寒地高速公路交通安全要素评价分析.pdf
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1、192交通科技与管理理论研究0引言寒地高速公路的交通安全问题备受关注,因其特殊气候条件和环境因素容易引发事故。该文以中国黑龙江省为例,详细研究了该地区寒地高速公路的事故发生区域和特点。通过建立评价指标体系和运用多种分析方法,如层次分析法和熵权法,评估了不同要素的重要性和安全等级,最终得出安全评分和改进建议。该文旨在提供更全面的认识,为改善寒地地区高速公路交通安全提供科学依据,以支持当地经济和社会发展。同时,这些研究成果也为其他寒冷地区或具有相似气候特点地区的高速公路安全问题提供了有益的参考。1寒地高速公路交通事故发生特点寒地高速公路事故发生率受到特殊的环境条件影响,尤其是不良天气条件下。根据历
2、史数据分析,不良天气条件下的交通事故约占总事故数的 50%左右1。1.1路面摩擦系数变化大在低温寒冷地区,道路表面容易出现结冰和积雪,这直接影响了路面的摩擦系数。积雪被车辆碾压后,路面变得光滑,摩擦系数降低,导致车辆容易打滑。1.2能见度降低能见度通常通过雾的大小来衡量,等级越高的雾,能见度越低,交通事故的概率越大。1.3侧向风力增加侧风增加会导致车辆侧面受力面积较大,容易受到侧风的推动,进而影响驾驶稳定性,增加交通事故的风险。2寒地高速公路交通安全评价指标体系的建立为了全面评价寒地高速公路的交通安全,该文建立了一个多层次的指标体系,涵盖了不同方面的要素2。指标体系包括一级指标和二级指标,以便
3、更详细地评估每个要素的影响。以下是建立的评价指标体系:2.1寒地高速公路交通安全评价指标2.1.1驾驶员因素(1)驾驶员的驾驶经验和技能。经验丰富且熟练的驾驶员更容易应对紧急情况和复杂的道路状况,减少事故的发生概率。(2)驾驶员的疲劳程度。驾驶员的疲劳程度直接影响其反应速度和决策能力。疲劳驾驶可能导致注意力不集中、反应迟缓,从而增加了事故风险。(3)驾驶员的警觉性。驾驶员的警觉性指的是其对道路和周围环境的关注程度。2.1.2车辆因素(1)车辆的制动性能。车辆的制动性能包括刹车系统的效率和响应速度。良好的制动性能可以确保驾驶员在需要时迅速停车,减少事故风险。(2)车辆的轮胎性能。轮胎是车辆与道路
4、之间的唯一接触点。轮胎的状况和性能直接影响车辆的操控和稳定性。良好的轮胎性能可以提高道路附着力,减少打滑和侧滑。(3)车辆的稳定性能。车辆的稳定性能指的是车辆在紧急操控情况下的稳定性和抗侧翻性能。稳定的车辆更不容易失控和翻车,有助于减少交通事故。2.1.3道路因素(1)路面的摩擦系数。路面的摩擦系数是路面与车辆轮胎之间的摩擦力。摩擦系数直接关系到车辆的牵引力和制动性能。(2)路面的坡度。路面的坡度是指道路的垂直高度与水平距离之比。坡度的大小对车辆的稳定性和操控性产生影响,特别是在弯道和坡陡的道路上。(3)道路的曲线半径。曲线半径是指道路弯曲程度收稿日期:2023-10-24作者简介:邢凯然(2
5、003),男,本科,研究方向:交通安全。基金项目:东北林业大学国家级大学生创新创业训练计划支持项目“匝道天眼 高速公路匝道交通违规事件检测系统”(S202310225152)。寒地高速公路交通安全要素评价分析邢凯然,刘志伟,潘俞成,刘书良,张培锟(东北林业大学土木与交通学院,黑龙江 哈尔滨 150040)摘要文章研究了以黑龙江省为例的寒地高速公路交通安全要素重要性排序。首先对影响寒地高速公路的主要安全要素进行分类列举,建立指标体系;其次运用层次分析法与熵权法相结合的算法确定各指标的权重,运用模糊综合分析划定安全评价等级;最后将评价体系应用于黑龙江省高速公路,得出安全评分并提出对应的改进措施。关
6、键词交通安全;寒地高速公路;评价指标体系;模糊综合分析中图分类号U491.31文献标识码A文章编号2096-8949(2023)24-0192-042023 年第 4 卷第 24 期193交通科技与管理理论研究的度量,通常以曲线的半径表示3。2.1.4环境因素(1)能见度。能见度是指驾驶员能够清晰地看到道路和周围环境的程度。(2)温度。温度影响道路表面的状况,特别是在寒冷地区。低温可能导致道路结冰,减小路面摩擦系数,从而增加了打滑的风险。(3)侧向风力。侧向风力是指垂直于道路行进方向的风力。强风可能对高车辆产生侧风力,影响车辆的稳定性,特别是在寒冷地区冰雪覆盖的路面上。2.1.5管理因素(1)
7、交通流量控制。交通流量控制是指对路段的车辆数量进行控制,以避免交通拥堵和高速公路超负荷通行。(2)道路维护频率。道路维护频率是指定期对道路进行维护和修复的频率。(3)应急设施覆盖率。应急设施覆盖率指的是在道路上设置应急通道、避难设施等措施的覆盖程度。2.2寒地高速公路交通安全评价指标体系评价指标体系必须具有系统性、层次性。根据前期确定的评价指标建立了一个如图 1 所示的寒冷地区高速公路交通安全评价指标体系。图 1寒地交通安全评价指标体系3寒地高速公路交通安全评价算法评价指标的权重确定对于寒地高速公路评价至关重要,由于无论是采用主观赋权还是客观赋权均会,都会因为认为判断的主观性和各指标间的相关性
8、而造成赋权偏差,因此该文通过层次分析法和熵权法给予权值,可以确保主观判断有较好的一致性,同时应用熵值法确定客观评价。3.1层次分析法首先,在相同的层之间,通过构建判断矩阵代表不同的评价指标,表示同一级别的指标数量:(1)(2)式中,bij、bji 不同的评价指标,表示同一级别i=1,2,3.的指标数量。基于判断矩阵的计算,得到主观权重值 Ui用 AHP方法求解。3.2熵权法熵权法是一种常用的综合评价方法,充分利用原始数据的信息,结果准确地反映了评价方案之间的差距。收集 3 个安全因素的 12 个指标的定量评价数据,并在此基础上绘制评价矩阵,以 3 个安全因素作为子指标,12个定量指标作为母体指
9、标。步骤 1:正向化,将非常小的指标转换为非常大的指标:MAX xi步骤 2:标准化,它将度量分数映射到 0,1 区间,194交通科技与管理理论研究便于比较:步骤 3:将 3 个子指标的值相加,得到 12 项母体指标的综合得分,并计算其比例:(3)步骤 4:计算每个指标的信息熵,计算信息效用值,并归一化得到每个指标的熵权。(4)步骤 5:合并公式得到最终权重(5)3.3模糊综合分析采用模糊评价的方法,来确定寒地高速公路交通的安全等级4。按照上述层次分析法和熵权法相结合确定权重,依据隶属函数确定各等级的隶属度得到模糊关系矩阵。步骤一:建立综合评价的因素级;设寒地高速公路交通安全要素指标集为 U,
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