基于GIS 的城市道路隔離帶安全性影響分析

劉梅 劉陽(yáng)

(1.同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，上海 201804; 2.河南廣播電視大學(xué)，河南鄭州 450046)

0 引言

隨著車輛性能的提高與道路條件的改善，車輛運(yùn)行速度不斷提高，交通事故量也隨之增加。中間分隔帶作為城市道路主要的交通安全設(shè)施之一，其應(yīng)用發(fā)展經(jīng)歷了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。中央分隔帶已不僅僅是最初的起分離對(duì)向車流的作用，而且要肩負(fù)起防眩、保護(hù)行人過街、為設(shè)置路燈及標(biāo)志標(biāo)牌提供空間等作用。中央分離帶設(shè)置在避免一部分交通事故發(fā)生的同時(shí)，也會(huì)給交通安全帶來一定的不利因素。本文采用GIS工具，對(duì)美國(guó)拉斯維加斯城市道路交通事故進(jìn)行采集、處理和分析，評(píng)價(jià)中央隔離帶的類型對(duì)道路交通安全性的影響。

1 中央隔離帶概述

中央隔離帶是分隔高速公路、一級(jí)公路以及城市高等級(jí)道路對(duì)向行車道的地帶，一般來說，道路有“通過性”和“服務(wù)性”的雙重功能。所謂“通過性”，即保證車輛快速、無延誤地通過道路斷面，在保證行車安全的前提下，盡量減少干擾;“服務(wù)性”是指在車輛的出發(fā)地和目的地之間能夠建立起方便、直接和便捷的通道，盡量減少車輛無謂的繞行。不同類型中央分隔帶的設(shè)置，就起著平衡“通過性”與“服務(wù)性”的作用［1］。從國(guó)內(nèi)外已有的中央分隔帶類型來看，主要有以下幾種:

1)雙黃線為禁止標(biāo)線的一種，即在道路中央劃兩條規(guī)定寬度的黃線，表示嚴(yán)格禁止車輛跨線超車或壓線行駛。這種設(shè)置方式在城市道路上比較常見。

表1 選擇路段數(shù)據(jù)采集

2)雙黃線配合護(hù)欄，即在雙黃線上添加設(shè)置護(hù)欄硬隔離。這種設(shè)置方式在我國(guó)城市道路中是主要的中央分隔帶型式，在國(guó)外較為少見。

3)連續(xù)雙向左轉(zhuǎn)車道分隔帶(Two-Way-Left-Turn-Lane，TWLTL)即在路中央設(shè)置1條車道，作為兩側(cè)左轉(zhuǎn)車輛的輔助車道，而直行和右轉(zhuǎn)的車輛不允許進(jìn)入。這種中央分隔帶型式，最早出現(xiàn)在美國(guó)密西根州，目前在我國(guó)還沒有得到應(yīng)用［2］。

4)綠化帶式的中央分隔帶通過設(shè)置一定寬度的綠化帶，起到隔離對(duì)向車的作用。由于對(duì)用地有一定的要求，所以主要應(yīng)用在高等級(jí)道路或景觀道路上。

2 數(shù)據(jù)采集及分析

運(yùn)用GIS采集美國(guó)拉斯維加斯城市市區(qū)27條干道，包括395個(gè)路段(兩個(gè)信號(hào)交叉口之間)的事故數(shù)據(jù)，如表1所示。

利用GIS所采集交通流量Annual Average Day Traffic(AADT);中央隔離帶的類型(模型中“1”代表凸起式中央分隔帶，“0”代表雙向左轉(zhuǎn)車道(TWLTL));城市的車道數(shù)從2車道到8車道。

3 模型建立及求解

通過STATA軟件，建立線性回歸模型，計(jì)算所選擇路段的事故率。事故率的計(jì)算公式為:

式中:CRseg——路段事故率;

N——年事故數(shù);

Vseg——AADT(年平均日交通流量);

L——路段長(zhǎng)度，m。

從GIS結(jié)果顯示，選擇路段交通事故數(shù)均大于零，特將事故線性回歸模型轉(zhuǎn)換為:

式中:Xi——i路段因變量k的價(jià)值系數(shù);

β——可估計(jì)參數(shù)的矢量;

εi——平均值和方差α2的分散函數(shù)的誤差項(xiàng)。

4 結(jié)果分析評(píng)價(jià)

通過運(yùn)行STATA軟件，得到參數(shù)統(tǒng)計(jì)及估計(jì)見表2。

表2 參數(shù)統(tǒng)計(jì)及估計(jì)

表3 線性回歸分析的典型輸出結(jié)果

從表3回歸分析中得到平均預(yù)測(cè)誤差為0.6811，Prob＞F=0.0001表明自變量和因變量之間存在顯著的線性關(guān)系。R2=0.0526在［0，1］之間，但數(shù)值比較小，是因?yàn)榘踩缘挠绊懸蛩夭粌H包括模型中涉及的參數(shù)，還包括其他變量，如信號(hào)密度、連接車道密度等。如果把這些因素考慮在內(nèi)，模型擬合會(huì)更好。在α=0.05的顯著水平下，根據(jù)AADT/10000medty lanes和y的截距系數(shù)(0.000的結(jié)果意味著p＜0.005，即參數(shù)選取較好)以及 t的值可以拒絕虛無假設(shè)［3］。

從表2得到多元回歸方程:lncr=9.63－0.064AADT/10000－0.251medty+0.121lanes。

從公式可以得知:

1)lncr和AADT/1000有一定的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，lncr隨著AADT/1000的增加而成比例的倍數(shù)減少。2)lncr和medty有一定的負(fù)線性相關(guān)關(guān)系，lncr隨著medty的增加而成比例的倍數(shù)減少。3)lncr和lanes有一定的正線性相關(guān)關(guān)系，lncr隨著lanes的增加而成正比例的倍數(shù)增加。

5 結(jié)語(yǔ)

采用GIS采集交通事故，并與交通流量和隔離帶類型整合，用STATA建模，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。從分析得到的結(jié)果看出，道路交通事故率的影響因素比較多，本文主要選取了車道數(shù)、隔離帶類型、交通流量這3個(gè)自變量進(jìn)行研究。交通流量較小的時(shí)候，車輛行駛主要取決于道路條件和車輛本身的性能，隨著交通流量的不斷增加，車輛之間相互干擾、超車等常導(dǎo)致交通事故。當(dāng)交通量增加到一定程度時(shí)，道路的通行能力下降，車速降低，車輛超車可能性減少，從而使事故率下降。隔離帶的設(shè)置總體上減少了交通事故數(shù)，特別是凸起式中央隔離帶的設(shè)置要比雙向左轉(zhuǎn)車道的設(shè)置對(duì)降低事故率的作用更加突出，也就是說凸起式隔離帶要比TWLTL安全。建議在交通流量比較大、用地較為寬松的環(huán)境下采用凸起式中央隔離帶的形式。鑒于我國(guó)交通事故量仍在不斷上升，交通傷害程度比較嚴(yán)重，我國(guó)應(yīng)該加大基礎(chǔ)設(shè)施投入、提高管理人員和交通參與者的素質(zhì)，同時(shí)加大交通安全配套設(shè)施的建設(shè)，改善交通環(huán)境，以達(dá)到減少交通事故的發(fā)生量，減輕由于交通事故產(chǎn)生的人員傷亡。

［1］張 寧.城市道路中間分隔帶對(duì)比分析及設(shè)計(jì)［J］.城市交通，2007，5(3):86-91.

［2］National Cooperative Highway Research Program.NCHRP Report 420:Impacts of Access Management Techniques［R］.Washington，D.C.:Transportation Research Board，1999.

［3］勞倫斯·漢密爾頓.應(yīng)用STATA做統(tǒng)計(jì)分析［M］.第5版.郭志剛，譯.重慶:重慶大學(xué)出版社，2008.