預(yù)測(cè)模型計(jì)算出道路可能發(fā)生的事故次數(shù)及嚴(yán)重程度的功能模塊。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，需要標(biāo)定分析時(shí)段等參數(shù)·。而其中最重要的參數(shù)標(biāo)定是指定路段的歷史數(shù)據(jù)(對(duì)于現(xiàn)有道路)，其典型的輸出結(jié)果如圖1110所示，圖中顯示的是事故率圖(CrashRate Plots)。3設(shè)計(jì)一致性模塊􀂃 設(shè)計(jì)一致性模塊(DesignConslstency ModuleDCM)是通過(guò)非交通事故的其他安全指標(biāo)對(duì)道路安全性能評(píng)估的一個(gè)典型范例，它所應(yīng)用的指標(biāo)是“設(shè)計(jì)一致性”，本書(shū)第八章已經(jīng)對(duì)各種一致性判斷指

6、標(biāo)及其算法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。在IHSDM中采用的是運(yùn)行速度軌跡線法。圖11.11 設(shè)計(jì)一致性分析結(jié)果4交叉口評(píng)估模塊􀂃 交叉口評(píng)估模塊(Intersection ReviewModuleIRM)包括規(guī)范復(fù)核與安全診斷兩個(gè)子系統(tǒng)，是在交叉口安全診斷技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的交叉口安全評(píng)估模型。圖11.12 交叉口評(píng)估模塊的輸出結(jié)果5交通分析模塊􀂃 交通分析模塊(TrafficAnalysis ModuleTAM)實(shí)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(biāo)定的參數(shù)很多，包括結(jié)構(gòu)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(chē)速等。圖11.13 交通分析模塊的輸出結(jié)果德國(guó)的SAS系統(tǒng)與美國(guó)的IHSDM系統(tǒng)有著完全不同的思路，它既未建立復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，也不依賴于計(jì)算機(jī)程序。而是純粹從實(shí)用出發(fā)，根據(jù)以往對(duì)道路交通事故特點(diǎn)和規(guī)律的大量研究成果，提出一份十分詳細(xì)的核查清單(Checklisten)供核查人員使用。就連相應(yīng)的改善措施，也是根據(jù)以往大量的前后對(duì)比研究的實(shí)踐積累，以照片形式給出。一、 交通事故圖德國(guó)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(diǎn)交通事故圖三種類(lèi)型，根據(jù)事故數(shù)據(jù)的時(shí)間跨度，又分為1年圖和3年圖。每起事故按其類(lèi)型分別采用不同顏色、不同大小的標(biāo)記，直接標(biāo)注在平面圖相應(yīng)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(diǎn)的含義見(jiàn)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(duì)象德國(guó)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(jì)4種基本類(lèi)型。每種類(lèi)型的道路又有4種不同的建設(shè)階段，即規(guī)劃(Vorplanung)階段、初步設(shè)計(jì)(Vorentwurf)階段、詳細(xì)設(shè)計(jì)(Ausftihrungsentwurf)階段和交付使用(Verkehrs

9、freigabe)階段。德國(guó)規(guī)定，須對(duì)這4種基本類(lèi)型道路的每一個(gè)建設(shè)階段都要進(jìn)行安全核查。于是，道路安全核查的對(duì)象共有16種情況。對(duì)于建設(shè)階段13的道路安全核查應(yīng)在其相應(yīng)的階段成果被批準(zhǔn)之前進(jìn)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(jìn)行。三、 典型的安全缺陷核查清單的形成建立在對(duì)各類(lèi)道路“典型的安全缺陷”(TypischeSieherheitsdefizite)分析的基礎(chǔ)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(duì)于不同的道路類(lèi)型，安全核查的側(cè)重必然也不相同。􀂃 因此，分析各類(lèi)道路“典型的安全缺陷”，有助于形成有針對(duì)性的核查清單。另

10、外，進(jìn)一步的研究成果對(duì)于揭示道路的安全缺陷，或者尚未被各種技術(shù)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(chē)道(如爬坡車(chē)道)；(2)排水不暢；(3)由于額外的進(jìn)出口導(dǎo)致的進(jìn)出口間距太??；(4)被動(dòng)型安全防護(hù)設(shè)施缺乏，或設(shè)置長(zhǎng)度不足，或設(shè)計(jì)形式不當(dāng)；(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(zhuǎn)彎防護(hù)設(shè)施缺失；(5)缺乏與機(jī)動(dòng)車(chē)交通分離的行人和自行車(chē)設(shè)施，或設(shè)置不當(dāng)；(6)彎道的橫坡度過(guò)??；(7)排水不暢；(8)路肩穩(wěn)

11、定性差；(9)被動(dòng)防護(hù)設(shè)施缺乏，或太短，或設(shè)置不當(dāng)；(10)在沒(méi)有足夠超車(chē)視距的凸曲線或彎道處施畫(huà)了錯(cuò)誤的中間標(biāo)線。3城市道路(1)主要道路上典型的安全缺陷在交叉D，對(duì)于行人和自行車(chē)的交通引導(dǎo)存在安全隱患；信號(hào)燈控制存在問(wèn)題(如缺乏對(duì)左轉(zhuǎn)的保護(hù)，行人和自行車(chē)等候時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，信號(hào)配時(shí)不協(xié)調(diào)等)；在路段上，缺乏對(duì)橫穿道路的行人和自行車(chē)的保護(hù)；橫斷面形式缺陷；停車(chē)場(chǎng)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(shè)施設(shè)置不當(dāng)；停車(chē)場(chǎng)布置不當(dāng)；視線障礙；交叉口和優(yōu)先權(quán)標(biāo)志的識(shí)認(rèn)性不強(qiáng)。通過(guò)對(duì)各種類(lèi)型道路安全缺陷的分析，確定以如下19個(gè)項(xiàng)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(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)指標(biāo)(Entwurfund Betriebsmerkmale)；(3)橫斷面(Querschnittgestaltung)；(4)線形(Linienftihrung)；(5)交叉口(Knotenpunkte)；(6)附屬設(shè)施(Nebenanlagen)；(7)被動(dòng)防護(hù)設(shè)施(passive Schutzeinrichtungen)；(8)標(biāo)志(Beschildemngen)；(9)標(biāo)線(Markierungen)；(10)信號(hào)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(shè)施(Ingenieurbauwerke)；(15)鐵路交叉口(Bahnubergange)；(16)?？空?Haltestellen)；(17)橫穿設(shè)施(Querungsstellen）；(18)停車(chē)場(chǎng)、商店、貨棧(Parken，Laden，Liefrn)。五、核查程序道路安全核查根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的類(lèi)型(新建、改建、擴(kuò)建)、位置(城市、鄉(xiāng)村)和建設(shè)階段分別執(zhí)行。核查工作由建設(shè)項(xiàng)目的業(yè)主啟動(dòng)，委托具有資質(zhì)的第三方承擔(dān)。以規(guī)劃階段的安全核查為例，其核查程序如圖1119所示。國(guó)外道路安全核查方法與程

14、序-交通安全仿真技術(shù)一、 微觀交通流仿真技術(shù)微觀交通流仿真技術(shù)是以駕駛行為、車(chē)輛跟馳行為、轉(zhuǎn)換車(chē)道行為3個(gè)基本模型為核心，通過(guò)模擬交通流中各個(gè)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，達(dá)到對(duì)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(guān)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(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)交通行為模型進(jìn)行了大量系統(tǒng)的研究，發(fā)表了眾多的研究成果，國(guó)外主要有刺激-反應(yīng)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(dòng)機(jī)模型等；國(guó)內(nèi)主要有基于動(dòng)力學(xué)的改進(jìn)車(chē)輛跟馳模型、改進(jìn)的微觀車(chē)輛跟馳模型、基于可變跟馳時(shí)間和隨機(jī)因素的車(chē)輛跟馳模型和基于滯后時(shí)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(shí)際也是應(yīng)用最成功的當(dāng)數(shù)威德曼(Wledemann)的基于駕駛員生理一心理過(guò)程的行為閾值模型。應(yīng)用威德曼模型研究交通安全問(wèn)題，主要關(guān)注的是模型中體現(xiàn)出安全性能思維。圖11.20顯示，車(chē)輛跟馳過(guò)程中，實(shí)際上是以循環(huán)的小幅度加減速過(guò)程維持著車(chē)輛之間的合理間距，如果這一行為失控，可能會(huì)導(dǎo)致劇烈的減速行為(圖中淺色Deceleration區(qū)域)，嚴(yán)重時(shí)則會(huì)導(dǎo)致碰撞的發(fā)生(圖中深色Collsion區(qū)域)。圖11.20 威德曼跟車(chē)模型二、 交通事故仿真技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)再現(xiàn)交通事故的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程的技術(shù)稱為交通事故仿真技術(shù)。它的基本理論與指標(biāo)體系建立在交通事故案例分析、汽車(chē)碰撞

16、力學(xué)分析以及碰撞的實(shí)驗(yàn)室研究所獲得的參數(shù)與模型基礎(chǔ)之上。將前面介紹的汽車(chē)碰撞實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)容在空間、時(shí)間上加以拓展，不僅局限于碰撞的地點(diǎn)，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(shí)刻，將碰撞前后車(chē)輛的運(yùn)行過(guò)程也納入研究的視野，則就成為交通事故仿真技術(shù)。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(chǔ)上，增加更多的內(nèi)容與思路。CRASH事故仿真系統(tǒng)的構(gòu)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(biāo)定參數(shù)，圖中界面中所應(yīng)標(biāo)定的參數(shù)包括鏡頭、方

17、位、車(chē)輛、時(shí)間等。2仿真控制系統(tǒng)中另一個(gè)子系統(tǒng)是仿真控制(Simulation Contro1)，它可以進(jìn)一步標(biāo)定和描述事故發(fā)生的特征，以便準(zhǔn)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(chē)控制器(CarContr01)、視景控制模塊(View Control Module)以及運(yùn)動(dòng)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(dāng)設(shè)定視角、場(chǎng)景類(lèi)型等，還能體現(xiàn)出相應(yīng)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(biāo)定的參