基于寬容性設計理念的公路施工作業(yè)區(qū)安全提升方案研究

李志 劉敬紅 尤良春

摘要 近年來，我國公路進入了一個新建、改擴建和養(yǎng)護維修階段并舉的發(fā)展時期。公路正常行駛路段中大量的施工作業(yè)區(qū)內(nèi)交通環(huán)境復雜，存在較大的安全隱患，因此需要提升公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的交通安全水平。文章在總結目前國內(nèi)外養(yǎng)護規(guī)范和實際應用的基礎上，以道路寬容性設計理念為依據(jù)，提出了針對闖入施工區(qū)域內(nèi)的失控車輛進行阻停、攔截的安全方案，從而有效降低事故發(fā)生率，減輕事故嚴重程度，以期為同類型的交通安全防護場景提供一定的參考依據(jù)。

關鍵詞 交通安全；寬容性設計；車輛阻停器；公路施工區(qū)域

中圖分類號 U418.8文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）12-0054-03

0 引言

目前，針對改擴建項目和養(yǎng)護項目的公路施工作業(yè)區(qū)的研究，側(cè)重于施工期間交通組織方案和交通安全保障的研究兩方面。國內(nèi)大量學者針對施工期間的交通組織方案展開了研究。陳洪軍[1]提出了高速公路養(yǎng)護作業(yè)區(qū)主動安全管理評價方法，通過對改擴建高速公路邊通車邊施工交通組織方案的描述，提出了相應的交通組織方案，解決通行車輛與施工之間的矛盾[2]。巫誠誠[3]從視域分析法的角度，提出高速公路施工作業(yè)區(qū)交通組織方案的安全評價模型，采用高逼真的駕駛行為模擬系統(tǒng)，設計了二級限速、三級限速、地面標線、語音提示等因素組合下的多組對比實驗，驗證所提方法的有效性。高雪鈺[4]在公路施工作業(yè)區(qū)的交通安全保障方面，利用交通仿真軟件VISSIM建立不同等級公路特性的公路施工作業(yè)區(qū)交通模型，針對不同公路提出多級限速方法。楊晨煊[5]結合三維駕駛仿真技術，對高速公路改擴建項目施工作業(yè)區(qū)的駕駛?cè)私煌ㄐ袨樘卣髡归_分析，得出公路施工作業(yè)區(qū)設置的交通限速標志類型和地點對駕駛?cè)说臏p速行為影響顯著。綜上所述，在公路施工作業(yè)區(qū)安全方面的研究，目前國內(nèi)的研究主要從速度控制、安全評價等方面展開研究，取得了較多具有價值的研究結論。但是，目前針對施工作業(yè)區(qū)的安全研究缺乏一定的寬容性設計，容錯空間較小。因此，從寬容設計理念的角度出發(fā)，提出公路施工作業(yè)區(qū)的安全提升方法，具有很重要的研究價值。

1 公路施工作業(yè)區(qū)現(xiàn)狀分析

公路施工作業(yè)區(qū)一般需侵占部分道路空間，進而導致作業(yè)區(qū)的道路通行環(huán)境相比正常路段而言，駕駛環(huán)境更為復雜，駕駛?cè)瞬粌H要面對道路空間較窄的情況，而且需面臨駕駛跟隨、合流和分流等復雜的駕駛環(huán)境，這些因素進而加劇了公路施工作業(yè)區(qū)的安全風險[6]。公路施工作業(yè)區(qū)合理的作業(yè)布局能夠有效保障公路施工作業(yè)區(qū)的安全。依據(jù)《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30—2015）[7]中的規(guī)定，將公路施工作業(yè)區(qū)劃分為6個工作區(qū)域，分別為警告區(qū)、上游過渡區(qū)、緩沖區(qū)、工作區(qū)、下游過渡區(qū)和中止區(qū)。

目前，施工單位主要依據(jù)《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》規(guī)定，主要通過交通標志、誘導標志和錐形交通路標等對公路施工作業(yè)區(qū)進行安全警示。具體措施如下：在施工作業(yè)警告區(qū)設置“前方施工、施工標志、減速慢行”限制速度標志和“向左行駛、向右行駛”誘導標識；在施工地段應放置錐形交通路標，在工作區(qū)交界處布置路欄，夜間在路欄上懸掛警示燈，在施工作業(yè)區(qū)周圍布設隔離柵[8]。圖1為公路施工作業(yè)區(qū)交通標志。

《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30—2015）中對其他安全設施也進行了規(guī)定，具體包括車道渠化設施、夜間照明設施、語音提示設施、燈光設施、臨時交通控制信號設施、移動式標志車、移動式護欄和車載式防撞墊等，其中移動式護欄主要用于車輛分流或人車分流，車載式防撞墊安裝在養(yǎng)護作業(yè)車輛車尾部并對其進行防護，其余的都是警示性設施，一旦有車輛失控并闖入施工警告區(qū)域，這些安全設施也無法阻擋失控車輛進入施工區(qū)。

因此，鑒于以上的現(xiàn)狀，施工單位在道路施工區(qū)域內(nèi)除了安裝施工區(qū)護欄、擺放警示設施外，還應增加一種能使闖入施工區(qū)域內(nèi)的失控車輛強制阻停的裝置，從而實現(xiàn)對公路施工區(qū)域內(nèi)的全方位防護。目前國內(nèi)有一些能強制將行駛中的車輛停下來的裝置，如液壓翻板路障機、減速帶式破胎器、地埋式破胎器等，這類阻車器的動力裝置要安放在地下，對裝置的防水性和防腐性提出了很高的要求[8]。阻車器在運行時為常閉型，而在安防作業(yè)時，是處于升起狀態(tài)的，阻止任何車輛通行，當可放行車輛要通過時，通過安保人員手動控制可將路障或道刺落下，車輛可安全通過。而一些破胎器類的道刺路障的刺比較鋒利，車輛輪胎軋上以后會在0.5 s時間內(nèi)被扎透并且通過泄氣孔將輪胎內(nèi)氣體放空，導致車輛不能前行，因此，主要用于一些重點安防場所的防恐路障。不論是翻板式路障還是破胎器，在阻停車輛時都會使行駛中的車輛發(fā)生翻覆、突然轉(zhuǎn)向等失控現(xiàn)象，可能造成對車內(nèi)乘員及公路上正常行駛車輛的危害，同時安裝方式也無法適應在施工區(qū)這種臨時場所安裝，因此不能作為施工區(qū)的阻車器。

通過上述分析可知，目前我國的規(guī)范標準主要從公路施工作業(yè)區(qū)整體布局和交通安全保障措施的角度進行規(guī)定，規(guī)范內(nèi)容相對較為寬泛，對于具體實施存在很大的可調(diào)整空間。同時，在實際應用過程中，主要以交通警告標志和誘導信息標志為主，一旦有車輛失控并闖入施工警告區(qū)域，這些安全設施也無法阻擋失控車輛進入施工區(qū)。同時，現(xiàn)有的一些失控車輛強制阻停裝置不具備容錯設計，無法直接應用于公路施工作業(yè)區(qū)。因此，提出一種具有容錯空間的公路施工作業(yè)區(qū)的車輛阻停裝置，對于提高作業(yè)區(qū)的交通安全具有重要的研究意義。

2 安全提升方案

2.1 寬容性設計理念

我國公路建設速度較快，公路施工作業(yè)區(qū)安全問題日益突出，通過對施工作業(yè)區(qū)的安全設施進行研究，提升施工作業(yè)區(qū)的安全性，已成為一種重要的安全保障措施[9]。20世紀90年代，美國對該概念進行了較為深入的研究，并提出了“寬容性設計”理念?！皩捜菪栽O計”是以道路使用者為中心，充分考慮道路使用者的心理、生理需求，通過合理調(diào)整交通標志、標線等設施的位置、顏色等，使其在發(fā)生交通事故時能有效做出應對，從而最大限度地減少交通事故的發(fā)生。與“以人為本”的思想相符合，“寬容性設計”是在降低道路使用者心理和生理壓力的同時，通過合理的設計使其更好地應對各種突發(fā)狀況，從而降低事故發(fā)生率。

道路寬容性設計理念給予駕駛?cè)艘欢ǖ娜蒎e空間和時間。作為在道路上行駛的駕駛?cè)耍隈{駛過程中難免會產(chǎn)生駕駛過錯。但是，駕駛?cè)水a(chǎn)生駕駛失誤行為的代價不應以其生命為代價，作為道路空間和交通安全設施設計者，應該為駕駛?cè)嗽隈{駛過程中發(fā)生駕駛失誤提供一定的容錯時間和空間，最終實現(xiàn)對駕駛?cè)松踩挠行ПＵ?。同樣，公路施工工作區(qū)作為公路運營過程中的關鍵路段，周邊環(huán)境復雜，駕駛?cè)说鸟{駛?cè)蝿诊@著增加，其應具有較強的容錯空間。具體而言，公路施工作業(yè)區(qū)的寬容性設計應該當駕駛?cè)耸д`闖入作業(yè)區(qū)警告區(qū)域范圍內(nèi)，應該設置適宜的車輛阻停裝置，該裝置應在快速阻停車輛的同時，盡量減少對駕駛?cè)撕蛙囕v的損害，進而有效保障駕駛?cè)撕妥鳂I(yè)區(qū)員工的生命安全。

2.2 安全提升方案

基于寬容性設計理念公路施工作業(yè)區(qū)安全提升方案，提出一種應用在公路施工作業(yè)區(qū)的車輛阻停器，該阻停器安裝機動性強，可任意擺放在需要防護的位置，配合臨時標志、臨時標線及其他安全設施組合應用，可有效地對失控車輛進行阻停，同時因其先進的阻停原理，不會對車輛和駕駛員產(chǎn)生致命性傷害，對生命財產(chǎn)安全有保障。

車輛阻停器包括在路面上的基部支撐底座，以及以基部支撐底座支撐架旋轉(zhuǎn)軸孔為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)車輛的支承構件，該車輛支承構件可進入行駛車輛的下方空間，能夠與行駛車輛頭部接觸。車輛阻停器如圖2所示。

該阻停器的工作原理如下：當行進車輛與接觸部的彎曲部位接觸，車輛會帶動阻停器一起向行進方向移動，但停止器在其底部橡膠板作用下會產(chǎn)生一定的摩擦力阻止車輛快速前行，在這個速度差的作用下車輛支承部件當中的接觸部會沿著支撐臂的表面向下方（路面方向）移動，并帶動整個車輛支承部件以旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，隨著接觸部不斷地向下移動，整個車輛支承部件也會隨之不斷旋轉(zhuǎn)，迫使?jié)撊胄旭傑囕v下方空間的上推部向上推動行駛車輛，直至將車輛前輪抬離路面，車輛停止前行。

其次，關于車輛阻停器在公路施工作業(yè)區(qū)的布設示意，該文方案建議在封閉車道前端距離25 m以上位置開始布設車輛阻停器，同時，為有效保障車輛阻停器能夠有效攔截失誤車輛，建議每個封閉車道放置3個車輛阻停器，并間隔5 m錯開布設，具體如圖3所示。

為進一步提升公路施工作業(yè)區(qū)內(nèi)的交通安全水平，可在阻車器上同樣安裝夜間照明設施、閃光設施、臨時交通控制信號設施、“前方施工、施工標志、減速慢行”限制速度標志和“向左行駛、向右行駛”誘導標識等警告、禁止、指令、提示設施，這樣一來阻車器不僅擁有阻擋車輛，并迫使其在短距離內(nèi)停車的作用，還具備警告、禁止、指令、提示的功能，其安全防護性能遠高于只具備警告、提示等性能的安全設施。

2.3 評價分析

公路施工作業(yè)區(qū)采用該文安全提升方案，預期可將道路施工區(qū)域的事故降低一半左右，以2019年為例，當年我國高速公路、國省道及城市快速路等發(fā)生道路交通事故200 114起，造成52 388人死亡，按以上數(shù)據(jù)計算，每年可降低死亡人數(shù)近4 902人。許多國家交通事故損失的統(tǒng)計研究結果表明，交通事故損失一般占國內(nèi)生產(chǎn)總值的（1%～3%），而且這樣的損失是重復性的[10]。交通事故不但造成人員傷亡和經(jīng)濟損失，還會給受害者家庭造成極大的痛苦，給醫(yī)療、保險、事故處理等社會部門增加嚴重的負擔，使整個社會的正常運轉(zhuǎn)受到制約。該研究在降低事故嚴重程度，減少重特大惡性事故，提高高速公路、國省道及城市快速路施工區(qū)域的交通安全效果非常明顯。

3 結語

公路施工作業(yè)區(qū)是公路建設中較為特殊的路段，道路施工養(yǎng)護時期會對部分車道進行封閉，因此作業(yè)區(qū)附近交通行駛環(huán)境復雜，交通安全隱患較大。該文重點研究公路施工作業(yè)區(qū)安全防護不足的問題，從寬容設計理念的角度，提出在作業(yè)區(qū)警告區(qū)域內(nèi)采用車輛阻停器提高作業(yè)區(qū)內(nèi)的交通安全水平，并對作業(yè)區(qū)內(nèi)誘導、警告和阻停攔截設施的匹配性進行研究，在滿足同等防護等級的條件下，形成安全性+匹配性的解決方案，供設計人員參考。

參考文獻

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