成渝高速交通改擴建工程事故風險評估模型

陳學剛　徐晨曉　王思棋

摘要 為降低高速公路交通事故的發生頻率、提高高速公路的安全風險防控能力與通行能力，對成渝高速公路的道路風險程度評估展開研究。通過統計成渝高速公路（含谷至永川段）的事故數據，從人、車輛、道路、環境四個方面對事故多發路段的沿線交通事故風險程度進行分析，運用粗糙集算法確定各風險因素的權重，提出道路風險評估模型，并對道路事故風險程度進行聚類分析，從道路技術設計方面為成渝高速公路原路改擴建工程改造方案設計提供依據。

關鍵詞 交通安全;高速公路;風險評估;粗糙集算法

中圖分類號 U491.2 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）06-0084-03

引言

隨著社會經濟的不斷發展，交通需求持續增長，原有高速公路的工程技術標準及路線規范設計不足以滿足目前不斷增加的交通需求[1]，導致原有高速公路服務水平差、交通擁堵、事故頻發。為減少此類高速公路的交通事故發生率，降低事故嚴重程度，亟須通過提高公路技術標準來提高原有高速公路的服務水平。

該文以成渝高速公路（含谷至永川段，事故樁號K8+000～K53+694.607）為研究對象，對成渝高速事故多發路段的沿線交通事故風險程度進行分析，從人、車輛、道路、環境四個方面構建事故風險評估模型，為成渝高速公路的原路改擴建工程提供依據。

1 風險評估模型構建

1.1 事故風險評估模型

事故概率由事故因素風險程度與權重決定，通過采用綜合評價加法合成法建立以多因素風險程度為自變量的線性函數[2]，從人、車輛、道路、環境四個維度選取事故預警指標，計算所有路段的行車事故概率。公式（1）為特定時間與特定路段事故行車風險度P模型：

式中：Pi——道路i行車風險度;αn——第n個事故因素的作用權重;Kin——道路i對應的第n個事故因素風險值。

1.2 事故成因體系構建

事故成因權重分析功能通過對大量歷史事故數據統計分析，確定不同潛在因素作用于事故的權重，為搭建事故風險模型提供依據[3]。該研究從人、車輛、道路、環境四個方面構建事故成因體系，然后利用粗糙集方法分析得到事故成因權重[4]，如表1所示。

1.3 事故因素風險值

由于安全事故頻率可以表征不同事故因素的行車風險度，因此根據事故評價分析子系統中事故成因進行函數擬合，采用群決策專家意見集結法確定不同事故成因風險值。由于目前重慶市高速公路安全事故數據采集不全，且數據質量不高，因此該文事故發生概率模型借鑒國內外研究成果[5]，確定各事故成因在不同取值下的行車風險值，表2、表3分別為車輛和道路因素下的風險值。

1.4 事故風險評估模型檢驗

運用粗糙集算法得到各因素權重α，以及采用事故成因特征分布函數與群決策專家意見集結法得到的風險值K，根據公式（1）計算得到行車風險度P。為校核該事故風險評估模型的精確度，在該文中，若事故發生時刻該路段事故風險比例較高，則判定該事故風險度評估模型精準度較好。從成渝高速的含谷-永川段2018年1月—2018年12月的630起交通事故數據中，隨機選取20個交通事故數據，計算事故發生時刻人、車輛、道路、環境等多種因素下的風險度，結果見表4。

從表4中可以看出，該20個事故潛在發生概率達到了17%～20%，事故發生概率偏高，說明事故風險度評估模型考慮事故因素比較全面，準確度較高。

2 道路因素風險評估

為研究事故與道路技術標準的相互關系，將事故風險評估模型簡化為只包含道路因素的模型，即得到道路事故風險度評估模型[公式（2）]，其中道路因素下的指標體系權重如表5所示。

（2）

式中：P——道路行車風險度;Kn——道路對應的第n個事故因素風險值。

在成渝高速公路中，選擇事故多發路段（含谷-永川段，事故樁號K8+000～K53+694.607），計算各路段事故風險度，發現沿線道路事故風險度比例較高的路段有K17、K20、K24、K25、K28、K29、K32、K33、K34、K41、K42、K47、K48、K49，事故風險度達到了9.8%～20%。由于該路段平曲線半徑較小，且坡度較大，導致該路段事故風險度較高。通過對事故風險度聚類分析，如圖1所示，可以主要分成三類：低風險、中風險、高風險，其中上述路段均為高風險路段，圖2為道路因素下的事故風險度空間分布。

3 結論

為提高成渝高速的安全風險防控能力與通行能力，降低含谷-永川路段的事故發生頻率，該文采用收集資料、閱讀文獻、數據分析等方法，對成渝高速公路的道路風險程度評估展開研究，主要結論如下：

（1）從人、車輛、道路、環境四個方面構建事故成因體系，然后利用粗糙集算法判斷出各風險因素的權重，確定了各事故成因在不同取值下的行車風險值，最終得到事故風險度。

（2）根據道路事故風險度評估模型，通過對成渝高速公路（含谷-永川段）道路事故風險度聚類分析，可以主要分為三類：低風險、中風險、高風險，其中K17、K20、K24、K25、K28、K29、K32、K33、K34、K41、K42、K47、K48、K49為高風險路段，并且K20、K24～K25、K32～K34、K47～K49路段風險度最高，超過10%，需要對此路段著重進行安全風險防控。

參考文獻

[1]文聰.山區高速公路事故風險因子識別與等級度量研究[D].西安：長安大學， 2019.

[2]王琰.山區高速公路安全風險評估與安全設施設置研究[D].重慶：重慶交通大學， 2020.

[3]魯岳.高速公路行車風險評估及整治對策研究[D].廣州：華南理工大學， 2018.

[4]劉佳.山區高速公路交通安全風險評估探討[J].山西交通科技， 2021（4）： 108-111.

[5]田畢江， 梁超， 鮑彥蒞， 等.山區高速公路交通事故時空分布特性與安全改善對策[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版）， 2018（6）： 1014-1018.

收稿日期：2022-01-15

作者簡介：陳學剛（1976—），男，本科，正高級工程師，從事交通土建相關工作。