Оценка особенностей проектирования дорог и риска аварий на основе надёжности с использованием социально-экономического индекса для приоритизации безопасности

Почему проектирование дорог и стоимость аварий важны для всех

Каждый раз, когда мы едем по сельской магистрали, мы тихо рассчитываем, что дорога спроектирована так, чтобы сохранить нашу безопасность. Тем не менее элементы, кажущиеся безобидными — например плавный поворот, широкая полоса или гравийное обочина — могут резко изменить вероятность и последствия аварии. В этом исследовании рассматривается длинный участок шоссе в Иране и задается очень практичным вопросом: куда в первую очередь следует направлять ограниченные средства на безопасность, чтобы предотвратить наибольший ущерб, если учесть и человеческие потери, и затраты на строительство?

Рассматривать шоссе как систему, а не просто линию на карте

Исследователи сосредоточились на 186-километровом участке Шоссе №36 — двухполосной загородной дороге, соединяющей несколько городов на северо-востоке Ирана. Они собрали подробные данные о форме дороги — например, прямые ли участки или кривые, какие уклоны, ширина и тип обочин, ширина полос, наличие барьерного ограждения и объём свободного пространства у кромки проезжей части. Затем эти характеристики сопоставили с пятилетними данными о трафике и авариях: сколько произошло столкновений, насколько они были тяжёлыми и где именно.

Оценка стоимости аварий и сравнение с затратами на строительство

Чтобы сделать сравнения корректными, команда свела записи о авариях в одно число, отражающее их общественное воздействие. Они использовали широко цитируемые оценки в США стоимости разных исходов аварий — от материального ущерба до смертельных случаев — и объединили их со статистическими методами, которые уравновешивают наблюдаемые и ожидаемые аварии. Это дало «социальное» значение потерь для каждого участка дороги. Затем его сопоставили с тем, во сколько обошлось бы строительство и улучшение аналогичной двухполосной загородной дороги на километр, опираясь на детальные данные о затратах Департамента транспорта штата Флорида. В результате получился социально-экономический индекс риска: мера того, сколько ущерба от аварий генерирует участок по отношению к стоимости его строительства и модернизации.

Добавление вероятности в картину: насколько вероятен опасный риск?

Вместо того чтобы рассматривать этот индекс риска как фиксированное число, исследователи трактовали его как величину, подверженную колебаниям из‑за неопределённости в данных и поведении водителей. Они построили то, что инженеры называют рамкой надёжности, где «функция предельного состояния» отмечает границу между приемлемым и неприемлемым уровнем риска. С помощью моделирования Монте‑Карло — по сути, прогонки тысяч случайных сценариев — они рассчитали вероятность того, что индекс риска каждого участка превысит разные пороги. Это создало кривые опасности, показывающие для каждой проектной характеристики, как часто участок, вероятно, перейдёт в зону опасно высокого риска. Из этих кривых они вывели комбинированную меру: индекс риска, умноженный на вероятность превышения порога, которую использовали для ранжирования участков при планировании улучшений безопасности.

Что дорога реально говорит нам об опасности

Выявленные закономерности имеют прямое отношение к повседневному вождению. Горизонтальные кривые — изгибы дороги — показали наивысший риск аварий по сравнению с прямыми участками, что созвучно привычному ощущению: повороты сложнее проходить, особенно на большой скорости. Участки длиной более 4 километров, как правило, были безопаснее, вероятно потому, что они обеспечивают более непрерывное и предсказуемое движение. Небольшие уклоны в пределах 0–3% ассоциировались с меньшим риском, тогда как крутые подъёмы увеличивали его. Удивительно, но более широкие полосы и обочины часто сопровождались более высоким риском, вероятно потому, что они стимулируют более высокие скорости и, как следствие, более тяжёлые аварии. Гравийные обочины оказались рискованнее асфальтовых, а крутые откосы у кромки дороги повышали опасность при съезде с проезжей части. Барьерные ограждения снижали риск на низких уровнях, но часто их устанавливали в уже опасных местах, что давало смешанные результаты при более высоких уровнях риска.

Превращение чисел в более безопасные дороги

Для неспециалистов главный вывод таков: безопасность дорог — это не просто подсчёт аварий или установка большего числа барьеров. Исследование показывает, как объединение данных о ДТП, человеческих и экономических затрат на травмы и стоимости строительства в единый вероятностный индекс может выявить участки дорог, которые нуждаются в внимании в первую очередь. Проще говоря, это помогает ответить на вопрос: «Если мы сначала исправим этот поворот или обочину, сколько ущерба мы предотвратим и стоит ли это денег?» Предложенная методика даёт транспортным ведомствам в Иране и других странах практичный, адаптируемый инструмент для ранжирования проектов, более эффективного использования ограниченных бюджетов и перестройки загородных шоссе так, чтобы меньше поездок заканчивалось трагедией.

Цитирование: Saedi, H., Kordani, A.A. & Behnood, H.R. Reliability-based assessment of road design features and crash risk using a socio-economic index for safety prioritization. Sci Rep 16, 6626 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36005-3

Ключевые слова: безопасность на автомагистралях, риск аварий, проектирование дорог, сельские шоссе, приоритизация на основе риска