Traffic Safety Evaluation of Nighttime and Daytime Work Zones

Problem Statement

Most roadwork today involves reconstruction, rehabilitation, and maintenance of existing roadways and often occurs in or near moving traffic. More and more, agencies are doing roadway work on high-volume facilities at night to reduce adverse traffic impacts and complaints by the public that typically occur when the same work is done during the day. Minimizing traffic impacts of roadwork activities is a key emphasis of the Federal Highway Administration (FHWA) (1). Nighttime travel is commonly characterized by the following:

Lower traffic volumes,;A higher percentage of truck traffic ; Higher operating speeds; Reduced visibility and Higher concentrations of drowsy and impaired drivers.

Traffic volumes at night on a roadway facility are typically much lower than during daylight hours, which is often the main reason that work is performed at night. Lower traffic

volumes yield reduced vehicular exposure to the work zone, which is a key determinant associated with crash frequencies. Furthermore, working during nighttime hours reduces the

likelihood and extent of traffic congestion that could result associated with higher crash frequencies and rates by several researchers (2, 3)

However, lower volumes provide greater maneuver ability to drivers, and can allow higher operating speeds to occur into and through the work zone than would have been possible had the work been done during the day. Obviously, lower light levels at night reduce visibility for drivers and workers relative to what would be available during the day. Based on crash data and other collected information, it is well recognized that greater concentrations of impaired drivers are on roadways at night than during the day (4, 5, 6). Driver expectancy to encounter roadwork activity may also be less at night than during the day in some areas, depending on how extensively night work has been embraced by those regions in recent years and how well the night work is publicized to drivers. Each of these factors may have the potential to increase crash risk per vehicle and crash severity at night, compared to daytime conditions.

The fact that arguments exist on both sides of the question as to whether working at night is more or less safe than working during the day emphasizes the need for this research. Rather than continuing to rely on conjecture and subjective opinion, NCHRP initiated this project to objectively deter- mine and document how nighttime and daytime work zones affect traffic safety. Four specific objectives were identified:

Determine the crash rates for nighttime and daytime workzones ; Determine the nature of, and identify similarities and differences between, traffic-related crashes in nighttime and daytime work zones; Develop management practices that promote safety and mobility in nighttime and daytime work zones; and Develop work zone crash reporting recommendations to further improve the data collected on work zone crashes.

Previous Research

Work Zone Effects on Traffic Safety

Over the past 30 years, numerous researchers have examined the influence of work zones on roadway crashes, primarily in terms of how normal crash rates or the likelihood of crashes changes when a work zone is installed at a particular location. In recent years, one finds that crashes typically increase ap- proximately 20 to 30 percent within work zones relative to the normal crash experience for those locations, although the amount of the increases varies from study to study (7, 8, 9, 10, 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24). Differences in work zone designs, quality of traffic control device maintenance, types of work performed, and other roadway and traffic characteristics probably contribute to the varying results observed. In addition, recent studies have shown that the relationship between work zone crash likelihood and road- way (i.e., average daily traffic [ADT], lane and shoulder widths, etc.) and work zone characteristics (i.e., duration, length, etc.) are nonlinear (24, 25).

As to whether such crash increases are more significant at night, the evidence is less clear. Some studies have found that nighttime crashes in work zones increase by a greater per- centage than daytime crashes (21, 26, 27), but other studies have found the increases in daytime and nighttime crashes to be similar (8, 19, 28).

In essentially all studies described above, the changes in crashes were computed over the entire duration of a long- term roadway rehabilitation or reconstruction project, dur- ing times when work was occurring as well as when the work area was inactive. Projects involving major rehabilitation or reconstruction of the roadway often require temporary degradations in roadway geometry such as narrowed lanes, shortening of entrance or exit ramps, and the placement of temporary concrete barriers immediately adjacent to the travel lanes. These degraded geometric changes are left in place when work is occurring as well as when the work zone is inactive. Consequently, the changes in crashes reported in these studies actually represent the combined effect of both the degraded geometric conditions in the work zone and the influence of work activity itself.

Although some consensus exists that overall crash rates increase during roadway repair and reconstruction activities (even if the amount of the increase is of some debate), the literature is less definitive with regards to whether or not crashes tend to be more severe, less severe, or as severe as under non-work zone situations. Several researchers have concluded that work zone crashes are no more severe than non-work zone crashes (8, 9, 13, 18, 19, 29, 30). However, others (21, 31, 32) have found that work zone crashes were more severe tha

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白天和夜间施工区交通安全评估

现状陈述

如今，大多数道路工程都涉及对现有道路的重建，修复和维护，并且经常在交通流中或附近进行施工。越来越多的施工方选择在夜间对高通行量的道路上开展工作，以减少在白天进行相同施工时发生的交通不利影响和公众投诉。美国联邦公路管理局（FHWA）的施工关注重点是最大限度地减少道路施工活动对交通的影响（1）。夜间旅行通常具有以下特征：低交通量、大车比例高、运行速度高、驾驶人困乏导致的注意力不集中。

目前通常在晚上进行施工作业，其主要原因是由于夜间道路的交通量一般远低于白天。

碰撞事故发生的关键因素是交通量，而较低的交通量可以减少车辆进入施工区的时间。此外，在夜间施工可以减少因施工导致的交通拥堵的概率和程度。如今一些研究人员已经将交通拥堵与​​高次数的碰撞事故和高事故率联系在一起（2，3）。

但是较低的交通量可为驾驶员提供较大的机动性，并且与白天进行的施工相比，夜间允许进入和通过作业区的运行速度更高。显然，与白天相比，夜间的低照度环境会降低驾驶员和施工人员的视野。根据碰撞数据和其他收集到的信息，发现与白天相比，夜间驾驶人在道路上行驶的注意力更加集中（4、5、6）。在某些地区，夜间驾驶员对遇见道路施工的期望也低于白天。这种情况取决于该地区近年来对夜间道路施工的重视程度以及向驾驶员宣传夜间道路施工的程度。与白天相比，这些因素中的每一个都有可能增加夜间车辆的碰撞概率和碰撞严重程度。

目前关于夜间施工作业与白天相比是否安全的问题有待商榷，这一现状凸显了本研究的必要性。 因此美国国家公路合作研究计划（NCHRP）发起了该项目的研究，而不再继续依靠推测和主观意见来进行评判，为了客观地确定和记录夜间和白天施工作业区是如何影响交通安全。本项目确定了四个具体目标：

1、确定夜间和白天工作区的碰撞事故率；2、确定夜间和白天工作区中与交通有关的碰撞事故的性质，并确定它们之间的异同；3、制定管理方案，以促进夜间和白天工作区的安全性和机动性；4、制定工作区碰撞事故报告建议，以进一步改善工作区碰撞事故收集的数据。

先前的研究

工作区对交通安全的影响

在过去的30年中，许多研究人员研究了工作区对道路碰撞事故的影响，主要是研究在特定位置布设工作区时，与正常相比，道路碰撞率或碰撞的可能性如何变化。近年来，研究人员发现，相对于那些特定地点的正常碰撞情况，工作区内的碰撞率一般约增加20％到30％，而碰撞率增加的不同程度是由于不同的研究导致。（7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24）。工作区设计，交通控制设备维护质量，进行的施工类型以及道路和交通特性方面的差异可能会导致观察到的结果有所不同。此外最新的研究表明，工作区发生碰撞的可能性与道路（即平均每日交通[ADT]，车道和路肩宽度等）和工作区特征（即持续时间，长度等）之间的关系是非线性（24，25）。

目前对于夜间碰撞事故的增加是否更为显着的结论尚不明确。一些研究发现，工作区的夜间碰撞事故比白天的碰撞事故增加更多（21、26、27），但另一些研究发现白天和夜间碰撞事故的增加率相似（8、19、28）。

在上述所有的研究中，碰撞事故的统计都是在长期道路养护或重建项目的整个过程中，在施工进行期间以及施工区域固定时计算的。涉及道路大修或重建的项目通常会导致道路通行条件的恶化，例如车道变窄，入口缩短以及在出口坡道或行车道附近放置临时混凝土护栏。在施工进行以及施工区域固定时，这些道路的路况变化将保留在原处。因此，上述这些研究报告的碰撞变化实际上代表了施工区中道路通行条件恶化和施工活动自身影响的综合影响。

尽管研究人员普遍认为在道路养护和重建活动中总体碰撞率会增加（即使增加的量尚有争议），但关于碰撞事故是否会变得更严重、更不严重或与非施工区情况一样严重。几位研究人员得出的结论是，施工区碰撞事故不会比非施工区碰撞事故更为严重（8、9、13、18、19、29、30）。但是，其他人（21、31、32）发现，在他们研究的数据库中，施工区碰撞事故比非施工区更为严重，或者比仅施工区碰撞财产损失（PDO）更严重。此外，所使用的分析类型以及所调查的车道和施工区域的特征方面的差异可能是造成差异性结果的部分主要原因。

尽管很难将碰撞事故的发生归因于施工区设计的影响或工作活动本身存在的问题，但经常发现追尾撞车在发生的碰撞事故中占比过多。涉及追尾撞车的施工区碰撞事故的百分比占比7％至83％，具体取决于所引用的研究和该研究中调查的施工区位置（8、18、21、27、33、34）。通常将工作活动期间的交通和拥堵现象视为观察到的追尾事故增加的主要原因。临时关闭车道或者其它导致道路通行能力降低的措施（如行车道变窄，行车道变更等），会使正常行驶的驾驶员对感到困惑并减速，或者将建筑设备运入或运出施工区，可能会造成交通拥堵。

夜间与白天施工区碰撞事故

关于在白天还是晚上在行车道上进行施工的决定，要取决于哪种方式在整个项目期间会产生撞车事故成本较低（35）。以前有三项小型研究试图直接研究这个问题。在第一项研究中，加利福尼亚的研究人员调查了八个建设项目，这些项目在夜间进行施工以最大程度地减少对交通的干扰（36）。研究人员发现在夜晚施工，每百万车英里（mvm）的旅行事故发生率一致且显着更高。夜间事故增加的幅度从67％到156％不等，总体平均碰撞事故率增加了87％。研究人员根据每天晚上施工期间是否关闭行车道对数据进行了分层，他们发现夜间封闭施工碰撞事故率比夜间不封闭行车道施工高出约75％。研究人员还基于每百万小时的碰撞事故率（每条车道每英里）对碰撞事故进行了归一化，目的是将项目之间的数据标准化。并发现夜间施工期间的碰撞事故率平均提高了122％（与非施工时间相比）。但存在局限性，该分析无法回答关于每英里工作区的碰撞事故率/碰撞事故成本是否比白天施工高低的问题。

第二项研究根据伊利诺伊州致命施工区事故以及国家在白天和夜间进行的施工活动估算来评估白天和夜间施工区的相对安全性（37）。披露的估计数据来自州和地方运输机构在线发布的预定工作活动信息的抽样过程（38）。根据他们的分析，研究人员得出的结论是夜间工作的危险性是白天工作活动的五倍。然而，缺乏来自伊利诺伊州施工区的实际披露数据用于对比，这是该分析的主要限制。

第三项研究调查了德克萨斯州五个城市的高速公路改扩建项目，这些项目要求在晚上封闭车道进行施工活动，白天在行车道外进行的其他类型的工作（39）。还调查了另外两个涉及到夜间封闭行车道的路面重铺项目。研究人员发现，大型改扩建项目在白天和夜间都发生了一些车祸，这表明暂时的道路条件恶化（封闭路肩，减小坡道上的加速车道长度，行车道附近布设混凝土隔离墩等）产生了影响。平均而言，在施工期间（白天或晚上），碰撞事故的增加幅度更大。而在夜间工作活动中，碰撞事故比在白天的发生的要频繁。考虑到这些项目的白天施工不涉及封闭车道，而夜间施工中会封闭车道，因此可以验证这一结论。但遗憾的是结果与以前的研究一样，并未提供任何证据表明白天封闭车道同时在夜间进行施工是否会对碰撞产生影响。

夜间与白天施工人员的安全

尽管并非所有工人事故都涉及交通事故，但在夜间施工确实会严重影响高速公路工人的生命安全，因此工人安全问题与本研究的目标些许相关。总体而言，以前没有详细研究过夜间（相对于白天操作）进行道路施工对公路工人的人身安全影响。一般来说工人在夜间感知的交通速度通常会更高，因此他们也会感觉到他们的安全水平降低了（40）。然而，公路工人可分析的事故数据数量有限，并不一定证实了这种观点。美国国家职业安全与健康研究所（NIOSH）的一项研究调查了1992年至2000年之间公路施工人员的致命职业伤害情况（41）。根据他们的评估结果，NIOSH研究人员得出 “夜间工作不会导致高速公路工人的死亡”的结论。但是实际上没有足够的数据来实际对比夜间和白天的高速公路工人事故发生率。

对本研究的启示

在现有文献中有一个强烈的普遍共识：施工区增加了在特定路段发生事故的可能性。关于施工区导致的事故与开始施工之前相比是否更加严重，人们对此产生的共识较少。某些类型的事故似乎比其他类型的事故更受施工区的影响，但同样，影响的程度在很大程度上取决于施工的位置。迄今为止，研究中的这种可变性不足为奇，毕竟施工区本身的灵活性很高。

现有文献确实某些程度上表示，在给定项目位置处增加的碰撞风险的数量是道路通行条件的临时变化和由于工作活动而产生的影响的结合。工作活动的影响可能是由于驾驶员因施工操作和施工设备而分心，因施工车辆或设备进出工作区而引起的拥堵，车道临时封闭会增加交通密度（可能达到拥堵点），并要求驾驶员在车道封闭处合流。然而，在关于工作区设计和工作活动对增加的碰撞事故风险的研究，文献中相当有限。

在以前文献中尚未获得任何实质性评估，一个关键的因素是由于夜间和白天执行特定的施工或项目的实际安全差异。相对安全性是研究人员在评估晚上是否执行特定项目或任务时的主要考虑因素之一（35）。一些研究提供了一些关于夜间施工时正常夜间碰撞事故率增加数量的见解。但是如果这些施工是在白天完成的，则这些地点白天的碰撞事故率将会增加。但遗憾的是，目前几乎没有在单个项目现场直接评估此问题的机会。因为在大多数情况下，代理商和公路承包商在某个地方夜间施工的主要原因是需要暂时封闭一条或多条车道以完成施工，而如果在白天封闭车道的话，会导致交通延误和排队以及严重限制了承包商将施工车辆和材料移入或移出施工区的能力。同时在白天临时封闭车道，也可能对相邻物业造成不可接受的影响。

与夜间白天碰撞事故风险增加的这种比较相关的是选择适当的风险衡量指标，即应该是每英里工作区的碰撞事故率还是每百万车英里（mvm）的碰撞事故率。传统的碰撞事故率根据行车里程或类似的标准量来使评价标准化。该比率反映了驾驶人驶过该特定路段的风险水平。该比率或类似指标的百分比变化，例如给定时间段内实际和预期的碰撞次数之间的百分比变化，从而表明施工区的存在如何影响驾驶员个人风险。当然驾驶者风险指标是一个重要的考虑因素。但是从研究人员的角度来看，决定是在夜间还是白天施工，还必须考虑到增加的碰撞风险对6夜间和白天工作区交通安全评估的影响。从理论上而言，驾驶员在夜间增加的碰撞风险可能比白天更大，而夜间通常在给定位置的较低交通量（以及车辆暴露）可能会逐渐抵消这一逐渐增加的风险。白天较高的流量意味着相同数量的碰撞事故将使每百万车英里（mvm）的碰撞事故率大大降低。如果在白天还是夜间施工的决定是针对给定的施工区域的，那么施工人员似乎将希望最小化碰撞事故的次数（假设严重性相等）。因此，每英里施工区的碰撞事故率似乎是较好的评价指标。当然在白天和夜间的施工之间，碰撞事故增加的严重性也可能存在差异，在分析中也必须考虑这些存在的差异。总之，这意味着将使用额外的碰撞事故成本（根据给定项目位置所需的施工活动量进行标准化），该指标密切地反映高速公路机构在决定是否夜间施工时必须权衡的信息。

最后，尽管传统上将重点放在了解和衡量高速公路施工区对驾驶人的安全影响上，但是在考虑白天和夜间施工操作之间的差异时，也需要考虑对高速公路施工工人的影响。但目前关于此问题的数据很少。高速公路承包商认为，与白天相比，夜间施工对工人的风险要大得多。国家数据库（例如劳工统计局）不提供对夜间和白天的高速公路施工条件安全性进行全面比较的数据。因此本研究迫切需要数据源，以洞悉施工期间公路工人的风险差异。

研究概述

在本研究中，研究人员根据可用于研究团队的数据源，最终对本项目进行了两方面的研究。第一个方向使用了纽约州交通局（NYSDOT）施工区事故数据库。该数据库是1980年代开发的一种特定的资源，并且在过去的几年中不断扩展，专门用于跟踪全州NYSDOT建设项目中所有与施工区相关的交通事故和工人事故。该数据库对于纽约州交通局（NYSDOT）员工和其他研究人员而言都是宝贵的资产，可以用来检查相关施工区特征和碰撞事故特性的各种问题，而这些问题往往是无法通过传统的州交通事故记录和数据库进行检查的（42、43、44、45,46）。在本研究中，研究人员研究了纽约高速公路和高速公路设施在白天和夜间进行施工期间的相对差异，包括交通事故和工人施工事故的类型和严重程度。更重要的是，该数据库包含有关在白天和晚上的施工活动中持续发生的各种类型的工人交通事故和施工事故的具体信息；这是当前在任何其他国家和地区数据库中尚不存在的内容。

研究工作的第二个方向是收集和分析施工区碰撞过程的四种状态样本。对于某些项目来说，施工活动主要在白天进行；对于某些项目，施工活动主要在晚上进行。对于某些项目，白天进行了一些施工活动（主要是那些不需要临时封闭行车道的施工活动），在晚上开展需要封闭数小时行车道的活动。此类分析中主要包括四个州：加利福尼亚州、北卡罗来纳州、俄亥俄州和华盛顿州。

之所以选择这些州，是因为它们可以通过美国联邦公路局（FHWA）的高速公路安全信息系统（HSIS）访问其全州的交通事故和道路详细数据库，此外据有关报道，在本研究期间，这些州有足够数量的夜间施工项目正在开展。

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