基于公交车运行速度安全性分析

李文军　白冰儿　李伟东　刘亚　周佩炫

摘 要：论文首先将公交车运行过程分为路段、交叉口以及停靠站三个阶段，并分别对各个阶段的速度资料进行统计分析，总结出公交车运行速度特性。然后，基于层次分析法，以公交运行速度、公交运行速度变差系数、公交平均运行速度与设计速度之差三个指标建立了公交运行速度的安全评价准则，得到了公交车运行速度的安全等级，这对于公交车的车速安全管理具有一定的理论和指导意义。

关键词：公交车 运行速度 安全评价

1 引言

大力发展大力发展城市公共交通是缓解交通问题的重要措施。研究[1]表明，30%的致死交通事故和所有交通事故的12%都直接或间接的与车速有关。因此，有必要对公交车的速度安全性进行研究。

国内外研究对车速与安全的关系进行了大量研究，但对于公交车运行过程中的车速与安全的关系涉及不多。本文的研究目的是，通过采集公交车辆的运行速度数据，深入分析公交车运行过程中其速度与安全的关系，为公交车的安全运行速度的设定提供依据。

2 公交车运行速度分析

2.1 公交车路段速度分析

公交速度衡量指标主要包括最大值、最小值、均值、标准差、偏度、峰度等，这些指标能够很好地反映公交速度的分布特性。

本文以支路路段为例进行详细分析。所取支路路段长度为100m，分别在路段起点、中点和终点设置数据提取点，利用SPSS以及EXCLE对所提取的断面速度数据进行处理分析。支路路段各观测点的速度统计结果如表1所示。

不同等级道路路段速度变化曲线通过路段速度数据的15%位车速，50%位车速以及85%位车速求得。其中快速路、主干路、次干路的各个断面之间的距离分别为50m、70m、60m。

由所得数据分析，得到不同等级道路路段速度变化规律如下：

（1）车辆进入平直路段后速度变化趋势基本一致，表现出前半段（AB段）加速后半段（BC段）稳定行驶的运行过程。（2）不同道路等级的速度变化幅度不同。主干路、次干路的变化幅度较大，而快速路和支路的变化幅度相对较小。（3）不同道路等级车辆速度不一样。快速路、主干路、次干路、支路的速度呈现依次减小的趋势。（4）不同等级道路的加速度和距离不同。主干路和次干路的加速距离较大，快速路和支路的加速距离相对较小。

2.2 公交车交叉口速度分析

统计交叉口速度的最大值、最小值、均值、标准差、偏度以及峰度等来分析公交车在交叉口的速度特性。在交叉口功能区上游150m范围内，取A、B、C三个断面数据采集点，其中A断面距离交叉口停车线150m，B断面距离交叉口停车线 100m，C断面距离交叉口停车线 50m。由表2对速度变化的分析，得到交叉口速度变化规律如下：

（1）所有断面公交速度观测数据大致呈正态分布;（2）距交叉口不同距离处断面的速度集中的区间也不相同，距离交叉口越近，公交车的速度所集中的区间值越小;（3）距离交叉口停车线越近，标准差越小，说明越靠近交叉口公交车速度越集中。由交叉口速度变化可知，车辆进入交叉口后其速度总体呈现下降趋势，且后半段（BC段）相对于前半段（AB段）速度减小趋势稍微变小。

2.3 公交车停靠站速度分析

2.3.1 公交车进站速度分析

统计公交车进出站时速度的最大值、最小值、均值、标准差、偏度以及峰度等来分析公交车在进出站时的速度特性。为研究方便，进出站影响区均取100m，并取距停靠站 100m、50m、10m三个断面，分别研究三个断面处的速度特征，表3所示为进站时各个断面的速度统计表。由公交车进站速度统计得出以下结论：

（a）公交车进出站时，各个断面速度大致呈正态分布;（b）越靠近停靠站，公交车速度的标准差越小，说明距停靠站越近， 公交车的速度越集中;（c）由断面速度频率分布和速度累积频率对比分析可知，距停靠站不同距离断面速度的集中区间也不尽相同，距离停靠站越近，公交车速度集中的区间值越小;（d）由进出站对比可知，公交车刚驶入停靠站影响区时速度标准差较大，速度分布较为离散，说明道路环境的突然改变对公交速度有相当的影响。

2.3.2 进出站速度变化分析

进出站速度变化关系通过进出站速度数据的15%位车速，50%位車速以及85%位车速来求得，由公交车进出站速度变化关系可知：

（a）公交车进站时速度总体呈现减小趋势，且AB段减速度较小、BC段减速度较大;公交车出站时速度呈现增加趋势，且AB段加速度较大BC段加速度较小。说明距离公交车站点越近速度增加或减小越快，距离公交站点越远速度增加或减小越慢。（b）公交车进（出）站速度基本呈现匀加（减）速变化。

3 公交运行速度安全性评价

本文结合公交车运行的实际情况，采用以下三个指标[3]评价公交速度安全。（1）速度;（2）运行速度（平均速度）与设计速度差;（3）运行速度变差系数。根据《指南》[4]提出公路的速度安全评价标准，结合实际情况，基于层次分析法[5]，对元素的相对权重与一致性检验分析得到各个指标的权重，如表4。

速度安全系数Y表示公交运行速度综合评价结果。在确定速度安全系数Y时，首先应确定两个基本值。一个是根据评价标准所得的评价结果所对应的代表数值，另外一个是评价指标权重值。采用北京工业大学硕士研究生罗彬彬在其硕士论文《基于运行速度的山区双车道公路线形的安全评价与改善》中所提出的评价结果赋值，对评价结果赋值如表5所示。

由此得到速度安全系数Y的计算式如下：

Y=γ1×β1+γ2×β2+γ3×β3

式中：γ1，γ2，γ3为指标权重值;

β1，β2，β3为评价结果代表值。

在进行公交道路安全评价时，首先得到各个阶段速度、变差系数和速度差的安全等级;然后进行一次评价，根据各阶段各因素的赋值与权重，求得各个阶段的安全系数，根据安全系数评价准则，得到各个阶段的安全速度等级;最后进行二次评价，根据各个阶段的赋值与权重，求得公交运行过程的速度安全系数，根据安全系数评价准则得到公交运行过程中的速度安全等级。

4 结语

根据公交车在路段、交叉口以及停靠站的运行速度特性，提出了公交运行速度的安全评价指标及其准则，实现了对公交运行速度的安全评定。

基金项目：国家级或省级大学生创新创业训练计划项目资助;项目编号：S202010710292。

参考文献：

[1]矫成武.公路交通安全系统化分析与评价方法及改善策略研究[D].长春：吉林大学，2007.

[2]刘馨.统计学[M].成都：四川大学出版社，2006：212-213.

[3]罗彬彬.基于运行速度的山区双车道公路线形的安全评价与改善[D].北京：北京工业大学，2008.

[4]CTJ05-2004，公路项目安全性评价指南[S]北京：中国标准出版社，2004.

[5]程巧梦，张广泰，王立晓.基于AHP的城市道路交通安全评价指标体系[J].交通科技与经济，2014，16（5）：1-30.