（安全技术及工程专业论文）基于交通冲突技术的自行车交通安全评价研究.pdf

北京交通大学硕士论文 a b s t r a c t t o d a yt r a f f i c a c c i d e n th a sb e c o m et h em o s ts e r i o u sp r o b l e m ，w h i c ht h r e a t e n s h u m a nb e i n g ss a f e t y i nt h er o a da c c i d e n t ，b i c y c l er e l a t e da c c i d e n ta n di t sc a s u a l t y h a v et a k e na l a r g ep r o p o r t i o n r e s e a r c h i n gb i c y c l e r e l a t e da c c i d e n tp r o b l e mw i l l c o n d u c et or e d u c i n gt h en u m b e ro ft r a f f i ca c c i d e n ta n di m p r o v i n gs a f e t yl e v e l o n eo f i m p r o v i n gr o a db i c y c l es a f e t yl e v e li s t oe v a l u a t eb i c y c l e ss a f e t ys t a t u s ，f i n di t sk e y p r o b l e m a n dt a k ep r o p e rm e a s u r e s i nt h i s p a p e r , t h ea c c i d e n tf o r m ，c o l l i s i o no b j e c t ，c o l l i s i o nt y p e a n dr e a s o no f b i c y c l ea c c i d e n ta r ea n a l y z e d o nt h e b a s eo fa n a l y z i n gb i c y c l ea c c i d e n ta n dc o m b i n i n g t r a f f i cc o n f l i c tt e c h n o l o g yv a r i o u st r a f f i cc o n f l i c tt y p e sa r ea n a l y z e di nd e t a i l a sr o a d b i c y c l es a f e t ye v a l u a t i o nh a sc h a r a c t e r i s t i co fc o m p l e x i t y a n df u z z i n e s s ，t h i sp a p e rt r i e s t oc o m b i n et r a f f i cc o n f l i c tt e c h n o l o g yw i t hf u z z ys y n t h e s i se v a l u a t i o n ，a n ds t u d i e st h e m e t h o d so fl a y e ra n a l y s i sa n df u z z ys y n t h e s i se v a l u a t i o n ，am o r es i m p l ea n de a s y h a n d l i n gf u z z y e v a l u a t i o nm e t h o da r e g i v e n f i n a l l y ac a s ei s s t u d i e d ，a n d i t s a p p l i c a b i l i t y a n dv a l i d i t ya r ev e r i f i e d t h er e s u l ts h o w st h a tt h i sm e t h o dh a sg o o d e f f e c t t h i sm e t h o dh a sp r a c t i c a b i l i t yi nt r a f f i cd i a g n o s i s ，b i c y c l es a f e t ys t a t u se v a l u a t i o n a n dt r a f f i cp r o j e c te v a l u a t i o nb e f o r eo r a f t e ri t si m p l e m e n t a t i o n f u r t h e rm o r e ，i tc a n a l s os t r e n g t h e nc i t yr o a da n dt r a f f i cm a n a g e m e n t a n di m p r o v e c i t yr o a ds a f e t yl e v e l k e yw o r d s ：c y c l i n g ；s a f e t ye v a l u a t i o n ；t r a f f i cc o n f l i c tt e c h n o l o g y ；f u z z ys y n t h e s i s e v a l u a t i o n 4 北京交通大学硕上论文 1 绪论 1 1 研究的背景和意义 道路交通事故是当今人类社会面临的难题之一。目前，改善道 路交通和减少交通事故仍然是全社会关心的迫切问题。自行车交通 事故同其他道路交通事故一样是现代人类社会不可避免的、多后果 的现象。对自行车的安全状况进行安全分析评价，进而找出问题所 在，可以提高道路自行车的交通安全水平，减少交通事故的发生。 目前，自行车在世界范围内得到越来越广泛的应用。在瑞典 8 2 的居民有自行车；在美国，至少3 0 的居民拥有1 辆自行车 【2 ；此外，荷兰、丹麦、德国等居民也多乐意把自行车当成种交 通工具【3 1 。我国则是真正的“自行车王国”，可以从以下几点得到证 明：( 1 ) 目前全球自行车拥有量超过1 4 亿辆，人均0 2 5 辆，中国拥 有4 , 4 亿辆，人均o 3 6 辆【4 】：( 2 ) 全球自行车年产量超过1 亿辆。我 国自1 9 7 9 年起，年产量己超过1 0 0 0 万辆，为各国之冠1 4 】；( 3 ) 就自 行车在交通中的作用，段里仁统计了我国2 2 个大、中型城市居民 出行方式中使用自行车所占的比例，结果显示，绝大多数城市在 3 0 以上【4 1 。 在我国，自行车是城乡居民出行的主要交通工具之一，并且长 期以来一直在城市交通方式中占主要地位，在城市中，自行车所承 担的客运交通的比重相当大，据有关资料统计，2 0 0 万人口以上城 市，自行车出行量占城市总出行量的比例约为3 6 ；1 0 0 万2 0 0 万人口的城市，自行车出行比重平均为4 0 左右，自行车与公交车 北京交通大学碗士论文 出行量平均值之比为7 2 ：2 8 ：在人口不足1 0 0 万的城市，自行车出 行量比重在4 0 7 5 之间，平均为公共交通客运量的1 3 倍【6 1 。在 上班出行中，自行车所占的比重则更大，据南京、马鞍山等市统计， 平均达7 6 6 5 。 由于自行车即可锻炼身体，又可以作为交通工具，且不会造成 环境污染，因此被很多国家所提倡，但它也带来了忧患，那就是自 行车事故伤害。 据统计，在西方发达国家，自行车事故伤害占所有交通事故伤 害的6 9 i s 】。自行车事故伤害已成为许多国家致伤和致死的主要原 因之一，美国每年约有6 0 0 ，0 0 0 个急诊病例是由于骑自行车致伤， 1 2 0 0 人由于自行车事故而死亡，因此项的经济损失超过1 0 亿美元 i 7 1 。而在德国，从1 9 6 0 年至1 9 9 0 年自行车事故参与人数占道路交 通事故的比重由7 7 上升至1 4 ，仅次于汽车参与人数，占第二 位【8 1 。 在我国，1 9 8 0 年至1 9 9 1 年共发生交通事故2 4 0 万起，伤1 5 4 万人，死亡4 6 万人。1 9 9 2 年交通事故受伤和死亡人数已分别达1 4 万和5 8 万余人，已跃居世界交通事故死亡最多的国家。自行车事 故是最常发生的道路交通事故，道路交通事故中4 0 与自行车有 关，1 9 9 7 年道路交通事故中，骑自行车死亡数为1 3 6 2 7 人，占道路 交通事故总死亡人数的1 8 4 ，伤2 6 9 9 4 人，占受伤总人数的 1 4 2 t5 1 。据一些大中城市统计，交通事故中由骑车人负主要责任 的事故数、事故死亡人数和受伤人数，分别占总数的3 8 。9 、4 4 4 和3 2 1 。1 9 9 5 年2 0 0 0 年苏州市吴中区、湘城区共发生交通 事故8 6 9 起，其中自行车事故2 1 2 起，占3 3 ，2 8 i 9 1 。 由于自行车交通是市内交通的主要形式以及自行车事故的常 北京交通人学硕士论文 发性和事故后果的严重性，使得自行车事故成为中国交通事故的特 点，并成为中国交通和交通事故的难点。 北京交通大学硕士论文 11 2 自行车交通安全研究现状 虽然自行车交通安全在国内和国外都占有重要的地位，但是至今为 止，国内外对自行车交通安全的研究还很少，并且大都集中在汽车与自 行车的碰撞特性以及自行车事故的特性研究上。 在汽车与自行车的碰撞研究上，国外主要进行了一下研究： 1 9 7 7 年柏林工业大学h r a u 博士根据事故统计结果，对汽车两轮 车( 它包括各类摩托车、自行车和机动自行车) ，选取汽车的碰撞速度( 最 大速度为4 5 k m h ) * l j 典型事故形态作为自变量，进行了模拟碰撞试验。 1 9 8 2 年w g l a t z 和h r a u 将汽车最大碰撞速度增加至8 0 k m h ，完善了 汽车一两轮车模拟碰撞试验【8 】。 b e n z 公司在8 0 年代，也利用其开发的多刚体系统动力学模拟程序， 模拟了汽车自行车的碰撞过程，并进行了模拟试验，其主要目的是为 了改进汽车车身设计，降低汽车外部对行人和骑车人的伤害程度i ”。 1 9 8 3 年柏林工业大学和汉诺威医学院以2 2 0 起自行车- 小汽车事故 为例，从参与事故骑车人的年龄、性别和事故地点的分布，对小汽车 自行车事故的碰撞类型进行了分析研究【8 j 。 1 9 8 8 年荷兰国家研究院道路车辆研究所h u i j b e r s 等人进行了小汽 车自行车运动方向为直角的模拟碰撞试验和数学模拟。其试验对象自 行车骑车人选择为静止和速度等于1 5 k m h 两种状态，汽车的碰撞速 度为2 0 k m h 、3 0 k m h 和4 0 k m h i l o ，1 1 ，1 2 1 。 而在自行车事故特性等的研究，国外主要有： 1 9 8 2 年汉诺威医学院w p g r a b h 5 f e r 博士以1 1 0 起自行车事故为 例，从事故和交通医学方面对自行车事故进行了统计分析。 北京交通大学碗上论文 1 9 8 2 年f w a l z 等人探讨了开发研制自行车头盔的意义。1 9 9 0 年 g b o y e 从交通安全法律要求的角度探讨了佩带自行车头盔的重要性。 8 1 1 9 8 7 年柏林警察总局j l u d e r 汇总了西柏林行政区域各个区1 9 8 1 年至1 9 8 6 年五年期间白行车事故的发展及其与自行车专用道长度的关 系。 1 9 9 0 年h r a t 博士等人观测了自行车速度，并分析了自行车速度 的概率分布。 2 0 0 2 年，d a w n m a r i e d a n i e l s 以自行车事故为例，对自行车行车事 故的发生与地理环境，自行车特性，骑自行车人的特点，自行车行驶特 性等的关系进行了研究”】。 与自行车产量、拥有量、事故量和事故后果相比，中国白行车交通 和安全的研究和试验很少，这与作为自行车生产和交通头号大国极不相 称。 1 9 9 7 年，许洪国对自行车事故的规律特点，自行车事故力学影响参 数的确定方法，自行车事故再现的理论和计算方法进行了研究【8 1 。 2 0 0 1 年，林艳进行了武汉市城区部分中学生自行车事故伤害状况及 影响因素研究，评价了自行车事故伤造成的损失，探索了中学生白行车 事故伤的影响因素【5 1 。 但至今为止，国内外还缺乏对道路自行车安全评价的全面系统研 究，急需探索自行车事故的规律特点，特别是安全评价的理论与方法， 以适应提高自行车交通安全、降低自行车事故的需要。 交通安全评价贯穿于交通工程的设计、建设和运营的各个阶段，是 用予鉴别事故隐患、降低事故率、减轻事故严重度的有效方法。因此， 丌发有效的交通安全评价方法，对深入研究交通安全措施，提高道路交 通安全水平具有十分重要的意义。 北京交通大学硕士论文 1 3 研究的主要内容 如前所述，自行车事故不论是在国外还是在国内都占交通事故的重 要地位，白行车事故如同一场无休止的战争威胁社会成员的生命财产， 而且自行车交通和事故的比重亦有逐年上升的趋势，但是目前世界对自 行车交通安全的研究，特别是安全评价的研究却很少。因此特别需要对 自行车交通安全评价进行系统地研究。 本论文研究的主要内容为： 自行车事故分析，以自行车事故统计资料为基础，分析自行车事故 的原因、自行车事故的碰撞对象、自行车的事故形态、自行车事故的碰 撞类型。 自行车冲突分析，以交通冲突技术为基础，按照自行车冲突对象、 冲突地点、冲突角度等对自行车冲突进行分析。 一建立道路自行车安全评价体系。以自行车冲突类型为基础，结合模 糊综合评价法和层次分析法，建立自行车安全评价体系： 典型道路的自行车安全评价及对策分析。通过对典型道路的自行车 安全状况进行评价，并根据评价结果，对道路提出改进意见，以验证自 行车安全评价体系的可行性。 北京交通大学硕上论文 2 交通冲突技术 2 1 安全评价方法 目前，国内外对交通安全已经有较多认识和研究，存在着多种多样 的评价交通安全程度的方法和理论，但总的来说，安全评价方法可以综 合为两类，即以事故为基础的直接评价方法和非事故间接评价方法。 2 1 1 直接评价法 直接评价方法是指以交通事故统计为基础的交通安全评价方法。这 一评价方法不但直接应用于交通管理领域，还广泛的应用于其他诸如交 通规划、汽车设计、道路设计、运输管理、交通设施等交通领域。 长期以来，我国与大多数国家均采用直接评价法进行交通安全度的 评价，其事故评价体系如图2 - 1 所示。 下面简单介绍一下两种最常用的方法： 1 、绝对数法 绝对数指标是表明交通事故现象基本数量的指标，有事故次数、死 亡人数、受伤人数、直接经济损失等。绝对数是交通事故统计调查所得 到的基础数字，其准确性是以原始或初级统计资料为前提的，是计算其 他描述性数量的根本。 根据事故绝对数的大小评价交通安全的优点是简捷、方便、有效； 缺点是没有考虑道路型式、流量等相关因素，在具体应用时有欠缺。如 某些地区总的事故数不多，但单位流量事故率却较高，应属于事故多发 北京交通大学硕十论文 图2 - 1 现有道路交通安全评价体系圈 点，但事故绝对数法则难以确认。 2 、事故率法 交通事故率是交通安全的宏观评价。根据统计地点的不同，可以分 为地点事故率、路段事故率和地区事故率。路段事故率法又可分为运行 事故率法和事故密度法。地区事故率法又可分为人口事故率、车辆事故 率、形成事故率等。 一、直接评价法的优点 当有足够的事故记录且记录比较可靠、一定时期内交通系统没有大 的变化时，以事故为基础的直接评价法具有明显的优点： 1 、评价指标具有逻辑上合理性 由安全定义可知，事故是显性因素，以事故为基础的安全评价指标 直观，具有较强的说服力。 1 2 北京交通大学硕士论文 2 、评价精度较高 根据长时间收集到的事故数据和其它影响因素的详细数掘建立的 模型，事故预测结果一般比较精确，用于评价时，也能得到较高的精度。 二、直接评价法存在的问题 但这种方法也存在着无法克服的缺陷，下面简要分析用事故统计法 进行安全评价存在的几个主要问题。 1 、事故的稀有性导致安全评价周期延长 由于事故生成的随机偶然性，使安全评价受到评价地点与评价周期 的限制，因而需要较长时间的事故样本积累方能保证其评价信度但评 价周期的延长，又将因交通环境的变化而导致安全评价效度的下降。 2 、事故的随机性致使评价结果不可靠 瑞典的研究表明：“事故样本的随机性将导致统计抽样误差偏大并 产生统计学回归影响( t h er e g r e s s i o nt ot h em e a n ) ，在大多数情况下， 将出现事故发生数大于其事故数学期望的现象，从而使人们在安全改善 的前后期对比研究中容易过高地估计安全改善效果”，这种影响是客观 存在的，不管是否作了改善措施。 事故发生具有随机性导致事故不易观测，即使经过很长时间收集到 足够的事故精确资料，交通系统可能已发生了变化，所以也很难保证结 论的可靠性。 3 、事故统计的不完全性致使评价结论欠真 道路交通事故是由交通警统计的，但由于管理方法不一，各国的交 通事故标准是不一致的。交通事故的统计也很不完善。在一些发达国家， 如瑞典，警方统计的交通事故仅只有实际数的2 0 ，大量事故还得从医 院和保险公司查得。在我国仅有少数城市和地区有较完整的资料。大部 分地区事故统计不完善，据调查估计：重大以上事故未报案率为5 9 北京交通大学硕上论文 下，一般事故未报案或报案未记录率约为2 0 ，轻微事故未报案与未记 录率约为7 0 。根据我国部分城市与地区的不完全统计推断，我国统计 公布的交通事故发生数约为实际立案事故数的3 0 4 0 ，而且这一统 计中不未含未立案事故数。在我国，由于管理方法和现实情况，从事故 的发生到立案、统计和最后公布，要筛掉大量的事故数，例如，财产损 失在2 0 0 元以下者就不算事故等。有些路段因“责任承包”而漏记事故 的情况也偶有发生。这些未立案、未统计、未上报的事故均属于事故统 计过程中的盲区。因此，由于统计的不完全性，往往使评价结论欠真实。 从上面的分析可以知道，传统的直接评价方法存在着小样本、长周 期、大区域、低信度等缺点，明显的表现为对地点交通安全评价，尤其 是快速安全评价及预测的不适应性，因此通过开发非事故评价体系来改 善交通安全评价的信度和效度就具有重要的意义。 1 4 北京交通大学硕士论文 2 1 2 间接评价方法 交通安全间接评价方法是以“近似事故”的间接观测为基础的评价 方法。是一种补充、完善事故统计方法的较好方式。历史上在航空运输 安全和企业安全生产上就是采用了“近似事故”作为安全评价方法，这 清楚的表明，在道路交通安全问题上也可以采用“近似事故”这种间接 评价方法来研究安全问题。 交通冲突技术( t r a f f i cc o n f l i c tt e c h n i q u e ，简称t c t ) 是近年来国 际交通安全领域开发的非事故统计评价理论，该技术以大样本生成，快 速、定量研究评价交通安全现状与改善效果的特点而不同于传统的事故 统计评价理论。( 其详细介绍见2 2 交通冲突技术原理。) 交通冲突是指两个或多个道路使用者在一定的时间和空间上彼此 接近到一定程度，此时若不改变其运动状态，就有发生碰撞的危险。这种 现象称为交通冲突。而交通冲突技术则指按照一定的测量与判别标准， 对冲突发生过程及严重性程度进行定量测量与判别，并应用于安全评价 与预测的技术方法。 交通冲突技术主要应用于以下四个方面： 间接评价交通安全 分析事故成因； 研究改善措旌，提高道路环境的质量； 利用交通改善前后的冲突调查，检验与评价交通安全改善措施的 效果。 与传统的直接评价方法存在着小样本、长周期、大区域、低信度等 缺点相比，交通冲突技术具有大样本、短周期、小区域、商信度的统计 北京交通大学硕士论文 学优势，可以实现通过定量测定相当于“准事故”的严重冲突的方法来 代替传统的事故统计方法，实现交通安全水平快速评价与预测的目的。 北京交通夫学硕= l 论文 2 2 交通冲突技术 由于以事故统计为基础的安全评价法存在着上述“小样本、长周期、 大区域、低信度”等无法克服的缺点，因此需要开发一种非事故统计评 价方法以改善安全评价的信度和效度。交通冲突法便是最可取代事故统 计法的方法。 2 2 1 交通冲突 在日常交通中，常有这种现象，即机动车或其它道路使用者双方， 若各按其原来的方向和速度行驶，则一定会发生碰撞事故。但大多数情 况下，这种事故并未发生，其原因是由于其中一方采取了紧急避险措施： 或制动，或转向或加速行驶等。交通冲突是指交通行为者在参与道路交 通过程中，与其他交通行为者发生相会、超越、交错、追尾等交通遭遇 时，有可能导致交通损害危险发生的交通现象。交通冲突的发生量要比 交通事故多得多。 相似于交通事故，交通冲突也可表述为两个交通行为者在空间运动 时相互作用的结果。就一定意义而言，交通事故同属于交通冲突范畴， 交通事故与交通冲突的成因及发生过程完全相似，两者之间的唯一区别 在于是否存在损害后果。换言之，凡造成人员伤亡或车物损害的交通事 件称为交通事故，否则称交通冲突。 一、冲突严重性分类 冲突严重性是指交通冲突导致交通事故发生的可能性程度。 根据以往的研究成果，冲突严重性可作如下定性分类： 1 、交通遭遇 1 7 北京交通大学硕士论文 广义的交通遭遇包括交通冲突事件，狭义的交通遭遇专指无干扰通 过事件。 判别要素： 心理上未感到事故威胁； 未采取任何避险措施： 行驶速度或方向未发生瞬间突然变化。 2 、交通冲突 交通行为者双方以危险的方式相互逼近，如果其中一方不及时采取 避险行为，必然导致事故发生的交通事件。 根据冲突趋近事故的严重程度，又可将冲突分成非严重冲突、严重 冲突直至事故， ( 1 ) 非严重冲突 交通行为者在通行于某一地点时存在着其他交通行为者的逼近，须 采取避险行为方能避免事故发生的交通事件。 判别要素： 已感知到一定的心理压力； 须采取预防性避险行为： 存在着较充分的预判时间。 ( 2 ) 严重冲突 交通行为者在通行于某一地点时存在着其他交通行为者的突然逼 近，须采取及时准确的避险行为方能避免事故发生的交通事件。 判别要素； 已感知到相当大的心理压力： 须采取迅速有效的，甚至以剧烈行为为特征的紧急避险行为； 供作感知一判断一行动的时间极短，客观表现为不允许任何犹豫 1 8 北京交通大学硕士论文 或动作失误，部分情况下甚至处于条件反射式操作状态。 无干扰通过、非严重冲突、严重冲突、交通事故从量的关系上，它 们呈塔形分布，最底层是道路使用者互不干扰通过，其次是可能冲突， 再次是轻度冲突，顶部是严重冲突和事故，如图2 2 所示。 而事故又分死亡、重伤、轻伤和财产损失，如图2 3 所示。 损失 图2 - 2 交通冲突分类图图2 - 3 交通事故分类图 根据海因里希理论，系统发生事故的比例基本遵循下列规律：死亡； 重伤：轻伤= 1 ：2 9 ：3 0 0 。若能同理找出严重冲突与事故在数量上的关 系，则可用冲突代替事故作分析，交通冲突法的可观性、大样本、短周 期、小区域的优点就完全可以弥补事故统计法的缺陷，交通冲突法就是 观测交通冲突，并区分其严重性，以严重冲突代替事故评价交通安全， 分析各种交通安全问题。 二、交通冲突的类型 根据不同的分类方法，交通冲突可分为以下主要几种类型： 1 、按测量对象的运动方向分 可分为左转弯冲突、直行冲突、右转弯冲突。 2 、按事件发生状态分 可分为正向冲突、侧向冲突、超车冲突、追尾冲突、转弯冲突等。 北京交通大学硕士论文 3 、按事件参与者类型分 可分为机动车一机动车冲突、机动车一自行车冲突、机动车一行人 冲突、自行车一自行车冲突、自行车一行人冲突等。 三、交通冲突的观测 交通观测可采用录相或人工观测两种方法，前者一般用来培训观测 人员，后者采用得较为普遍，只要观测人员掌握了方法，其精度是完全 可以符合要求的。 交通冲突的人工观测是在交通现场，记录每次交通冲突，其主要内 容是发生冲突的道路使用者、行驶方向、避险动作、冲突速度v 以及离 可能碰撞点的距离s ；根据速度v 和距离s ，可算得距发生事故的时间t 。 根据各种机动车的类型、路面类型、天气类型得出不同距离和不同车速 时严重冲突的临界值，绘成工具图表，则每一冲突的属性即可查出。 四、交通冲突技术的用途 传统的事故统计评价方法存在着小样本、长周期、大区域、低信度 等特点与缺陷，明显地表现为对地点交通安全评价，尤其是快速安全评 价及预测的不适应性，因此，通过开发非事故评价系统来改善交通安全 评价的效度与信度就具有重要的意义。 交通冲突技术就是利用交通冲突所具备的大样本、短周期、小区域、 高信度的统计学优势，通过定量测定相当于“准事故”的严重冲突的方 法代替传统的事故统计方法，实现交通安全水平快速评价与预测的目 的。 大量统计已经表明，交通冲突与事故有密切关系，这意味着交通冲 突可以用来代替事故作分析。并可准确地预测事故。因此，交通冲突技 术可对不同问题做快速诊断、快速评价及事故原因分析。如要对其一设 施作评价或改善，只须观测一定时间的交通冲突即可做出较准确的结 北京交通大学硕士论文 论。因此可以大大减少投资的盲目性并提高改善措施的效益。 2 3 2 国内外交通冲突技术的研究现状及其特点 一、国外研究现状 迄今为止，全世界研究t c t 的约2 0 余个国家绝大部分为西方工业 国，其研究方向自2 0 世纪8 0 年代后期开始由理论研究转入应用阶段， 主要表现在由冲突定义、测量途径的研究转入冲突的自动记录及判别技 术的研究尝试，其研究对象已由城市交叉口转向公路的危险路段，如桥 梁、坡道及弯道等。研究内容也由单一的机动车之间的冲突转向机动车 非机动车、机动车行人的冲突，此外，其研究范围也有所扩大， 由单纯的冲突过程研究转向了更为广阔的交通行为、交通心理、车辆构 造、交通法规等综合性应用研究。 文献研究表明，虽然西方各国对t c t 的研究方向与应用侧重上不尽 相同，各具特色，但在冲突测量与判别的基础测量标准上却趋于明显一 致。 1 、冲突测量标准 研究表明，由于各国t c t 均选择了车辆制动作为避险行为的主要方 式，由此导出的冲突测量标准中具有一定的代表性的为：t a s ( t i m e o f a v o i ds t a r t ) 测量标准。t a s 是指“冲突当事方开始采取避险行为的瞬 间至肇事点的时间”为冲突测量的始点与终点。由于t a s 包含了车辆 制动停车的全过程，故我们将此称为“完全制动水平时间( t b ) ”的冲 突测量标准。 2 、冲突判别标准 研究表明，由于目前t c t 的研究与应用范围主要限于各西方工业 国，因此，各国t ( 了的冲突判别标准受其特定的交通条件影响较大， 2 1 北京交通大学硕士论文 即冲突判别标准的制订均建立在单一路面( 高级铺装道路) 、单一的交 通流组成( 小汽车) 、单一的交通管制( 交叉口信号灯控制) 的基础上， 并大多忽略了气候差异且只选择了单一的天气( 晴天) ，因而，目前硒 方各国几乎都毫无例外地选择了单一的t b 曲线作为冲突判别标准。 二、国际应用特点 资料研究表明，西方各国t c t 主要用于以下四个方面： 间接评价交通安全； 分析事故成因； 研究改善措旅，提高道路环境的感觉质量： 利用交通改善前后的冲突调查，检验与评价交通安全改善措施的 效果。 至今为止，大多数国家是将t c t 用于分析某一特定地点，如交叉口 等处的交通安全问题。所采用的方法大多是定点观测。在观测方面： 荷兰是采用跟随儿童、行人的方法记录冲突，以便改善居民区内儿 童的交通安全。 奥地利采用跟车观测冲突的方法，即记录员坐在驾驶员旁跟车来往 行驶在研究路线上，及时记下冲突并将冲突与该驾驶员以前的事故记录 作比较，发现虽然对于单个的驾驶员来说，冲突与事故关系不甚明显， 但对所有被调查的驾驶员和所有研究的路线来说，二者的关系还是甚为 密切的。 在应用方面，各国也各有其特点。西方国家t c t 的应用特点为： 美国应用t c t 研究不安全的交叉1 = 1 的各种问题，据此设计各种减少 事故的措施，合理设计以提高安全性；分析交叉口信号相位与所对应交 通流的关系；评价有问题交叉口的几何设计要素。 英国用于分析交叉口等道路设施的设计问题以及快速评价各种设 北京交通大学硕士论文 计的安全效果。具体研究了平面交叉口的设计问题以及设置信号灯的效 果。 瑞典用t c t 评价交通安全措施，如对学校附近的限速措施( 如减速 丘) 的效果及交叉口重新改造的效果评价等。以前瑞典多用于城市道路 的安全评价，现已用于公路安全评价。 荷兰用于研究居民小区道路交通的布局及交通安全设施设置的效 果评价。 奥地利用于研究各种新颖斑马线线纹的作用以及儿童的交通行为， 近年来也用于评价城市交叉口的安全问题。 日本应用t c t 来研究公路弯道安全性及危险交叉1 2 1 安全评价等问 题。 三、我国交通冲突技术研究现状 我国的交通安全评价一直是沿用传统的事故评价方法，由于事故统 计评价系统本身存在的若干缺陷以及对地点安全评价的不适应，近年来 我国的交通安全界为此进行了广泛的探索，提出了事故强度评价法、事 故安全度评价法、当量事故评价法、运行事故率评价法、综合事故率评 价法等一系列评价方法及模型。但是，由于这些评价方法均派生于传统 的“事故四项指数评价法”，其数据均源于事故样本，所以尽管做了大 量的研究工作，最终仍不能解决事故样本稀少和事故统计资料不完整的 根本问题。因此如何保证交通安全评价的有效性、可靠性和时间性，一 直是困扰我国交通安全界的重大难题之一。1 9 8 7 年，我国首次开始了交 通冲突技术的研究。 1 9 8 7 年：湖南大学在瑞典l u n d 大学的进修教师周义武、唐椒梅 等参加了该校t c t 课题组的部分观测研究，并加入了国际交通冲突技 术委员会( t c r c t ) ，为中国t c t 的研究工作奠定了基础。 北京交通大学硕一i j 论文 1 9 8 8 年：湖南大学通过国际学术交流，正式邀请了t c t c t 主席c h y d e n 博士( 瑞典l u n d 大学) 来华讲学，第一次正式将t c t 介绍到 我国交通工程界。 1 9 9 4 年：西南交通大学出版社出版了由张苏翻译的t c t c t 主席， 瑞典l u n d 大学海顿( c h y d e n ) 博士的专著交通冲突技术，该书 共分九章，包括交通冲突替代事故进行安全评价、严重冲突的记录技术、 冲突危险的感知等。比较系统的阐述了交通冲突技术。 1 9 9 7 年：北京工业大学的刘小明、段海林在“公路交通科技”上发 表了“平面交叉口交通冲突技术标准化研究”一文，该文在研究交通冲 突标准化的基础上，结合分析交叉口混合交通特性，从交通冲突的定义、 分类、冲突调查时间和地点选择以及观测人员选择、样本要求等方面， 对交通冲突技术在我国平面交叉e 1 交通安全评价上的标准化程序进行 了研究。 1 9 9 7 年：北京工业大学的刘小明、段海林在“中国交通工程”杂志 上发表“平面交叉口交通冲突概率分布模型及安全评价标准研究”一文， 论文分析了以交通事故统计为基础的平面交叉口交通安全评价指标的 优缺点建立了以交通冲突为基础的交叉口交通冲突概率分布模型，根 据交通事故与冲突间的关系，研究了应用冲突技术评价交叉口交通安全 的有效性提出了平面交叉口安全评价指标标准的界定方法，研究为平 面交叉口的安全分析提供了一种理论方法。 1 9 9 8 年：张苏在博士论文的基础上发表了中国交通冲突技术一 书，进一步详细介绍了交通冲突技术。 1 9 9 9 年：蘧安公路交通大学( 现长安大学) 骆勇撰写了硕士论文郑 州黄河公路大桥交通安全冲突技术研究。该论文应用交通冲突技术， 采用聚类分析和分类抽样理论相结合的方法，确定了郑州黄河公路大桥 北京交通大学硕十论文 的具体冲突观察路段，并对大桥交通安全现状进行了定量分析，制定了 大桥交通安全改善及其效益评定方法。 2 0 0 0 年：周伟、罗石贵在“中国公路学报”上发表了“路段交通事 故多发点的冲突判定方法”一文，论文在总结现有方法的基础上，通过分 析比较，建立了一种基于交通冲突技术的路段交通事故多发点判定方 法，并应用郑州黄河公路大桥的冲突观测数据验证了模型的有效性。 2 0 0 1 年：罗石贵、周伟在“公路交通科技”上发表了“路段交通冲 突技术研究”一文，论文应用交通冲突技术，对路段交通冲突进行定义 和分类，着重研究严重冲突的判别标准和分级标准，进一步完善和改进 了现有交通冲突技术理论，为路段交通安全分析评价提供一种新的研究 途径。 2 3 3 交通冲突技术的有效性分析 t c t 有效性研究的主要目的是检验冲突与事故的相关性及其相关 程度，确定冲突能否代替事故进行交通安全评价与预测，通过建立冲突 与事故的替换关系，为应用t c t 提供定量依据，并建立t c t 安全评价 模型与事故预测模型。 根据事故和冲突的定义可知，事故与冲突的成因与前期过程完全相 似，二者的唯一区别仅在于是否有其损害后果发生。由于这一特性，可 以假设：事故与冲突的发生概率虽然存在着差异，但这种差异将具有线 性特征且呈一定的规律性，即具有统计学意义。因此，二者相应的各项 代表性参数将存在着某种强相关关系。如能证明这一点，则表明冲突对 事故具有替换性。 根据冲突与事故的相互替换关系，可以将此定义为一次冲突导致事 北京交通大学硕士论文 故发生的概率，进而可根据对某一交通地点在单位时间内所发生的冲突 调查均值转换为其相对应的事故数学期望值，从而实现交通安全评价与 事故预测的目的。 应用冲突技术的一个重要目的在于诊断现有交通系统的不足，因 而，分析冲突技术的有效性是必要的，特别是在度量系统安全程度方面 更为重要。在以冲突技术替代事故统计方法研究系统安全时，其研究结 果将直接影响对系统的决策。 实际上，一项安全评价技术不宜简单地归结为有效与无效，而是各 种方法在实际应用时有效程度方面有所差别，所以应从实际出发，研究 冲突与事故间的关系。以说明冲突技术评价交通安全的有效性。表2 - 1 是我国一些城市平面交叉口的事故统计与交通冲突观测值。 表2 - 16 市5 4 个交叉口事故发生数与冲突统计表“ 注：1 每天平均冲突是指包括一般冲突与严重冲突的总冲突； 2 事故样本为3 年的发生数，取值单位为年均交叉口事故，冲突样本为 1 2 小时的发生数，取值单位为时均交叉口冲突。 应用s p s s 对事故于交通冲突进行了相关分析，结果如下： 直线回归分析( r e g r e s s i o n ) ： v a r l a b l e se n t e r e d r e m o v e d m o d e iv a r i a b l e sv a r i a b l e sm e t h o d e n t e r e dr e m o v e d 1c o n f u c t e n t e r aa i ir e q u e s t e dv a r i a b l e se n t e r e d 北京交通人学硕士论文 b d e p e n d e n tv a r i a b l e ：a c c i d e n t m o d e ls u m m a r y m o d e lrrs q u a r e a d j u s t e ds t d e r r o r rs q u a r eo f t h e e s t i m a t e apr e d i c t o r s a n c l v a m o d e i 9 7 79 5 59 4 39 3 5 0 1 ( c o n s t a n t ) c o n f l i c t 1r e g r e s s i o n s u mo f s q u a r e s 7 3 5 0 7 m e a n s q u a r e 7 3 5 0 7 r e s i d u a l3 4 9 7 48 7 4 t o t a i7 7 0 0 4 5 ap r e d i c t or s ：( c o n s t a n t ) ，c o n f l i c t b d e p e n d e n tv a r i a b l e ：a c c i d e n t c ；o e f f i c i e n t s u n s t a n d a s t a n d a r d i r d i z e d z e d c o e f l i c i e nc o e f f i c i e n t s t s m o d e ibs t d e r r o r b e t a 1f c o n s t a n t3 7 1 8 2 4 ) c o n f l i c4 6 3 8 e - 0 0 0 59 7 7 t2 a d e p e n d e n t v a r i a b l e ：a c c i d e n t 整理以上分析结果得到如下关系： f 8 4 0 8 1 - 4 5 0 9 1 7 0 s i g 0 0 1 s i g 6 7 6 0 0 1 由表2 - - 2 可以看出：交通冲突与事故之间有良好的线性相关性。 北京交通大学硕士论文 事故与冲突的发生数呈强相关关系，r 值 0 9 0 ；取a = 9 9 置信 度水平p 值 0 0 1 。 上述检验结果证实了交通事故与冲突之间存在着相互替换关系，即 冲突对事故具有替换性。 北京交通人学硕士论文 3 自行车交通事故及冲突分析 3 。1 自行车交通事故分析 对自行车交通安全进行评价，首先要对自行车交通事故进行分析。 下面以自行车交通事故统计资料为基础，分析自行车交通事故的原吲， 自行车交通事故的碰撞对象，白行车的事故形态，自行车事故的碰撞类 型。 一、 自行车交通事故原因分析 交通事故的原因是多方面的，其中包含有人的原因、车辆的原因、 道路的原因、交通环境等方面的原因和交通管理方面的原因等。自行车 交通事故也不例外，其发生也是上述各方面的原因。 1 、人的原因，指机动车驾驶员，骑自行车的人，行人等。 2 、车辆的原因，主要表现在车辆性能差，机件失灵等。 3 、道路的原因，主要表现在混合交通，平面交叉，标志不全，路 面障碍和道路不符合标准等。 4 、交通环境方面的原因，主要表现在交通秩序乱，通过能力低， 碰撞机会大等。 5 、交通管理方面的原因，主要是法制不健全。 二、自行车交通事故的碰撞对象 自行车交通事故的碰撞对象可以划分为如下几种：机动车、自行车、 行人障碍或称自行车单独事故。 如图3 - 1 所示，上海市自行车碰撞事故占事故总数的2 7 4 ，仅次 于汽车一汽车事故，而汽车一自行车事故死亡人数占总道路交通死亡人 北京交通大学硕十论文 数的5 2 5 ，超过汽车一行人事故死亡人数，居第一位 8 】。 a 符种事故占事故总数比例b 并种事故死0 人数占总数比例 图3 - 1 不同参与者的交通事故死亡人数占总数的比重 三、自行车事故形态分析 导致自行车事故的状态可以划分为七个事故形态： 1 、失控事故：失控事故是因车速与运动过程、坡度和道路条件不 相匹配，或者对车辆的运动过程以及道路横断面的识别太晚，而导致骑 车人失去对车辆控制的事故。由于与其他参与者、与在道路上的动物和 障碍物的冲突，以及身体的突然不适，机件的突然损坏而导致骑车人失 去对车辆的控制的事故不属于失控事故。失控事故可能形成与另外交通 参与者的碰撞，因此失控事故不一定是单独事故。 2 、转弯事故：是转弯者与同向或迎面形式交通参与者之间的冲突 事故。有转弯先行权者不是转弯者。 3 、转弯交叉事故：是一个应该等待转弯或交叉者与有先行权者之 间的冲突事故。 4 、横穿事故：是横穿道路的行人与一个自行车之间的冲突事故。 5 、静止交通事故：是一个在交通流中行进的自行车与在道路上停 放或j 下在停放的车辆之间的冲突事故。但与等待交通信号的交通参与者 北京交通大学硕士论文 的冲突事故不属于静止交通事故。 6 、纵向交通事故：是同向或迎面行驶的车辆之间的，不属于事故 形态l 5 的冲突， 7 、其他所有不属于事故形念1 6 的事故。 图3 2 为1 2 5 起自行车事故中，各种事故形态所占的事故数，剧中 表明，形态1 、形态2 、形态3 三种事故是自行车事故的主体。形态3 的事故数占自行车事故总数的5 7 6 ，第二是形态2 ，占1 8 4 ，形态1 位于与第三位，占& 0 ，余下的1 6 的事故是事故形态4 至形态7 四 种形态的事故 8 i 。 形态1 形态2 形态3 形态4 形态5 形态6 形态7 图3 - 2 事故数与事故形态 四、自行车事故碰撞类型 自行车碰撞类型描述自行车与事故碰撞对象在碰撞瞬间的相互位 置与相互运动方向。碰撞角度是自行车运动方向与机动车运动方向的夹 角，以机动车纵轴线计，顺时针为正。因此两车正面相撞的碰撞角度为 1 8 0 度，从左侧面与机动车直角相撞的碰撞角度为9 0 度，从右侧面与机 动车直角相撞的碰撞角度为2 7 0 度，追尾碰撞的角度为0 度。 图3 3 给出了自行车事故碰撞类型的图解定义。前六种碰撞类型是 北京交通大学硕士论文 自行车与汽车的碰撞事故，自行车一自行车碰撞事故为碰撞类型7 ，自 行车与摩托车的碰撞事故为碰撞类型8 ，自行车单独事故定义为碰撞类 型9 ，自行车一行人事故为碰撞类型1 0 。 图3 3 碰撞类型的图解定义 图3 - 4 给出了不同碰撞类型事故的分布。碰撞类型1 的事故占碰撞 样本的3 8 4 ，( 占机动车一自行车事故的4 7 5 ) ，碰撞类型2 和碰撞 类型3 的事故分别占碰撞样本的1 4 4 ，( 占机动车一自行车事故的 1 7 8 ) ，碰撞类型4 的事故占碰撞样本的9 6 ，( 占机动车一自