在特大城市或大城市中,城市快速路为居民出行带来了诸多便捷,但随着快速路事故率的不断攀升,其安全问题也日益备受关注。快速路上发生的事故还会加重整个城市的拥堵,降低快速路高效便捷的功能。在现有交通设施不变的道路条件情况下,道路上的流量、速度、密度、占有率等动态交通流特性的变化,会影响快速路的安全性。通过研究快速路上动态交通流特性实时判断快速路在一定时段内的安全服务水平等级,可以对城市交通管理者及时采取相应的措施提供一定的指导意见,也可以尽量地减少或预防事故的发生,减少或缓解交通拥堵。本文从定义、分级、量化和应用等方面对快速路安全服务水平进行了研究。主要研究内容包括以下几个方面:(1)通过对国内外的安全服务水平、交通安全评价、交通事故预测和交通事故严重程度四个方面内容的现状研究,总结城市快速路安全服务水平评价方面的研究成果,并据此提出快速路安全服务水平的定义、分级描述和相关量化指标。快速路安全服务水平是快速路使用者从道路因素、交通环境等有关方面可能得到的交通安全服务质量,是快速路参与者对快速路安全服务状况的感受,也就是快速路所能提供的交通安全服务程度。将快速路安全服务水平划分为一级、二级、三级、四级四个等级,给出了相应的分级定性描述,并确定了城市快速路安全服务水平等级划分标准;(2)分析了快速路安全性的影响因素,在静态影响因素方面,出入口匝道多且距离近是快速路的重要特点,本文从道路线形和出入口匝道两个静态因素对快速路安全性的影响分析入手,考虑延误等因素,分别建立了基于道路线形的事故发生概率模型和基于出入口匝道的事故发生概率模型。分析道路线形对交通事故的影响,主要体现在平曲线半径、竖曲线半径、纵坡度、平纵组合等方面,据此建立基于道路线形的事故发生概率模型;并通过对先入后出和先出后入两种不同出入口匝道匹配类型下的延误分析,得出了受出入口匝道间距和流量影响的出口匝道延误模型、入口匝道延误模型、快速路延误模型和辅路延误模型,在此基础上建立基于出入口匝道的事故发生概率模型;(3)在动态影响因素方面,首先分析了快速路的交通流特性,通过北京快速路的相关数据分析快速路交通流的时间、空间变化特性,验证了流量和速度、流量和时间占有率之间关系的数学模型,并在研究快速路拥堵和畅通状态的交通流特性的基础上,分析流量对快速路安全性及事故发生概率的影响,建立受交通流量影响的事故发生概率模型,从而确定不同交通状态下的快速路安全性,为快速路安全服务水平的后续研究提供理论支持和技术基础;(4)通过分析车速与交通事故率、交通事故死亡数、事故危险性的关系,以及车速离散型对交通事故的影响和车速对行人、乘员伤害的影响,基于北京市快速路相关数据,建立事故发生概率模型和事故严重程度模型,为最终的安全服务水平模型构建提供理论支撑;(5)在上述研究基础上,构建了快速路安全服务水平评价体系框架,包括基本功能、建立原则、评价指标的选取及分析,在此基础上构建快速路的安全评价体系,包括评价的基本模型、影响因素的权重确定、评价指标的权重确定,从而构建城市快速路安全服务水平评价模型。利用模糊数学和层次分析法等评价方法对影响因素的权重和评价指标的权重进行确定。本文构建的快速路安全服务水平模型,可实现当交通流动态特性变化时,实时计算快速路安全服务水平,来实时评价快速路的安全性,从而对快速路安全性进行预警,提醒道路使用者,降低事故率,提高快速路的交通安全水平;(6)提出城市快速路安全服务水平的划分方法,并选取分级指标,确定划分准则,从而对快速路安全服务水平进行量化分级,给出基于流量、速度的快速路安全服务水平分级情况以及快速路的总体安全服务水平分级情况,并将安全服务水平评价模型通过实例进行验证,结果表明:本文提出的基于出入口匝道、线形、流量和速度四个影响因素建立的快速路安全服务水平模型是可行的,提出的各参数交通权重确定方法也具有针对性和目的性,本文提出的快速路安全服务水平划分标准具有操作性及实用性。