张铁军：几种主动性道路安全完善技术方法

2018 年 6 月 4 日 智能交通技术

交通运输部公路科学研究院北京中交华安科技有限公司张铁军

在交通系统中，道路基础设施条件是十分重要的一个环节，通常的道路安全管理，主要是道路管理部门针对道路基础设施安全完善进行的基础数据收集、重点路段确定、对策分析资金分配、计划实施和效果评估等工作。

当前，世界多个发达国家提出的“零伤亡愿景”以及安全系统方法的实施使得道路安全的视角发生转变，从过去将“人”作为重点对象管理，上升为对道路硬件、软件环境的整体提升。由单一地将过错归于道路使用者，转变为采用各方面的综合措施，从多角度改善公路环境及服务质量。通过美国、丹麦以及荷兰等国的实际经验，体现了道路作为环境基础对提升交通安全有着举足轻重的作用。国外的相关研究指出，虽然人是导致事故发生的最主要因素，直接或间接道路因素在交通事故成因中也占一定比例^[1]。好的道路系统，应该在一定范围上容许用路者犯错，即使使用者偶然犯了错，道路本身良好、保护性的设计能使事故不易发生，或降低事故的严重程度，减少伤害后果。这就对道路的安全设计提出更高的要求，需要我们对道路的基础设施从安全角度进行更多的完善。

传统的交通安全完善，主要是以交通事故分析为基础的事后分析，属于被动型的完善。一方面，很多安全管理部门在进行安全完善的时候，缺少有效的事故数据，这种情况在我国这样的发展中国家尤其明显。同时，对于类似于点多面广、交通量相对较小的低等级农村公路，本身事故数据的量就比较小，分布也十分分散，也难于应用基于事故数据的分析来进行安全完善的指导。而且，即使对于拥有好的事故记录信息，能够发现高事故路段的，也会发现每年高事故风险路段和形态都在变化（随机性，回归到平均等），需要专业深入的分析。

现代的交通安全完善的方法，很多是主动性的，如较少依赖于事故数据的数据驱动型方法有很多种叫法，包括基于模型的、基于现场调查的和系统方法等等。总体上，这些方法里面最好的就是基于风险的，该方法的一个基本原则是，一个给定的路段或者交叉口已知是高事故频率的，那么其他具备类似道路和交通条件的路段或者交叉口，迟早会有类似的事故表现。事故预测模型等方法也是与此类似，在美国的公路安全手册等有相应的预测模型和方法^[2][3]，我国也开展了很多相关的研究，尽管受到交通事故数据等很多基础资料的限制。在道路安全管理方面，还可以更好的考虑主动型的针对潜在事故高发的路段的方法来指导安全完善资金的分配^[4][5]。

PIARC的第二版安全手册，对主动性和被动性方法都进行了系统性的总结。主动性的安全完善方法包括道路安全影响性评价、道路安全调查、安全评价和风险评估等，每种方法的应用范围和道路的生命周期中的应用阶段有所差别，也各有优缺点。

主动性的安全完善方法，不是简单的规范符合性的核查。而要考虑一些满足了规范的设计存在多个最小标准规定指标的组合等并不一定安全的情况。主动性安全完善方法在事故预防上的应用包括在设计阶段即通过图纸的核查等保证设计方案的安全性，以及对于既有路，除了确定事故多发点段，还要更好地发现潜在事故风险高的路段等。

1道路安全影响性评价

道路交通安全影响性评价主要用于新建或改扩建路的规划阶段，对比多种规划方案的安全效果，从而保证选择最安全的方案。

道路交通安全影响性评价一般基于事故预测模型等进行分析^[6][7]，主要过程包括在基于交通量、事故形态等调查的基础上，确定基础年份的安全情况；确定没有任何措施实施情况下未来目标年份的安全情况；确定每种措施方案实施情况下未来目标年份的安全情况；对比每种方案的效益成本比；优化方案等步骤。通过道路安全影响评价，可以确定方案的问题和目标，确定不同规划方案对既有路网的安全影响，以及效益和成本情况等，从而为决策提供依据。

目前，在我国，道路安全影响评价还处于概念层面，远远未到类似于环境影响评价或者交通影响评价的水平。越早的安全考虑，越低的成本和越高的效益，推动道路安全影响评价的开展，也是我们正在努力的工作。

2道路安全调查

PIARC把道路安全调查定义为针对既有道路系统的，以可能导致严重事故的危险条件及缺陷排查为目标的现场工作。也是由独立的，具备排查能力的个人或者团队实施。道路安全调查主要是针对既有道路，结合着养护巡查等程序开展的潜在事故风险的检查工作[8][9]。

一般情况下，道路安全调查可以和既有路的安全评价工作综合开展，包括黑点治理、确定关键治理对策、核查道路因素的一致性和完好性，以及核查交通管理设施的完善性等。具体涉及道路属性包括功能、横断面、线形、交叉口、弱势道路用户需求、标志和标线、路侧因素等。

道路安全调查实施步骤包括室内研究、现场研究、对策实施等工作。区别于安全评价，道路安全调查可以不需要事故数据，但可以依据管理部门的安全经验确定优先调查的道路。

3安全评价

我们国家的安全评价，主要是引入的国外安全审计（Safety Audit）工作。针对安全评价的定义，大体类似。如英国等把安全评价定义成是针对于道路设计和建设方案的正式和独立的技术核查，来确定和改善从规划到运营各个阶段所有不安全的或者潜在的危险。在澳大利亚的安全评价指南里，把安全评价定义为独立的、有经验的团队针对拟建路、既有路的潜在事故风险和安全表现进行的正式核查工作。目的包括确定新建或既有项目上对于不同道路用户可能存在的安全问题，并确保采取了必要的措施来消除或者降低这些安全问题。实施安全评价可以降低事故的概率和严重程度，降低完善成本，同时增加项目参与者对于安全问题的重视^[10]。

安全评价的概念起源于十九世纪八十年代的英国（AUSTROADS 2001 ）。1987年，通过立法要求道路管理单位实施降低事故可能性的措施。其中独立的安全评价用于减少设计错误，同时把积累的安全经验，能够回馈到设计当中。1990年，英国发布了安全评价的指南。1991年4月，英国立法在所有国家和干线路上，以及高速上开展安全评价，来确保到2000年事故减少三分之一^[11][12]。

澳大利亚开展安全评价的时间与英国大体一致，并于1991年左右发布了安全评价手册。新西兰是1989年左右开始的安全评价工作。美国开展安全评价的时间较晚，在1998年到1999年的时候，在14个州开展了示范性的工作^[13]。马来西亚、瑞士、南非和新加坡等国家，也大体是在上世纪九十年代末开展的安全评价工作^[14]。

为了提高公路的安全水平，我们国家也开展了大量的安全评价工作，笔者于2001年参加了沪宁高速公路的交通安全评价工作。我国于2004年发布了重点针对高速公路和一级公路的公路项目安全性评价指南^[15]，于2015年发布了公路项目安全性评价规范^[16]，相对于国外的更多依据评价人经验和清单的安全评价，我国的安全评价涵盖的范围更为宽泛。

安全评价不应仅仅是规范的核查，而是要针对实际运营时的所有可能危险因素。安全评价可用于道路生命周期的各个阶段。可行性研究阶段，主要注意路线选择、规划，以及各个方案的相对安全表现，确定不同道路用户的特殊安全需求。初步设计阶段，关注例如交叉口方案，以及设计标准的选择等。施工图设计阶段，针对详细设计因素，从全用户角度分析包括几何线形、标志、标线等因素。预开通阶段，分析确定所有可能风险。运行阶段，主要针对现有路的危险和不足，老规范不一定满足现有规范情况，以及重复发生的安全问题和一般安全问题等。

4美国SafetyAnalyst^[17]

美国的SafetyAnalyst（安全分析师）是国家和地方公路机构用于公路安全管理的一套软件工具，它通过在决策过程中实施先进的分析程序，来确定和管理系统的具体改进方案，并且通过成本效益的手段提高安全收益。这个软件通过自动程序来协助公路机构实现公路安全管理过程的六个主要步骤，包括路网筛查、诊断、对策选择、经济评估、优先排序和对策评估等。

公路安全管理是大数据量、统计复杂和计算严格的过程，几乎不可能手动执行，SafetyAnalyst提供了一个全面的框架，使过程自动化，并支持管理单位进行有效的投资决策。SafetyAnalyst还可以根据严格的数据分析来创建安全评估报告，以确保安全资金得到合理的使用。SafetyAnalyst针对公路特定点段的安全改进，涉及对公路系统的硬件完善。但是不能直接应用于为了改善非公路本身的安全性，例如车辆设计改进、驾照许可、乘员约束或酒精/毒品使用计划等公路安全计划，但是这个软件可以识别由于这些原因引起事故的地点。SafetyAnalyst既可以按顺序实施公路安全管理过程的六个步骤，也可以以模块化方式独立或分开执行路网筛查，诊断，对策选择等操作，无需执行所有步骤。

SafetyAnalyst包括的路网筛查、诊断、对策选择、经济评估、优先排序、对策评估6个工具中，路网筛查工具通过识别重点点段的算法去识别有潜力提高安全性的地点（比如说：比期望的事故频率更高的点段），和对于事故严重度较高或者特殊事故类型的事故频率比期望的更高的点段的识别。诊断工具能够识别特殊地点安全问题，也能够产生一系列数据分析结果，包括事故情况总结性的统计、事故类型识别（包括是不是比期望的频率要高的事故类型），并且对特殊地点的道路条件进行统计分析，综合工程和人为因素去分析需要关注的安全问题。对策选择工具能够帮助选择降低事故频率和事故严重程度的完善措施，该工具包含了特定地点的对策分析，主要针对地点类型、事故类型等采用单一或者组合的对策措施，从而用于经济评估和优先排序工具评估。经济评估工具能够评估一个地点的特定对策或者不同的对策方案，在这个工具里实施包括成本效益，效益-成本比率和净效益等一系列的经济评估，其中安全效益通过实际和预测的事故频率、事故严重度、事故类型和预期特定对策实施后减少的事故来计算。优先排序工具能够根据成本效益分析对点段和安全提高程度进行排序，具体可通过比较成本效益、效益-成本比率、净效益、安全效益、工程成本、总事故减少量、严重伤害事故减少量，以及致命和所有伤害事故减少量等。

相对于传统手工的公路安全管理程序，SafetyAnalyst通过使用专家系统方法进行传统手动程序的自动化，从而为公路机构提供全面而彻底的诊断和对策选择方法。SafetyAnalyst提出的办公室和实地调查程序和候选对策清单的建议将有助于用户考虑各种可能有效的实施对策。除了用于改进方案的对策选择和经济评估，SafetyAnalyst还可以用于实施改进后的后评估工作，从而帮助管理单位从全过程对项目进行有效的安全管理。

参考文献

[1]. Lene Herrstedt. Self-Explainingand Forgiving Roads-SpeedManagement in Rural Areas［Z］,Trafitec，Denmark，2006．

[2]. AASHTO, Highway Safety Manual, Washington, DC, 2010.

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[4]. Preston, H., R. Storm, K.Scurry, and B. Wemple, “Using Risk to Drive Safety Investments,” Public Roads,Vol. 76, No. 6, Federal Highway Administration, May/June 26 2013.

[5]. Federal Highway Administration,FHWA Road Safety Audit Guidelines, Publication No. FHWA-SA-06-06, Washington,DC, 2006.

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[8]. PIARC (2011) Road Safety AuditGuide, World Road Association (PIARC), Paris, France.

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[11]. BULPITT, M (1998). Proceedings of the AustRoads InternationalRoad Safety Audit Forum, Melbourne, Australia 1998.

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[13]. SCHERTZ, G. (1998). Status of Road Safety Audits in the UnitedStates of America. Proceedings of theAustRoads International Road Safety Audit Forum, Melbourne, Australia, 1998.

[14]. Jemima Macaulay, Rob McInerney；Evaluation of the proposed actions emanating from Road Safety Audits，2002.

[15]. JTG-T B05－2004 公路项目安全性评价指南

[16]. JTG B05－2015 公路项目安全性评价规范[17].http://www.safetyanalyst.org/index.htm

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