交通事故

高速公路交通事故预防与紧急救援系统(上)

发布时间:2019-11-08 00:12阅读次数:

  随着我国国民经济的迅速发展,高速公路的建设方兴未艾,然而,高速公路的交通安全问题不容乐观。于1996年11月发生在沪宁高速公路上的因能见度降低而造成的44辆车相撞,死亡10余人,交通堵塞5个多小时的重大事故就是其中一例。无独有偶,1997年11月杭甬高速公路,12月份京津塘高速公路均发生过几十辆车尾撞和多人伤亡的重大事故。不言而喻,采取科学的交通管理措施对于预防高速公路交通事故是极为必要的。但由于交通事故发生的随机性和突发性,更多的交通事故又是难以预防的。因此,事故发生后采取及时而有效的紧急救援措施,对于降低事故所造成的(伤亡和经济)损失,预防第二次连锁事故甚为重要。

  鉴于国外目前正在着力开发研究高速公路交通紧急救援的硬技术,有关紧急救援决策与管理等软技术的研究必将是未来的发展趋势;开发研究交通事故预防与紧急救援系统还将为形成我国的智能化高速公路交通管理技术奠定基础。

  本论文试图探讨高速公路交通事故(预)防管(理)并举的技术与方法。针对我国高速公路交通及其管理系统的实际情况、发展智能交通系统的趋势,提出预防交通事故的技术措施;以缩短紧急救援对策的响应时间,提高救援的有效性和可靠性,恢复高速公路通行能力,降低直接和间接的经济损失及人员的伤亡为目的,提出异常交通紧急救援系统的基本框架及其流程。在此基础上,就我国现有高速公路交通管理提出建议。

  由于高速公路在我国尚属新生的交通设施,所以现状交通事故类型以驾驶员的不适应性、不良的车况等原因所致的事故居多。随着高速公路的延伸、驾驶员适应性和车况条件的改善,现状交通事故类型分布将会发生根本性的变化。依据国外高速公路交通事故类型的分析可知,高发性事故类型依次为:曲线部事故、合流部事故、分流部事故、型事故。因此,高速公路交通事故的预防也主要是以此为重点。

  高速公路的修建不可能无限制地满足不断增长的交通需求,所以,随之流入交通需求(需求量和OD比率)的自然增长所产生的交通阻塞现象,被视为自然性(或平常性)交通阻塞。高速公路上同时存在着另一种可能的情形,即:由随机原因导致的高速公路通行能力急剧降低,或交通流行驶状态突变的情况,常称此为异常交通现象。这正是本论文所涉及的概念,其基本特征表现为:成因的不确定性、发生时间和地点的随机性。

  驾驶员的不当驾驶行为所致的交通事故;车辆故障所致的抛锚事故;道路设计不当所致的多发型交通事故;行驶中车辆上落下物所致的突发事故。

  大雾或大雨造成能见度降低,致使交通流速度下降、交通阻塞、事故多发;降雨、降雪以及结冰导致路面摩阻系数降低,造成异常交通现象。

  不难得知:上述的高速公路异常交通现象,都将造成高速公路通行能力下降,而且突发交通状态的预测存在着一定的难度。有关于此的讨论还将在下文中论及。

  交通事故的发生虽具有(空间和时间上的)随机性,然而,如前分析的那样,事故多发地段还是可以确定的。由于高速公路交通流的最大特点是其连续性、车速高、不同OD的交通流在进出匝道处存在交织。因此,高速公路交通事故预防对策的基本考虑是:调节行驶于高速公路各路段的动态交通流与静态交通设施服务条件的协调;及时地发现异常交通现象,并向随行的交通流提供相应的信息,为实施紧急救援措施创造条件。

  根据已发生的交通事故数据的分析,可得出事故多发地点。以往的研究曾就曲线(平曲线和纵曲线)部事故发生率与曲线几何要素间的关系作过探讨。结论表明:

  ①平曲线半径与交通事故的关系:半径越小,事故率有变大的倾向:半径R不大于400m时,高事故率倾向显著;半径R不低于1000m时,事故率没有明显的差别。

  ②竖曲线的纵坡与交通事故率的关系:降坡越大,事故率呈升高的趋势;纵坡在-2%——+3%范围时,事故率无大的差异;当升坡超过+3%时,事故率再呈上升的趋势。

  除此之外,平纵曲线的组合曲线、交织段长度等也与高速公路的交通事故率存在着密切的关系,可以根据我国高速公路交通事故的实际情况,研究确定有关几何要素的边界值。高速公路沿线的行驶环境和附属设施也影响着高速公路的交通安全性,因此,交通事故多发地段(或潜在的事故多发地段)应从上述诸方面加以综合诊断分析后确定。

  表1给出了以往交通事故预防对策的归纳。不难看出,以往的对策,更多采用的是机械式的措施,虽可以一定程度地降低交通事故率,但对于预防驾驶员的过失所造成的交通事故、交通流的尾撞事故、事故发生后的紧急救援,还远未能有所突破。

  安全驾驶辅助系统(ASSD:AssistanceSystemforSafeDriving)技术是以人、车、路一体化为背景而提出的。其功能包括:

  (行驶环境信息提供功能。不仅是白天,特别是在夜间和恶劣的天气条件下,利用设置于道路和车辆上的检测装置,检测沿途路况和周边车辆行驶状况等信息,通过信息提供装置将其提供给行驶中的驾驶员,为驾驶员了解驾驶环境提供支持。

  (危险警告功能。为避免车辆尾撞,或行驶中车辆与高速公路设施的碰撞,通过路上和车载装置,采集自身车辆与周边车辆间的位置、障碍物位置等信息,由此判断行驶车辆的危险程度。当出现险情时,驾驶员可由车载装置,或车辆获得危险警告信息支援。如:前方车辆可以通过其尾部的文字信息提供装置,向后方随行车辆提供危险警告信息。另外,车辆自身还可装备车况自检系统。

  驾驶辅助功能:此功能是为了避免驾驶员生理和心理上的缘故导致的不当驾驶行为而提出的。如:当驾驶员出现疲劳状态,或驾驶判断不当时,向驾驶员作出提醒,同时对车辆的制动系统和方向控制系统加以自动控制。

  自动驾驶功能:这是车辆安全驾驶辅助系统的最高功能,除具有上述的基本功能外,还包括:车辆自动制动、车速自适应、路径识别与选择等功能。

  以上的车辆安全驾驶辅助系统的基本功能,是新一代高速公路交通事故预防技术的发展趋势,但是,这些技术是以高新技术和高投入为基础的。我国尚处在发展阶段,可有步骤、分阶段地发展其中的行驶环境提供、危险警告和驾驶辅助技术。

  交通状态自动识别系统(AIDS:AutomaticIncidentDetectionSystem)是运用图像处理技术,自动地检测行驶中的车辆为避开道路上异常情况的行驶轨迹,并将此信息传送给交通控制中心和路上的后续车辆。采用这一系统可以瞬时地发现异常交通现象,对于迅速地进行伤员救护、事故处理、降低事故所造成的交通阻塞,以及预防后续车辆的尾撞事故等都具有着重要的作用。

  以往,突发事件的信息主要是通过SOS电话、手动监视器、巡逻车、各类检测器等手段来获得,因此,事故发生后采取控制管理措施的响应时间极为迟缓。以日本阪神高速道路的情况为例,过去的某段时间内,曾获得31件突发事件的信息,相关的分布情况分别如图1、图2所示。不难得知:采用以往的手段,从事故发生到被发现的平均时间约为8分钟。而导入AIDS后,仅须几秒钟就能确认事故的发生。

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