STRESZCZENIE
Sieć drogowa w Polsce, pomimo przekształceń, ciągle jeszcze w wielu przypadkach nie odpowiada oczekiwanym standardom bezpieczeństwa, jednocześnie brak tych standardów rzadko jest podawany jako przyczyna wypadków drogowych. Brak formalnie określonych standardów bezpieczeństwa wiąże się z występowaniem mankamentów na sieci dróg, które bezpośrednio zagrażają uczestnikom ruchu drogowego lub sprzyjają popełnianym przez tych uczestników błędom. Konieczne jest zatem poszukiwanie i opracowanie zależności pomiędzy źródłami zagrożenia w ruchu drogowym, a stratami osobowymi i ekonomicznymi wypadków drogowych.
Zależności te będą opisane za pomocą modeli matematycznych umożliwiających symulowanie wpływu zmienności wybranego zbioru źródeł zagrożenia na wybrane skutki wypadków drogowych na odcinkach sieci dróg.
SŁOWA KLUCZOWE: bezpieczeństwo, ruch drogowy, zagrożenia, infrastruktura drogowa
1. WPROWADZENIE
W ciągu ostatnich 10 lat (2002 – 2011) na polskich drogach w wyniku ponad 472 tys.
wypadków drogowych: 51 tys. osób poniosło śmierć, 596 tys. osób zostało rannych, a koszty zdarzeń drogowych wyniosły blisko 250 mld zł. Do roku 2008 w Polsce ginęło średnio w roku ok.
5,5 tys. osób. W latach 2009-2010 zarejestrowano trend spadkowy, który niestety w roku 2011 uległ odwróceniu i Polska zajęła niechlubne, pierwsze miejsce w UE pod względem wskaźnika demograficznego liczby ofiar śmiertelnych - 11 ofiar śmiertelnych na 100 tys. mieszkańców, podczas gdy w najlepszych pod tym względem krajach (Wielka Brytania, Holandia, Szwecja ) jego wartość wynosi 3 (rys. 1). W ciągu ostatnich 10 lat w Polsce liczba ofiar śmiertelnych wypadków.
drogowych spadła o ok. 30%, podczas gdy w takich krajach, jak Francja, Niemcy czy Wielka Brytania redukcja ofiar śmiertelnych wypadków drogowych przekroczyła 50%.
To porównanie świadczy o zbyt małej skuteczności działań na rzecz bezpieczeństwa ruchu drogowego (brd) w Polsce. Mimo opracowania programów bezpieczeństwa ruchu drogowego (krajowego i dla części województw) oraz przyjęcia ich do realizacji przez Rząd RP i władze samorządowe, brakuje właściwej ich realizacji. Zbyt wolno zmienia się kultura bezpieczeństwa użytkowników dróg i pracowników instytucji odpowiedzialnych za bezpieczeństwo ruchu drogowego. Wolno przekształca się mocno zaniedbana i w wielu przypadkach nie odpowiadająca standardom bezpieczeństwa, infrastruktura drogowa [1].
______________________
1 mbudz@pg.gda.pl
Rys. 1 Polska na tle krajów UE pod względem wskaźnika demograficznego ofiar śmiertelnych w 2011 roku
Od kilkunastu lat wdrażane są działania zmierzające do zmiany tego stanu rzeczy, jednak warunkiem podejmowania jakichkolwiek racjonalnych działań prewencyjnych jest posiadanie możliwie pełnej wiedzy o danym zjawisku szczególnie, gdy ma ono charakter złożonych procesów. Takimi złożonymi procesami są wypadki drogowe i z tego powodu w działaniach zaradczych nie można korzystać z prostych i uniwersalnych środków wdrażanych bez podstaw merytorycznych. W przypadku oceny zagrożeń uczestników ruchu drogowego ciągle jeszcze występują elementy słabo rozpoznane lub pomijane w badaniach.
Bardzo często pomijany jest wpływ infrastruktury drogowej na wystąpienie wypadków drogowych, przypisując ich powstawanie przede wszystkim błędom użytkowników dróg, nie biorąc pod uwagę faktu, że błędy te mogą być spowodowane brakami lub mankamentami (źródła zagrożeń) infrastruktury drogowej [2].
2. INSPEKCJE BRD JAKO NARZĘDZIA WSPOMAGAJĄCE ZARZĄDZANIE BEZPIECZEŃSTWEM RUCHU DROGOWEGO
Bezpieczeństwo drogowe wymaga podjęcia działań dotyczących pojazdu, kierowcy i infrastruktury. Normy bezpieczeństwa infrastruktury drogowej w poszczególnych państwach UE wykazują znaczne rozbieżności pod względem struktury i zakresu obowiązywania.
Wymagania w zakresie bezpieczeństwa odgrywają przy projektowaniu dróg zbyt często drugorzędną rolę. Ponadto istnieją problemy utrzymania dróg, gdyż istniejąca sieć drogowa w wielu przypadkach nie jest zgodna ze współczesnymi normami bezpieczeństwa, a często planowana była dla całkowicie odmiennych warunków ruchu. Powyższe problemy spowodowały wejście w życie Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie zarządzania bezpieczeństwem infrastruktury drogowej. Dyrektywa wymaga dla transeuropejskiej sieci dróg ustanowienia i wdrożenia procedur przeprowadzania ocen wpływu na brd, audytów brd, zarządzania i kontroli brd. W stosunku do pozostałej części sieci drogowej jej postanowienia mogą służyć jako zestaw dobrych praktyk w poprawie brd.
Dyrektywa wprowadza między innymi inspekcję brd, która oznacza okresową identyfikację zagrożeń wymagających działań poprawy bezpieczeństwa ruchu drogowego.
Inspekcja brd jest środkiem prewencyjnym służącym identyfikacji nieprawidłowości na eksploatowanej drodze i w jej otoczeniu, co pozwala na przeprowadzenie w odpowiednim czasie działań poprawiających funkcjonalność drogi i bezpieczeństwo jej użytkowników.
Podstawową ideą inspekcji jest okresowe sprawdzanie dróg, głównie przez inżynierów ruchu,
niezależnie od statystyki wypadków. Celem jest identyfikacja mankamentów brd mogących potencjalnie wpływać na powstawanie zdarzeń drogowych.
Na podstawie inspekcji brd możliwa jest identyfikacja zagrożenia na drogach. Definicja zagrożenia w ruchu drogowym to możliwość wystąpienia straty (szkody) pod warunkiem, że nastąpią niekorzystne warunki, które doprowadzą do zdarzenia drogowego. Powiązania między źródłami zagrożenia i stratami w ruchu drogowym prezentuje następująca sekwencja:
"Źródła zagrożenia - zagrożenie - aktywizacja zagrożenia - zdarzenie niebezpieczne - straty".
Źródła zagrożenia są definiowane jako czynniki (takie jak np. czynniki fizyczne, chemiczne, biologiczne, psychofizyczne, organizacyjne, osobowe), których obecność, stan, właściwości itp. są powodem (źródłem) sformułowania zagrożenia. Źródłami zagrożeń na sieci dróg są:
infrastruktura drogowa, pojazd, człowiek, ruch drogowy oraz zjawiska i uwarunkowania zewnętrzne. [3].
Dotychczasowa praktyka w zakresie wykonywania inspekcji dróg w Polsce oceniana jest z punktu widzenia bezpieczeństwa ruchu drogowego jako mało skuteczna, niejednolita i w niewielkim stopniu wykorzystująca wiedzę merytoryczną w zakresie brd. Z tego względu konieczne jest opracowanie procedur wykonywania inspekcji dróg, traktując samą inspekcję jako główne narzędzie do oceny zagrożenia w ruchu drogowym. Takie procedury, uwzględniające automatyzację zbierania danych, umożliwią zarządom drogowym podejmowanie efektywnych i skutecznych działań na rzecz poprawy bezpieczeństwa użytkowników dróg. Wyposażenie inspektora w urządzenia wspomagające automatyczną rejestrację źródeł zagrożenia występujących na drodze pozwoli na dokładniejsze i sprawniejsze wykonanie inspekcji. Natomiast obiektywizacja kryteriów oceny zagrożenia pozwoli na skupieniu się na źródłach zagrożenia przynoszących największe straty.
3. ZAŁOŻENIA DO METODY OCENY ZAGROŻENIA NA DROGACH
Metoda oceny zagrożenia w ruchu drogowym jest koniecznym narzędziem pozwalającym identyfikować źródła zagrożenia w układzie człowiek – pojazd – droga – otoczenie – ruch drogowy. Przewidywanie przyczyn, które mogą doprowadzić do powstania wypadku drogowego jest jednym z elementów zarządzania brd na sieci dróg.
Stosowane metody oceny zagrożenia można podzielić na dwie grupy:
• ocena zagrożenia przeprowadzana przez administrację drogową – na potrzeby utrzymania sieci drogowej i realizowania zadań związanych z poprawą brd,
• ocena zagrożenia wykonywana przez kluby motorowe na potrzeby uczestników ruchu drogowego (ocena konsumencka), określająca na podstawie cech drogi i jej otoczenia poziom bezpieczeństwa uczestników ruchu.
Przykłady oceny zagrożenia wykonywane dla potrzeb użytkowników dróg to, , ocena zagrożenia na drogach poprzez inspekcję drogi i prostą klasyfikację „gwiazdkową”, w której liczba gwiazdek oznacza poziom zagrożenia (jedna gwiazdka – bardzo duże zagrożenie, pięć gwiazdek – bardzo małe zagrożenie). Taka formuła może być wykorzystywana na różnych typach dróg, pozwala też na ocenę i porównania dróg w całej Europie [4]. Przydzielanie punktów poszczególnym odcinkom dróg odbywa się według skali stopnia zagrożenia drogi.
Jest ona używana w metodzie rankingu gwiazdkowego po to, by określić, jak droga chroni jej użytkowników od śmierci lub ciężkich obrażeń w razie wypadku (podobnie jak gwiazdkowy system oceny bezpieczeństwa pojazdów). Ranking gwiazdkowy różni się od klasycznej inspekcji brd na potrzeby administracji drogowej tym, że ma na celu ocenę ogólnych standardów bezpieczeństwa drogi, a nie identyfikację pojedynczych, szczególnie zagrożonych miejsc.
Na podstawie studiów literatury zidentyfikowano elementy mające największy wpływ na brd [5], [6], [7], [9]:
ruch drogowy: natężenie ruchu samochodowego i pieszego, struktura rodzajowa potoku, prędkość ruchu i jej zróżnicowanie w potoku ruchu,
przekrój poprzeczny drogi: szerokości pasów ruchu, poboczy i pasów dzielących, liczba pasów i kierunki ruchu, odległość do przeszkód bocznych, występowanie urządzeń ochrony pieszych i rowerzystów,
plan sytuacyjny drogi: promienie łuków poziomych, konstrukcja krzywych przejściowych, krętość drogi,
profil podłużny drogi: pochylenia spadków i wzniesień, promienie łuków pionowych,
widoczność na skrzyżowaniach, łukach poziomych i pionowych,
skrzyżowania i węzły: typ skrzyżowania i węzła, liczba punktów kolizji, dostępność
organizacja ruchu: stan oznakowania poziomego i pionowego, sterowanie ruchem, limity prędkości
stan nawierzchni i poboczy: koleiny, ubytki, niski współczynnik przyczepności, uskoki na styku jezdni i pobocza.
Dla powyższych elementów na podstawie badań terenowych, w postaci inspekcji brd, zidentyfikowano główne mankamenty stanowiące źródło zagrożenia dla uczestników ruchu drogowego [8].
Poszukiwanie i opracowanie zależności pomiędzy źródłami zagrożenia w ruchu drogowym, a stratami osobowymi i ekonomicznymi wypadków drogowych warunkuje budowę metody oceny brd. Zależności te są opisane za pomocą modeli matematycznych umożliwiających symulowanie wpływu zmienności wybranego zbioru źródeł zagrożenia na wybrane skutki wypadków drogowych na odcinkach jednorodnych sieci dróg. Tego typu zależności stanowią podstawę metody oceny zagrożenia bezpieczeństwa ruchu na sieci dróg.
Opracowanie metody oceny zagrożenia w ruchu drogowym, będącej narzędziem identyfikacji źródeł zagrożenia i oceny jego poziomu na istniejącej sieci drogowej wymaga realizacji następujących zadań badawczych:
identyfikacja zagrożeń i źródeł zagrożeń w ruchu drogowym (wraz z zautomatyzowaną procedurą przeprowadzenia inspekcji w terenie),
opracowanie modeli matematycznych wiążących zagrożenie (źródła zagrożeń) z poziomem strat poniesionych w wyniku wypadku drogowego,
opracowanie kryteriów oceny poziomu zagrożenia,
przypisanie działań prewencyjnych odpowiednim poziomom zagrożenia (po ustaleniu ich efektywności).
Określone powyżej zadania są realizowane przez autora w obrębie czterech głównych typów wypadków drogowych: najechania na pieszego, wypadnięcia pojazdu z jezdni, zderzenia czołowego, zderzenia bocznego lub tylnego, z uwzględnieniem prędkości, pory nocnej oraz rodzaju obszaru (zabudowany i niezabudowany), a także położenia regionalnego jako cech determinujących występowanie i wielkość strat.
Opracowane modele matematyczne, wiążące determinanty poszczególnych rodzajów źródeł zagrożeń (otoczenia drogi, geometrycznych, organizacji ruchu, wielkości ruchu itp.) ze stratami powstałymi w wyniku wypadków drogowych, posłużą do realizacji kolejnych elementów metody, między innymi do opracowania kryteriów oceny zagrożenia na drogach.
Przewiduje się przeprowadzenie analizy kilku kryteriów (np. inżynierskich, statystycznych i ekonomicznych) do oceny poziomu zagrożenia na drogach i przyporządkowanie poszczególnym poziomom zagrożenia zbioru działań prewencyjnych poprawiających stan bezpieczeństwa ruchu drogowego.
Zrealizowanie podanych powyżej zadań pozwoli na opracowanie zobiektywizowanej i w znacznym stopniu zautomatyzowanej metody oceny zagrożenia na sieci dróg. Należy
zaznaczyć, że dotychczas stosowana jest subiektywna ocena zagrożenia wykonywana przez pracowników zarządów dróg lub policjantów, co często jest mało skuteczne i nieefektywne.
4. OBSZAR BADAŃ I WYBRANE CZYNNIKI WPŁYWU NA BRD
Do badań przyjęto poligon złożony z sieci dróg krajowych. Wykorzystano dane z bazy danych o drogach krajowych z podziałem na blisko 5,5 tys. odcinków referencyjnych (tab.1).
Następnie wykonano agregację do odcinków nie krótszych niż 0,5 km. Wyróżniono następujące odcinki dróg: A (autostrady), S1 (ekspresowe, jednojezdniowe), S2 (ekspresowe, dwujezdniowe), G1 (główne, jednojezdniowe), G2 (główne, dwujezdniowe), GP1 (główne ruchu przyspieszonego, jednojezdniowe), GP2 (główne ruchu przyspieszonego, dwujezdniowe). Dla wyróżnionych odcinków dróg krajowych wykonano również analizę bezpieczeństwa ruchu drogowego obliczając wskaźniki wypadków, tj.: gęstości wypadków GW, gęstości rannych GR gęstości ciężko rannych GCR i gęstości ofiar śmiertelnych GZ (tab.2).
Tablica 1. Charakterystyka odcinków badawczych na sieci dróg krajowych
Liczba
Tablica 2. Charakterystyka stanu bezpieczeństwa na odcinkach badawczych dróg krajowych
Wypadki Ranni Cieżko ranni Ofiary śmiertelne
GW GR GCR GZ
Czynniki wpływające na straty osobowe w ruchu drogowym zostały podzielone na dwie główne grupy: ruchowe i drogowe. Do czynników ruchowych występujących najczęściej podczas budowy modeli gęstości lub liczby wypadków na odcinkach dróg i mającym największy wpływ należy średnioroczne dobowe natężenie ruchu, a także prędkość pojazdów [9]. Drugą grupę stanowią czynniki drogowe, jak np.: klasa drogi, lokalizacja, przekrój, stan techniczny nawierzchni oraz poboczy, liczba skrzyżowań.
5. MODELE MIAR BRD
Na podstawie narzędzia wspomagającego analizy statystyczne, programu
„STATISTICA”, opracowano przykładowe modele dla oceny wpływu wybranych czynników na miary brd. Ogólną postać modelu szacującego zmienną zależną - gęstość wypadków GW dla odcinków dróg na obszarach niezabudowanych przedstawia równanie:
)
* ....
*
* exp(
*
*
*
1 KD Na2 a3 x3 a4 x4 an xn a
GW (1)
gdzie:
GW – gęstość wypadków [liczba wypadków/km/rok]
KD – zmienna jakościowa opisująca klasę drogi,
N – średniodobowe natężenie ruchu drogowego [poj/24h],
a1, …, an – parametry modelu, współczynniki kierunkowe przy zmiennych niezależnych, x3, x4, …, xn – obserwowane, nielosowe zmienne niezależne.
Dla wybranej miary GW, największy wpływ na jej wartość miały: natężenie ruchu N, klasa drogi KD, lokalizacja drogi WL, gęstość skrzyżowań (GSKG, GSKI), występowanie odcinków z drugą jezdnią JE2, występowanie dodatkowego pasa ruchu PRD, występowanie szerokiego pobocza utwardzonego PUS.
Na rys. 3 i 4 przedstawiono wykresy zależności gęstości wypadków GW oraz ciężkości ofiar rannych CR i wskaźnika ciężkości dla sumy ofiar ciężko rannych i śmiertelnych CCRZ (liczba ofiar na wypadek) od natężenia ruchu drogowego N i klasy drogi KD, przy uśrednionych wartościach pozostałych czynników wpływu. Zwraca uwagę spadek ciężkości ofiar rannych od natężenia powyżej 15000 pojazdów na dobę, oraz stała wartość gęstości ofiar ciężko rannych i śmiertelnych przy natężeniu powyżej 10000 pojazdów na dobę.
Rys. 2 Gęstość wypadków GW dla odcinków dróg na terenie niezabudowanym
Rys. 3 Ciężkość ofiar rannych CR dla odcinków dróg na terenie niezabudowanym
Rys. 4 Ciężkość ofiar ciężko rannych i śmiertelnych CCRZ dla odcinków dróg na terenie niezabudowanym
6. WNIOSKI
Metoda oceny zagrożenia oraz procedury i założenia do inspekcji drogowych są narzędziami koniecznymi przy wdrażaniu Dyrektywy UE w sprawie zarządzania bezpieczeństwem infrastruktury drogowej.
Identyfikacja odcinków o dużej koncentracji ryzyka oraz stworzenie metod oceny zagrożenia, bazującej nie tylko na statystykach, ale także na regularnie powtarzanych inspekcjach przeprowadzonych przez przeszkolonych inspektorów jest konieczna do wdrażania efektywnych środków podnoszących standardy brd i poprawiających bezpieczeństwo wszystkich użytkowników sieci drogowej
Metoda oceny zagrożenia w ruchu drogowym jest koniecznym narzędziem pozwalającym identyfikować źródła zagrożenia i oceniać ich poziom na istniejącej sieci drogowej. W Polsce ciągle brakuje narzędzi pozwalających skutecznie zarządzać bezpieczeństwem ruchu drogowego, w tym także obiektywnej metody oceny zagrożenia na sieci dróg.
Szczególnie istotne jest rozwijanie metod oceny wpływu poszczególnych elementów infrastruktury drogowej i jej otoczenia na bezpieczeństwo ruchu drogowego, co pozwoli na odpowiednie zmiany w instrukcjach i wytycznych dotyczących planowania, projektowania i eksploatacji sieci drogowej. Należy dodatkowo rozszerzyć w podejmowanych badaniach grupę czynników drogowych mogących mieć wpływ na brd, takich jak np. krętość i falistość drogi, cechy geometrii skrzyżowań itp.
Dotychczasowe prace badawcze dotyczą głównie dróg krajowych, konieczne jest ich rozszerzenie na drogi samorządowe, których specyfika wymaga odrębnych modeli szacowania wskaźników wypadkowych.
Piśmiennictwo
[1] Bezpieczne drogi ratują życie. Atlas ryzyka na drogach krajowych w Polsce 2006 – 2008, Fundacja Rozwoju Inżynierii Lądowej, Gdańsk 2009
[2] Szczuraszek T. i inni: Badania zagrożeń w ruchu drogowym. Polska Akademia Nauk, Warszawa 2005 r.
[3] Zintegrowany System Bezpieczeństwa Transportu, II tom, Uwarunkowania rozwoju integracji systemów bezpieczeństwa transport. Praca zbiorowa pod red. Krystka R.
WKŁ 2009
[4] Star Rating Roads for Safety, The EuroRAP Methodology, Hempshire UK, 2009.
[5] Area Safety Action Plan, Highways Agency Area 10, Highways Agency Publications Team, Manchester UK 2005
[6] Budzyński M.: Cechy dróg zamiejskich a zagrożenie zdrowia i życia ich użytkowników.
Rozprawa doktorska, Politechnika Gdańska 2005
[7] European best practice for roadside design, Guidelines for maintenance and operations of roadside infrastructure. RISER workshop report, Budapest 2005
[8] Jamroz K. i inni: GAMBIT DROGI KRAJOWE, Fundacja Rozwoju Inżynierii Lądowej Gdańsk, Kraków, Warszawa 2008
[9] Gaca S.: Badania prędkości pojazdów i jej wpływu na bezpieczeństwo ruchu drogowego, Zeszyty Naukowe. Inżynieria Lądowa nr 75, Politechnika Krakowska, Kraków 2002
CONCEPT OF RISK ASSESSMENT METHODOLOGIES IN TRAFFIC
Summary
The road network in Poland does not correspond to the expected standards of safety, the lack of these standards is rarely given as the cause of road accidents. There are no formally defined safety standards associated with numerous shortcomings of road network, which directly threatens road users or encourage such participants to commit errors.
It is therefore necessary to seek and develop relationships between sources of risk in traffic, and personal and economic losses of road accidents. These relationships are described using mathematical models to simulate the effect of variation of a set of sources of threat on some consequences of road accidents on sections of road network.
Anna CHOMICZ-KOWALSKA1 Politechnika Świętokrzyska w Kielcach