山區公路安保設施評價與組合設計應用研究

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計有限公司 云南 昆明 650000)

引言

隨著經濟的快速發展，我國公路建設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實行了生命安全保障工程，極大的改善了我國道路安全設施不足以保障民眾出行安全的狀況。與此同時，我國對山區公路生命安全保障設施的研究并沒有一個系統的研究。

由于我國云南地區地勢環境較差，山區旅游公路多為低等級公路，道路線性差、交通安全設施較少，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施組合設計的改善措施，以保證交通可以良好的運行。

綜上所述，云南山區旅游公路交通安保設施組合設計方面的研究不多，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旅游公路的安全因素進行分析，來對評價指標進行選取，選擇合適的評定標準，提出適合山區旅游公路的安保設施組合設計方法，有效解決云南地區旅游公路的安保需求和交通行業發展的要求，并為今后類似工程提供技術依據和參考。

一、模糊綜合評價山區公路交通安全等級

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

(一)函數權重計算

通過函數比較建立函數判斷矩陣，利用函數判斷矩陣計算出各函數的權重，并進行結果的一致性檢驗，得到函數權重向量。

1.指標相對權重綜合評價法

(1)下層評價函數結論值計算

含有上層函數的一級指標包括：C1、C2、C3、C4、C5；其函數值計算方法如下：

式中：Ai—第i個上層函數相對權重向量；

Fi——第i個上層函數函數值；

(2)核查結果綜合評價值計算

由核查結果評價指標的標定方法可以計算出各二級評價指標終值分別為：F1、F2、F3、…、F8。

由以上內容可知核查結果最終評價結果的計算方法如下：

式中：F——核查結果綜合評價值；

Ai——第i個上層函數相對于目標層的權重值；

Fi——第i個上層函數的函數值。

(3)評價結果分析

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的評價等級E=(評價結果滿意，評價結果較滿意，評價結果一般，評價結果較差，評價結果差)。

(二)模糊綜合評價法

云南山區旅游公路安全保障系統評價包含6個上層函數和18個下層函數。使用模合評價法時，應先構造下層函數的模糊理論，具體化上層函數的評價等級，并使用模糊構造模型對各函數值進行綜合評價

1.建立評價等級的集合E

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

2.建立評價函數集合U

建立評價層次分析結構模型，將下層函數作為結果的評價要素。

3.計算權重W

4.計算模糊向量矩陣R

構造附屬函數值，確定單個評價指標對于各個評價等級的附屬度，得到模糊向量矩陣R。

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

a.確定附屬函數μv1(x)

當x越大，函數對E1的附屬度越大，則：

為了保證μv1(x)的連續性，應有：

則a=315789.1。

得到評價因素對E1的附屬度函數為：

b.確定附屬函數μv2(x)

c.確定附屬函數μv3(x)

得到評價因素對E3的附屬度函數為：

d.確定附屬函數μv4(x)

得到每評價因素對E3的附屬度函數為：

e.確定附屬函數μv5(x)，x越大，則對=E1的附屬度越小，則：

考慮x=100時，應該有μv5(100)=0.將95

為了保證μv5(x)的連續性，應有：

根據以上的附屬函數，可以確定單個評價指標對于5個評價等級的附屬度。

5.核查結果模糊綜合評價值計算

最終評價結果的計算方法如下：

F=B′×V

式中：F—評價結果綜合評價值；

B′——模糊綜合評價向B的歸一化處理向量。

6.評價結論分析

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

二、山區公路的安保組合與應用

(一)山區旅游公路安保設施優化組合形式研究

根據彝良地區各個路段的路線線型、交通量、交通組成以及環境條件等因素，分析車輛駛出路外或駛入對向車道的可能性，確定是否設置護欄及選擇護欄形式，在危險路段做好交通標志標線的設置，如連續急彎、連續長陡下坡等路段，通過對護欄與交通標志標線英高組合來達到提高安全性的目的。

依據現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，也需要考慮經濟因素，應該滿足什么樣的道路狀況匹配什么樣的道路安全設施，在比較容易控制車速的臨崖臨水的上坡路段，應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。

研究山區旅游公路的性能組合形式，應該從以下幾方面入手：

1.安全性與經濟性的組合：選擇安全性良好、經濟性較好的護欄材料與結構，如全壽命周期較長、后期養護成本低的護欄，同時滿足安全性與經濟性，產生良好的經濟效益。

2.安全性與景觀性的組合：對于旅游公路來說，道路的防護工程應該與景觀相協調，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施，以保證駕駛員在安全行駛狀態下對于道路周圍的景觀有一定的欣賞。

3.安全性與生態性的組合：路側的綠化是對道路的一種隱形的安全設施，路側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：道路的安全防護應該與當地文化相結合，利用好當地特有的自然資源，在形式上對當地的特色進行宣傳，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。

研究山區旅游公路的安全設施組合形式，應從以下幾點入手：

1.不同護欄的防護等級相結合：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防撞等級的護欄，可以在保障安全的前提下達到良好的經濟性。

2.不同材料護欄的組合：對于不同的路段選取不同材質的護欄，在危險程度高的急轉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，引導效果較差，故此采用新型的旋轉式防撞護欄，用來引導不當的交通行為，對于填挖結合處采用填方加寬、加強視線的誘導。

5.交通標志：分析最有效的交通安全設施，對于現在交通標志信息量過載，應簡潔交通標志信息量，保證信息的簡短有效。

(二)長陡坡路段的安保實施改善工程

云南山區公路路段存在連續長下坡路段。由于車輛下坡速度較快，車輛連續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。

彝良山區公路存在連續長大上下坡，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用工程

在現場的調查當中了解，此路段急轉彎路段較多，其中許多急轉彎路段的轉角可達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，并根據對應的評價等級選擇合適的交通改善措施。

表2 急彎路段

三、結論

(1)針對山區旅游公路安保設施優化組合技術研究與應用，結合云南彝良地區特殊的地形和氣候環境條件，從現有的道路線形、構造等方面系統地研究彝良地區公路的安保設施優化組合。

(2)為云南彝良地區旅游公路的安保設施組合優化提供高校、經濟的技術方案，提出適合山區旅游公路的安保設施組合設計方法，有效解決云南地區旅游公路的安保需求和交通行業發展的要求，并為今后類似工程提供技術依據和參考。