预防和减少交通事故,需构建适应人能力与缺陷的本质安全道路交通系统

发布时间:2021年8月26日 10:20    阅读量:424    文章分类:行业新闻


  导语:

  长期以来,人们普遍认为道路交通事故主要由人的过错行为导致,道路使用者只要严格遵守规则,就不会发生交通事故。然而,这种观念忽视了人自然能力的固有局陷性。本文在回顾交通安全发展历程的基础上,重点阐述在道路交通系统适应人的理念下,如何主动预防交通参与者的故意危险行为与非故意危险行为、如何降低事故伤害,以期为相关部门管理工作提供思考。

  道路交通安全发展历程

  回顾全球道路交通安全发展历程,大致经历了五个阶段[1]:

图1:道路交通安全发展历程

☞ 第一阶段(懵懂阶段):在汽车出现的早期阶段 ,人们认为交通事故是偶然而无法预判的。

☞ 第二阶段(朦胧阶段):直到20世纪20年代,汽车保有量及交通事故激增,人们发现交通事故的发生具有特定人群倾向性,从而开始关注与人相关的交通事故致因。

☞ 第三阶段(萌芽阶段):到20世纪50年代,公路建设进入黄金时代、汽车行业也蓬勃发展,交通研究人员认识到交通事故的发生也与道路、车辆因素相关,并提出了广为人知的3E策略,即工程(Engineering)、教育(Education)、执法(Enforcement)。但事故责任的判定仍然采用单一归因法。

☞ 第四阶段(起步阶段):到20世纪60/70年代,人们逐渐认识到交通事故是人、车、路与环境等多要素综合作用的结果,随着“哈顿矩阵”模型的提出,交通工程师开发了一系列基于多阶段、多因素的交通事故致因分析方法,道路交通安全逐渐发展成为一门科学。然而,这一阶段的道路安全改善措施仍以单因素靶向干预为主要手段,英文形象表达为“Go fishing where the fish are”,即通过事后诊断的方式,寻找具有高风险的人群、车辆及道路,进而针对高风险对象采取防治措施,达到减少事故与死亡的目的[2]。由于缺乏对人-车-路-环境耦合协同关系的考量,这种补救式防控策略难以从根本提升道路交通的安全水平。

☞ 第五阶段(发展阶段):到20世纪90年代,人们充分认识到道路交通系统是由人、车、路、环境以及管理等要素组成的动态系统,道路交通事故是多因素耦合失调所导致。以荷兰、瑞典为代表的国家率先提出了建设本质安全道路交通系统的理念,其核心思想是:以人的能力及自然属性出发,从人类工效学角度对道路交通系统进行安全设计,使系统能够适应人的能力缺陷,能够为道路使用者提供本质安全的交通出行环境,从而实现道路交通安全水平的跨越式提升。典型案例包括瑞典的“零死亡愿景(Vision Zero)”[3]、荷兰的“可持续安全(Sustainable Safety)”[4]、英国的“未来安全道路(Tomorrow’s Roads: Safer for Everyone)”[5]。实践证明,考虑人因缺陷的系统性道路安全改善措施,实质性的提升了这些国家的道路交通安全水平。

  本质安全道路交通系统的构建应适应人的能力与缺陷

  在我国,长期以来人们普遍认为,绝大多数情况下的交通事故是由道路使用者的过失导致,“人”是交通事故的最主要责任方。这一理念甚至得到了很多交通工程师及研究者的认同[6],导致我国的交通安全干预对策大多是应对道路使用者的违法行为,主要采用教育与执法手段来加以约束和控制。

  以瑞典“零死亡愿景”和荷兰“可持续安全”为标志的道路安全理论认为,“人”在生理和心理上存在局限性(如视距缺陷、身体脆弱性、感知-反应时间等),能力有限是道路使用者的共性,人不可能不犯错误,如果设计的道路交通系统不能适应人固有的能力缺陷,而一味追求道路使用者不犯错误,交通事故就不可能完全避免。

  因此,本质安全的道路交通系统(道路、车辆、ITS及管理等的综合系统)应首先能够适应道路使用者的能力缺陷,在此基础上要求道路使用者遵守道路交通系统的基本规则(图2)。提升道路交通安全水平是道路使用者、系统设计者的共同责任,通过两方的协同才能达到预防事故发生及降低事故严重性的目的。

图2:本质安全道路交通系统的概念框架

  1 本质安全道路交通系统设计应充分适应人的能力与缺陷,实现道路使用者不安全行为的主动预防

☞ 人本身的能力具有局限性,往往会因认知错误而发生事故

  道路交通事故是人-车-路系统失衡的结果,单一因素(如驾驶人不安全行为)并不会绝对导致事故发生,事故发生的更多情况是危险行为与系统缺陷共同作用的结果。由于人在生理、心理上的局限,道路使用者的危险行为不可能完全避免(特别是弱势人群,如残疾人群、儿童、老年人、患病人群等)。因此,人本身的缺陷容易导致一些非故意危险行为。根据认知行为理论,人的行为可分为三类[7]:以知识为基础的行为(Knowledge-based behavior)、以规则为基础的行为(Rule-based behavior)、以技能为基础的行为(Skill-based behavior)(图3)。

  “以知识为基础的行为”是指:根据已有知识进行逻辑推理而实施的行为。例如,新手驾驶人在应对突发情况时,往往需要较长的反应时间与较强的注意力,且并不确定所采取的行为是否能达到预期目的。

  “以规则为基础的行为”是指:根据基本规则及经验而实施的行为。例如,在非信号灯交叉口让行右侧来车,这类行为虽然需要经过时间思考,但属于基本共识且行为决定明确,需要的反应时间较短。

  “以技能为基础的行为”是指:根据以往大量重复训练或条件反射而做出的动作。例如,驾驶员根据路况自如地调整方向盘。这类行为无需思考,反应时间很短。

图3:交通危险行为分类[7]

  以上三种类型的行为均存在危险行为:“以技能为基础的行为”可能发生“由于失误或疏忽而做出的危险行为”。这类危险行为往往由于人的执行/操作错误而导致,一般能够通过迅速反应及时调整与纠正,通常不会导致事故发生。“以规则为基础的行为”可能发生“对道路交通规则理解错误而做出的危险行为”,以知识为基础的行为则可能发生“由于道路使用者知识经验缺乏,或提供的外界环境信息不足而导致危险行为”。这两类危险行为通常由人的认知错误而导致,属于“非故意危险行为”,往往难以迅速被察觉,尤其“以知识为基础的危险行为”,极易导致交通事故。

☞ 道路交通系统的设计和管理应充分理解并减少驾驶人的“非故意危险行为”

  整体来说,在设计本质安全的道路交通系统时,应以人本身的能力缺陷为基本立足点,通过对道路交通系统(道路、车辆及ITS等多元素组成)的规划设计和日常运营管理,引导道路使用者在完成交通任务过程中尽量少甚至不出现以知识为基础的行为,从而减少由于认知错误导致的危险行为,实现交通事故的有效预防。

  具体来讲:一是在道路的设计上,道路必须符合驾驶人的认知逻辑。“人因理论”认为驾驶人如何开车,实际是由道路设计师和交通工程师决定的,因为在使用道路之前,道路的平/纵曲线、交通控制方式等都已完成设计,驾驶人是根据自身对道路环境的判断来操纵车辆的。驾驶人判断与道路情况的一致性是保障安全驾驶行为的前提。换句话说,外界提供的环境与信息是决定安全驾驶行为的重要因素,正确的驾驶行为源于正确的道路信息。荷兰最早提出“自解释道路”理念认为,驾驶人生理及心理能力的局限性是道路及交通设施设计阶段最主要的考虑因素之一(而不单是行车动力学因素),特别强调道路必须符合驾驶人的认知逻辑,即提供的道路交通环境能够引导驾驶员做出与设计预期相吻合的驾驶行为。例如,长直线接小半径曲线的道路是众所周知的高危线形,原因是驾驶人难以适应速度的突然变化,而道路几何设计应尽量避免采用这一线形,确保线形的一致性与速度的连续性,以符合驾驶人的认知逻辑与心理预期。

  二是道路设施设计也应适应驾驶人的动态视觉特性。人的视野范围随速度而变化,车速越高,视野越窄,因此,标志标线等交通设施的设置,应考虑到驾驶人是处在高速行进的环境中,而非静止的环境。

  三是任何人都难免犯错,因此设计的道路还应具有较强容错、纠错能力。如,通过宽容性的路侧设计,让驶出车道的驾驶人有修正错误的时间与空间,避免事故发生。

  此外,合理运用ITS、驾驶辅助(如车道偏离预警)及车路协同等技术,帮助驾驶人更好地了解周边道路交通环境,以及减少驾驶任务与驾驶难度,这也是减少和预防危险驾驶行为的重要手段。

☞ “故意违法行为”也是事故发生的重要原因,要通过教育、执法以及科技手段来预防

  除了“非故意危险行为”外,道路使用者的“故意违法行为”(如不遵守交通信号灯、酒驾、超速等)也是事故发生的重要原因。那么,道路使用者故意违法的原因是什么?

  规范主义理论(Normative theory)[8]与工具主义理论(Instrumental theory)[9]分别解释了人们违反(或服从)规则的行为及动机:

  规范主义理论认为,人们对规则的尊重及服从源于内心的信念,只要内心赞同设定的规则就会自觉遵守,而与当时所处境地无关。这种从内心深处产生的服从规则的意愿,称之为“本质动机”。

  工具主义理论认为,人们是否违法取决于“违法成本”与“违法收益”。当“违法收益”大于“违法成本”,人们就倾向于选择违法。典型的行为是:当道路使用者在紧急的情况下时(如“赶时间”),往往更容易出现违反交通规则的行为。

  现实当中,道路使用者在受“本质动机”影响支配的同时,也会有意识地去评估违法带来的“违法成本”与“违法收益”。因此,预防道路交通参与者故意违法,一方面,应培养交通参与者的文明素养,树立遵法守法理念,强化其安全意识与规则意识,同时还要完善道路通行规则、明晰路权、提升交通标志标线的可理解性,强化交通参与者对交通规则的认同感,提高其“本质动机”;另一方面,需要优化法律责任体系,对挑战秩序底线、造成事故的严重交通违法行为,用足法律手段提升“违法成本”。此外,运用科技手段(如酒精锁)限制/禁止违法人群使用车辆也是预防故意违法的重要手段。

  2 本质安全道路交通系统设计应考虑人体的最大承受碰撞能力,消除使用者因事故死亡或受重伤的可能性

☞ 事故中受害者的伤害严重性,由碰撞速度、撞击物质量及外物吸能三方面因素共同决定

  根据能量意外释放理论[10]:当人身体吸收的外在撞击能量超过身体的承受力时,人就可能受到严重伤害甚至死亡。根据动能定理,碰撞速度越高、碰撞对象物的质量越大、外物吸收能量越少(体现为车辆对人的保护性),则越可能导致严重伤害和死亡事故。

  弱势交通方式群体(自行车及摩托车骑行者、行人)的保护性弱,一旦发生事故,往往更容易造成严重伤害或死亡。研究发现11],不同撞击速度下,人-车碰撞事故、车-车侧碰事故、车-车正面碰撞/撞固体物这三种主要事故类型的死亡风险各不相同(如图4所示)。其中,人-车碰撞事故在碰撞速度小于30公里/小时,死亡事故风险小于10%,而碰撞速度大于50公里/小时死亡事故风险超过90%;对于车-车侧碰事故,碰撞速度小于50公里/小时的死亡事故风险小于10%,而碰撞速度大于70公里/小时,死亡事故风险超过90%;对于车-车正面碰撞/车撞固体物,碰撞速度小于70公里/小时的死亡事故风险小于10%,而碰撞速度大于90公里/小时后,死亡事故风险超过90%。

图4 :在不同的碰撞速度下各类事故导致的死亡风险[11]

☞ 本质安全道路交通系统设计,应最大限度预防严重伤害及死亡事故

  了解交通事故中受害者的伤害严重性与受碰撞速度、撞击物质量及外物吸能(保护)三方面因素间的关系是预防严重伤害及死亡事故的前提。因此,本质安全道路交通系统的设计,应科学运用不同手段,实现对车速的有效控制,这是预防严重伤害及死亡事故的关键。那么,在道路方面,应尽可能将运行速度差异大、质量或体积差异大的车辆分离。如果实际情况不容许,则应将速度控制在安全速度阈值内。考虑不同撞击速度下不同类型事故导致的死亡风险不同,瑞典“零愿景计划”与荷兰“可持续安全计划”中建议了不同道路类型环境下的安全速度阈值(表1)。此外,先进的ITS、辅助驾驶(如主动式车速辅助技术、自适应巡航技术)技术的合理应用,对预防因为速度过高引发的严重伤害及死亡事故具有积极作用。

表1 不同道路类型的安全速度阈值[3]

  综上,人难免犯错,本质安全道路交通系统应尽可能容忍人的过错,尽量避免因为人的过错行为(尤其是非故意过错行为)引发交通事故;一旦某些情况下事故难以避免,应避免严重伤害及死亡事故发生。

  改善我国道路交通安全水平的建议

  从世界道路交通安全研究的发展历程来看,构建本质安全道路交通系统是我国交通安全发展的必然走向。那么,基于“道路交通系统适应人”的理念,应如何提升我国道路交通安全水平呢?

☞ 规范完善我国的道路交通事故采集机制,并构建基于事故深度挖掘的多元致因交通安全分析方法,明晰道路交通事故发生机理,防范于未然,形成道路使用者方与道路交通系统设计方、管理方共同为交通安全负责的共识。

☞ 完善我国的道路交通安全工程技术体系,包括规范道路交通安全评审机制、完善道路交通安全设计与评估技术等,建设具有宽容和自解释特征的本质安全道路交通设施系统。

☞ 深化车辆安全尤其是主动车辆安全技术的研究与开发,包括汽车安全辅助驾驶技术、人-车安全状况监控与干预技术、以及车联网环境下的汽车主动安全控制技术等。借助先进的主动车辆安全技术,降低驾驶任务需求、提高驾驶人警觉性及规范驾驶行为、以及控制安全速度,减少道路交通事故尤其是严重伤害事故及死亡事故的发生。

文章来源:交通言究社