考虑全寿命周期的城市路段交通安全集成评价_米雪玉.pdf

文章编号：1673-0291（2023）01-0106-09DOI：10.11860/j.issn.1673-0291.20220057第 47 卷 第 1 期2023 年 2 月Vol.47 No.1Feb.2023北京交通大学学报JOURNAL OF BEIJING JIAOTONG UNIVERSITY考虑全寿命周期的城市路段交通安全集成评价米雪玉1，2，邵春福 1，张鹏 3，庄焱 1，张小雨 1，王菁 1（1.北京交通大学 综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室，北京 100044；2.华北理工大学 唐山市空地智慧交通重点实验室，河北 唐山 063210；3.北京市政路桥股份有限公司工程总承包二部，北京 100160）摘要：针对城市路段交通安全问题进行评价研究，考虑全寿命周期下“建设、管理、养护、运营”的驱动因素，选取路段几何特征、路面支撑属性、路段控制信号、路段标志标线、路侧照明条件 5个大类安全指标，分析其内部小类指标的定性评估与定量评定耦合特点.通过模糊多准则折衷决策（VIse Kriterijumski Optimizacioni Racun，VIKOR）解析定性因素，采用最优趋近物元可拓方法计算定量类指标，并将两部分的加权均方根作为路段交通安全指数，构建城市路段交通安全集成评价模型，最后以深圳市福田区道路网为实例进行实证研究.研究结果表明：被评为安全、一般和不安全的路段占比分别为 30.77%、53.84%和 15.39%，与实际相符.模型所得的路网交通安全指数为71.61%，介于两种参照评价模型结果（74.64%和 70.08%）之间.相较于参照模型，本文建立的模型在评价结果均衡性、极值数据偏差等判据上具有明显优势.研究成果可为改进城市道路交通管理提供决策依据，对促进交通基建常态化组织管理，规范交通安全设计元素提供指导.关键词：交通工程；安全评价；集成模型；城市路段；耦合指标；最优趋近中图分类号：U491.5 文献标志码：AIntegrated evaluation of urban road traffic safety considering whole life cycleMI Xueyu1,2,SHAO Chunfu1,ZHANG Peng3,ZHUANG Yan1,ZHANG Xiaoyu1,WANG Jing1（1.Key Laboratory of Transport Industry of Big Data Application Technologies for Comprehensive Transport,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044,China；2.Tangshan Key Laboratory of Air and Ground Smart Transportation,North China University of Science and Technology,Tangshan Hebei 063210,China；3.General Contracting Department of Beijing Municipal Road and Bridge Co.,Ltd.,Beijing 100160,China）Abstract:This study aims to evaluate the urban road traffic safety.Considering the drivers of“construction,management,maintenance,and operation”in the whole life cycle,five major categories of safety indicators are identified.They include geometric characteristics of road sections,pavement support attributes,traffic control signals,road signs and markings,and roadside lighting conditions.The coupling characteristics of qualitative and quantitative assessment of the internal sub-categories are analyzed.Moreover,the qualitative factors are resolved by the fuzzy VIse Kriterijumski Optimizacioni 收稿日期：2022-05-05；修回日期：2022-09-13基金项目：国家自然科学基金（71621001）Foundation item:National Natural Science Foundation of China（71621001）第一作者：米雪玉（1979），女，四川德阳人，副教授，博士生.研究方向为城市道路交通安全.email：.通信作者：邵春福（1957），男，河北沧州人，教授，博士，博士生导师.email：.引用格式：米雪玉，邵春福，张鹏，等.考虑全寿命周期的城市路段交通安全集成评价 J.北京交通大学学报，2023，47（1）：106-114.MI Xueyu，SHAO Chunfu，ZHANG Peng，et al.Integrated evaluation of urban road traffic safety considering whole life cycle J.Journal of Beijing Jiaotong University，2023，47（1）：106-114.（in Chinese）米雪玉等：考虑全寿命周期的城市路段交通安全集成评价第 1 期Racun(VIKOR)model,the quantitative class indexes are calculated by the optimal convergent elementary topology method,and the weighted root mean square of the two parts is used as the traffic safety index of road sections to construct an integrated traffic safety evaluation model for urban road sections.Finally,the road network in Futian District,Shenzhen,is used as an example for empirical research.The results show that the percentages of road sections rated as safe,general safe and unsafe are 30.77%,53.84%and 15.39%,respectively.This is consistent with the actual situation.At the same time,the overall traffic safety index of the road network obtained from the model is 71.61%,which is between the results of the two reference evaluation models(74.64%and 70.08%).In addition,compared with the reference model,the model established in this paper has obvious advantages in evaluating the balance of results and the deviation of extreme data.The results provide a decision-making basis for urban road traffic management.It can promote the normal organization and management of traffic infrastructure.Furthermore,the elements of traffic safety design are able to be standardized.Keywords:traffic engineering；safety evaluation；integrated model；urban road；coupling indicator；optimal convergence城市道路交通网络中，路段是其主要组成要素，用于车辆及行人汇集、通行和疏散，构成因素复杂.其中，安全保障是路段的重要作用，直接影响路网交通流的有序稳定.对路段设施结构性能与交通流的安全适应性进行研究，可掌握其安全状态和变化机理，有针对性调整和改造相应设施设备.因此，有必要通过合理的解析流程构建评价方法体系，评估城市路段交通安全现状，聚焦基础设施性能阈值，提高道路网运行能力，提升城市道路交通的决策管控水平.当前路段交通安全评价研究热点中，研究内容方面集中在“人、车、路、环境”协调性指标的效果评价等，研究方法上主要以多主体决策评价模型和数据驱动评价模型为主.Dong 等1建立了针对城市路段安全因素的异质性分析模型，并通过观测判别和实时检验之间的相对误差，校正模型.Charly 等2提出了车辆与路段相互作用的效果评价模型，并使用精确的车辆横向位置和宽度标定模型参数.Rahman 等3针对学校等城市重点区域附近的路段交通安全，提出微观尺度模拟方法以获得实时安全状态指标.Veeramisti 等4引入智能网络理论，提出与路段局部通行安全相关的“控制走廊”分析框架.Fan 等5基于机器学习构建了城市路段事故风险评价模型，并进一步研究了局部事故“黑点”的识别问题.Ghadi 等6提出了针对城市路段交通安全评价的区域分割方法，实现了多类安全场景下交通冲突因素判别.Mi 等7基于复杂网络理论提出了城市路段关键点安全评价方法，建立了由单因素向多因素扩展的综合评价模型.胡启洲等8利用 0，1 模糊区间，以多类服务准则为指标建立了高速公路路段交通安全评价模型.赵新勇9基于多源数据融合方法，评价了自由流状态和跟车状态的路段交通安全性.闵泉10应用数据模拟和层次分析法，结合开源数据集建立了路段评价指标体系.余豪等11在结构方程基础上构建道路交通安全评价模型，结合回归分析进行了道路安全评价.既有研究中，多以交通安全冲突基本准则为依据建立指标评价体系，未重视指标本身在道路工程中的实践可操作性.同时，在评价方法上也未有效区分定性与定量模型.对于定量类指标评价，也忽略了指标并行计算时相互影响导致的精度问题.此外，在多元化主体参与的评价流程中，杂项数据易形成噪声干扰，影响关键指标的量化取值和权重标定.因此，本文提出城市路段交通安全集成评价，聚焦“建设、管理、养护、运营”全寿命周期的定性与定量耦合指标，突出道路工程影响因素比选与评价方法设计.分析交通安全相关的大类指标与具体实施指标，明确定性评估与定量评定的匹配特点，应用集成化的分类评价方法解析计算安全指数.研究成果以更为实际、准确和普适的指标及模型确定城市路段交通安全状态，为道路工程的“建设、管理、养护、运营”实践提供理论依据和决策参考.1 城市路段交通安全评价耦合指标城市路段交通安全评价涉及因素复杂，工程支撑特点突出.应从全寿命周期角度出发，以集成性、107北京交