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不良天气对高速公路行车影响及事故特征分析

2021-03-22秦贝宁何永明

科技创新导报 2021年30期
关键词:高速公路

秦贝宁 何永明

摘  要:高速公路以其快速、便捷的特征在我国公路网体系中占据着十分重要的位置,但不良天气会对高速公路行车造成极大的影响,甚至导致重大交通事故的发生。本文将从影响道路交通安全的人、车、路及环境4个方面出发,来分析不良天气对高速公路行车所带来的影响,同时根据对在其影响下的典型交通事故特征的分析,提出对应的预防措施,以此来降低不良天气影响下交通事故的发生率。

关键词:不良天氣 高速公路 道路交通四要素 交通事故特征

Analysis of the Influence of Bad Weather on Expressway Driving and Accident Characteristics

QIN Beining  HE Yongming

(College of Transportation, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang Province, 150040 China)

Abstract: Expressway occupies a very important position in China's highway network system with its fast and convenient characteristics, but bad weather will have a great impact on Expressway driving, and even lead to major traffic accidents. This paper will analyze the impact of bad weather on Expressway driving from the four aspects of people, vehicles, roads and environment affecting road traffic safety. At the same time, according to the analysis of the characteristics of typical traffic accidents under its influence, this paper puts forward corresponding preventive measures to reduce the incidence of traffic accidents under the influence of bad weather.

Key Words: Bad weather; Highway driving; Four elements of road traffic; Traffic accident characteristics

截至2020年底,我国公路网总里程已达到519.81万km,其中高速公路达到16.10万km。在高速公路为国家的经济发展带来重要贡献的同时,高速公路交通事故的严重性及高发性也是其不可忽视的另一面。因此,了解不良天气对高速公路行车所带来的影响,并做出相应预防措施,能在一定程度上降低事故发生的概率。本文对不良天气对高速公路行车带来的影响及高速公路交通事故展开分析,以雨、雪、雾3种天气为例,从驾驶员特性、车辆性能、道路及驾驶环境变化这4个方面来分析不良天气带来的影响,同时分析在其影响下的典型交通事故的特征,据此提出相应的预防措施以降低事故发生率。

1 相关研究概述

我国学者研究了天气对高速公路行车的影响,并取得了丰硕的成果。于帅通过调研发现,道路交通事故目前在世界范围内是第五大致死因素,而在道路交通事故中,高速公路单次交通事故的严重程度更大、伤亡人数更多[1]。宋建洋等通过研究发现,高速公路一般修建在城市外围,具有线路长、区域跨度大等特点,交通安全和通行效率更容易受到灾害性天气的影响[2]。李云峰等通过研究发现,雨、雪天气对高速公路行车安全影响比较明显,降雨量级、降雪量级与交通事故的发生均成正比关系,当日降雨量达到大雨及以上时,降雨事故比达到最大,而且降雨强度大(急)时,能见度极差;当日降雪量达到大雪及以上时,降雪事故比达到最大[3]。赵晓华等通过研究雨、雪、雾天气对驾驶行为的影响发现,不良天气普遍会降低车辆的行驶速度,并且随着天气恶劣程度的增大,车辆的车头时距、车头间距随之增加[4]。马超等通过调研发现,由于高速公路交通系统的封闭性,车辆在高速公路上行驶时都处于车速较快的状态,因此在恶劣天气条件的影响下,交通事故的性质一般都是重大、特大恶性交通事故,并且非常容易产生大规模交通堵塞,导致救援困难[5]。

以上研究结果表明,在不良天气的影响下如果有突发情况发生,一方面,可能会因驾驶员自身原因导致不能及时做出正确的操作反应而发生交通事故;另一方面,即使驾驶员做出正确操作反应,车辆也可能因道路原因而不能及时制动,从而发生追尾或侧滑事故。

2 不良天气对行车影响分析

2.1 降雨天气

降雨会影响路面的抗滑性能,抗滑性能采用抗滑系数作为其评价指标,抗滑系数一般以横向力系数(SFC)或摆式仪的(BPN)来表示。根据对摆式摩擦系数测定仪所测定的不同程度的积水路面的摆值进行分析,在路面积水深度小于l mm 时,摆值范围为60~70,路面的抗滑性能较好;路面积水深度为1~6 mm时,摆值为50~60[6]。由此可知,随着积水深度的增加,路面的摩擦系数及抗滑性能下降 [7]。

降雨对道路产生上述影响的同时,也会对车辆性能及驾驶员特性产生影响。附着系数是指轮胎在不同路面的附着能力大小,其在一定程度上影响着车辆的制动性能,当积水在路面上达到一定深度后会形成水膜,水膜与车辆轮胎接触会导致轮胎与路面间的积水不能排除,水的阻力会使轮胎上浮,附着系数下降,严重影响车辆的制动性能。降雨强度与能见度的关系见表1[8]。

2.2 降雪天气

雪天所产生的影响与雨天相比有着一定的相似之处,但降雪与降雨相比,其对道路及驾驶环境所产生的影响持续性更久,对驾驶员特性的影响也更大。

在对道路及驾驶环境的影响方面,降雪时所产生的积雪较为蓬松,对道路摩擦系数的影响不大,对车辆的正常通行会产生一定程度的影响,但当降雪停止后,随着道路上车辆的通行,积雪会被压实,甚至在一些道路上会因温差产生冰膜或冰板,此时道路的摩擦系数会明显下降,对车辆的制动性能也会产生极大影响。不同条件路面摩擦系数值见表2。

2.3 大雾天气

大雾天气所带来的影响与雨、雪天气相比有一定的不同。首先,对道路及驾驶环境而言,大雾会极大程度地降低驾驶员的能见度,同时因空气湿度的升高,会使道路的摩擦系数下降,导致汽车轮胎与路面摩擦力减小,汽车制动性能下降。其次,对于驾驶员,空气中弥漫的水珠对光线产生的散射、吸收等现象会使物体的轮廓变得模糊,驾驶员一方面会因能见度的大幅下降在心理方面产生紧张情绪,另一方面会因物体轮廓的模糊而无法判断周围的情况,如果发生紧急事件,驾驶员将很难做出对应的正确操作反应。雾天与晴天事故特征的比值比分布见图1[9]。

由图1可见,大雾天的事故率明显高于晴天。

3 交通事故特征及相应预防措施分析

3.1 事故发生概率

根据公安部交管局2019年发布的全国道路交通事故数据,恶劣天气导致的事故死亡人数同比2018年明显增加,特别是下半年全国雨、雪、雾等恶劣天气条件下发生道路交通事故导致的死亡人数同比上升14.2%。由此可见,在不良天气影响下,交通事故发生概率增加明显。因此,在不良天气到来之前,及时对高速公路进行限流管控,能够控制交通流量,降低事故的发生概率。

3.2 事故形态特征

根据上文分析,能见度及道路摩擦系数的下降是不良天气所带来的共同影响。东北某高速公路2017年不良天气事故形态比例图见图2。

由图1和图2可以看出,在不良天气的影响下,超速追尾在事故形态中所占的比例极高,其原因在于:一是道路受不良天气影响,摩擦系数降低,间接导致车辆制动性能下降,而车辆在高速公路上行驶时仍需保持较高的速度,当出现紧急情况时,车辆往往不能及时制动,从而发生追尾事故;二是不良天气导致的能见度下降会使驾驶员产生紧张等情绪,加之车辆处于较高速的行驶状态,往往会使驾驶员出现难以判断与前车车距、难以辨认告示牌等问题,从而导致事故的发生。

因此,增设警示牌或在事故多发段加装LED屏滚动播放提醒信息,以警示驾驶员保持车距、小心驾驶,可在一定程度上减少追尾事故的发生。

3.3 事故地点分布特征

高速公路进出口匝道是连接城市道路和高速公路的主要通道,车流密度高,车辆变线频繁。在不良天气的影响下,一方面由于驾驶员视线范围的变小,往往难以注意到从匝道汇入或在主方向行驶的车辆,从而引发事故;另一方面便是道路摩擦系数的下降致使驾驶员即使观察到了来车并及时采取措施,但车辆不能及时制动,导致发生事故。

因此,在不良天气的影响下,相较于高速公路的其他路段而言,匝道进出口处发生交通事故的概率更高。基于此,可以在进出口处设置减速带、增加路障等道路引导装置,使驾驶员注意力更加集中,降低交通事故的发生概率。

4 结语

本文对不良天气给高速公路行车所带来的影响及交通事故特征进行了具体的分析,结果表明,随着我国公路网体系的日渐庞大,高速公路的交通流量将会不断提升。因此,更需要注意不良天气对高速公路行车所带来的种种影响,及时根据天气变化做出相应控制措施,在匝道进出口处加强对车辆的管理,能在一定程度上减弱不良天气带来影响,降低交通事故的發生概率。

参考文献

[1]于帅.基于气象条件与交通流交互作用的高速公路事故风险分析及预测[D].北京:北京交通大学,2020.

[2]宋建洋,李怡,张恒通,等.恶劣天气对高速公路交通阻断影响分析[J].公路,2021,66(6):248-256.

[3]李云峰,谢勇,金顺梅,等.吉林省高速公路交通事故与气象要素的关系研究[J].气象与环境学报,2021,37(3):94-101.

[4]赵晓华,任贵超,陈晨,等.不良天气下驾驶行为研究综述[J].交通信息与安全,2017,35(5):70-75,98.

[5]马超,林娟娟,邓洁仪,等.恶劣天气下高速公路安全运营评估系统[J].交通运输工程与信息学报,2021,19(1):115-125.

[6]郑少鹏,程志豪,苏宇,等.恶劣气象条件对路面湿滑系数的影响研究[J].中外公路,2017,37(1):24-28.

[7]王艳丽,王秉纲.高等级公路沥青路面养护标准研究[J].重庆交通学院学报,2000(4):26-29.

[8]阴春晔. 降雨条件下汽车制动距离的研究[D].锦州:辽宁工业大学,2020.

[9]冯蕾,邓毅萍,李蔼恂,等.雾天高速公路交通事故的特征及与能见度的关系[J].科技导报,2020,38(11):160-168.

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