高速公路连接高速公路作业区安全保障技术及评价研究

王昶

（中交一公局海威工程建设有限公司，北京 101119）

0 引言

设置高速公路连接高速公路作业区是为了满足高速公路工程连接高速公路的施工需要。很多高速公路工程在施工期间不终止车辆运行，但是受施工作业的影响，往往出现车道减少、车辆分流、车辆合流等情况，这些复杂情况会降低公路的通行能力，提高交通事故的发生率，造成交通延误。为了确保高速公路工程施工作业的正常开展，保障施工期间的安全，施工单位需要采取一定的安全保障技术。

1 高速公路连接高速公路作业区安全保障技术

1.1 设置作业区交通标志标线

设置交通标志标线属于基础的作业区安全保障技术，设置交通标志指的是通过符号、图案等形式，完成对交通的指示、限定、导向、警告，设置位置一般为道路上方或路旁，能够起到管理交通流、引导车辆的作用。设置交通标线指的是通过图案、箭头、突起路标、实体标记等形式，向通行车辆或人员传递交通警告、指引等信息，设置位置一般在道路上。

高速公路连接高速公路作业区交通标志标线主要分为施工安全标志标线、警告标志标线、禁令标志标线、指示标志标线4 种类型，需要施工单位结合施工作业的实际情况、车道数量变化、车道通行能力变化、设置理论依据等，有针对性地选择和设置。交通标线设置的理论依据较为简单，即确保标线能够保持协调关系、临时设置标线需要应用与原标线不同的颜色、标线材料需要保持足够的耐久性、确保标线的连续施划等。交通标志设置的理论依据则较为复杂，需要计算驾驶员的标志读取距离、反应距离、行动距离、视认距离、读取完毕点到标志的距离、消失距离等参数，以及标志前置距离、标志重复距离和次数等参数。

1.2 设置作业区临时隔离设施

高速公路连接高速公路作业区临时隔离，主要设置在车流与车流之间、车道和作业区之间，常见的设施类型有隔离栅、锥形桶、防撞桶、隔离墩、防撞墙等。

隔离栅主要用于作业区隔离，通透性良好，避免施工人员或其他人员进入车道，既能够确保隔离效果，又不会影响驾驶员的视距，有效减少了施工作业的横向干扰[1]。但是，隔离栅的防撞性能较差，可以配合混凝土移动基础设施来提高防撞性能。

锥形桶主要用于分隔车流、保护施工人员和施工设备、引导交通，它的质量较轻，容易移动，能够起到一定的隔离效果。但是，锥形桶的防撞性能较差，大部分情况下只是用来补充和辅助其他临时隔离设施。

防撞桶、隔离墩、防撞墙的质量较大，防撞性能相对较高，当交通事故发生时，能够凭借自身重量抵挡一定的车辆冲击。此类型隔离设施的制作、安装、回收成本较高，安装、回收难度较大，且都需要花费较长的时间，可能对高速公路工程的施工进度造成不利影响。而且，在施工作业结束后，如何存放这些隔离设施也是一个问题。

1.3 设置作业区速度控制设施

高速公路行车速度较快，当车辆从正常车道进入高速公路连接高速公路作业区车道后，驾驶员需要足够的时间将行车速度降低到限制速度，可见需要在作业区设置速度控制设施[2]。

研究数据显示，连续设置渐变限速标志更容易被驾驶员接受，速度控制效果明显优于重复设置一种限速标志，不同限速值对连续渐变限速标志设置距离的要求不同。具体来讲，当限速值为20km/h 时，同一标识需要重复设置2 次；当限速值为10km/h 时，则不需要重复设置。

施工经验表明，作业区速度控制设施设置可以分为两种情况。第一，在提前警告路段内，行车速度通常在40～60km/h 之间，需要同时应用振动减速带、限速标志，振动减速带主要为组团形式。第二，在车辆驶入上游过渡段后，行车速度通常在20～40km/h 之间，需要同时应用强制性减速设施、限速标志，施工路段强制性减速，必要时根据施工情况可为橡胶减速带。图1所示为笔者参与施工的高速公路占道施工导改降速设施设置图。

1.4 设置作业区夜间安全设施

高速公路连接高速公路作业区夜间作业能见度较低，危险系数较高，容易出现交通安全事故。为了确保通行车辆及驾驶员的安全，需要设置专门的安全设施，常见的设施类型有警示频闪灯、夜间照明设施。

警示频闪灯主要用来提示驾驶员障碍物位置、道路施工区域信息，通常设置在作业区前部，主要为旋转高亮度红光警告灯、不间断闪烁低亮度红光警告灯，经常与隔离栅、锥形桶配合应用。在下雪、下雨、起雾等天气环境下，施工单位同样需要开启警示频闪灯。

夜间照明设施是基础的作业区夜间安全设施，研究数据显示，设置夜间照明设施能够将交通安全事故的发生率降低20%～80%。高压钠灯是主要的夜间照明设施，其波长在人眼敏感波长范围内，光线为黄色，且穿透力较强，适用于夜间施工照明。此外，夜间施工需要安排专门的值班人员。

2 高速公路连接高速公路作业区安全保障评价

2.1 选择安全保障评价方法

不同的安全保障评价方法，得到的高速公路连接高速公路作业区安全保障评价结果也不同。即使应用同一种评价方法，不应用相同的评价指标，也会获得不同的结果。考虑到高速公路工程施工作业的复杂程度，施工单位需要结合实际施工情况选择评价方法。现分析几种常见的安全保障评价方法及其具体应用。

2.1.1 主成分分析法

主成分分析法能够通过降维理论，从多项交通安全影响指标中提取少数的重要指标，确保每个指标都能够反应主要的研究信息特征。在任何评价模式中，各项指标之间均具有一定关联性，因此，会出现采集数据和信息特征重叠的情况[3]。从统计学的角度来讲，研究变量越多，数据处理的流程越复杂，研究信息特征分析的难度越大。主成分分析法能够尽量降低指标采集数据和信息特征的重叠程度，甚至可以做到完全消除。可见，选择关键指标，能够提高信息量获取的质量和效率。

主成分分析法在高速公路连接高速公路作业区安全保障评价中的应用，能够令施工单位实时了解施工区的安全状况。具体来讲，需要构建作业区安全保障评价模型，实现对多项交通安全影响指标的综合排列，通过数据分析和计算得到综合评价值。主成分分析法的应用优势是能够确保采集数据的完整程度，适用于多个作业区的安全保障管理中，缺陷是未能考虑各项指标的权重。

2.1.2 层次分析法

层次分析法指的是分解与决策相关的影响因素，并按照安全保障方案、目标、标准等进行分层处理，实现对各项影响因素的层次划分，通过分析同一层次中影响因素的相对重要性获得评价结果。层次分析法结合了定量分析和定性分析，因此，既能按照同一层次中影响因素的相对重要性进行评价，从而对比不同安全保障方案的实施效果，又能够对影响因素的相对重要性及度量进行量化处理，从而分析、研究问题。

层次分析法在高速公路连接高速公路作业区安全保障评价中的应用，能够实现对作业区安全保障影响因素的深入分析，逐层分解、评价目标结构，将多目标、多准则评价转变为单目标、单准则评价，从而解决作业区安全保障评价难度较高的问题。层次分析法的应用优势是可操作性较高、误差较小，能够确保安全保障决策的科学程度，缺陷是只能用于现有作业区的安全保障措施评价，不能给出新的安全保障措施，且指标体系对专家系统的依赖程度较高。

2.1.3 模糊综合评价法

模糊综合评价法的理论基础为模糊集合论，是一种对事物模糊性进行分析的数学理论，能够将随机性评价转化成定量评价，同时形成评价矩阵，通过具体的分析和计算确定作业区安全保障评价等级。模糊综合评价法接近人类的思维模式，适合评价不确定的、难以量化的问题[4]。

模糊综合评价法在高速公路连接高速公路作业区安全保障评价中的应用，能够实现对交通安全影响因素的综合分析，从高速公路工程的实际施工情况和交通安全现状的角度展开评价。具体来讲，模糊综合评价法能够将上层评价结果作为下层评价输入，逐层获得明确的评价结果。模糊综合评价法的应用优势是，能够将复杂的评价对象转换为简单的评价因素，从而获得更合理、客观的评价结果，缺陷是指标权重的确定、模糊算法的选择难度较大。

2.2 构建安全保障评价体系

2.2.1 评价体系构建原则

为了确保高速公路连接高速公路作业区安全保障评价工作的顺利进行，在构建评价体系时需要遵循如下原则：第一，科学性原则。评价指标选择及评价数据确定都需要科学的理论依据，并且能够真实地反映作业区的安全现状、现有安全保障措施的开展效果。第二，可操作性原则。评价指标数据需要便于获取，以确保整体评价的顺利开展。第三，稳定性原则。评价指标需要保持一定时间的相对稳定，为后续对比提供支持。

2.2.2 确定评价指标

高速公路连接高速公路作业区安全保障评价体系属于综合程度较高的体系，为了确保评价结果的准确程度，选择设计两层评价体系，并选择相应的评价指标。第一层评价体系主要从交通标志、交通标线、临时隔离设施、速度控制设施、夜间安全设施等一级评价指标展开。第二层评价体系为一级评价指标的亚指标（即二级评级指标），主要对一级评价指标进行进一步评价，具体指标选择如表1所示。

表1 作业区安全保障评价体系及指标统计表

现选择其中几项二级评级指标进行说明。交通标志信息的适读性数据通过随机采访驾驶员获得，结合驾驶员的实际感受分为很好、较好、一般、差、很差5 个等级；交通标线的诱导性数据通过采访驾驶员获得，结合驾驶员的经验划分为同上的5 个等级；临时隔离设施的端头处理合理性关系到驾驶员及车辆的安全，如果处理不当，会加大交通安全事故的损害；速度控制设施的连续性能够反映设施设置的完整程度，分为同上5 个等级；夜间安全设施的警示性通过随机采访驾驶员获得，结合驾驶员实际感受分为同上5 个等级。

3 结语

综上，设置作业区交通标志标线、作业区临时隔离设施、作业区速度控制设施、作业区夜间安全设施，均属于常见的高速公路连接高速公路作业区安全保障技术。为了进一步检验安全保障技术的应用效果，可以按照选择安全保障评价方法、构建安全保障评价体系的流程评价作业区的安全保障情况，确保施工作业的安全进行，从而满足高速公路工程施工作业对于安全性、车辆通行能力等方面的需求。