摘要
随着区域联系的日益密切和交通需求的不断增长，新建或改扩建为双向六车道以上的多车道高速公路日渐增多。硬路肩作为多车道高速公路横断面的重要组成部分，对多车道高速公路的应急保障和安全管理至关重要。当内侧车道车辆出现故障等紧急状况时，仅能通过多次变道停靠到右侧硬路肩，这一过程无疑会产生巨大的安全隐患。因此，研究具有紧急停车功能的左侧硬路肩设置对多车道高速公路交通安全的影响具有重要意义。 为论证多车道高速公路设置左侧硬路肩的必要性，分析了国内一般多车道高速公路历史事故原因及车道分布特性，通过可接受间隙理论对最内侧车道车辆理想条件下的拒绝概率和换道距离进行了推算；通过对左侧硬路肩在多车道高速公路上的主要功能分析，得出左侧硬路肩设置与交通安全的相关性主要包括两方面：一是左侧硬路肩紧急停车功能对交通安全的影响，二是左侧硬路肩带来的侧向净空改变对驾驶人行车安全的影响。 为研究左侧硬路肩紧急停车功能与交通安全的相关性，选取某双向十车道高速公路作为研究对象，以内侧车道故障车变道事故率的高低，来间接反映紧急停车功能的安全效益，构建logistic回归模型进行分析，得到显著的安全效益影响因素分别是货车比例、v/C比和路段相对势能。在此基础上，采用交通仿真的手段对紧急停车功能的左侧硬路肩的使用情况进行模拟，建立了双向十车道高速公路VISSIM仿真模型，分析不同货车比例、不同输入流量、不同客货运管理方案下左侧硬路肩对于多车道高速公路安全性的影响。结果表明：左侧硬路肩能够显著减少内侧车道故障车产生的换道频率和冲突率，提升路段交通安全性。同时，随着交通量的增大，冲突减少幅度均遵循先增大后减小的规律。但当货车比例大于30%或交通量大于5500veh/h时，内侧车道的冲突增多会导致左侧硬路肩安全效益的降低。另外，客货混行方案下，左侧硬路肩紧急停车功能的安全效益受货车比例变化的影响更大，客货分离方案下则受交通量变化的影响更大。 在紧急停车功能发挥安全保障作用的同时，设置左侧硬路肩带来的侧向净空改变同样会对最内侧车道驾驶人行车安全产生影响。对此，本文开展驾驶模拟实验，使用熵权法筛选出左侧硬路肩侧向净空变化对驾驶人视觉产生影响的显著指标。方差分析结果显示，左侧硬路肩渐变率变化对驾驶人速度和横向偏移量有显著影响。通过分析视觉指标和驾驶行为指标，得到左侧硬路肩渐变率的推荐最大值为1/60。此外，本文还对同一渐变率下的左侧硬路肩的渐入段、持续段、渐出段和无路肩段的安全指标进行了对比分析。结果表明，相比于无路肩段，驾驶人在侧向净空更宽的持续段行驶时驾驶安全性更高，但渐入段和渐出段的存在也会给行车安全带来负面影响。最后，根据研究结论中左侧硬路肩使用时存在的安全隐患，提出了相应的安全管理策略建议。 本研究旨在深入探究左侧硬路肩对多车道高速公路交通安全的影响，并为设计和使用管理者提供更准确的参考，从而制定更科学的多车道高速公路改扩建方案和交通安全管理策略。该研究结果对提高公路交通安全水平、优化交通运输结构具有实践意义。
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