中國、美國和澳大利亞三國公路安全性評價規范對比

李潔，韓歡歡，李嘉，任亞博，龔瑞銘*

（1.湖南大學 土木工程學院，湖南 長沙410082；2.河南省新融高速公路建設有限公司，河南 洛陽471000）

0 引言

隨著國家、社會對公路運輸能力需求的日益增長，中國公路建設從1990 年開始加速，截至2022 年已建成通車的公路總里程達535 萬km［1］。據統計，2006 年至2022 年間，中國共新增公路里程189.35 萬km，年均新增里程達到11.9 萬km/年，民用汽車擁有量從3 697.35 萬輛增長至31 903 萬輛，機動車駕駛員從14 213.87 萬人增長至5.02 億人［1］。伴隨著機動車和駕駛人數量的持續快速增長，道路交通安全面臨更大的挑戰。世界衛生組織［2］和經濟合作與發展組織統計數據［3］表明（圖1）：中、美、澳三國2000—2016年道路交通死亡率整體呈現下降趨勢。其中，美國和澳大利亞道路死亡率在世界水平之下，而中國道路死亡率位于世界水平之上，說明在交通安全方面，中國距世界水平仍有一定的差距，仍然存在較多的安全隱患，交通事故的防控能力仍需進一步加強。

圖1 2000—2016 年中、美、澳三國與世界道路交通死亡率對比圖

公路安全性評價以保障行車安全為目的，從預防交通事故、降低事故發生的可能性和嚴重度入手，對公路項目建設的全過程，即規劃、設計、施工和運營期進行全方位評價，分析公路項目的潛在危險因素與安全隱患。大量工程實踐證明：公路安全性評價是一項能有效預防交通事故、提高交通安全水平的實用技術。美國、澳大利亞公路建設發展比中國早，在中國實施公路安全性評價之前已形成較為完善的公路安全性評價規范。例如，美國于1951—1979 年處于公路快速發展階段，1995 年建成總長達24.94 萬km 的國家公路系統，標志著美國公路網主骨架基本完成。目前美國公路工作重心已轉向道路養護和修繕，其安全性評價技術和指導規范相對趨于成熟。澳大利亞在1975—2018 年間，公路通車總里程維持為80 萬～90 萬km，沒有進行大規模的公路建設，公路安全性評價重點轉向運營期間的公路交通安全，且更關注如何減輕道路使用者在交通事故中的傷亡程度。

在建設交通強國的背景下，如何評估公路的事故風險，采取有效措施提升公路的安全水平，為道路使用者營造更安全的行車環境，已成為公路行業亟須解決的問題。美國和澳大利亞的公路安全性評價技術開展較早，因此積累了大量成功經驗。為便于中國借鑒國外成功經驗和理念，使中國公路安全性規范進一步完善，本文對中、美、澳三國安全性評價規范的評價流程、評價指標及內容進行對比和分析。

1 概況

本節簡要介紹澳大利亞、美國及中國三國的公路項目安全性評價規范的發展歷程和現行版本。

（1）澳大利亞《道路安全指南》

自20 世紀90 年代初開始，澳大利亞和新西蘭便開始建立道路安全性評價制度，是世界上較早開展公路安全性評價研究的國家。由澳大利亞與新西蘭兩國共同組建的公路運輸與交通管理最高組織——Austroads 于2006 年推出第一版《道路安全指南》［4］（Guide to Road Safety），于2018 年8 月更新至3.1 最新版本。

（2）美國《公路安全手冊》

美國聯邦公路局于1996 年資助考察團對公路安全性評價在澳大利亞、新西蘭等國家的應用情況進行了調研［2］?？疾斓玫降囊粋€重要結論是公路安全性評價能夠改善公路的設計，為公路運營提供很大程度的安全保證。美國于2000 年成立專門小組對公路交通安全的研究成果進行歸納整理，于2006 年頒布 了《公 路 安 全 手 冊》［5］（Highway Safety Manual，HSM）。經過修改和完善后，最新版本《公路安全手冊》（第2 版）于2010 年頒布。美國各州根據當地實際情況制定地方性安全性評價規范。本文選擇聯邦公路局頒布的《公路安全手冊》（第2 版）為分析對象，與中國和澳大利亞的相關規范進行對比分析。

（3）中國《公路項目安全性評價規范》

隨著中國公路建設的快速發展，汽車保有量和駕駛人也大幅度增加，急需對公路項目建設的全壽命周期進行安全性評價。在此背景下，交通運輸部于2004 年頒布了《公路項目安全性評價指南》。在對《公路項目安全性評價指南》［6］進行修訂和補充的基礎上，交通運輸部于2015 年12 月發布《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）［7］，于2016 年4 月在中國全面實施，同時廢除原《公路項目安全性評價指南》。

綜上，隨著公路安全性評價技術在各國的快速發展，澳、美、中三國分別制定了本國公路安全性評價規范。在時間節點上，澳大利亞和美國公路安全性評價技術的發展略早于中國，這與各國公路建設發展所處的階段和需求有關。澳、美兩國公路建設及安全性評價技術的先發性，使得兩國在公路安全性評價方面積累了更多的經驗。下文將從評價流程、評價指標及風險評估等方面對三國公路安全性評價規范進行對比，分析差異及原因，為中國下階段公路安全性評價規范的修訂提供參考和建議。

2 評價流程對比

2.1 澳大利亞《道路安全指南》評價流程

澳大利亞《道路安全指南》對道路安全管理及評價分為5 步。

（1）風險識別

通過分析交通風險事故發生前后以及過程中的內外部環境狀態、道路使用者狀態、風險發生源狀態的變化情況，建立Haddon 矩陣，獲取事故發生前、中、后三階段在各影響因素作用下的風險指標，為安全性評價提供參考。

（2）風險分析

在風險識別的基礎上，對確定的風險源進行分析，確定其風險水平。由于可調配資源的有限性，常采用定性方法對風險源進行初步篩選，對重要風險源，采集充足數據后繼續進行定量分析。

（3）風險評估

由于可調配資源有限，在確定風險水平后，對各類風險進行評估排序。對于排序等級較高的風險類型，優先調用資源進行處理。

（4）風險處理

由于引起交通事故的原因有多種，對不同的原因所采取的處理措施也應不同?！兜缆钒踩改稀吠扑]采用以下三方面措施降低碰撞風險：①減少風險敞口；②降低事故發生概率，力求創造“無意外”環境；③降低事故的嚴重程度，提高道路環境的容錯能力。

（5）監測和審查

在風險管理的所有階段進行持續的監測與審查，以確保在實施優化措施后，其結果符合管理預期。同時，記錄優化措施產生的所有積極與消極后果，將風險管理過程中吸取的經驗教訓記錄并納入未來的風險管理。

2.2 美國《公路安全手冊》評價流程

美國《公路安全手冊》對道路安全管理及評價分為6 步。

（1）網絡篩選

通過滑動窗口法或峰值搜索法識別事故黑點場所。

（2）診斷

使用3～5 年的碰撞數據評估碰撞位置、碰撞類型及碰撞嚴重程度。

（3）選擇安全對策

借助Haddon 矩陣（將碰撞因素分為人、車和道路類別）分析碰撞類型的影響因素［8-11］。確定影響因素后，選擇適當對策提升道路的安全性。

（4）經濟評價

評估改善方案的經濟效益。

（5）方案優先排序

通過比較不同方案的經濟可行性以及對環境的影響程度，確定改善方案的優先級。

（6）方案有效性評估

評估改善方案對減少某個事故率或事故嚴重程度的有效性。

2.3 澳大利亞、美國道路安全管理及評價流程差異性

澳大利亞《道路安全指南》和美國《公路安全手冊》對道路安全管理及評價流程的差異表現在4 個方面：

（1）澳大利亞規范采用定性分析方法初步確定風險源，美國規范則基于多年碰撞數據定量識別事故黑點及碰撞類型。

（2）澳大利亞規范依據風險水平等級的排序進行資源優先調用，側重于資源的優先調用。美國規范是根據不同改善方案的經濟可行性及對環境的影響程度進行優先排序，側重于改善方案產生的后果。

（3）美國規范規定對改善方案進行經濟效益評估，澳大利亞規范則沒有。

（4）澳大利亞規范對采取優化措施后產生的各種后果進行記錄，作為經驗積累納入未來的安全管理。美國規范則利用事故率或事故嚴重程度的變化情況來檢驗改善方案的有效性。

澳大利亞《道路安全指南》和美國《公路安全手冊》均利用Haddon 矩陣將導致碰撞的因素分為人、車和道路3 個類別進行分析，并根據分析結果選擇提升道路安全性的對策。Haddon 模型是美國William Haddon 于1972 年提出的一種道路安全分析系統框架［12］。Haddon 矩陣作為Haddon 模型的組成部分之一，由3 個縱標目與3 個橫標目組成。3 個縱標目指事故發生的3 個階段——發生前、發生時、發生后，3個橫標目指3 類影響因素——宿主、致傷因子、社會環境3 個因素。澳大利亞與美國規范中所用的Haddon 矩陣［12］采用“三因素、三階段”的形式（表1）分析事故發生的原因，以便于制定對應預防措施。

表1 美國及澳大利亞規范Haddon 矩陣模型對比

2.4 中國、美國和澳大利亞規范差異性

相比美國和澳大利亞規范，中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）缺少具體的道路安全性評價流程。中國規范規定公路項目需在工程可行性研究、初步設計、施工圖設計、交工、運營階段接受安全性評價，不同階段選用的評價清單見表2。每個評價清單板塊下又列出具體的安全性評價對象，主要評價依據是相關設計規范，缺乏與安全性直接相關的指標。

表2 中國規范不同評價階段評價清單

對比中、美、澳三國的評價流程發現，美國和澳大利亞的評價流程對應中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）的后評價階段。3 個國家交通基礎設施建設的階段不同，美國和澳大利亞公路建設當前處于平緩階段，中國自1990 年以來一直處于公路建設加快發展階段。中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）側重于對項目可行性研究到交工階段的全局指導，這與國家公路建設發展階段的需求緊密相關。美國和澳大利亞公路建設階段領先于中國，其公路里程總規模已基本完成［1-2］，因而安全性規范側重于公路運營階段的安全性評價。

3 評價指標及內容對比

中國、美國和澳大利亞3 個國家公路項目安全性評價規范的主要內容包括人、車、道路、環境4 個方面，如表3 所示。本節從4 個方面展開3 個國家評價指標及內容的對比分析。

表3 中、美、澳三國安全性評價規范評價內容對比

（1）人

在交通運輸系統中，人為因素是交通事故的重要原因［1］。因此，在對公路進行安全性評價時，需著重考慮與人為因素相關的評價指標。美國《公路安全手冊》采用視角變化率和知覺-反應時間等指標，綜合考慮視力、視覺搜索能力、信息處理能力、知覺反應能力等多種生理因素。澳大利亞《道路安全指南》主要是對駕駛員危險駕駛行為的后果進行評價。比如，量化評價駕駛員體內酒精含量導致的事故后果。中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）考慮視距和通視三角區兩個指標，規定基于運行速度進行計算，相比之下考慮的因素比較單一。

（2）車

運行速度可表征車輛在道路上的實際運行情況，三國規范均將運行速度列為安全性評價內容。中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）選用相鄰路段運行速度差值和運行速度梯度絕對值兩個指標進行運行速度協調性評價。美國《公路安全手冊》基于大量事故數據建立運行速度與事故概率、速度變化與事故嚴重度、平均運行速度與事故數等“六指標、三對應”的影響關系，利用圖示或公式展現速度與安全之間的關系。澳大利亞《道路安全指南》采用速度變化率與傷亡率變化兩個指標來進行安全性評價。中國規范側重于線形的協調性評價，美國和澳大利亞規范則基于大量的歷史數據建立運行速度與事故發生數之間的預測模型。

（3）道路

中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）目前只是列舉對道路線形及交通設施等內容進行安全性評價的清單，并未規定具體的評價標準及方法。美國《公路安全手冊》的事故預測模型包括道路線形指標及交通安全措施的影響系數，通過分析道路設計或交通設施改變前后事故數量的變化評價公路的安全性。澳大利亞《道路安全指南》的事故預測模型主要涉及道路線形指標，通過分析道路橫斷面、平曲線、豎曲線和坡度等幾何要素的變化對事故發生時碰撞能量的影響來評價公路的安全性。

（4）環境

針對天氣條件對交通安全的影響，中國和澳大利亞均只列舉出可參考的天氣條件（雨霧天氣、冰凍），缺少具體說明。比如中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）只規定“應根據降雨、冰凍、積雪、霧、側風等自然氣象條件，評價氣象條件對交通安全的影響”，并沒有規定評價的標準和辦法。澳大利亞《道路安全指南》只是列舉出安全性評價可參考的天氣條件（雨霧天氣、冰凍），但未對其進行詳細的說明。而美國《公路安全手冊》針對不同的公路類型（鄉村公路、高速公路），分別總結了適用不同天氣條件下的改善措施，評價內容較為詳細。比如，霧天應使用低能見度警告系統（閃爍燈、可變信息板），用來提醒駕駛員惡劣天氣。雪天應通過提升冬季道路維護標準來降低事故發生的概率，并采用事故修正系數對道路維護標準提升前后進行量化評價。

4 風險評估方法和流程對比

（1）風險評估方法

澳大利亞《道路安全指南》建議客觀數據充足時采用黑點定量分析方法進行風險評估，將黑點地點、道路長度或每年至少發生一定次數車禍區域納入分析，例如規定如果一個地段在5 年內發生3 次以上傷亡車禍就需納入分析。澳大利亞在進行黑點分析時發現，簡單的事故數量分析難以揭示事故的嚴重程度，故引入事故成本或社會成本對其進行評價。事故嚴重程度越高，事故成本就越高，這些成本可以按地點、地區或公眾敏感問題進行匯總。美國《公路安全手冊》依據不同的公路類型（雙向雙車道、多車道等），分別推薦了不同的預測方法和相應的預測模型，不少預測模型是基于歷史交通事故數據建立的。中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）中并未規定有關風險評估的方法。

（2）風險處理過程

澳大利亞《道路安全指南》對交通事故及事故發生地點進行數據采集與分析，初步制定改善方案，進行安全設計審核，審核通過后進行詳細設計，并在改善措施實施期間進行監測以評估其改善效果。其風險處理過程如圖2 所示。

圖2 澳大利亞《道路安全指南》風險處理流程圖

美國《公路安全手冊》規定的安全評估預測流程可根據公路類型進行調整。圖3 是安全評估流程的一般形式，為初次使用者或不經常使用者提供一個基礎的整體框架。評估一條公路的安全性需要幾年的時間周期，部分步驟會重復進行。

圖3 美國《公路安全手冊》預測流程圖

圖3 中，SPF 表示安全性能函數，是預測某地點每年平均事故率的公式；CMFs 表示事故修正系數，是衡量道路設計或交通控制發生改變前后事故數變化的指標；EB 表示經驗貝葉斯方法［1］，將在給定地點觀察的事故頻率數據與其他類似地點的預測事故頻率數據相結合，用以估計該地點預期事故頻率。

美國《公路安全手冊》推薦的預測方法與澳大利亞《道路安全指南》推薦的風險評估方法有明顯不同。美國《公路安全手冊》根據不同公路類型進行預測方法的劃分，常用到經典貝葉斯（Empirical Bayes，EB）方法，該方法應用的前提是至少需要2 年的事故數據。澳大利亞《道路安全指南》風險評估方法是根據歷史事故數據量的大小來選擇定量或定性分析。

（3）事故率預測公式

澳大利亞《道路安全指南》介紹了一種事故率預測方法。該方法要求收集與評價地點相似區域的車禍數據，利用較完整的數據庫，計算平均碰撞次數a和碰撞次數方差var(a)，建立趨均數的回歸模型，計算潛在事故率R（百分比）：

式中：S為一年內觀測的事故數量；n為事故記錄時間（年）。

S0、n0為統計分布參數的估計值，與潛在的真實事故率相關，即真實事故率的概率分布。

美國《公路安全手冊》提出的預測方法可評估單個地點的預期平均事故率，并基于所有地點的累加評估整個設施及路網的安全水平。模型的預測結果是預期平均事故率Rexpected，表達式如下：

式中：Rexpected為研究時段內的預測平均事故率；Rpredicted為路段的預測平均事故率；Robserved為歷史事故率；ω為SPF 預測的權重調整。

路段的預測平均事故率Rpredicted，是基于道路線形、交通控制特征、該路段的交通流量等評估的，一般借助基于多個類似路段數據開發的回歸模型（安全性能函數SPFs）進行預測。Rpredicted的一般形式為：

式中：RSPFx為在基準條件下SPFs 確定的預測平均事故率；CCMFix為不同基準條件下，對安全性能函數SPFs 的事故修正系數；Cx為路段的標定系數，表征模型構建地點與預測模型應用地點間的不同。

在公式（5）中，事故修正系數CCMFix根據不同地點的基準條件（線形設計、交通控制特征）進行修正，當事故修正系數的應用地點與安全性能函數SPFs的預測地點有相同基準條件時，CCMF=1.00；《公路安全手冊》附錄部分給出不同道路類型標定系數Cx的確定方法。

美國和澳大利亞規范基于大量的歷史事故數據建立相應預測模型，對公路進行風險預測［2］，并對模型進行持續改進。相比發達國家，中國交通事故數據信息的采集和分析研究機制相對滯后，已有的事故數據獲取手續繁雜、難度大、共享困難，影響公路風險評估技術的發展。

5 結論與建議

本文介紹了中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）與美國《公路安全手冊》、澳大利亞《道路安全指南》，采用定性分析的方法比較三國公路安全性評價流程、評價指標及內容、風險評估等方面的差異，得出如下結論及建議：

（1）中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）是對項目的工程可行性研究、初步設計、施工圖設計、交工及后評價等階段列出安全性評價內容清單，為安評人員提供設計符合性檢查的內容，但缺少各階段系統的評價流程和標準。美國《公路安全手冊》和澳大利亞《道路安全指南》均提供了較為系統的道路安全性評價流程，但評價流程存在明顯不同。為提升交通基礎設施的本質安全水平，完善交通基礎設施安全技術標準規范，中國亟須完善公路交通安全性評價的標準，規范實施流程。針對新建道路，應依據已建成的相似道路的事故模型對事故黑點進行預測防治，通車后實時監測，定期分析預測防治效果；針對已建成道路，及時采集事故相關數據，全面分析事故發生原因，完善交通事故數據庫，制定安全提升對策，分析安全對策的經濟成本與優先級，提高資源利用率。

（2）關于與駕駛員視覺相關的評價指標及內容，中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）只列出視距和通視三角區，兩個指標均由運行速度計算，考慮因素比較單一；美國《公路安全手冊》利用視角變化率和知覺-反應時間指標進行定量安全性評價，且定性分析影響駕駛員視覺的眾多生理因素，如注意力、信息處理能力及視覺能力等，相比中國規范的考慮因素較為全面；澳大利亞《道路安全指南》并未介紹關于駕駛員視覺的評價指標及內容。視覺干擾因素是事故發生的重要原因，建議中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）下一步應修訂完善與駕駛員視覺相關的評價指標。

（3）中國《公路項目安全性評價規范》（JTG B05—2015）沒有推薦公路風險評估的方法。澳大利亞《道路安全指南》針對事故數據樣本量的大小，可采用定量或定性分析方法進行風險評估。美國《公路安全手冊》針對不同的公路類型推薦不同的風險評估方法和預測模型。中國在統一事故記錄數據標準的同時，應建立事故信息查詢共享機制，為公路風險評估研究提供有力支撐。