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user: 3. 长下坡与隧道路段安全评价方法研究 安全性评价是采用系统工程的方法，对评估对象可能产生的危害及后果进行分析、对系统所存在的安全隐患进行预测。常用的安全性评价方法有层次分析法、灰色聚类评价法、回归分析法、主成分分析法、模糊综合评价法等 [ 8 ] 。本研究采用模糊综合评价法，建立长下坡和隧道路段的安全性评价体系。 模糊综合评价法的最显著特点是 [ 9 ] ： 1) 相互比较。以最优的评价因素值为基准，其评价值1；其余欠优的评价因素依据欠优的程度得到相应的评价值。 2) 可以依据各类评价因素的特征，确定评价值与评价因素值之间的函数关系(即：隶属度函数)。确定这种函数关系(隶属度函数)有很多种方法，例如：F统计方法，各种类型的F分布等。当然，也可以请有经验的评标专家进行评价，直接给出评价值。 3.1. 评价指标 根据连续下坡和隧道群路段的交通事故特征分析、驾驶员特性分析等，提取连续下坡和隧道路段的安全影响因素，提出相应的安全评价指标体系见图4。 图4. 连续下坡和隧道路段评价指标 为了便于对连续下坡和隧道路段评价的量化，对以上各项指标进行量化处理，经处理，形成连续下坡和隧道路段评价指标体系见表1。 Table 1 The evaluation indicator system of long slopes and tunnel sections in a highwa 一级指标 编号 二级指标 差 较差 一般 较好 好 交通条件A A1 大型车比例 大型比例大于55%； 大型车比例大于40%，小于55%； 大型车比例大于25%，小于40%； 大型车比例大于10%，小于25%； 大型车比例小于10%； (80，100] (60，80] (30，60] (10，30] (0，10] A2 服务水平 服务水平五级以下 服务水平五级 服务水平四级 服务水平在三级 服务水平在二级以上 (50，100] (30，50] (20，30] (10，20] (0，10] 路线指标条件B B1 道路指标 三级公路，双向双车道及以下指标 二级公路，双向双车道以上指标 一级公路，双向四车道以上设计指标 高速公路，双向四车道以上设计指标 高速公路，双向六车道以上设计指标 (50，100] (30，50] (20，30] (10，20] (0，10] B2 坡度与坡长指标 坡度(%)的平方×距坡顶的距离(km)大于100 坡度(%)的平方×距坡顶的距离(km)大于80，小于100 坡度(%)的平方×距坡顶的距离(km)大于60，小于80 坡度(%)的平方×距坡顶的距离(km)大于40，小于60 坡度(%)的平方×距坡顶的距离(km)小于40 (50，100] (30，50] (20，30] (10，20] (0，10] B3 平面设计极限指标运用情况 平面设计存在5处以上接近极限指标，极限指标前后连接路段指标均衡性差 平面设计存在3~5处接近极限指标，极限指标前后连接路段指标均衡性较差 平面设计存在2~3处接近极限指标，极限指标前后连接路段指标均衡性一般 平面设计存在1~2处接近极限指标，极限指标前后连接路段指标均衡性较好 平面设计未使用极限指标，平面指标运用合理 (50，100] (30，50] (20，30] (10，20] (0，10] B4 纵断面设计极限指标运用情况 纵断面设计存在5处以上极限指标并与平面极限指标组合 纵断面设计存在3~5处以上极限指标并与平面极限指标组合 纵断面设计存在2~3处以上极限指标，未与平面极限指标组合 纵断面设计存在1~2处以上极限指标，未与平面极限指标组合 纵断面设计未使用极限指标，指标运用合理 (50，100] (30，50] (20，30] (10，20] (0，10] 隧道规模C C1 连续下坡段隧道比例 隧道长度比例大于80% 隧道长度比例大于50%，小于80% 隧道长度比例大于30%，小于50% 隧道长度比例大于10%，小于30% 隧道长度比例小于10% (80，100] (50，80] (30，50] (10，30] (0，10] C2 隧道数量 隧道数量大于5座 隧道数量5座 隧道数量4座 隧道数量3座 隧道数量2座 (80，100] (50，80] (30，50] (5，30] (0，5] 隧道群安全条件D D1 最大隧道长度 最大隧道长度 > 5000 m 3000 m < 最大隧道长度 ≤ 5000 m 1000 m < 最大隧道长度 ≤ 3000 m 500 m < 最大隧道长度 ≤ 1000 m 最大隧道长度 ≤ 500 m (80，100] (40，80] (20，40] (10，20] (0，10] D2 隧道间距 1处以上隧道间间距不超过10 s行程长度 1处隧道间间距不超过10 s行程长度 隧道间间距均大于10 s行程长度 隧道间间距均大于15 s行程长度 隧道间间距均大于20 s行程长度 (80，100] (50，80] (30，50] (10，30] (0，10] 隧道群安全条件D D3 救援通道、紧急避险车道、避险车道、爬坡车道的设置情况 路线方案进行应急救援极其不便，设置应急救援通道非常困难，且未设置紧急避险设施 路线方案进行应急救援不便，设置应急救援通道较困难，紧急避险设施设置不合理或数量不足 路线方案有条件设置应急救援通道，但有一定难度，设一定紧急避险设施 路线方案有较好条件设置应急救援通道，合理路段设有避险车道和爬坡车道 路线方案可以方便地进行应急救援，设有完善的爬坡、避险车道设施； (80，100] (50，80] (30，50] (10，30] (0，10] 环境因素E E1 恶劣天气条件 路线方案受不良气候或局部小气候影响严重，路段长度比例大于80%，非常不利于交通安全 路线方案受不良气候或局部小气候影响路段长度比例大于60%，小于80%，对交通安全有较大影响 路线方案受不良气候或局部小气候影响路段长度比例大于30%，小于60%，对交通安全有一定影响 路线方案受不良气候或局部小气候影响路段长度比例大于10%，小于30%，对交通安全影响较小 路线方案受不良气候或局部小气候影响路段长度比例小于10%，对交通安全基本无影响 (80，100] (60，80] (30，60] (10，30] (0，10] E2 隧道洞口光环境 隧道洞口朝向、洞门设计、洞口景观、环境等对隧道出入口光环境视觉过渡不利 隧道洞口朝向、洞门设计、洞口景观、环境等对隧道出入口光环境视觉过渡较不利 隧道洞口朝向、洞门设计、洞口景观、环境等对隧道出入口光环境视觉过渡影响一般 隧道洞口朝向、洞门设计、洞口景观、环境等对隧道出入口光环境视觉过渡较有利 隧道洞口朝向、洞门设计、洞口景观、环境等对隧道出入口光环境视觉过渡有利 (80，100] (50，80] (30，50] (10，30] (0，10] 表1. 连续下坡和隧道路段评价指标体系 3.2. 指标权重 采用层次分析法(AHP)对以上各层指标的指标权重进行计算，即确定每个具体指标相对于长下坡与隧道路段安全性的权重。 3.2.1. 目标层权重确定 1) 首先确定判断矩阵的特征向量，对A、B、C、D、E的目标层风险因素进行两两评分比较，得到目标层的比较判断矩阵为： A = [ 1 0.2 0.333 0.2 3 5 1 3 1 5 3 0.333 1 0.333 3 5 1 3 1 5 0.333 0.2 0.333 0.2 1 ] (1) 2) 将判断矩阵的每一列归一化 b i j = a i j ∑ i = 1 n a i j   ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ) ，归一化以后结果如下： B = [ 0.069 0.073 0.044 0.073 0.176 0.349 0.366 0.391 0.366 0.294 0.210 0.122 0.130 0.122 0.176 0.349 0.366 0.391 0.366 0.294 0.023 0.073 0.044 0.073 0.060 ] (2) 3) 每一列经过归一化的判断矩阵按行相加 W i j = ∑ j = 1 n b i j     ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ) ，经计算， W i j 结果如下： W i = [ 0.435 1.766 0.760 1.766 0.273 ] (3) 4) 将向量W归一化： W i = W i ∑ i = 1 n W i     ( i = 1 ， 2 ， ⋯ ， n ) ，则W即为所求的特征向量，目标层的特征向量结果为： W = [ 0.087 0.353 0.152 0.353 0.055 ] (4) 5) 计算判断矩阵的最大特征值： λ max = ∑ i = 1 n ( A W ) i n W i ，经计算，目标层的最大特征值为5.2142。 6) 一致性判断： C . I . = λ max − n n − 1 ，经计算目标层C.I. = 0.05356。 对C.I.值进行修正： C . R . = C .I . R .I . ，R.I.值可以查表得到 [ 10 ] ，见表2。 Table 2 R.I. valu 维数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R.I. 0 0 0.58 0.96 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 表2. R.I.值 经计算，目标层C.R. = 0.0478 < 0.1，因此保持显著水平。因此目标层的权重计算结果见表3。 Table 3 Target layer weigh 指标 ω A ω B ω C ω D ω E 权重 0.087 0.353 0.152 0.353 0.055 表3. 目标层权重 3.2.2. 指标层权重确定 采用同样方法确定指标层权重，各指标层选中结果见表4。 Table 4 Indicator layer weigh 指标 i 1 2 3 4 ω A i 0.333 0.667 - - ω B i 0.454 0.264 0.141 0.141 ω C i 0.667 0.333 - - ω D i 0.268 0.195 0.537 - ω E i 0.667 0.333 - 表4. 指标层权重