加美地区交通安全设计与社会经济效益分析

□文/陈国龙

改革开放以来我国道路建设快速发展，已取得了巨大成就，2017年末全国公路总里程达到477.35 万km，其中高速公路里程达到13.65 万km，里程规模居世界第一。但我国的交通安全形势却不容乐观，与经济发达的加美地区国家相比，道路交通事故总量比较大，万车死亡率也比较高。资料显示，加拿大的万车死亡率是1.2，美国是1.77，而我国为6.2，分别是加拿大、美国的5倍和3倍多[1]。

自20世纪60年代以来，为了提升道路交通安全水平，加拿大、美国等国家逐步推广实施了多项交通安全工程措施，这些工程措施在降低交通事故数量和事故严重程度方面发挥着积极作用。本文综述其中广泛应用的六项工程措施，分析其安全效益，以便更好地认识各项工程措施在提升交通安全水平上的重要性。

1 工程措施

从世界范围观察，当前实施的大多数道路安全措施是工程设计演变和工程经验积累的成果，是循序渐进的过程[2]。研究资料表明，加拿大、美国等国家应用的交通安全工程措施为降低交通事故风险做出了突出贡献。

1.1 平交路口渠化

交叉路口渠化是使用导流岛与路面标线，分隔或控制冲突的车流，以方便行人和车辆通行，建立安全有序的交通秩序。20世纪60年代以来，随着交通日益拥堵，施划专用左转车道和右转车道等交通渠化方式得到广泛应用，路口渠化在提高通行效率的同时，也可以提高道路安全性。

Tignor[3]在加利福尼亚开展交通控制设施安全效益研究，结果显示：在信号交叉口施划专用左转车道可使交通冲突平均减少15%，在无信号交叉口则能使交通冲突平均减少65%（凸起导流岛）和30%（标线渠化）。

Harwood等[4]对左-右转车道的安全性开展对照研究，结果表明：在农村地区无信号交叉口设置左转车道可减少28%（十字路口）和44%（丁字路口）的交通冲突，在城区无信号交叉口则可减少27%（十字路口）和33%（丁字路口）的交通冲突；城区信号交叉口设置左转车道可降低10%的交通冲突；设置右转车道的安全效益也非常显著，在农村地区无信号交叉口和城区信号交叉口设置右转车道，可使交通冲突分别下降27%和18%。

加拿大安大略省汉密尔顿市在一主干道的信号交叉口增加专用左转车道和凸起导流岛后，交叉口的交通冲突减少了30%～70%[5]。

无论路口有无信号控制，设置专用左转车道和右转车道都可以显著提升交叉路口安全水平，最高可使交通冲突降低70%。

1.2 路侧安全净区加宽

路侧安全净区是指公路行车方向右侧车行道以外，相对平坦、无障碍物，可供失控车辆重新返回正常行驶路线的带状区域，是从行车道边缘开始，车辆驶出路外后能够安全驶回车道的一个宽度范围。路侧安全净区概念始见于美国1967年的AASHO 黄皮书，到20世纪70年代中期，安全净区成为道路设计的重要部分，被广泛接受。

美国对路侧安全净区与车辆事故率关系的研究表明：增加安全净区宽度，道路直线段和曲线段的交通事故率均有下降[6]。

Sanderson[7]研究事故折减系数与安全净区宽度关系，见表1。

表1 事故折减系数与安全净区宽度关系

由表1可见，增加路侧净区宽度，车辆事故率最多可降低44%。

1.3 解体消能设施

解体消能设施在被失控车辆撞击后，能够发生解体、变形、断裂，从而减小因车与之相撞产生的作用于失控车辆的动能，降低此类交通事故对车与乘客伤害的严重程度。需要说明的是，解体消能设施降低的是交通事故严重程度，而不是事故频率。

Cirillo 等[8]研究表明，使用可解体灯杆可减少30%的人员伤亡，失事车辆以高于50～60 km/h 的速度撞击时依然有效。

Mak 等[9]对路侧设置的可解体杆柱与不可解体杆柱从使用性能、成本效益和损害降低程度三个方面展开综合研究，发现不可解体杆柱引发的致命事故数量是可解体杆柱的3倍以上。

1.4 护栏端部处理

护栏端部处理同解体消能设施类似，也可以降低交通事故的严重程度。常见的护栏端部处理措施包括：槽轨端部、滑挤端部、埋入端部和衰减端部等。

Elvik[10]系统查阅了32 篇关于中央护栏、路侧护栏及护栏端部防撞垫安全效益评价的研究文献，统计发现护栏端部安装防撞垫可减少69%的死亡事故和68%的伤害事故。

Iii G L[11]在美国得克萨斯州开展一项护栏端部防撞垫有效性研究，统计了4 a期间车辆与桥梁护栏端头相撞事故的伤亡人数，安装防撞垫可使事故死亡人数减少78%、受伤人数减少27%。

护栏端部处理能够有效降低交通事故的严重程度。

1.5 主动引导设施

主动引导是在合适的时间、合适的地点，以合适的方式给司机提供其需要的信息，以避免行车危险。主动引导设施通常包括危险警告标志、轮廓标及警告闪光灯等。

Sayed等[12]采用前-后分析方法和交通事故预测模型对加拿大温哥华设置的警告闪光灯进行安全研究，106 个信号交叉口应用警告闪光灯后，有25 个交叉口的安全水平得到大幅提升，交通事故总数下降了8%～18%，严重事故数减少了10%～14%。

美国的研究表明，设置警告标志可减少29%的死亡事故和14%的受伤事故；安装弯道警告标志和建议限速标志后交通事故分别减少20%和36%[13]；安装路侧警告标志后，碰撞事故减少20%～30%[14]；安装轮廓标后冲出路外的交通事故减少30%[15]。

主动引导设施类型多样，使用后的安全效益总体提高10%～30%。

1.6 振动带

振动带是设置在道路边缘或中心线上的凸起或沟槽，能够给驾驶者突然的听觉和触觉警示，用于提醒疲劳驾驶或注意力不集中的驾驶者。

Zein 等[16]通过系统的文献查阅分析，发现采用边缘线振动带后，驶出路外的交通事故减少了35%～60%，收益与投入成本比为30∶1～182∶1。

Griffith[17]对美国伊利诺伊州和加利福尼亚州的高速公路进行了安全评估，结果表明：设置振动带后伊利诺伊州农村地区高速公路单车冲出路外的交通事故减少了21%，加利福尼亚州城区和农村地区高速公路冲出路外的交通事故综合数据减少了7%。

Harwood[18]总结美国的公路改造工程经验指出，设置连续振动带可使冲出路外的交通事故降低20%甚至更多，在驾驶条件极其单调的情况下（如沙漠地区高速公路），冲出路外交通事故可减少50%。

设置振动带是行之有效的道路安全对策，可以减少高达60%的冲出路外交通事故。

2 安全效益

将上述6项安全工程措施按被普遍应用的年份置于加拿大历年万车死亡率的时间节点上，得到交通安全工程措施与历年交通事故万车死亡率关系，见图1。

图1 交通安全工程措施与历年交通事故万车死亡率

从图1可以看出，不考虑其他因素的影响，各项安全工程措施的广泛实施，给加拿大交通安全带来了积极影响，使万车死亡率稳步下降，特别是平交路口渠化措施、主动引导设施和振动带普遍应用后，车辆事故死亡率下降明显。

据文献统计估算，加拿大借助交通安全措施，在1979—2000年间共挽救了约11 000 人的生命，即平均有550人/a免于交通事故死亡。美国的相关研究数据表明，由于交通安全措施的改进，美国大约能够挽救5 500 人/a 的生命，避免250 000 人受伤。考虑加美两国的人口数量比例（大约为1∶10），加美两国安全工程措施在避免交通事故死亡上的收益基本相当[19]。

3 结论

本文所述的平交路口渠化技术可以明确路权，减少交通冲突；路侧安全净区加宽、使用解体消能设施及护栏端部处理等技术贯彻了宽容设计理念，在降低交通事故严重程度、挽救生命方面非常有效；主动引导设施能够明晰行车环境；振动带技术可以提高驾驶注意力。加拿大、美国等国家的应用实践及效益分析数据表明，这些技术对交通事故率的降低作用显著。

以上工程理念和思路已逐渐被国内工程师吸收、接受并引入我国付诸实践，只是由于基础研究的缺乏，对其安全效益没有定量认识，很多技术或设施的应用还不够广泛，如路侧净区、解体消能设施、护栏端部处理及振动带等。相信随着国内不断深入对各项安全工程措施在降低交通事故率和事故严重程度方面的定量研究，认识其重要性和有效性后必定会被普遍承认和应用，我国的交通安全水平也将再提高一个台阶。