1、239数据库系统设计Database System Design电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering公路作为重要的交通基础设施之一，对于国民经济及社会发展具有极为重要作用，公路行车及运输安全也关乎人民群众的生命及财产安全。公路交通运输安全状况是对公路路网或某路段的交通安全状况的客观描述，可反映某个时间段内公路行车安全状况。国内外对交通安全的研究主要集中在气象与交通安全、安全评估方法、预警技术及评估系统等方面。李云峰等1分析了近 10 年吉林省主要高速公路交通事故与气象要素的关系，得出了降雨、阴天、降雪天气是气象要素影响下交通事故
2、发生的主要原因，降雨量级、降雪量级与交通事务的发生均成正比关系。朱涵和杨润凯2在突变理论的基础上建立了城市道路交通安全评估模型，对江西多个城市进行交通安全评估及合理性验证，为道理交通安全评估提供了新的途径。吴方健和李磊3基于智能交通技术建设了山东省智能交通安全系统，并阐述了系统的组成、数据流设计及网络部署等，使山东交通安全管理更智慧化、便捷化。近些年，随着信息化技术的不断进步，智能交通技术突飞猛进，交通监控系统已普遍应用于城市交通运输中，而交通运输安全评估也逐渐开始推广应用4-6。市场化高度发展的今天，从人们的衣食住行到生产生活都需要长距离运输，而运输安全直接关系到生命及财产安全，深入分析公路
3、交通运输安全的影响因素，构建起公路运输安全的评估指标及算法，搭建起安全评估系统，对于降低交通运输事故发生概率、保障人民群众生命及财产安全具有重要意义。1 公路交通运输安全影响因素分析公路交通运输安全受多种因素影响，包括车、路、环境等方面7。交通事故的发生不仅受单一因素影响，往往是多个因素综合作用的结果，分析公路运输安全的影响因素是公路安全评估的基础和关键。1.1 车辆因素车辆是交通运输的主要载体，也是道路交通系统的主要组成之一。车辆属性对车辆的行驶安全具有影响，不同型号的车辆性能特性不同，对道路要求也不一样，不同的道路状况以及气象环境对不同车辆的影响程度也不一样。车辆属性分析站在车辆角度，结合
4、车辆自身特点分析车辆在道路上的通过、通行性情况。1.1.1 车辆外形车辆外形主要考虑车辆的长度、宽度和高度三个主要外形因素。车辆外形与道路、桥梁、隧道的通过性情况密切相关，如针对重型抢险车辆、应急救援车辆等大型车辆，其车辆高度、宽度必须小于道路及附属设施的设计高度、宽度要求，才能保证顺利通过。1.1.2 车辆重量桥梁、道路具有设计限重指标，对于行驶在道路、桥梁上的车辆具有限重要求。车辆重量属性影响桥梁通过性、道路通过性。将车辆满载重量与桥梁的限重相结合并开展分析，确定路线的通过性指标。1.1.3 车辆行驶条件车辆行驶限制条件（如道路等级、弯度、坡度等）将影响道路通过性。车辆在道路上行驶，事故发
5、生概率与道路质量密切相关，尤其是路面、线形情况、交通状况等对行车安全的影响很大，道路等级越高，车辆的行驶环境更好。道路坡度及弯度也会影响车辆的行驶，当坡度过多则影响车辆的通过性；同理，当道路弯道过多或过大，也会影响车辆的通过条件。1.2 道路因素道路是整个公路交通系统的基础，道路好坏直接影响到车辆的行驶状态，对交通运输安全影响也最直接。道路及道路设施对公路交通运输安全的影响因子包括道路等级、路面坡度、路面承载力、以及公路设施等。1.2.1 道路等级道路等级是公路行车要重点考虑的因素，不同道路等级其行车速度要求及安全性不同。公路运输时，应尽量选择路面状况好、道路等级高的路线进行行驶。基于 Sup
6、erMap 的公路交通运输安全评估系统设计与实现牟夏1魏向旺2肖飒2胡超2李欢欢1（1.北京超图信息技术有限公司 北京市 100015 2.北京宇航系统工程研究所 北京市 100076）摘要：本文基于抢险救灾时大型车辆公路行车及运输过程中对道路安全状况获知的需求，首先从车、路、环境等方面分析了影响公路交通运输安全的关键因子，从时间、空间维度构建起了公路交通运输安全评估的指标体系及算法，并在此基础上搭建起了交通运输安全评估系统，实现运输路线规划及各路线行车安全状况评估及展示，使用户能从运输道路的通过性、通行性及气象环境影响等方面，全方位了解运输过程中的行车安全状况，辅助抢险救灾时选取最优行驶路线
7、，确保公路行车及运输安全。关键词：SuperMap；系统设计；算法设计；安全评估系统240数据库系统设计Database System Design电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering1.2.2 路面坡度路面坡度也是影响公路运输安全的影响因子之一，坡度越大行驶难度越大。分析路面坡度情况，尤其是长大纵坡的情况对于车辆安全行驶具有必要。1.2.3 道路弯道道路弯道，尤其是急弯对公路运输安全具有较大影响。若行驶车辆较长而道路弯道大、路面窄，对车辆的通行性具有较大限制；若对车辆通行有限制的急弯越多，则车辆通行性条件更差。1.2.4 道路
8、承载力道路承载力也是影响公路运输安全的影响因子之一，若车辆满载重超过道路承载力，对于车辆的通行性及道路的安全性均具有影响。1.2.5 桥梁属性桥梁具有设计限重、限宽等指标，对行驶在桥梁上的车辆有限重、限宽等要求。若桥梁最大承载力低于车辆满载重量，或桥梁宽度小于车辆宽度，则对车辆的通行性甚至是通过性均具有较大影响。1.2.6 隧道属性隧道具有设计限高、限宽等指标，对行驶在隧道上的车辆有限宽、限宽等要求。若隧道高度低于车辆高度，或隧道宽度小于车辆宽度，则对车辆的通行性甚至是通过性均具有较大影响。1.3 环境因素气象环境及自然灾害对于车辆行驶影响较大。本文主要从气象环境和地质灾害出发，分析天气状况、
9、地质灾害对路面造成的影响，进而对车辆通行造成限制。1.3.1 气象环境强降水、降雪、浓雾等恶劣气象条件是威胁公路运输安全的重要因素之一。降雨、降雪导致的路面湿滑会降低路面摩擦系数，使车辆制动性能减弱，危险性增加8；雨雪也使得驾驶员水平能见度降低，视野不开阔，影响道路标志标线或车间距的辨识，增加驾驶员误判的概率。雾对公路安全的影响主要体现在能见度降低上。雾天能见度低，视线障碍大，驾驶员可视距离大大缩短，由于景物、交通标线及前后车辆都难以辨别，使驾驶员容易判断失误，导致前后车追尾。同时，雾会使光线散漫并吸收光线，致使物体亮度降低，影响驾驶员观察。1.3.2 自然灾害泥石流、滑坡等地质灾害发生时，往
10、往会引发道路损毁、掩埋、山体落石等危险事件，对于车辆运输安全具有较大影响。公路运输时需要考虑行驶路线的自然灾害发生现状或自然灾害风险情况，避免运输过程中遭遇自然灾害。2 公路交通运输安全评估算法设计2.1 评估指标构建通过对交通运输安全的影响因素分析得知，交通运输安表 1：道路通过性指标评判标准 一级指标二级指标单位指标评判标准不能通过能通过道路通过性桥梁限重t超过未超桥梁限宽m超过未超隧道限高m超过未超隧道限宽m超过未超表 2：道路安全状况分析指标评判标准 一级指标二级指标单位评分标准（分）01-23-45-78-910道路通行性每 100km 桥梁数量个/100km108-95-73-41
11、-20每 100km 急弯数量个/100km108-95-73-41-20二级及以上道路等级占比%01-20%21%-40%41%-60%61%-80%80%三级级以下道路等级占比%80%61%-80%41%-60%21%-40%1-20%0长大纵坡占比%80%61%-80%41%-60%21%-40%1-20%0超道路承载力路长占比%80%61%-80%41%-60%21%-40%1-20%0环境影响暴雨及以上路段长度占比%80%61%-80%41%-60%21%-40%1-20%0大雪及以上路段长度占比%80%61%-80%41%-60%21%-40%1-20%0风速 8 级的路段长度占比
12、%80%61%-80%41%-60%21%-40%1-20%0能见度 50m 的路段长度占比%80%61%-80%41%-60%21%-40%1-20%0泥石流滑坡隐患点个数个108-95-73-41-20241数据库系统设计Database System Design电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering全与车辆、道路、环境等相关，且受多种因素的综合影响。本文时间、空间纬度，考虑车辆、道路及附属设施、环境三大要素，针对具体运输任务构建影响公路交通运输安全的道路通过性、道路通行性、环境影响 3 项一级指标及 15 项二级指标。评估
13、系统默认采用此指标体系，同时为使评估指标更科学合理，系统可支持指标新增、修改、删除等自定义设置，满足不同情境下公路交通运输安全评估需求。2.1.1 道路通过性道路通过性是车辆行驶安全的前提条件。道路通过性指标基于车辆、道路的基本属性进行构建，通过分析车辆属性与道路及其附属设施之间的关系，来评估车辆是否可通过某具体的公路路线。基于公路运输安全影响因素分析成果，重点考虑公路附属设施（如桥梁、隧道等）的设计标准是否满足车辆的行驶要求，来作为车辆能否通过的评估指标。本文考虑道路附属设施限重、限宽、限高等因子，构建起道路通过性的二级指标，如表 1 所示。2.1.2 道路通行性在公路能通过前提下，公路条件
14、（如道路等级、坡度、弯道、承载力等）可影响车辆的行使状态。基于公路运输安全影响因素分析成果，重点考虑公路及其附属设施的空间状态及条件对车辆行驶的影响，来作为车辆通行状况好坏的评估依据。本文考虑道路等级、桥梁数量、急弯数量及长大纵坡等因子，构建起道路通行性的二级评估指标，如表 2 所示。2.1.3 环境影响恶劣天气、自然灾害等环境因素是车辆运输安全的重要影响因素之一。基于公路运输安全影响因素分析成果，从时间、空间两个维度，重点考虑运输过程中可能遭遇的降水、大风、能见度、自然灾害等因子，构建起环境影响的二级评估指标，如表 2 所示。2.2 评估算法设计在影响因素分析及指标体系构建基础上进行公路交通
15、运输安全评估算法设计，首先进行道路通过性的先行判断，然后进行道路通行性及其他安全因素的评判分析，得到公路交通安全总体评估算法。评价算法包含通过性判断、道路安全得分计算及道路总体安全等级评估。系统默认采用此评估算法，同时为使评估更科学合理，系统可支持指标评分标准、指标权重的修改等自定义设置，满足不同情境下公路交通安全评估需求。2.2.1 通过性判断基于行驶车辆与道路属性数据，系统设置道路通过性的优先判断算法，若判断通过性的指标显示“不能通过”，则自动将当前路线判断为不能通过，并中止其他道路安全指标计算，优先评判标准如表 1 所示。表 3：道路安全状况分析指标权重 一级指标二级指标名称权重名称权重
16、道路通行性0.4每 100km 桥梁数量0.1每 100km 急弯数量0.2二级及以上道路等级占比0.1三级级以下道路等级占比0.25长大纵坡占比0.25超道路承载力路长占比0.1环境影响0.6大雨及以上路段长度占比0.2大雪及以上路段长度占比0.2风速 6 级的路段长度占比0.2能见度 100m 的路段长度占比0.2泥石流滑坡隐患点个数0.2表 4：公路交通安全等级描述指标安全等级评判极其严重比较严重严重一般比较安全安全0 分1-2 分3-4 分5-7 分8-9 分10 分道路通行性低道路等级、桥梁、长纵坡等极多，车满载重大量超道路承载力低道路等级、桥梁、长纵坡等多，车满载重大量超道路承载力低道路等级、桥梁、长纵坡等较多，车满载重部分超道路承载力低道路等级、桥梁、长纵坡等一般，车满载重少量超道路承载力低道路等级、桥梁、长纵坡等少，车满载重未超道路承载力低道路等级、桥梁、长纵坡等极少，车满载重未超道路承载力环境影响绝大部分路段有暴雨、大风等大部分路段有暴雨、大风等一半路段有暴雨大风等部分路段有暴雨大风等少量路段有暴雨大风等路线均无暴雨、大雪、大风等242数据库系统设计Database