Normal traffic risk assessment of second-class highways in mountainous areas during operation period

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.02.024

Abstract

Abstract:

In order to objectively and accurately evaluate normal traffic risks of second-class highways in mountainous areas, the risk resources were divided into two types, namely dynamic risk and static risk sources. Firstly, to assess static risks, an accident consequence model was established by comprehensive evaluation method based on whitening weight function, while an accident probability model was developed based on historical accident data. Then, for dynamic risk assessment, an accident consequence model was built by combining whitening weight function and analytic hierarchy process (AHP), and an accident probability model was built by using ordered Logit model. Finally, the normal traffic risk of second-class highways in mountainous areas was evaluated by integrating dynamic risk and static risk. The results show that the assessment model can evaluate normal traffic risks of these highways during operation period by combining dynamic and static data such as road alignment, traffic environment and natural environment. Based on this, highly risk sections can be identified, and thus responding countermeasures can be put in place to improve traffic safety level.

Key words: second-class highway in mountainous areas, risk assessment, normal traffic, static risk, dynamic risk, traffic safety

CHEN Shengdi, GE Xiaowan, ZHAO Xiaochen, LU Jian, XING Yingying. Normal traffic risk assessment of second-class highways in mountainous areas during operation period[J]. China Safety Science Journal, 2022, 32(2): 176-183.

Figures/Tables 9

Tab.1

Static risk sources and quantitative results

风险源	风险源说明	量化结果
平曲线	平曲线半径越小,离心力越大,视线盲区也越大,从而更容易发生交通事故	平曲线半径 $R 1$
平曲线	平曲线半径越小,离心力越大,视线盲区也越大,从而更容易发生交通事故	急弯个数N
竖曲线	竖曲线对视距、轮胎磨损程度、离心力都会造成影响,从而影响行车安全	竖曲线半径 $R 2$
竖曲线	竖曲线对视距、轮胎磨损程度、离心力都会造成影响,从而影响行车安全	纵坡 $i 1$
平纵组合线形	平纵曲线组合不当相比单个平、纵曲线对交通安全的影响要更大	组合坡度 $i 2$
隧道	隧道出入口由于光线强度变化,易引发车辆碰撞洞口、墙壁、车辆追尾、对撞等事故	照明程度 $D l$
隧道	隧道出入口由于光线强度变化,易引发车辆碰撞洞口、墙壁、车辆追尾、对撞等事故	防护措施完善度 $S 1$
桥梁	桥梁与小半径曲线相连易引发冲出桥梁、碰撞桥头等事故	桥头曲线半径 $R 3$
		纵坡 $i 3$
		防护设施完善度 $S 2$
风险源	风险源说明	量化结果
视距	视距不良易导致对向车辆发生对撞事故	会车视距L
平面交叉	平交口冲突点较多,通过车速较高时易发生碰撞、追尾事故	冲突数n

Tab.1

Tab.2

Dynamic risk sources and quantitative results

风险源	风险源子集	风险源说明	量化结果
交通环境	交通流组成	货车比例高易引发客车移动瓶颈,客车在超车过程中易发生对向碰撞、冲撞护栏等事故,且货车比例较高时对路面损害增加,影响路面平整度进而影响行车安全	货车比例 $p t$
	交通流特性	交通量的大小直接影响驾驶员的心理状况及其紧张程度,进而影响交通事故类型及事故率的高低	平均速度 $v -$
	交通流特性	交通量的大小直接影响驾驶员的心理状况及其紧张程度,进而影响交通事故类型及事故率的高低	交通饱和度q
自然环境	雨	不良天气对山区二级公路交通安全的影响主要体现在路面摩擦因数和能见度2个方面。不良天气导致路面摩擦因数降低,从而使车辆制动距离增大,增加危险性;能见度降低,导致驾驶员可视距离缩短,从而易导致驾驶员判断失误,影响行车安全	降雨量 $p r$
	雪		降雪量 $p s$
	雾		能见度V
	冰		路表温度t

Tab.2

Tab.3

Static indicator scoring standard of mountainous roads

指标层	指标量化	打分标准(分数越高风险越高)
指标层	指标量化	1分	2分	3分	4分	5分
平曲线	平曲线半径R₁/m	(400,∞)	[125,400]	[100,125)	[75,100)	(60,75)
平曲线	平均每千米急弯个数N	N≤1	1<N≤2	2<N≤3	3<N≤4	N≥4
竖曲线	竖曲线半径R₂/m	(3 000,∞)	(2 000,3 000]	(700,2 000]	(450,700]	(0,450]
竖曲线	纵坡 $i 1$ /%	(0,2)	[2,3)	[3,4)	[4,6)	[6,7)
组合线形	合成纵坡 $i 2$ /%	(0,2)	[2,4)	[4,6)	[6,8)	[8,10]
隧道	照明 $D l$	好	较好	中	较差	差
隧道	防护措施 $S 1$	好	较好	中	较差	差
桥梁	桥头接小半径R₃/m	(60,75]	(75,90]	(90,105]	(105,115]	(115,125)
	纵坡 $i 3$ /%	(0,1)	[1,2)	[2,3)	[3,3.5)	[3.5,4)
	防护措施 $S 2$	好	较好	中	较差	差
视距	会车视距L/m	(140,∞)	[120,140]	[100,120)	[80,100)	(0,80]
平面交叉口	冲突点数量n	(0,5)	[5,10)	[10,15)	[15,20)	[20,∞)

Tab.3

Tab.4

Tab.5

Fig.1

Tab.6

Dynamic indicator scoring standard of mountainous roads

指标层			指标量化	打分标准(分数越高风险越高)/分
指标层			指标量化	1	2		3			4
交通环境	交通流组成		货车比例 $p t$ /%	(0,10]U(70,100]	(10,15]U(60,70]		(15,25]U(45,60]			(25,45]
	交通流特性		平均速度 (限速40 km/h) $v -$ /(km·h^-1)	(0,30]	(30,35]		(35,38]			(38,40]
	交通流特性		交通饱和度q	(0,0.3]	(0.3,0.6]		(0.6,0.9]			0.9~
指标层			指标量化	打分标准(分数越高风险越高)/分
指标层			指标量化	1		2		3	4
自然环境		雨	降雨量 $p r$ / (mm·h)	小雨		中雨		大雨	暴雨
		雨	降雨量 $p r$ / (mm·h)	降水量≤15		降水量≥15		降水量≥30	降水量≥50
		雪	降雪量 $p s$ / (mm·d)	小雪		中雪		大雪	暴雪
		雪	降雪量 $p s$ / (mm·d)	0.1~2.4		2.5~4.9		5.0~9.9	12 h内降雪量将达4 mm以上或已达4 mm以上且降雪持续
		雾	能见度V/m	水平能见度>500		200<水平能见度≤500		100<水平能见度≤200	水平能见度≤100
		冰	路表温度t/℃	路面温度在-1以上		路面温度降至-2,路面有结冰		路面最低温度在-3~-5,路面有严重结冰	路面最低温度低于-10路面有严重结冰

Tab.6

Tab.7

Tab.8

References 18

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等级	定量判断标准(概率区间)	基本描述
1	P<0.000 3	几乎不可能发生
2	0.000 3≤P<0.003	很少发生
3	0.003≤P<0.03	偶然发生
4	0.03≤P<0. 3	可能发生
5	P≥0.3	频繁发生

特征	事故起数		事故概率风险
特征	数量/起	占总数比/%	事故概率风险
急弯	1 075	0.49	0.004 9
陡坡	268	0.12	0.001 2
连续下坡	451	0.20	0.002 0
一般弯坡	5 920	2.70	0.027 0
急弯陡坡	553	0.25	0.002 5
一般坡急弯	613	0.28	0.002 8
一般弯陡坡	432	0.20	0.002 0

准则层	权重	指标层	权重
交通环境	0.33	货车比例	0.57
		速度	0.29
		交通量	0.14
自然环境	0.67	雨	0.19
		雪	0.22
		雾	0.33
		冰	0.26

路段编号	起点桩号	终点桩号	静态后果等级	静态概率等级	静态风险等级	动态风险等级	路段综合风险等级
1	K1317+100	K1317+300	1	3	II	II	II
2	K1317+300	K1317+400	2	1	I	II	II
3	K1317+400	K1317+500	1	3	II	II	II
4	K1317+500	K1317+600	4	4	IV	II	IV
5	K1317+600	K1317+800	3	4	III	II	IV
6	K1317+800	K1317+900	2	1	I	II	II
7	K1317+900	K1318	1	3	II	II	II
8	K1318	K1318+200	3	1	II	II	II
9	K1318+200	K1318+400	2	1	I	II	II
10	K1318+400	K1318+700	2	3	II	II	III
11	K1318+700	K1318+800	3	1	II	II	II
12	K1318+800	K1319+100	2	3	II	II	II
13	K1319+100	K1319+200	1	4	II	II	II
14	K1319+200	K1319+400	1	4	II	II	II
15	K1319+400	K1319+900	4	1	III	II	III
路段编号	起点桩号	终点桩号	静态后果等级	静态概率等级	静态风险等级	动态风险等级	路段综合风险等级
16	K1319+900	K1320+200	3	1	II	II	II
17	K1320+200	K1320+900	1	4	II	II	II
18	K1320+900	K1321+200	2	1	I	II	II
19	K1321+200	K1321+400	1	4	II	II	II
20	K1321+400	K1321+600	3	1	II	II	II
21	K1321+600	K1321+800	1	1	I	II	II
22	K1321+800	K1322+100	1	1	I	II	II
23	K1322+100	K1322+400	1	1	I	II	II
24	K1322+400	K1322+600	1	3	II	II	II
25	K1322+600	K1323+500	3	4	III	II	III
26	K1323+500	K1323+600	3	4	III	II	III
27	K1323+600	K1323+800	3	4	III	II	III
28	K1323+800	K1323+900	3	4	III	II	III
29	K1323+900	K1324	4	4	IV	II	III
30	K1324	K1324+300	2	1	I	II	II