山區(qū)公路安保設(shè)施評價與組合設(shè)計應(yīng)用研究

陳 松 夏志林 黃開平

(1.彝良縣交通運輸局 云南 昭通 657000；2.彝良公路分局 云南 昭通 657000；3.云南皓泰公路勘察設(shè)計有限公司 云南 昆明 650000)

引言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國公路建設(shè)進入了一個新的里程，自“十五”時期以來，交通運輸部在全國范圍的道路內(nèi)實行了生命安全保障工程，極大的改善了我國道路安全設(shè)施不足以保障民眾出行安全的狀況。與此同時，我國對山區(qū)公路生命安全保障設(shè)施的研究并沒有一個系統(tǒng)的研究。

由于我國云南地區(qū)地勢環(huán)境較差，山區(qū)旅游公路多為低等級公路，道路線性差、交通安全設(shè)施較少，而且道路長陡坡、急彎較多，由此，道路的交通安全問題存在嚴重，所以需要評價云南山區(qū)公路的交通安全因素，以達到對于危險路段的提出特定安保設(shè)施組合設(shè)計的改善措施，以保證交通可以良好的運行。

綜上所述，云南山區(qū)旅游公路交通安保設(shè)施組合設(shè)計方面的研究不多，而模糊綜合評價法具有良好的實用性和有效性。通過對影響云南彝良地區(qū)旅游公路的安全因素進行分析，來對評價指標(biāo)進行選取，選擇合適的評定標(biāo)準(zhǔn)，提出適合山區(qū)旅游公路的安保設(shè)施組合設(shè)計方法，有效解決云南地區(qū)旅游公路的安保需求和交通行業(yè)發(fā)展的要求，并為今后類似工程提供技術(shù)依據(jù)和參考。

一、模糊綜合評價山區(qū)公路交通安全等級

為提高評價結(jié)果的可靠性與便利性，使用比較結(jié)果統(tǒng)計法來獲取下層指標(biāo)的函數(shù)值，實用各分函數(shù)分數(shù)加權(quán)求和的方法確定上層指標(biāo)及目標(biāo)層的函數(shù)值，看評價結(jié)果為一般，評價結(jié)果較差，評價結(jié)果差)的方法進行量化函數(shù)值；取評價集中最大函數(shù)值組成評價向量E，得到E=(1，0.80，0.70，0.60，0.50)。

(一)函數(shù)權(quán)重計算

通過函數(shù)比較建立函數(shù)判斷矩陣，利用函數(shù)判斷矩陣計算出各函數(shù)的權(quán)重，并進行結(jié)果的一致性檢驗，得到函數(shù)權(quán)重向量。

1.指標(biāo)相對權(quán)重綜合評價法

(1)下層評價函數(shù)結(jié)論值計算

含有上層函數(shù)的一級指標(biāo)包括：C1、C2、C3、C4、C5；其函數(shù)值計算方法如下：

式中：Ai—第i個上層函數(shù)相對權(quán)重向量；

Fi——第i個上層函數(shù)函數(shù)值；

(2)核查結(jié)果綜合評價值計算

由核查結(jié)果評價指標(biāo)的標(biāo)定方法可以計算出各二級評價指標(biāo)終值分別為：F1、F2、F3、…、F8。

由以上內(nèi)容可知核查結(jié)果最終評價結(jié)果的計算方法如下：

式中：F——核查結(jié)果綜合評價值；

Ai——第i個上層函數(shù)相對于目標(biāo)層的權(quán)重值；

Fi——第i個上層函數(shù)的函數(shù)值。

(3)評價結(jié)果分析

將評價向量E=(1，0.80，0.70，0.60，0.50)與F值進行對比，得出所評價的安全防護工程對應(yīng)的評價等級E=(評價結(jié)果滿意，評價結(jié)果較滿意，評價結(jié)果一般，評價結(jié)果較差，評價結(jié)果差)。

(二)模糊綜合評價法

云南山區(qū)旅游公路安全保障系統(tǒng)評價包含6個上層函數(shù)和18個下層函數(shù)。使用模合評價法時，應(yīng)先構(gòu)造下層函數(shù)的模糊理論，具體化上層函數(shù)的評價等級，并使用模糊構(gòu)造模型對各函數(shù)值進行綜合評價

1.建立評價等級的集合E

將評價等級分為 5 級：評價結(jié)果滿意，評價結(jié)果較滿意，評價結(jié)果結(jié)果一般，評價結(jié)果較差，評價結(jié)果差，相對的評價等級集合E=(E1,E2,E3,E4,E5)=(評價結(jié)果滿意，評價結(jié)果較滿意，評價結(jié)果一般，評價結(jié)果較差，評價結(jié)果差)。

2.建立評價函數(shù)集合U

建立評價層次分析結(jié)構(gòu)模型，將下層函數(shù)作為結(jié)果的評價要素。

3.計算權(quán)重W

4.計算模糊向量矩陣R

構(gòu)造附屬函數(shù)值，確定單個評價指標(biāo)對于各個評價等級的附屬度，得到模糊向量矩陣R。

根據(jù)上述的方法得到各評價指標(biāo)的分值x∈[0,100]，分別構(gòu)造附屬函數(shù)μv1(x)、μv2(x)、μv3(x)、μv4(x)、μv5(x)。

a.確定附屬函數(shù)μv1(x)

當(dāng)x越大，函數(shù)對E1的附屬度越大，則：

為了保證μv1(x)的連續(xù)性，應(yīng)有：

則a=315789.1。

得到評價因素對E1的附屬度函數(shù)為：

b.確定附屬函數(shù)μv2(x)

c.確定附屬函數(shù)μv3(x)

得到評價因素對E3的附屬度函數(shù)為：

d.確定附屬函數(shù)μv4(x)

得到每評價因素對E3的附屬度函數(shù)為：

e.確定附屬函數(shù)μv5(x)，x越大，則對=E1的附屬度越小，則：

考慮x=100時，應(yīng)該有μv5(100)=0.將95

為了保證μv5(x)的連續(xù)性，應(yīng)有：

根據(jù)以上的附屬函數(shù)，可以確定單個評價指標(biāo)對于5個評價等級的附屬度。

5.核查結(jié)果模糊綜合評價值計算

最終評價結(jié)果的計算方法如下：

F=B′×V

式中：F—評價結(jié)果綜合評價值；

B′——模糊綜合評價向B的歸一化處理向量。

6.評價結(jié)論分析

將F值與評價向量E=(1,0.80,0.70,0.60,0.50)的結(jié)果進行相互比較，可以得出結(jié)論為所評價安全防護工程對應(yīng)的評價等級E=(評價結(jié)果滿意，評價結(jié)果較滿意，評價結(jié)果一般，評價結(jié)果較差，評價結(jié)果差)。

二、山區(qū)公路的安保組合與應(yīng)用

(一)山區(qū)旅游公路安保設(shè)施優(yōu)化組合形式研究

根據(jù)彝良地區(qū)各個路段的路線線型、交通量、交通組成以及環(huán)境條件等因素，分析車輛駛出路外或駛?cè)雽ο蜍嚨赖目赡苄裕_定是否設(shè)置護欄及選擇護欄形式，在危險路段做好交通標(biāo)志標(biāo)線的設(shè)置，如連續(xù)急彎、連續(xù)長陡下坡等路段，通過對護欄與交通標(biāo)志標(biāo)線英高組合來達到提高安全性的目的。

依據(jù)現(xiàn)有的護欄防撞等級與路況危險程度不匹配的情形，在最大程度的保障交通安全的前提下，也需要考慮經(jīng)濟因素，應(yīng)該滿足什么樣的道路狀況匹配什么樣的道路安全設(shè)施，在比較容易控制車速的臨崖臨水的上坡路段，應(yīng)該采用防撞等級較高的護欄，在不容易控制車速的臨崖臨水的下坡路段，應(yīng)該采用更高防撞等級的護欄以最大程度保障車輛的安全。

研究山區(qū)旅游公路的性能組合形式，應(yīng)該從以下幾方面入手：

1.安全性與經(jīng)濟性的組合：選擇安全性良好、經(jīng)濟性較好的護欄材料與結(jié)構(gòu)，如全壽命周期較長、后期養(yǎng)護成本低的護欄，同時滿足安全性與經(jīng)濟性，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。

2.安全性與景觀性的組合：對于旅游公路來說，道路的防護工程應(yīng)該與景觀相協(xié)調(diào)，在不影響道路景觀效果的情況下選用通透性較好的防護設(shè)施，以保證駕駛員在安全行駛狀態(tài)下對于道路周圍的景觀有一定的欣賞。

3.安全性與生態(tài)性的組合：路側(cè)的綠化是對道路的一種隱形的安全設(shè)施，路側(cè)有一定的安全寬度時可以栽樹、使用土擋墻，可以用花盆式護欄，土擋墻上方進行綠化有美觀效果，土擋墻本身有防護效果。

4.安全性與文化性的組合：道路的安全防護應(yīng)該與當(dāng)?shù)匚幕嘟Y(jié)合，利用好當(dāng)?shù)靥赜械淖匀毁Y源，在形式上對當(dāng)?shù)氐奶厣M行宣傳，如城墻式混凝土護欄，在護欄上可以使用特定的模板，如將天麻印在護欄上以達宣傳的目的。

研究山區(qū)旅游公路的安全設(shè)施組合形式，應(yīng)從以下幾點入手：

1.不同護欄的防護等級相結(jié)合：評價不同危險程度的道路等級，對于不同危險程度的路段采用相應(yīng)防撞等級的護欄，可以在保障安全的前提下達到良好的經(jīng)濟性。

2.不同材料護欄的組合：對于不同的路段選取不同材質(zhì)的護欄，在危險程度高的急轉(zhuǎn)彎路段采用混凝土護欄，在危險程度低的路段采用波形護欄，在過渡路段采用旋轉(zhuǎn)式防撞護欄等

3.護欄的端頭處理：對于端頭的外展，不同形式的護欄組合采用不同的端頭連接形式，以減少由于端頭的連接不當(dāng)而造成的危害。

4.涵洞隧道的進出路口:由于波形護欄在涵洞隧道的進出口不美觀，引導(dǎo)效果較差，故此采用新型的旋轉(zhuǎn)式防撞護欄，用來引導(dǎo)不當(dāng)?shù)慕煌ㄐ袨椋瑢τ谔钔诮Y(jié)合處采用填方加寬、加強視線的誘導(dǎo)。

5.交通標(biāo)志：分析最有效的交通安全設(shè)施，對于現(xiàn)在交通標(biāo)志信息量過載，應(yīng)簡潔交通標(biāo)志信息量，保證信息的簡短有效。

(二)長陡坡路段的安保實施改善工程

云南山區(qū)公路路段存在連續(xù)長下坡路段。由于車輛下坡速度較快，車輛連續(xù)剎車使得剎車片溫度變高而造成形變、從而影響制動效果，大車的情況尤其嚴重。事故多發(fā)生于坡底段。加上局部曲線段視距不良或天氣因素等因素，使長大下坡路段事故多發(fā)。

彝良山區(qū)公路存在連續(xù)長大上下坡，因此通過對此路段的交通安全性進行評價，根據(jù)其評價等級選擇合適的道路安全改善措施，從而達到提高道路兩側(cè)道路安全的能力。

表1 長下陡坡路段

(三)急彎路段的安保研究應(yīng)用工程

在現(xiàn)場的調(diào)查當(dāng)中了解，此路段急轉(zhuǎn)彎路段較多，其中許多急轉(zhuǎn)彎路段的轉(zhuǎn)角可達60度，此類路段安全隱患較大，因此對急彎路段的交通安全性進行評價，并根據(jù)對應(yīng)的評價等級選擇合適的交通改善措施。

表2 急彎路段

三、結(jié)論

(1)針對山區(qū)旅游公路安保設(shè)施優(yōu)化組合技術(shù)研究與應(yīng)用，結(jié)合云南彝良地區(qū)特殊的地形和氣候環(huán)境條件，從現(xiàn)有的道路線形、構(gòu)造等方面系統(tǒng)地研究彝良地區(qū)公路的安保設(shè)施優(yōu)化組合。

(2)為云南彝良地區(qū)旅游公路的安保設(shè)施組合優(yōu)化提供高校、經(jīng)濟的技術(shù)方案，提出適合山區(qū)旅游公路的安保設(shè)施組合設(shè)計方法，有效解決云南地區(qū)旅游公路的安保需求和交通行業(yè)發(fā)展的要求，并為今后類似工程提供技術(shù)依據(jù)和參考。