施工環(huán)境下高速公路應(yīng)急車(chē)輛資源配置

于德新，趙 陽(yáng)，武 毅，瞿衛(wèi)東

(1.吉林大學(xué) 交通學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130022；2. 吉林省道路交通重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長(zhǎng)春 130022)

0 引 言

隨著我國(guó)高速公路里程增長(zhǎng)，已經(jīng)形成規(guī)模路網(wǎng)，方便了人們的出行。但是由于大量車(chē)輛涌入高速公路，導(dǎo)致交通事故頻發(fā)，造成大量損失。部分早些年建成運(yùn)營(yíng)的高速公路已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的損壞，且有部分高速公路由于通行能力不滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的交通需求需要進(jìn)行改擴(kuò)建，因此近些年來(lái)高速公路需要封閉車(chē)道進(jìn)行施工的現(xiàn)象越來(lái)越多[1]。高速公路施工區(qū)域占用車(chē)道，對(duì)交通流產(chǎn)生影響，車(chē)輛行駛環(huán)境變得復(fù)雜，容易引發(fā)交通事故，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。高速公路的應(yīng)急車(chē)輛資源的合理配置對(duì)于高速公路的事故救援效率有很大提高，可更好地保障駕駛員的人身財(cái)產(chǎn)安全。

在應(yīng)急救援資源配置領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者進(jìn)行了許多相關(guān)的研究。S. TUFEKCI等[2]將多目標(biāo)復(fù)雜優(yōu)化模型應(yīng)用到應(yīng)急救援資源配置中，提出了應(yīng)急管理知識(shí)模型，并應(yīng)用在西班牙的水災(zāi)應(yīng)急救援管理中，取得了明顯的優(yōu)化效果；S. C. K. CHU等[3]提出了基于醫(yī)療資源配置的香港醫(yī)院選址模型，以現(xiàn)有醫(yī)療系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)新建醫(yī)院的選址位置進(jìn)行分布優(yōu)化以及對(duì)醫(yī)院病床數(shù)的配置優(yōu)化，并成功應(yīng)用在香港衛(wèi)生系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)學(xué)者同樣也進(jìn)行了大量研究。于英等[4]提出了以應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間最快與使用成本最優(yōu)化的ESSR救援模型，并采用MATLAB軟件對(duì)救援單元向事故地點(diǎn)提供救援的響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了仿真。張子亮[5]以救援指揮響應(yīng)、巡邏到達(dá)、醫(yī)療救援到達(dá)、消防車(chē)到達(dá)、清障車(chē)到達(dá)的時(shí)延5項(xiàng)指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)，運(yùn)用概率學(xué)與空間分析等，提出了救援資源優(yōu)化配置模型，并提出了提高效率的具體舉措。柴干等[6]在考慮了高速公路交通事故發(fā)生的不確定性的情況下，構(gòu)建了隨機(jī)性應(yīng)急資源配置模型，將模型求解并制定了應(yīng)急資源配置方案。

目前國(guó)內(nèi)外缺乏對(duì)于施工環(huán)境下高速公路應(yīng)急車(chē)輛資源配置的研究，高速公路施工區(qū)域的應(yīng)急車(chē)輛配置基本都根據(jù)高速公路管理部門(mén)或工程人員的經(jīng)驗(yàn)，缺乏科學(xué)性。因此筆者考慮高速公路施工區(qū)域的性質(zhì)和特點(diǎn)，以最佳救援效率為目標(biāo)，建立了基于施工區(qū)通行能力與歷史事故數(shù)據(jù)的應(yīng)急資源配置模型。

1 基于施工區(qū)通行能力的路段危險(xiǎn) 程度分析

對(duì)高速公路進(jìn)行危險(xiǎn)路段識(shí)別，對(duì)危險(xiǎn)程度較高的路段采取預(yù)防措施，是一種有效的提高道路安全水平的措施，有利于降低交通事故發(fā)生的概率。筆者對(duì)施工環(huán)境下的高速公路路段危險(xiǎn)程度進(jìn)行分析，在危險(xiǎn)程度高的路段附近配置更多的應(yīng)急車(chē)輛，可以保證對(duì)應(yīng)急資源的充分利用。常見(jiàn)的道路危險(xiǎn)程度分析方法有事故發(fā)生概率分布法、路段交通事故次數(shù)法等，這一類(lèi)方法的思路是通過(guò)路段的歷史事故因素來(lái)對(duì)路段危險(xiǎn)程度進(jìn)行分析[7]。筆者在考慮事故因素的基礎(chǔ)上考慮施工區(qū)域?qū)τ诼范谓煌ò踩挠绊懀瑢?duì)施工環(huán)境下的路段危險(xiǎn)程度進(jìn)行分析。

1.1 影響因素及量化

筆者以施工區(qū)通行能力影響率、萬(wàn)車(chē)公里事故率、事故致死率、夜間事故比例、人為因素事故比例為指標(biāo)，考慮這5種因素對(duì)于高速公路施工區(qū)的影響，計(jì)算路段危險(xiǎn)程度。

1.1.1 施工區(qū)通行能力影響系數(shù)

由于施工區(qū)各個(gè)區(qū)段的道路條件、交通環(huán)境等是不同的，所以對(duì)不同施工區(qū)的不同路段來(lái)說(shuō)，其安全影響因素是不同的。筆者對(duì)影響因素進(jìn)行簡(jiǎn)化分析，主要分析通行能力、車(chē)道寬度和側(cè)向凈寬、大型車(chē)比例與駕駛員條件等幾個(gè)因素。

通過(guò)以上分析，高速公路施工區(qū)通行能力計(jì)算公式為

C=Cb×fw×fhv×fp×n

(1)

式中：C為施工區(qū)通行能力，pcu/h；Cb為高速公路基本路段每車(chē)道的通行能力，pcu/h；fw為車(chē)道寬度及側(cè)向凈寬修正系數(shù)；fhv為交通組成修正系數(shù)；fp為駕駛?cè)寺窙r適應(yīng)度修正系數(shù)；N為行車(chē)道數(shù)，取自然數(shù)1、2、3、。

1)不同設(shè)計(jì)速度下高速公路每車(chē)道的基本通行能力Cb

(2)

2)車(chē)道寬度及側(cè)向凈空的修正系數(shù)fw

參考美國(guó)道路通行能力手冊(cè)HCM2000的施工通行能力折減模型中對(duì)于車(chē)道寬度影響系數(shù)的定義，通過(guò)車(chē)道數(shù)、車(chē)道寬度、路側(cè)凈空、以及有無(wú)路測(cè)障礙物等因素定義了車(chē)道寬度及側(cè)向凈空修正系數(shù)fw，見(jiàn)表2。

表2 車(chē)道寬度及側(cè)向凈空修正系數(shù)Table 2 Lane width and lateral clearance correction coefficient

3)交通組成修正系數(shù)fhv

(3)

式中：pi為車(chē)型i占總交通量的百分比；Ei為車(chē)型i的車(chē)輛折算系數(shù)，大中型車(chē)為1.5，特大型車(chē)為2.5。

4)駕駛員條件修正系數(shù)fp

考慮駕駛員的年齡、駕駛技巧、操作熟練程度、遵守交規(guī)的程度以及駕駛員在所研究的高速公路施工環(huán)境下的駕駛經(jīng)驗(yàn)等，一般在0.90～1.00內(nèi)取值。

通過(guò)式(1)可以計(jì)算出高速公路施工區(qū)的通行能力C，定義高速公路施工環(huán)境修正系數(shù)h為

(4)

1.1.2 萬(wàn)車(chē)公里事故率

萬(wàn)車(chē)公里事故率能夠綜合反應(yīng)人、車(chē)、路與交通事故的關(guān)系，是高速公路路段危險(xiǎn)程度計(jì)算中重要的一個(gè)指標(biāo)，能夠從宏觀的角度表示路段的危險(xiǎn)程度。令Fi表示事故率，可用式(2)計(jì)算萬(wàn)車(chē)公里事故率:

(5)

式中：Fi為第i路段萬(wàn)車(chē)公里事故率；Ni為第i路段所有事故數(shù)；T為統(tǒng)計(jì)的時(shí)間段；Li為第i路段的長(zhǎng)度；Qi為第i路段的年平均日交通量。

1.1.3 交通事故致死率

交通事故致死率可以反映出高速公路上發(fā)生的交通事故的死傷情況，道路危險(xiǎn)程度越高，交通事故致死率也就越高，因此將高速公路路段的交通事故致死率作為一個(gè)衡量路段危險(xiǎn)程度的指標(biāo)。

通過(guò)式(3)可以計(jì)算出路段的交通事故致死率：

(6)

式中：ki為i路段的事故致死率；Di為第i路段單位時(shí)間內(nèi)的交通事故致死人數(shù)；Si為第i路段單位時(shí)間內(nèi)的交通受傷人數(shù)。

1.1.4 夜間事故比例

高速公路上夜間照明不足，影響駕駛員對(duì)周?chē)h(huán)境的判斷，容易引發(fā)交通事故。夜間高速公路上大中型車(chē)輛較多，尤其是滿(mǎn)載大貨車(chē)，加速能力與制動(dòng)能力都較差，容易引發(fā)交通事故，同時(shí)夜間時(shí)段也是駕駛員疲勞駕駛的高發(fā)期。因此筆者將夜間事故比例作為一個(gè)路段危險(xiǎn)程度計(jì)算的指標(biāo)。筆者定義晚20:00到早06:00為夜間時(shí)間。

通過(guò)式(4)計(jì)算夜間事故比例：

(7)

式中：pi為第i路段夜間事故比例；ni為第i統(tǒng)計(jì)路段的夜間事故數(shù)；Ni為第i路段所有事故數(shù)。

1.1.5 人為因素事故比例

交通系統(tǒng)是由人、車(chē)、路、環(huán)境四大部分組成的，由人為因素導(dǎo)致的交通事故很多。因此在對(duì)事故原因進(jìn)行分析時(shí)，計(jì)算出路段人為因素導(dǎo)致的事故比例，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)事故多發(fā)路段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。人為原因引發(fā)交通事故所占比例高的路段，對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)更加危險(xiǎn)，因此有必要研究事故多發(fā)路段，采取相應(yīng)措施減少交通事故的發(fā)生。筆者將人為原因事故比例作為計(jì)算路段危險(xiǎn)程度的一個(gè)因素。

用式(5)計(jì)算人為因素導(dǎo)致事故比例：

(8)

式中：qi為第i路段人為原因?qū)е率鹿拾俜直?；mi為第i路段的人為原因?qū)е碌氖鹿蕯?shù)。

1.2 路段危險(xiǎn)程度的計(jì)算

考慮到在計(jì)算路段危險(xiǎn)程度的過(guò)程中，需要對(duì)5種影響因素進(jìn)行組合計(jì)算，因此首先進(jìn)行數(shù)據(jù)歸一化處理：

(9)

式中：R為各元素歸一化結(jié)果；x為各因素取值。

根據(jù)上式結(jié)果建立路段危險(xiǎn)程度計(jì)算模型：

f=α1R1+α2R2+α3R3+α4R4+α5R5

(10)

式中：f為路段危險(xiǎn)程度；R1、R2、R3、R4、R5分別為施工區(qū)通行能力影響系數(shù)、萬(wàn)車(chē)公里事故率、交通事故致死率、夜間事故比例、人為原因?qū)е率鹿时壤饕蛩貧w一化結(jié)果；α1、α2、α3、α4、α5分別為各因素權(quán)重。

由于各影響因素相互聯(lián)系又相互制約，且權(quán)重不易量化，因此采用層次分析法來(lái)計(jì)算上述5種因素的權(quán)重。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，分析各指標(biāo)間對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)5個(gè)影響因素進(jìn)行兩兩比較，根據(jù)互相的影響關(guān)系強(qiáng)弱從1～9取值，得到兩兩比較的矩陣B：

計(jì)算α1、α2、α3、α4、α5的權(quán)重，權(quán)重向量為

W=[0.44 0.30 0.16 0.06 0.04]

對(duì)W進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，得出路段危險(xiǎn)程度為

f=0.44R1+0.30R2+0.16R3+0.06R4+0.04R5

(11)

通過(guò)式(11)可以求得施工環(huán)境下高速公路各路段的路段危險(xiǎn)程度，為應(yīng)急車(chē)輛資源配置提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 高速公路應(yīng)急車(chē)輛資源配置模型

在進(jìn)行資源配置過(guò)程中，首先應(yīng)該進(jìn)行資源配置點(diǎn)的選取，也就是高速公路應(yīng)急救援站的選址，然后在多個(gè)確定的救援站點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)急車(chē)輛資源的分配。但是，在高速公路應(yīng)急資源配置過(guò)程中，救援站建設(shè)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，而且考慮到高速公路具有自身封閉性的特點(diǎn)，在服務(wù)區(qū)與收費(fèi)站點(diǎn)設(shè)置救援站，應(yīng)急車(chē)輛的配置與調(diào)度都較方便，因此在將高速公路沿線(xiàn)收費(fèi)站與服務(wù)區(qū)作為應(yīng)急救援站的基礎(chǔ)上，對(duì)應(yīng)急車(chē)輛資源進(jìn)行配置。

在應(yīng)急救援站位置已經(jīng)確定的情況下，保證資源利用率和救援效率最高，同時(shí)考慮到施工區(qū)域?qū)τ诟咚俟方煌ò踩c搶險(xiǎn)救援的因素，如何將高速公路管理部門(mén)的應(yīng)急救援車(chē)輛科學(xué)合理分配到各應(yīng)急救援站，就是應(yīng)急資源配置所需要研究的重點(diǎn)。資源配置問(wèn)題本質(zhì)上就是一種數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題，在資源數(shù)量一定的條件下，考慮路段危險(xiǎn)程度、資源利用率、最小組員需求等約束條件的情況下，達(dá)到應(yīng)急救援資源配置最優(yōu)的決策問(wèn)題[8]。筆者充分考慮施工區(qū)域影響下的路段危險(xiǎn)程度、最佳救援時(shí)間、資源需求等參數(shù)的影響，采用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法構(gòu)建了基于施工區(qū)通行能力與歷史事故數(shù)據(jù)的應(yīng)急資源配置模型，采用粒子群算法求解模型。

2.1 資源配置模型

在應(yīng)急救援過(guò)程中對(duì)于事故傷者的救援爭(zhēng)分奪秒，因此在資源配置過(guò)程中救援時(shí)間與救援效率是進(jìn)行資源配置時(shí)最重要的考慮因素，其次救援資源配置的成本問(wèn)題也應(yīng)該是資源配置過(guò)程中要考慮的。筆者對(duì)施工環(huán)境下高速公路應(yīng)急資源配置的過(guò)程中，假設(shè)應(yīng)急車(chē)輛總數(shù)是一定的，因此重點(diǎn)就是如何合理分配應(yīng)急資源，保證應(yīng)急資源能夠得到充分利用。在應(yīng)急救援過(guò)程中，主要受到救援時(shí)間、救援效率、資源配置數(shù)以及路段危險(xiǎn)程度等的影響，筆者提出的應(yīng)急車(chē)輛配置模型的約束條件主要從車(chē)輛總數(shù)、救援最長(zhǎng)時(shí)間以及最小救援需求等幾個(gè)方面來(lái)分析。

根據(jù)上述分析，建立配置模型：

(12)

Subject to:

(13)

(14)

(15)

(16)

xij≥0；xij∈Z

(17)

式中：fj為路段j的危險(xiǎn)程度；tij為應(yīng)急車(chē)輛從資源配置點(diǎn)i出發(fā)到達(dá)事故點(diǎn)j的出救時(shí)間；m為資源配置點(diǎn)個(gè)數(shù)；n為事故點(diǎn)個(gè)數(shù)；rk是每個(gè)救援站處理輕微事故時(shí)第k種資源的需求量；xij為應(yīng)急救援站i到救援點(diǎn)j所派遣的資源數(shù)量；a為該種應(yīng)急資源的總量；Tmax為最長(zhǎng)的救援時(shí)間。

目標(biāo)函數(shù)表示在應(yīng)急資源數(shù)量一定的情況下，資源優(yōu)先調(diào)配到危險(xiǎn)系數(shù)高、救援時(shí)間短的路段；約束條件1代表各資源配置點(diǎn)的救援車(chē)輛總數(shù)為a；約束條件式2表示為每個(gè)資源配置點(diǎn)配置的救援車(chē)輛都能夠獨(dú)立完成一次輕微事故的救援任務(wù)；約束條件式3表示資源配置點(diǎn)的救援車(chē)輛到達(dá)事故點(diǎn)的出救時(shí)間超過(guò)Tmax時(shí)，則該資源配置點(diǎn)不派出救援車(chē)輛，由救援時(shí)間短的資源配置點(diǎn)派出救援車(chē)輛；約束條件式4表示各資源配置點(diǎn)的救援車(chē)輛數(shù)為非負(fù)整數(shù)。

2.2 確定模型參數(shù)

筆者的資源配置模型中，求解出的是各資源配置點(diǎn)派往各事故點(diǎn)的車(chē)輛數(shù)xij，將xij分別求和，就可以計(jì)算出各資源配置點(diǎn)應(yīng)該配置的車(chē)輛數(shù)xi。模型中需要設(shè)定的參數(shù)包括路段危險(xiǎn)程度f(wàn)j、救援站到事故點(diǎn)的救援時(shí)間tij、車(chē)輛資源總量a和最大救援時(shí)間Tmax等。

2.2.1 基于施工區(qū)通行能力的路段危險(xiǎn)程度

根據(jù)前文的基于施工區(qū)通行能力的路段危險(xiǎn)程度計(jì)算方法對(duì)各路段危險(xiǎn)程度進(jìn)行計(jì)算。

2.2.2 應(yīng)急救援站的出救時(shí)間

由于救援站到路段各位置行程時(shí)間不同，因此筆者定義的出救時(shí)間指從應(yīng)急救援站到各路段中點(diǎn)的行程時(shí)間。不同類(lèi)型救援車(chē)輛行駛速度不同，根據(jù)工程實(shí)際考察，幾種應(yīng)急車(chē)輛的車(chē)速如表3。

表3 高速公路應(yīng)急車(chē)輛的速度Table 3 Speed of theexpressway emergency vehicle

2.2.3 路段資源需求

交通事故的嚴(yán)重程度不同，所需的救援車(chē)輛數(shù)也不同。根據(jù)相關(guān)學(xué)者關(guān)于交通事故對(duì)于應(yīng)急車(chē)輛需求的研究，結(jié)合高速公路的特點(diǎn)，表4列出了不同等級(jí)的交通事故對(duì)應(yīng)急車(chē)輛的需求[9]。

表4 不同等級(jí)的事故對(duì)應(yīng)急車(chē)輛的需求Table 4 Demand for emergency vehicles with different levels ofaccidents

2.2.4 最長(zhǎng)救援時(shí)間

相關(guān)學(xué)者的研究表明，事故傷者的生存率隨著救援時(shí)間的增強(qiáng)逐漸降低。在0～7 min內(nèi)生存率下降趨勢(shì)較緩和，除了嚴(yán)重的交通事故直接致死以外，事故傷者在7 min內(nèi)死亡的較少，存活率為94.8%。在7～14 min內(nèi)，傷者的生存率隨救援時(shí)間的增加而明顯下降，在14 min內(nèi)救援車(chē)輛沒(méi)有及時(shí)到達(dá)，事故傷者的死亡率達(dá)到24.7%。最后，當(dāng)救援時(shí)間超過(guò)14 min時(shí)，事故傷者的死亡率下降比較緩慢，當(dāng)救援時(shí)間超過(guò)30 min時(shí)，救援效果明顯下降。因此筆者設(shè)定最長(zhǎng)救援時(shí)間為30 min。因此在筆者的配置模型中，如果應(yīng)急資源點(diǎn)派出的救援車(chē)輛到達(dá)事故點(diǎn)的時(shí)間超過(guò)30 min，則該應(yīng)急資源點(diǎn)不派出車(chē)輛，由救援時(shí)間短的資源點(diǎn)派出救援車(chē)輛。

2.2.5 資源種類(lèi)

筆者所述的應(yīng)急車(chē)輛資源有5種類(lèi)型的應(yīng)急救援車(chē)，由于不同類(lèi)型的應(yīng)急車(chē)輛速度不同，事故點(diǎn)對(duì)于車(chē)輛的需求也不同，因此通過(guò)調(diào)整資源配置模型中的行程時(shí)間、車(chē)輛資源需求等參數(shù)分別對(duì)每種應(yīng)急車(chē)輛資源進(jìn)行單獨(dú)配置。

3 實(shí)例分析

筆者以濟(jì)青高速為例，選取濟(jì)南槐蔭樞紐立交至唐玉立交段(圖1)進(jìn)行實(shí)例分析。濟(jì)南至青島高速公路改擴(kuò)建工程第六標(biāo)段共計(jì)51.175 km(含G20青銀高速28.965 km；濟(jì)廣高速公路22.21 km)，其中，濟(jì)廣高速小許家樞紐至零點(diǎn)立交段(K7+700～K22+210)共計(jì)14.51 km。

圖1 濟(jì)青高速施工路段Fig. 1 Construction section of Ji-Qing expressway

3.1 粒子群算法

在筆者構(gòu)建的資源配置模型中，每個(gè)資源配置點(diǎn)到每個(gè)應(yīng)急點(diǎn)的派出車(chē)輛數(shù)都是模型中要求解的一個(gè)變量，因此在多資源配置點(diǎn)與多應(yīng)急點(diǎn)的情況下，模型的未知變量為幾十個(gè)，甚至上百個(gè)。近些年來(lái)出現(xiàn)的人工智能算法，如粒子群算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，這些算法在解決多變量的數(shù)學(xué)規(guī)劃問(wèn)題中有較好的效果。其中，粒子群算法具有實(shí)現(xiàn)容易、收斂快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，并在解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題中展現(xiàn)出了優(yōu)越性。筆者采用粒子群算法進(jìn)行求解，將配置模型中目標(biāo)函數(shù)的相反數(shù)設(shè)置為粒子群算法中的適應(yīng)度，粒子所表示的信息即為不同救援站派往不同應(yīng)急點(diǎn)的車(chē)輛數(shù)，求解最高適應(yīng)度的粒子，即為資源配置的最優(yōu)解。

求解步驟如下：

1)首先對(duì)算法中的基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，粒子的速度變化公式、學(xué)習(xí)速度因子、最大進(jìn)化數(shù)、種群規(guī)模、粒子的取值范圍、粒子的速度區(qū)間等。

2)計(jì)算粒子適應(yīng)度，尋找每個(gè)粒子的最大適應(yīng)度，經(jīng)過(guò)對(duì)比計(jì)算，尋找全局粒子的最大適應(yīng)度的空間位置。

3)將粒子的速度與位置信息在模型約束的限制下進(jìn)行迭代計(jì)算，尋求全局最優(yōu)解。

4)反復(fù)進(jìn)行迭代計(jì)算，直到迭代收斂，并且迭代次數(shù)達(dá)到最大迭代次數(shù)，輸出粒子群的全局最優(yōu)解作為資源配置模型的解。

3.2 基于粒子群算法的資源配置模型求解

A、B、C為3處資源配置點(diǎn)，將路段劃分為1、2、3、4四個(gè)路段，路段2與路段3為施工路段，如圖2。

圖2 資源配置點(diǎn)及路段劃分情況Fig. 2 Resource allocation sites and section division

圖2中3個(gè)救援站的救援資源為：巡邏車(chē)15輛，清障車(chē)8輛，清掃車(chē)5輛，救護(hù)車(chē)4輛，消防車(chē)7輛。

通過(guò)從山東高速公路股份有限公司獲取的實(shí)驗(yàn)路段交通事故信息以及對(duì)實(shí)驗(yàn)路段進(jìn)行實(shí)地考察，采用前文所述的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，對(duì)濟(jì)青高速濟(jì)南槐蔭樞紐立交至唐玉立交段的路段危險(xiǎn)程度進(jìn)行計(jì)算，實(shí)驗(yàn)路段計(jì)算結(jié)果如表5(以濟(jì)青高速路段計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行歸一化處理)。

表5 路段危險(xiǎn)程度(歸一化結(jié)果)Table 5 The risk degree of road(normalization result)

假設(shè)應(yīng)急救援車(chē)輛從資源配置點(diǎn)到達(dá)各路段中點(diǎn)的時(shí)間為資源配置點(diǎn)到該路段的出救時(shí)間。設(shè)應(yīng)急車(chē)輛時(shí)速為60 km/h，那么資源配置點(diǎn)到各路段的出救時(shí)間如表6。

表6 救援車(chē)輛出救時(shí)間Table 6 Rescue time of the emergency vehicle

通過(guò)MATLAB對(duì)算法編程計(jì)算，將表5、表6中的路段危險(xiǎn)程度、不同車(chē)輛的出救時(shí)間等參數(shù)輸入，運(yùn)行程序，經(jīng)過(guò)迭代計(jì)算，結(jié)果如表7。

表7 應(yīng)急車(chē)輛配置及出救位置Table 7 Emergency vehicle configuration and location

由表7可見(jiàn)，各救援站所配置的應(yīng)急救援車(chē)輛被派往救援時(shí)間最短的應(yīng)急點(diǎn)，這符合資源利用效率大的原則。救援站B處于各應(yīng)急點(diǎn)的中間位置，應(yīng)急車(chē)輛到達(dá)各應(yīng)急點(diǎn)的時(shí)間較短，到達(dá)各應(yīng)急點(diǎn)的平均時(shí)間為12.7 min，為各救援站平均救援時(shí)間的最小值。同時(shí)救援站B處于有危險(xiǎn)程度比較高的施工路段旁，因此配置的應(yīng)急救援車(chē)輛也最多，這說(shuō)明模型對(duì)于應(yīng)急車(chē)輛資源配置的正確性。從危險(xiǎn)程度以及救援效率兩方面，模型的配置結(jié)果滿(mǎn)足預(yù)期要求，配置結(jié)果科學(xué)合理。

4 結(jié) 語(yǔ)

高速公路施工區(qū)是高速公路上發(fā)生交通事故的重災(zāi)區(qū)，目前針對(duì)高速公路施工區(qū)的應(yīng)急資源配置研究基本處于空白，很多進(jìn)行改擴(kuò)建的高速公路并未針對(duì)特殊的施工環(huán)境對(duì)應(yīng)急資源的配置進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。筆者的研究可以為需要進(jìn)行改擴(kuò)建施工的高速公路提供施工環(huán)境下的應(yīng)急資源配置方案，降低高速公路的事故率，保障駕駛員的安全。

影響路段危險(xiǎn)程度的因素還應(yīng)包括天氣、道路管理者水平等，由于指標(biāo)不易量化，筆者沒(méi)有考慮，后續(xù)將深入研究。應(yīng)急資源配置是高速公路交通應(yīng)急搶險(xiǎn)的基礎(chǔ)，后續(xù)還將進(jìn)行應(yīng)急資源調(diào)度方面的研究，在科學(xué)配置應(yīng)急資源的基礎(chǔ)上，合理調(diào)度應(yīng)急資源進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)，保障高速公路駕駛員的安全。