不良天氣環境下高速公路運營安全與管理

摘要 道路環境包括氣候條件和交通條件兩方面。風、雨、雪、霧等氣象要素會對駕駛員造成視覺障礙，降低行車速度，從而影響行車安全，另外，還會導致視程和能見度的降低，增大交通事故發生。惡劣天氣造成的事故往往比其他原因造成的事故更為嚴重。文章首先對影響道路安全的惡劣天氣進行了分類，分析了影響道路安全的不同類型的氣象災害機制，并積極探討了防控措施和道路應對惡劣天氣的方法。

關鍵詞 不良天氣；高速公路； 運營安全；管理

中圖分類號 U492.8 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2023）07-0160-03

0 引言

隨著經濟的發展，高速公路已成為交通運輸的主要通道，對人們日常出行至關重要。然而，高速公路的快速發展也帶來了與之相關的安全問題。惡劣天氣條件造成的安全事故在所有道路事故中占很大比例，是主要風險之一。惡劣天氣條件包括霧、雪、雨、風、沙塵暴、雷暴、高溫和其他天氣現象。據相關數據顯示，近年來，公共安全和交通管理部門收到的各類道路事故報告中，約有30%是由惡劣天氣引起的。此外，封閉式交通系統意味著車輛在道路上高速行駛，容易造成嚴重的交通擁堵，給救援工作帶來更大難度。惡劣的天氣狀況已經成為高速公路安全運行的主要威脅，增加了道路上的交通風險，造成大量的嚴重事故，導致重大的人員傷亡和財產損失，對社會產生巨大的負面影響。因此，如何實現不良天氣環境下高速公路的運營安全與管理成為急需解決的問題。

1 國內外研究現狀

在大多數發達國家，如美國、日本和德國，道路網絡和道路基礎設施相對完善。路網中的交通狀況由各種類型的傳感器和路邊攝像頭監控，一旦發現天氣預報，就會通過道路自動監測系統和專用的路邊廣播站將惡劣天氣的信息直接傳送給司機，提醒他們采取相應的措施[1]。

中國對道路安全運行的研究主要集中在道路維護和預警管理方面，并且有很多基于國外先進技術和模式的應用。中國交通運輸部建立了交通氣象信息系統，每天對高速公路和國省干線公路發布交通氣象預警和預報，并通過電視和網站向公眾發布交通氣象信息。然而，與公路發展水平較高的發達國家相比，中國對公路氣象條件的關注和工作仍然不夠，特別是在微觀預防措施方面。

2 不良天氣對高速公路交通影響機理

公路運輸非常依賴天氣，在許多情況下，公路運輸的負面影響可以直接或間接地歸因于不利于交通的天氣因素。不良天氣主要包括惡劣天氣、高溫、雨雪、霧等。在惡劣天氣下，公路交通的安全保障系統比平時更加脆弱。對于車輛來說，惡劣的天氣條件將導致行車速度下降、路面摩擦系數和路面附著系數降低以及車輛輪胎容易打滑。在惡劣天氣下行駛，駕駛員精神高度緊張，可能會出現判斷錯誤、操作失誤等情況，從而導致交通事故發生。惡劣的天氣還會造成道路施工受阻等不利情況，這將使運輸車輛產生更多的交通流量，從而加大了事故的發生概率。同時，惡劣的天氣還會嚴重影響道路交通標志、標線和信號燈等交通安全設施的使用效果。目前，常見的惡劣天氣條件主要有如下五種。

2.1 冰雪

雪是所有與天氣有關的對道路狀況損害最明顯的天氣條件。在冬季，超過50%的道路事故直接或間接與雪有關。在濕滑的道路上行駛時，作用在車輪上的力量稍有不平衡，就會使整個車輛失去平衡，導致側滑并失去控制，從而引發事故。在降雪后的晴朗天氣里，強烈的雪反射陽光造成的眩光，即雪盲癥，也會降低駕駛員的能見度，成為安全駕駛的潛在危險。

2.2 降雨

降雨是影響道路狀況最常見的氣象因素。根據英國當局的統計，在所有道路事故中，剎車導致的事故約占20%，主要是由于潮濕路面的摩擦系數不到干燥路面的一半，使車輪容易打滑，隨著速度的增加，摩擦系數急劇下降，制動距離增加，對安全產生負面影響。

2.3 大霧

大霧對道路安全來說是最不利的。霧降低了能見度，增加了視覺障礙，大大減少了司機能看到的距離。由于難以看清地形、路標和前后車輛，司機很容易出現判斷錯誤，導致追尾事故。同時，霧會造成光的散射和光的吸收，導致能見度降低，影響司機的觀察。

2.4 夏季高溫天氣是交通事故的多發季節

根據醫學統計，高溫悶熱天氣出現的道路事故數量大約是正常天氣狀況下的兩倍。這主要是因為高溫使人們疲倦、煩躁、警惕性降低、反應速度遲緩，另外，高溫還會導致車輛容易損壞。路面在長時間高溫下受到日曬后容易導致輪胎磨損嚴重甚至爆胎，進而引發交通事故。

2.5 臺風

臺風是較為惡劣的天氣狀況之一，這種天氣狀況對高速公路的安全產生著極為嚴重的影響。廣東是受臺風影響比較大的主要省份之一，每年的6—10月更是臺風天氣的高發期。由于當地地理位置的原因，高速公路以橋梁為主，更容易受到臺風影響，車輛在高速行駛時側面容易受到橫風作用，產生晃動，進而影響駕駛員的心理及生理，進一步就可能導致出現不良駕駛行為，引發安全事故。在沿海地區的高速公路上，拉海鮮的貨車、大型客車等大型車輛隨處可見。這些車輛一旦在高速行駛過程中受到臺風影響，就可能會造成極為嚴重的交通事故，如車輛側翻等安全事故，對駕駛人員的生命安全造成一定威脅。

3 不良環境條件下的道路安全管理系統

惡劣天氣條件對道路安全的影響體現在其對道路基礎設施和安全管理設備、駕駛員和交通流量的影響[2]。為了更有效地預防道路事故，交通管理部門需要提前了解惡劣天氣條件何時發生，其嚴重程度、影響范圍以及持續時間如何，以便提前做好預防。這需要建立一個全面的天氣觀測網絡，以便收集、傳輸、處理和預測天氣信息。管理部門在獲悉即將到來的惡劣天氣信息后，可以根據天氣、道路和交通狀況及時采取應對措施。相關的經營者和駕駛員可以通過相關渠道獲得惡劣天氣的信息，做出正確選擇。實現這一目標需要對道路的天氣狀況進行持續監測，并建立適當的管理措施和適當的信息傳播系統（如圖1）。

3.1 數據采集系統

災害發生時，交通管理系統要收集的數據包括氣象信息、道路和交通狀況三個部分。第一部分由氣象觀測站和數據傳輸系統組成，收集溫度、濕度、能見度、風、風向等氣象信息。第二種由監測路面狀況的各種傳感器組成，部署在路面上。道路監測設備和數據傳輸系統收集路面溫度和交通流狀況等數據。數據收集的頻率可以根據天氣狀況或定期調整。道路管理系統收集的氣象信息應傳送給氣象部門。交通信息可以通過可變信息板、可變限速板、收音機、車載導航終端、移動電話、手機等傳播。為了確保高效和經濟的道路監測和數據收集，可以選擇了一些有代表性的具體路段。路段的選擇有四個標準：

（1）特定的道路環境。

（2）密集的洪水區或大河。

（3）受惡劣天氣影響的上游方向。

（4）該路段特有的天氣狀況[3]。

3.2 天氣影響分析及干預系統

來自公路沿線氣象站和氣象部門的觀測網絡的氣象信息被用于早期預警和災害報告。預報可以讓道路和交通管理部門提前準備或制定應急計劃。預報包括天氣事件的類型、嚴重程度、影響、到達日期和時間以及持續時間。預報的頻率應隨著天氣事件的臨近而增加，如24小時預報、12小時預報、3小時預報、1小時預報和0.5小時預報。氣象部門提供的氣象信息，其形式應便于道路和交通管理部門識別，并與道路安全密切相關，以便他們采取適當的應對措施。為了保證有關部門在發生氣象事件時反應的準確性和有效性，必須掌握不同類型氣象事件的主要特征。此外，可以采取人工干預的方式，對不良天氣進行治理，從而降低不良天氣造成的負面影響。當天氣分析系統獲得相應的天氣狀況數據后，工作人員應當結合實際情況作出相應的安排。人工干預方式能夠極大地減少不良天氣造成的影響。如遇到大霧天氣，可以通過在空氣中噴灑特殊物質增加水滴蒸發的方式，消除大霧，恢復能見度，有效預防高速安全事故的發生，確保高速公路在不良天氣的正常通行，保障經濟效益。

3.3 公路狀態和交通運行狀況檢測與預測系統

影響道路交通安全的災害天氣類型繁多，不同災害天氣對公路設施和交通運行的影響方式也各不相同。即使是同一類型的天氣也會對道路設備和交通運行產生不同的影響，這取決于其強度和持續時間。對道路、交通狀況、天氣類型和強度之間的關系建模，以預測在某種天氣條件下未來某一特定時間可能出現的道路狀況，以及確保交通安全流動所需的交通狀況，并決定需要采取何種工程或交通管理對策。例如，由于道路附近水域分布特征，河流和池塘附近的道路上可能會形成霧。常見的霧區是指那些霧相對連續、相對持久、相對穩定的地區。偶發性霧區指的是間歇性出現的霧區，與經常性霧區相比，不是持續性的，而且相對不穩定。

3.4 先進交通管理系統

先進交通管理是智能交通系統的一個重要組成部分，通過收集交通信息、數據傳輸、電子管理和計算機處理，可以確保實時監測、主動管理、協調管理和道路網的綜合交通流管理，最大限度地提高網絡能力，以減少擁堵、行程時間和事故。智能交通管理系統主要包括三大功能模塊：

（1）信息收集與傳遞功能模塊。收集和分析氣象數據、車輛運行信息等，以有效管理道路資源。這個模塊中的信息包括氣象數據、車輛運行數據、路段路況信息等。

（2）環境感知功能模塊。它在道路沿線安裝各種傳感器，對環境進行監測和控制，如溫度、濕度、風向、風速等。

（3）控制與管理功能模塊。它的功能主要是進行車輛管理和控制，如自動調節車速、調整車輛運行軌跡、控制行駛路線等，以最大限度地發揮公路的通行能力。它通過通信網絡向云平臺傳遞信息和數據，并將它們存儲在云平臺上。

3.5 決策支持系統

決策支持系統由一些與災害天氣有關的道路安全管理措施和決策方法組成。根據災害性天氣事件中道路安全管理的需要，管理應對措施可分為三類：

（1）旨在向道路使用者提供交通和道路安全建議的咨詢應對措施，如禁止駕駛、分流路線等。

（2）交通管理應對措施，如出入限制、車道限制、速度限制、道路封閉等。

（3）技術應對措施，如清掃冰雪、人工造霧等。有時這三種管理措施往往需要結合起來進行，甚至同時進行。

3.6 信息發布系統

為了采取最有效的管理對策，必須通過適當的渠道及時傳播管理信息。管理措施信息的接收者可以分為兩類：在管理領域工作的人和使用道路的人。內部工作人員可以通過內部電話、移動電話甚至是輪椅來獲取交通和道路管理信息。為了提高管理部門的效率，建議在車輛上安裝GPS。道路使用者在開車前可以通過調頻交通廣播、手機短信和互聯網來檢查和了解計劃道路上的天氣和交通信息[4]。在隨后的行程中，可以通過調頻交通廣播、可變信息標志、可變限速標志等獲得交通信息。

3.7 交通事故緊急救援系統

緊急救援包括搶救傷員，維持現場秩序，防止二次事故，確保救援人員的安全，調節交通，盡量減少延誤。緊急救援響應系統的總體目標是控制局勢，保護生命和財產，恢復正常秩序。應急系統應包括：

（1）通知事故和事故現場。

（2）確認事故并確定其嚴重程度。

（3）派遣救援隊和車輛。

（4）維護事故現場。

（5）清理事故現場。

（6）恢復正常交通。

應制定緊急援助計劃，如最近的路口出入口或醫療單位進入事故現場，附近醫療設施的位置和水平等。如有必要，不同部門之間應締結關于緊急情況的諒解備忘錄。鑒于各種道路事故的復雜性、突發性和嚴重性，以及從交通、公共安全、醫療、環保等各級管理部門都參與到應急工作中來，這給應急工作的日常管理和控制帶來很多困難。解決這些問題的方法是建立一個全面的應急反應系統，并引入標準化的操作程序。

4 結論

惡劣的天氣會擾亂道路交通的正常運作，并導致事故。每一種天氣事件作為一種不可克服的自然現象，都有其特定的特點。道路安全管理部門應充分認識到它們的特點及其對道路安全的不利影響程度，以提高評估和應對的能力，防止事故的發生并降低其嚴重程度。為了使這個系統更好地發揮作用，道路管理部門、氣象部門、醫療部門和媒體需要共同努力，充分發揮各自優勢，以減少事故的數量和嚴重程度以及災害造成的經濟損失，提高道路運營管理及安全。

參考文獻

[1]寧貴財， 康彩燕， 陳東輝， 等. 2005—2014年我國不利天氣條件下交通事故特征分析[J]. 干旱氣象， 2016（5）： 753-762.

[2]黃冰娥. 惡劣天氣下高速公路行車風險分析與預警管理研究[D]. 上海：上海交通大學， 2012.

[3]劉英奇. 惡劣天氣下遼寧省高速公路交通管理系統研究[D]. 北京：清華大學， 2017.

[4]賀青亮. 惡劣氣象條件對高速公路安全運營的影響及防治對策研究[J]. 山西氣象， 2006（3）： 28-30.