山区高速公路道路线形对交通事故发生率的影响

山区高速公路道路线形对交通事故发生率的影响

李太峰1 熊昌安*2

1.云南省公路路政管理总队  云南昆明 650031

2.云南省交通规划设计研究院股份有限公司 公路与桥梁高效养护及安全耐久国家工程研究中心  云南昆明 650200

摘要：本研究以云南省某典型高速公路为研究对象，从纵坡坡度、竖曲线坡度差、平曲线偏角和平曲线半径四个角度定量解析山区高速公路道路线形对交通事故发生率的影响影响机理，以期为山区高速公路的设计提供指导、促进山区高速公路交通安全水平提升。

关键词：交通安全；山区高速公路；事故率；道路线形

The influence of Highway alignment on the incidence of Traffic Accidents in Mountain area

Li Tai-feng1, Xiong Chang-an*2

(1. Yunnan Provincial Highway Administration Corps, Kunming 650031, China; 2. National Engineering Research Center for Efficient Maintenance, Safety and Durability of Roads and Bridges, Broadvision Engineering Consultants Co., Ltd, Kunming 650200, China)

Abstract: This study takes a typical highway in Yunnan Province as the research object, and quantitatively analyzes the influence mechanism of the road alignment of the mountain highway on the incidence of traffic accidents from four perspectives: longitudinal slope gradient, vertical curve gradient difference, level curve deviation and level curve radius, in order to provide guidance for the design of the mountain highway, and to promote the enhancement of the traffic safety level of the mountain highway.

Keywords: Traffic safety; Mountain highways; Accident rates; Road alignment

1引言

近年来，国家以建设“交通强国”为切入点持续在交通基础设施建设领域发力。高速公路作为公路交通基础设施的重要组成，在我国一直处于中高速发展，不仅总里程稳居全球第一，如今还面临着改扩建工程大兴的新局面。高速公路作为城市间联接的大动脉，拥有稳定持续的交通流，但因其速度高、流量大等问题，其百公里事故率、人员伤亡等也远高于其他等级公路[1,2]。

山区高速公路具有地形地势复杂、线形指标受限、气象环境多样等典型时空特征，因而交通事故总体水平相对平原区高速公路更突出[3]。孟祥海等[4]应用负二项分布对山区高速公路追尾事故频次进行建模，解析出追尾事故的显著线形影响因素有纵坡坡度、平曲线半径等。王磊等[5]通过对高速公路事故的影响因素分析发现，大货车比例高、曲线比例高、路面潮湿等更容易引发死亡事故。为提升出行质量和安全水平，减少高速公路交通事故对我国社会经济发展和人民生命财产安全带来的损失，现阶段仍需要进行持续、有效和深入的高速公路尤其是山区高速公路交通安全保障探索。

因此，本研究以云南省某典型高速公路为研究对象，以道路线形组合为切入点，定量解析山区高速公路交通事故的影响机理，以期为山区高速公路的设计提供指导，促进山区高速公路交通安全水平提升。

2数据来源与处理

收集云南省某典型山区高速公路的道路线形数据、交通运行数据、2018年至2021年交通事故数据，根据事故发生的时间和桩号范围确定对应的道路线形，剔除信息完整度小于80%的数据，共得到有效事故数据2867起。考虑收费站、服务区、隧道及互通立交的影响范围，采用同质法[6]划分路段单元，划分指标主要包括平面和纵断面设计指标，平面指标为平曲线半径，可区分直线和平曲线，纵断面指标指纵坡方向及坡度，可区分纵坡和竖曲线。该典型山区高速公路全线共划分为702个路段基本单元，呈现15种不同的平纵线形组合方式，结果见表1。

表

1 路段基本单元划分结果

3道路线形与事故率关联关系研究

对路段进行归类汇总后发现同一坡度范围下可能存在离群点；如果这些离群点位于立交、服务区、隧道及其影响区内，将其剔除以防个别离群点引起拟合误差。为了减少样本数量，将具有相同纵坡坡度的相邻路段进行合并，并将亿车公里事故率求和，以保证规律的准确性，分别绘制纵坡坡度、竖曲线坡度差、平曲线偏角和平曲线半径与亿车公里事故率的关系图，如图1至图4所示。

图1 纵坡坡度与亿车公里事故率的关系 图2 竖曲线坡度差与亿车公里事故率的关系

图3 平曲线偏角与亿车公里事故率的关系 图4 平曲线半径与亿车公里事故率的关系

由图1可知，纵坡坡度与亿车公里事故率呈现二次函数关系。随着坡度的增大，亿车公里事故率也随之增加，下坡路段的亿车公里事故率随坡度增加的速度快于上坡路段，当坡度接近于0°时，车辆的危险系数最低。

如图2所示，竖曲线坡度差与亿车公里事故率呈现二次函数关系。随着坡度差的增大，亿车公里事故率先降低后增加。当坡度差为1°时，车辆发生交通事故的概率最低，分析原因可知，由于坡度差过小时，驾驶员很难发现道路线形的变化。而当存在一定的坡度差时，驾驶员易发现道路线形的变化，一定程度上规避交通事故的发生。但当坡度差大于3°时，道路线形变化巨大，驾驶员不能及时做出反应。同时，过大的坡度差会造成视线不良，驾驶员无法及时注意前后方车辆致使交通事故发生。

由图3可知，随着平曲线偏角的增大，亿车公里事故率逐渐增大，但亿车公里事故率增加的速度逐渐变缓。数据显示存在一个随着平曲线偏角的增大，亿车公里事故率先减小后增大的趋势。这可能是因为当平曲线偏角过小时，驾驶员容易忽略道路线形的变化而按直线行驶，导致车辆偏离原有轨道，进而引发交通事故。而当平曲线偏角过大时，驾驶员需要大幅度改变行车方向，视野也会受限，难以及时发现前方的交通状况，容易引发交通事故。

由图4可知，左转与右转平曲线半径与亿车公里事故率均呈现对数函数关系，随着平曲线半径的增加，亿车公里事故率降低，当平曲线半径大于2km时，亿车公里事故率的降低趋势不明显。分析原因可知，当平曲线半径较小时，急弯等不良线形条件导致驾驶员的没有足够的反应时间，从而可能引发交通事故。而当平曲线半径达到一定值时，驾驶员有足够的时间进行反应，因此平曲线半径增大对于降低交通事故的风险影响并不显著。

4结论

（1）纵坡坡度与亿车公里事故率呈现二次函数关系，随着坡度的增大，亿车公里事故率也随之增加。

（2）竖曲线坡度差与亿车公里事故率呈现二次函数关系，随着坡度差的增大，亿车公里事故率先降低后增加。

（3）随着平曲线偏角的增大，亿车公里事故率逐渐增大，但亿车公里事故率增加的速度逐渐变缓。

（4）左转与右转平曲线半径与亿车公里事故率均呈现对数函数关系，随着平曲线半径的增加，亿车公里事故率降低。

参考文献

[1]付开华, 岳松, 熊昌安, 等. 基于改进事故频数法的山区高速公路交通事故多发点鉴别[J]. 价值工程, 2023, 42(19): 157-159.

[2]田毕江, 吴云川, 熊昌安, 等. 山区公路下坡路段车辆事故形态分析及设计阶段追尾风险评估[J]. 交通与运输, 2024, 40(02): 19-23.

[3]段志宏, 文元勇, 苏宇, 等. 不利天气下山区高速公路交通流特性分析[J]. 交通节能与环保, 2023, 19(02): 136-140.

[4]孟祥海, 张晓明, 郑来. 基于线形与交通状态的山区高速公路追尾事故预测[J]. 中国公路学报, 2012, 25(04): 113-118.

[5]王磊, 吕璞, 林永杰. 高速公路交通事故影响因素分析及伤害估计[J]. 中国安全科学学报, 2016, 26(03): 86-90.

[6]叶欣辰, 王雪松, 胡若栩, 等. 基于多源数据的山区高速公路事故影响因素及主动管控研究[C]//中国智能交通协会. 第十六届中国智能交通年会科技论文集. 机械工业出版社, 2021: 14.

基金项目：国家重点研发计划项目（2022YFC3002601）；云南省数字交通重点实验室（202205AG070008）；云南省交通投资建设集团有限公司科技创新项目（YCIC-YF-2022-06）。

第一作者：李太峰（1980—），男，湖南彬州人，高级工程师，硕士研究生。研究方向：道路工程。

*通讯作者：熊昌安（1997—），男，江西九江人，助理工程师，硕士。研究方向：交通安全与环境。

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