高速公路出口匝道類型優(yōu)選及安全服務(wù)水平研究.pdf

1、匝道是高速公路的安全瓶頸，其中尤以出口匝道為甚。據(jù)統(tǒng)計(jì)美國高速公路事故中，有50％發(fā)生于出口匝道，36%發(fā)生于入口匝道。在我國也有超過40%的高速公路事故發(fā)生于出口匝道影響區(qū)域內(nèi)。出口匝道嚴(yán)峻的安全形勢不僅造成了巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，而且給高速主線及相交城市道路的運(yùn)行性能帶來諸多負(fù)面影響，如車速降低、延誤增大、尾氣排放增多等。因此，系統(tǒng)研究不同類型出口匝道的安全性能，建立起一套評價(jià)出口匝道安全性能的指標(biāo)方法，對于前期規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中的

2、匝道類型選擇，以及后期管理維護(hù)過程中的安全評價(jià)，都具有十分重要的指導(dǎo)作用。同時(shí)，可以給出改善匝道安全性能的決策建議，減少匝道事故，降低事故嚴(yán)重程度，從而有效提高出口匝道的安全性能。
　　 本論文對高速公路出口匝道的類型選擇及安全服務(wù)水平進(jìn)行了研究，主要包括以下幾方面的內(nèi)容：出口匝道類型及結(jié)構(gòu)劃分，出口匝道前置預(yù)告指路標(biāo)志設(shè)置形式、設(shè)置距離以及不同設(shè)置距離對匝道安全的影響，出口匝道事故數(shù)、事故嚴(yán)重度預(yù)測模型及其修正，基于安全性的出

3、口匝道類型優(yōu)選，基于速度一致性的出口匝道安全評價(jià)以及基于設(shè)計(jì)一致性的出口匝道安全服務(wù)水平研究。
　　 出口匝道前置指路標(biāo)志對于引導(dǎo)駕駛員找到正確出口并安全駛離具有重要的作用。但是如果設(shè)置形式或設(shè)置距離不合理，例如距離出口太近，駕駛員可能來不及變換車道而錯過目標(biāo)出口，或者需要采取突兀的駕駛行為以強(qiáng)制抵達(dá)目標(biāo)匝道。因此需要研究并確定前置指路標(biāo)志的合理設(shè)置形式及距離。本文首先分析了三種不同設(shè)置形式（路邊直立式、路上橫跨式及中央架設(shè)式）

4、的特點(diǎn)及適用條件，然后根據(jù)駕駛員的駕駛行為特征（認(rèn)知感應(yīng)、車道變換、加減速等），道路交通條件（主線車道數(shù)，主線和匝道設(shè)計(jì)速度等）以及標(biāo)志牌的設(shè)置特征（設(shè)置形式、橫向偏移、縱向偏移等），確定了三種不同前置指路標(biāo)志的設(shè)置距離。最后將本文所得距離分別與我國現(xiàn)行規(guī)范以及MUTCD中規(guī)范的距離進(jìn)行了安全對比。我國正在開展高速公路網(wǎng)重新編號命名及配套標(biāo)志牌更新工作，本研究將為前置指路標(biāo)志的距離設(shè)置提供了理論依據(jù)。
　　 事故預(yù)測是進(jìn)行匝道安

5、全分析的重要手段，除了能夠預(yù)測未來事故發(fā)生規(guī)律之外，還能根據(jù)模型對事故影響因素進(jìn)行分析。不同類型的出口匝道對高速分流區(qū)安全影響具有較大差異。本文根據(jù)據(jù)出口匝道在分流區(qū)與高速主線的銜接形式以及匝道車道數(shù)，將出口匝道分為四類。然后將匝道類型作為啞元變量，建立了出口匝道事故數(shù)、事故嚴(yán)重程度與匝道類型以及其它變量之間的關(guān)系模型。通過分析事故數(shù)及事故嚴(yán)重度與不同匝道類型的關(guān)系，對四種不同類型匝道的安全性進(jìn)行了排序。最后總結(jié)了不同類型匝道的主要特征

6、、適用情況以及優(yōu)選類型。
　　 評價(jià)出口匝道安全性能有不同的指標(biāo)，除了事故數(shù)、事故率或者事故嚴(yán)重程度外，還有速度一致性和設(shè)計(jì)一致性指標(biāo)。運(yùn)行速度差是最傳統(tǒng)的速度一致性指標(biāo)，屬于集計(jì)類方法，存在生態(tài)學(xué)謬論以及過高估計(jì)安全性的弊端。針對其缺陷，本文提出非集計(jì)的指標(biāo)-單車速度差的85位值來評定出口匝道安全性。首先將匝道及其影響區(qū)域劃分為四個連續(xù)的路段，分別是高速主線、分流區(qū)減速車道段、匝道上游段以及匝道下游段。在各分段進(jìn)行了單車速度差

7、的跟蹤調(diào)查，得到了非集計(jì)的單車速度。然后預(yù)測了每個路段的運(yùn)行速度，每兩個連續(xù)路段的運(yùn)行速度差、單車速度差的85位值、以及速度變化率，將它們作為速度一致性指標(biāo)進(jìn)行了比較。最后根據(jù)各速度一致性評價(jià)指標(biāo)的分級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，定性確定了出口匝道的安全分區(qū)及安全水平。
　　 另外設(shè)計(jì)上的協(xié)調(diào)一致性對匝道的安全也有著重要的影響。本文選擇了幾何線形相關(guān)因素（半徑、曲率、長度等），以及速度相關(guān)因素（速度差以及速度變化率）作為設(shè)計(jì)一致性指標(biāo)，并對它們進(jìn)