霧天道路交通安全保障措施及其成效分析

蔣賢才，黃 科

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通研究所，150090哈爾濱)

公安部交通管理局發(fā)布的2009年全國(guó)道路交通事故情況［1］顯示，惡劣天氣導(dǎo)致的事故死亡人數(shù)同比在增加，特別是下半年全國(guó)雨、雪、霧等惡劣天氣條件下發(fā)生道路交通事故導(dǎo)致的死亡人數(shù)同比上升13.3%.此外，表1數(shù)據(jù)［2］表明，霧天發(fā)生交通事故的次數(shù)雖然只占全年事故數(shù)的3.80%，但平均每起交通事故死亡0.54人，遠(yuǎn)高于其他天氣條件下的死亡率，可見(jiàn)霧天交通事故的嚴(yán)重性.

霧對(duì)道路交通行車安全的影響在發(fā)達(dá)國(guó)家也同樣存在.美國(guó)因霧引發(fā)的交通事故占高速公路事故的5%［3］，法國(guó)因霧引發(fā)的交通事故占公路交通事故的1.2%［4］.雖然不可能花費(fèi)巨資去消除霧，但可以采取相應(yīng)的管理與工程措施，對(duì)事故進(jìn)行預(yù)防或減輕事故的危害程度.

2005年6月，交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院為了確定不利氣象條件下駕駛?cè)耸苡绊懙某潭龋诰┙蛱聘咚俟否R駒橋服務(wù)區(qū)開(kāi)展了較大規(guī)模的問(wèn)卷調(diào)查，結(jié)果見(jiàn)表 2、3［5］.

表1 2005年不同天氣條件下高速公路事故分布［2］

表2 235份調(diào)查問(wèn)卷中駕駛?cè)苏J(rèn)為影響交通安全的主要惡劣天氣

表3 235份調(diào)查問(wèn)卷中駕駛?cè)苏J(rèn)為易發(fā)生重大交通事故的天氣

數(shù)據(jù)表明，霧天對(duì)行車駕駛影響比較突出，會(huì)使駕駛?cè)嗽黾虞^重的心理負(fù)擔(dān).可見(jiàn)研究霧天環(huán)境下的道路交通安全保障措施是極其必要的.

1 霧對(duì)道路交通安全的影響

1.1 能見(jiàn)度

霧天行駛時(shí)，大氣能見(jiàn)度的降低使得司機(jī)可視距離縮短，造成車輛控制困難，以致發(fā)生交通事故;因?yàn)殪F中的對(duì)比物減少甚至沒(méi)有參照物，導(dǎo)致司機(jī)在霧中往往判斷距離和速度不準(zhǔn)，進(jìn)而引發(fā)交通事故;冬季大霧天氣時(shí)，還會(huì)造成車窗內(nèi)側(cè)有水汽凝結(jié)，使司機(jī)視線受損，難以分辨路況，增加了行車風(fēng)險(xiǎn).

霧對(duì)公路行車安全的影響，不是霧物質(zhì)本身，而是霧的光化學(xué)現(xiàn)象.研究表明，霧中能見(jiàn)度與霧滴數(shù)密度、霧含水量和霧滴散射消光因子有關(guān).霧含水量相同時(shí)，大量的小霧滴融合成大霧滴時(shí)，能見(jiàn)度就會(huì)增加;霧含水量由于蒸發(fā)而減少時(shí)，能見(jiàn)度也會(huì)增加［6］.將這一理論應(yīng)用于消霧措施時(shí)，應(yīng)盡量使空氣中的小霧滴融合成大霧滴，以增加能見(jiàn)度;或直接采取措施降低空氣中的含水量來(lái)達(dá)到增加能見(jiàn)度的目的.

1.2 信息感知

駕駛?cè)嗽谛熊囘^(guò)程中，80%～90%信息依靠視覺(jué)獲得，所有駕駛?cè)似谕能囁龠x擇行為都是以獲取的視覺(jué)信息為基礎(chǔ)，不管是受道路交通環(huán)境的影響，或者是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律判斷、再經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)視覺(jué)行為感知階段和判斷階段形成車速選擇動(dòng)作［7］.

由于霧會(huì)使光線發(fā)生散射，并吸收光線，使得駕駛?cè)斯烙?jì)車距、車速不準(zhǔn)確，對(duì)交通標(biāo)志、路面設(shè)施識(shí)別困難，容易造成追尾;由于不同路段大霧的嚴(yán)重程度可能有所不同，駕駛?cè)撕茈y根據(jù)各路段不同的能見(jiàn)度距離即時(shí)調(diào)整車速和車間距.此外，由于環(huán)境復(fù)雜，在霧中判斷速度、車間距等參照物減少，使得駕駛?cè)穗y以及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確地判斷，增加了駕駛?cè)说男睦韷毫Γ袛鄷r(shí)間增加，一旦發(fā)生意外難以及時(shí)采取適當(dāng)措施.

1.3 附著系數(shù)

由于霧水與積灰、塵土混合，導(dǎo)致輪胎與路面的附著系數(shù)減小，特別是北方冬季時(shí)，冰霧會(huì)在高速公路路面形成一層薄冰，輪胎與路面的附著系數(shù)下降更為明顯，從而導(dǎo)致制動(dòng)距離延長(zhǎng)、行駛打滑、制動(dòng)跑偏等現(xiàn)象發(fā)生，增加交通事故的發(fā)生幾率.英國(guó)在研究潮濕路面對(duì)交通安全的影響后建議:潮濕路面的停車距離至少應(yīng)為干燥路面停車距離的兩倍［8］.

2 霧天道路交通安全保障措施

2.1 公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)

根據(jù)霧的地域性和周期性特點(diǎn)，在常發(fā)型霧區(qū)路網(wǎng)內(nèi)宜建立一套較完善的霧天公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集路網(wǎng)內(nèi)的天氣及交通狀況并制定適宜的交通控制策略，對(duì)幫助道路維護(hù)部門、緊急救援部門、交通管理部門和道路使用者進(jìn)行科學(xué)決策具有十分重要的作用.它將公路及其環(huán)境等要素反應(yīng)到系統(tǒng)中并對(duì)其分類存儲(chǔ)，通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的資料分析，就霧對(duì)道路交通安全的影響能形成一個(gè)較準(zhǔn)確地評(píng)估，并對(duì)霧的發(fā)生規(guī)律有一個(gè)精確地預(yù)測(cè)，可有效安排人力、物理投入，減少霧對(duì)道路交通安全帶來(lái)的損失.圖1為公路 應(yīng)急指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)框架圖.

圖1 公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)框架

公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)霧天等不良天氣情況下緊急救援的一項(xiàng)有效措施，在單一路段實(shí)現(xiàn)完整的交通信息采集與交通運(yùn)行狀況監(jiān)視后，應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)的信息共享.為達(dá)到此目的，全路網(wǎng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，為各種低能見(jiàn)度天氣設(shè)計(jì)不同的交通疏散方案，盡可能地預(yù)防和減少低能見(jiàn)度天氣下的交通事故.交通疏散方案的實(shí)施過(guò)程分為3個(gè)階段:情報(bào)收集→方案生成→指揮調(diào)度.具體描述如下:1)各路段通過(guò)公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集能見(jiàn)度等天氣信息、交通事故信息和交通流運(yùn)行狀況，條件具備時(shí)啟動(dòng)霧天疏散方案，對(duì)本路段進(jìn)行交通組織和控制，并將路段交通疏散方案上報(bào)路網(wǎng)應(yīng)急指揮中心.2)路網(wǎng)應(yīng)急指揮中心實(shí)時(shí)接收各路段采集的能見(jiàn)度等氣象信息及上報(bào)的交通疏散方案，從全路網(wǎng)的角度協(xié)調(diào)各路段的疏散方案.在局部路段由于大霧關(guān)閉道路的情況下，路網(wǎng)應(yīng)急指揮中心及時(shí)向與之相關(guān)的其他路段發(fā)布封路信息，并提出相應(yīng)的交通管制和信息誘導(dǎo)方案，由各路段實(shí)施相關(guān)疏散方案.3)疏散方案實(shí)施前，各路段向相關(guān)部門通報(bào)，做好疏散方案實(shí)施準(zhǔn)備.路網(wǎng)應(yīng)急指揮中心對(duì)各路段的疏散方案實(shí)施情況進(jìn)行監(jiān)管.疏散方案實(shí)施方法見(jiàn)表4.

表4 疏散方案實(shí)現(xiàn)方法

2.2 霧天道路交通安全保障體系

2.2.1 道路維護(hù)部門保障措施

道路維護(hù)部門宜采取的措施包括:1)霧的監(jiān)視與評(píng)估.道路維護(hù)部門從公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)獲取霧的信息后，對(duì)霧的危害范圍和程度進(jìn)行評(píng)估.這些信息幫助管理者制定關(guān)于人員分配、時(shí)間安排及資源配置的決定.2)霧天行車環(huán)境改善.包括提高路面摩擦系數(shù)、開(kāi)辟緊急避難車道、開(kāi)啟輪廓指示系統(tǒng)、完善沿線照明系統(tǒng)、加強(qiáng)巡邏力度等，高速公路還應(yīng)調(diào)整服務(wù)區(qū)及停車區(qū)位置(最好設(shè)置在霧區(qū)最高點(diǎn)或中點(diǎn))等措施;它們可以為已在霧區(qū)段行車的車輛在霧突然發(fā)生或突然加大時(shí)，改善道路行車環(huán)境、提供暫避場(chǎng)所，減少霧引發(fā)的交通事故.3)霧的消散或延遲.在交通安全措施缺乏的情況下，或雖有交通安全措施，但霧區(qū)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)、能見(jiàn)度過(guò)低(如＜50米)，可采取消霧措施.

輪廓指示系統(tǒng)分為兩類:一類是護(hù)欄輪廓燈，另一類是車道輪廓燈.護(hù)欄透霧燈安裝在高速公路外側(cè)安全護(hù)欄上，間隔50 m.在濃霧情況下開(kāi)啟，用于勾勒路形，給司機(jī)提供視線誘導(dǎo)，使司機(jī)看清楚道路輪廓.經(jīng)試驗(yàn)，在能見(jiàn)度接近100 m時(shí)，司機(jī)能看見(jiàn)200 m處的燈光，基本可保證車輛在霧天行駛時(shí)不會(huì)偏離車道，避免因車輛偏離車道造成的交通事故.車道輪廓燈安裝在車道線上，常用透霧型太陽(yáng)能發(fā)光地?zé)簦g隔20～50 m，在有霧情況下開(kāi)啟，用于勾勒車道，給司機(jī)提供車道視線誘導(dǎo)，使司機(jī)看清楚車道輪廓.經(jīng)試驗(yàn)，在能見(jiàn)度接近100 m時(shí)，司機(jī)能看見(jiàn)車道輪廓，基本可保證車輛在霧天行駛時(shí)不偏離車道.

霧分成兩類:霧中溫度在0℃以下時(shí)為冷霧;霧中溫度大于0℃時(shí)為暖霧.消冷霧主要是向霧中播撒適當(dāng)物質(zhì)使之產(chǎn)生大量冰晶，冰晶與水汽和水滴共存時(shí)，由于冰面飽和水汽壓小于水面飽和水汽壓，霧中水汽凝到冰晶上，冰晶的增長(zhǎng)抑制水滴增長(zhǎng)，促使水滴不斷蒸發(fā)、數(shù)量減少，達(dá)到減少和消除霧滴的效果.消霧物質(zhì)有制冷劑(液氮、丙烷和干冰等)、人工冰核(碘化銀等)和壓縮空氣.消暖霧主要方法有:向霧中播撒吸濕性核在霧中培植大水滴，拓寬霧滴譜，誘發(fā)沖并過(guò)程，造成霧的沉降，使霧消散;增加霧區(qū)局部區(qū)域溫度，使霧滴蒸發(fā)而消散;用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生熱氣，靠熱動(dòng)力振動(dòng)氣流，使霧蒸發(fā)消散等.

表5對(duì)道路維護(hù)人員采取的措施、實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)及預(yù)期成效進(jìn)行了總結(jié).

表5 道路維護(hù)人員采取的措施

2.2.2 緊急事件管理措施

緊急事件管理人員通過(guò)公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)收集天氣、交通狀況等信息并進(jìn)行預(yù)測(cè)，辨別出危險(xiǎn)事件和受到影響的區(qū)域，確保疏散方案的順利實(shí)施.疏散策略通過(guò)降低行程延誤或者維持較高的通行能力提高道路的機(jī)動(dòng)性，保障交通參與者的安全.緊急事件管理人員通過(guò)發(fā)布疏散順序、道路關(guān)閉等信息，減少霧天環(huán)境下道路潛在危險(xiǎn)的可能性.表6列出了緊急事件管理采取的具體措施 及其對(duì)道路交通安全產(chǎn)生的效果.

表6 緊急事件管理人員采取的措施

2.2.3 交通管理部門安全保障措施

交通管理人員主要采取交通監(jiān)視、交通控制和交通誘導(dǎo)3類方法，保障霧天環(huán)境下的行車安全.最常采用的交通控制策略是速度管理，限速通常考慮能見(jiàn)度、路面狀況和交通條件，隨著安全行駛速度而調(diào)整.管理者可通過(guò)可變情報(bào)板和各種限速標(biāo)志告知駕駛?cè)私档托旭偹俣龋源_保行車安全.表7列出了交通管理部門采取的措施及其可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和預(yù)期效果.

表7 交通管理人員采取的措施

2.2.4 乘客及道路使用者安全保障措施

所有道路使用者通過(guò)獲取天氣信息來(lái)影響其出行決策.道路天氣信息獲取可以通過(guò)公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)(可變信息板、限速標(biāo)志等)、交互電話系統(tǒng)、網(wǎng)站和其他的廣播媒體實(shí)現(xiàn).道路天氣信息幫助旅行者對(duì)出行方式、離開(kāi)時(shí)間、路線選擇、車型裝備以及駕駛方式做出選擇.表8列出了促進(jìn)道路使用者安全出行的緩解措施.

表8 道路使用者采取的措施

3 結(jié)論

1)道路維護(hù)部門應(yīng)從霧的監(jiān)視與評(píng)估、霧天行車環(huán)境改善、霧的消散或延遲3方面著手，改善霧天行車環(huán)境，提高道路交通運(yùn)行的安全性、機(jī)動(dòng)性和生產(chǎn)性.

2)緊急事件管理部門應(yīng)從霧的監(jiān)視與評(píng)估、交通疏散方案制定與實(shí)施保障、交通誘導(dǎo)信息發(fā)布3方面著手，提高霧天緊急事件的處理效率，降低霧對(duì)公眾的危害.

3)交通管理部門應(yīng)從霧及交通運(yùn)行狀況監(jiān)視、交通控制策略制定與實(shí)施、交通誘導(dǎo)信息發(fā)布3方面著手，提高道路資源的利用效率、減少交通事故，確保霧天道路交通的機(jī)動(dòng)性.

4)道路使用者應(yīng)從多途徑獲取天氣信息來(lái)謹(jǐn)慎制定出行決策，提高霧天出行效率和出行安全.

［1］公安部交通管理局.2009年全國(guó)道路交通事故情況［EB/OL］.［2010 －01 -18］.http://www.mps.gov.cn/n16/n85753－/n85870/2450243.html.

［2］中華人民共和國(guó)公安部.全國(guó)道路交通事故統(tǒng)計(jì)白皮書［R］.北京:中華人民共和國(guó)公安部，2005.

［3］ US Department of Transportation.Examination of reduced visibility crashes and potential IVHS countermeasures［M］.Louis Tijerina:The National Technical Information Service，1995.

［4］ GISELLE D.Fog luminance evaluation in daytime［C］//16th Biennial Symposium on Visibility and Simulation.Lowa City，USA:TRB，2002:79 －85.

［5］張利，汪林.不利氣象條件對(duì)公路交通安全的影響及對(duì)策［J］.公路交通科技，2011，28(增刊1):126-131.

［6］鄧順熙.公路與長(zhǎng)隧道空氣污染影響分析方法［M］.北京:科學(xué)出版社，2004:22－26.

［7］林雨，方守恩.災(zāi)害性天氣環(huán)境下高等級(jí)公路車速管理［J］.自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2007(5):35－39.

［8］李學(xué)軍，陳楓，劉祥彬.大霧天氣高速公路交通安全保障措施研究［J］.交通企業(yè)管理，2009(3):56－57.