徐耀赐:交叉路口的安全风险因素有哪些?安全风险改善的基本策略是什么? | 公开课第二季

来源:122交通网 | 2019-01-08 14:38

导语:交叉路口的复杂程度较高,且事故风险隐患较多,常见的交叉路口安全风险因素有哪些?如何判断交叉路口是否存在安全风险因素,又该如何改善呢?请看公安部道路交通安全研究中心特约专家、台湾逢甲大学运输科技与管理学系副教授徐耀赐的观点。


一、如何考量交叉路口安全?


1.考量交叉路口安全要有路网概念


进行交叉路口研究一定要有路网概念。路网的四大组成因子是面、带、线、点。点在整个路网中处于最底层,即面>带>线>点。交叉路口就是“点”的一种,不论平面道路交叉路口、快速路还是高速公路立交都是如此。


1.webp

图1:路网组成


从车流动线(流线)、行人、信号灯等各个层面来看,交叉路口的复杂程度远高于路段,且事故率突出。因此,交叉路口的规划、设计、营运、管理、改善思维和路段完全不同,但路口、路段也有不可切割的连续地带。


表1:平面交叉路口与路段对比

2.webp

2.安全的交叉路口应符合哪些条件?


❖ 交叉路口的外观格局应简捷、明了,具有自解释的内涵,还有容错设计的内涵。


❖ 必须提前避免严重冲突的伤害隐患,如通过视距、视区分析来消除这种隐患。


❖ 要考虑邻近交叉路口范围发生碰撞事故,如何避免造成严重的直接伤害和二次伤害。


❖ 交通控制设施,如标志、标线、信号灯等,必须清楚明白,并让道路使用者容易遵守。


❖ 交叉路口的物理区与功能区相互搭配要合适。


2.1.webp

图2:交叉路口的影响区


如图2所示,交叉路口中间深绿色阴影部分是物理区,浅绿色阴影部分是功能区,二者共同构成了交叉路口的影响区。所以,考虑路口的时候,不要只考虑物理区,还要考虑整个阴影部分的影响区。


3.哪些情况下交叉路口须进行安全改善?


从工程层面看,交叉路口的安全缺失主要表现是安全绩效不佳,这需要通过道路安全评估(Road Safety Audit,RSA),或从路口的历史事故统计数据等了解具体情况。交叉路口在两种情况下需要考虑进行安全改善:一是事故频发,不一定是死亡事故,如经常发生车辆碰擦事故等;二是发生过死亡事故,哪怕只发生过一起也应考虑进行改善。


分析交叉路口的事故应先明确交叉路口的事故范围,一般从路口中心点往外延伸45米,大概是车辆以50~60公里/小时的速度行驶2.5~3秒的范围,当然,不同路网特性下这个值为多少可以再做研究。


3.webp

图3:交叉路口的事故范围


二、交叉路口安全风险的来源


1.道路规划、设计层面


从道路设计和运营管理来看,交叉路口安全风险绝大部分是早期的规划、设计遗留下来的,施工或运营管理造成的安全隐患比较少。


交叉路口总体设计有九大内容,包括:几何设计,信号设计,标志设计,标线设计,渠化设计,视距、视区设计,照明、反光设计,景观设计,排水设计。从交叉路口总体设计来看,交叉路口常见安全隐患主要来源于几何设计、交控设计(包括信号设计、标志标线设计)、渠化设计等。通过道路安全评估,交叉路口的这些安全隐患就可以及早消除,如果道路安全评估被忽略,会影响后面的安全绩效。


2.道路交通环境构成要素层面


从道路交通环境的构成要素来看,安全风险大部分来源于人,虽然驾驶人违规驾驶,自身要承担责任,但是我们也要考虑驾驶人为什么会犯错,是不是道路设计不合理,如几何、动线(流线)设计不合理,导致驾驶人犯错;还需要了解驾驶人是怎样在交叉路口完成驾驶任务的。


三、从哪些方面核验交叉路口是否存在安全风险?


对于设计中的交叉路口,可以提前预防安全风险;对于已完工及使用中的交叉路口,需要通过努力找到内在安全风险,当然也可以在没有流量的情况下预测某个区域的路口的风险系数是多少。


交叉路口内在安全风险有三大核验条件:几何条件、车流运作条件、交通控制条件。这三大条件可细分为11项,分别是物理区构型、相接道路功能阶差、路口偏角、路口偏移量、路侧干扰效应、相邻交叉路口的间距、相邻路口段的速差、过路口后车道数缩减、交织形态、视距和视区状况、交通控制与安全设施,其中,前5项是与几何条件相关的,第6项至第10项与车流运作条件相关。不同单一风险因素可能同时存在,某个交叉路口可能具有多重风险。这些内在因素都可以通过调查研究找出来。


1.物理区构型


如何判断一个交叉路口设计是否合理?人们常常说这个路口太大,那什么是大?什么是小?图4是一个五岔路口,左图中由停止线围起来的阴影区域是实际物理区,其面积为A2,但理论物理区是右图中的阴影区域,其面积是A1,可以根据A2/A1的值来判断路口是否合理、安全隐患大还是小,比值越大,说明这个路口的安全风险越高。根据经验,A2/A1为1.1~1.2是正常的,如果是1.5~2,说明路口偏大;如果大于2,说明路口大得离谱,安全风险太高。根据经验,将某个路口A2/A1与该路口三年的事故量进行对比,95%的路口A2/A1与长期的事故数成正相关。


4.webp

图4:物理区构型


❖ 物理区畸形


图5是一个畸形路口,交通控制工程复杂,驾驶任务比较困难,安全隐患较多,事故率较突出。这个路口物理区比例太大,A2/A1≈2,且邻近路口有接入口存在,长期以来这个路口事故多发,应进行工程改善。


5.webp

图5:畸形路口


❖ 物理区畸形加平面线形不佳


 图6是台湾省台中市的一个路口,常常发生事故,为什么?这个路口本身外型比较奇怪,是畸形路口,且线形不好,存在物理区比值(A2/A1)过大、视区质量不好的双重安全风险。


6.webp

图6:路口物理区畸形、平面线形不佳


❖ 平面交叉的交角过小


美国联邦公路管理局(FHWA)建议平面交叉的交角以直角(或接近直角)为最佳,斜交时其交角宜大于75°,不宜小于60°(如图7),交角较小时通过局部调整路线或采用渠化处理。国内要求交角不宜小于45°,最小限值太小。此外,交叉路口不宜设在直线、曲线交汇处。


7.webp

图7:平面交叉的交角


2.道路交通功能阶差


很多交叉路口安全风险都是早期路网结构不合理、城市规划不合理、生活圈规划不合理造成的,如不应存在的交叉路口(例如大干道接小巷道);交叉路口外型怪异、交通控制复杂,形成畸形路口;相邻交叉路口间距太短;交叉路口面积太大等。


从交通功能看,道路可分为八大阶层:高速公路、快速公路、主干线、次干线、主要集散道路、次要集散道路、一般区域道路、接入口。道路都是有层次的,如果随便乱接,一定会出事故。两条相接道路的交通功能阶差应小于等于2,才能形成合理的路网结构。为什么呢?阶差为0,则为同级的道路转向,是单纯的转向;阶差为±1,如从高速公路转向快速公路,是单纯的换一条道路;阶差为2,道路衔接基本合理;但是如果阶差大于2,如高速公路接到一条集散道路,阶差太大。相接道路阶差越大,离路网结构合理性的理念越远,安全隐患越明显,必须采取的交通工程辅助力度也越大。道不配位,必有事故与拥堵。


有些交叉路口,先不探讨交通量,只看外型就知道有问题,这就是路口的内在风险。图8是台湾省台中市的一个路口,交叉路口的北边主干道与地区道路相接,功能阶差为4;交叉路口的南边,主干道有接入口,功能阶差为5。为了与小路衔接而设计成大路口,容易发生事故,事故统计资料也证明这个交叉路口事故多发。德不配位,必有灾殃,就是这个道理。


8.webp

图8:路口阶差过大,事故多发


3.偏角


偏角就是车流动线(流线)的偏移角度,如图9所示。偏角最好为3˚~5˚,偏角越大,对视距、视区处理及交通安全越不利。新设的交叉路口应尽量避免有偏角,既有交叉路口偏角应考虑绘制引导线。


9.webp

图9:偏角示意图


4.偏移式路口的偏移量


图10中,W为偏移量,偏移量很小时,驾驶人可以看到对面的情况;如果偏移量大,驾驶人难以看到对面情况,偏移量越大,风险越大。


10.webp

图10:偏移量示意图


图11是台湾的一个路口,偏移式路口加上视距、视区不足,常常发生事故,因为你看不到我、我看不到你。从长期调查来看,畸形路口、有缺陷的路口就是事故多发的地方。


11.webp

图11:路口偏移明显+视距、视区不足


5.路侧干扰效应


图12中,主路车流正常,但有接入口,接入的车流对主线车流的影响则会形成路侧干扰效应。


12.webp

图12:路侧干扰


事故与车流波动是相关的。接入口与交叉路口太接近,车流动线(流线)复杂化,影响主线车流运作,例如速度混扰、变换车道频繁,事故率增加。这通常是城市规划不合理、路网结构不佳的后遗症。


 

13.webp

图13:接入口设置不合理


接入口、主路开口距离交叉路口越近,对交叉路口的运作和安全越不利,图13右图中标注的地方是不应该有开口的。


6.相邻交叉路口的间距


相邻交叉路口的间距很重要。不同等级道路的交叉路口间距应有不同,间距太小,车流正常运作机制易受影响,易导致车流紊乱,与驾驶任务原理相违背;间距太大,行人穿越道路的配套须更严谨。相邻交叉路口的间距应至少保证最短功能区长度足够,功能区至少有三段:应变距离、减速距离、停等区长度,如果功能区长度不够,交叉路口就容易出现事故。


14.webp

图14:最短功能区长度


对于展宽式交叉路口,功能区的最短长度要求也是一样的。如上图所示,要求主线与转向车道的速度差不超过10英里/小时(16km/h),这是一般车辆慢下来最容易掌控的速度。


15.webp

图15:展宽式交叉路口的最短功能区


表2是美国佛罗里达对功能区应变距离的规范,考虑了在不同地区,如乡区、郊区、市区,人的反应时间不同,道路的设计速度不同,应变距离也不同。因此,交叉路口的功能区内不能有开口,如果有开口,就需要另作处理。


表2:美国弗罗里达州应变距离规范

baio 2.webp



图16中两个交叉路口的间距太短,当一个人骑自行车经过路口,但是没有预计到马上在20米后又有路口,就极易发生交通事故,这种设计违反了驾驶任务和人因原理,是错误的。


16.webp (1)

图16:相邻交叉路口的间距太短


相邻交叉路口的间距越大,行人违规穿越道路的可能性越大,风险也越高,因此,如果相邻交叉路口间距太大,需要结合主路设计速度思考是否设置行人穿越道。


高速公路、快速公路出口匝道尾端与地方主要干道第一个平面交叉路口的间距应符合最小间距要求。图17的右侧是平面道路有信号灯控制的路口,左侧是高、快速公路,高、快速公路出口到信号灯控制路口的间距如果不够,就会产生拥堵,所以必须思考高速公路、快速公路出口匝道的尾端到平面道路信号灯控制路口的距离,图中是佛罗里达州交通厅的一个交叉路口的最小间距设置要求,可以参考。


17.webp

图17:佛罗里达州交通厅交叉路口的间距设置要求


7.缘角处理


交叉路口相交道路的速度差决定了缘角(右转缘石半径)处理的型式。图18中,左上角是大半径,左下角是小半径,为什么?因为垂直的道路是小路,希望车辆能很容易地融入主干路,所以是大半径;从主干道到小路的车辆速度快,希望车辆右转的时候慢慢地转,所以采用小半径,这就是所谓的缘角处理。


18.webp

图18:缘角处理


交叉路口的缘角处理型式有七种,如图19所示。在人、车很少的地方,路口可采用直角式、小半径式、大半径式或者切角式;在更大的路口,可以采用转向弯道式、转向车道式,在邻近区可以用缘石展延式的。道路设计者需要思考采用哪一种布置方式。


19.webp

图19:交叉路口的缘角处理型式


8.交叉路口处车道数变化


交叉路口处车道数变化会影响车流速度分布。车道数缩减,道路设计者应考虑是在交叉路口处减少车道数,还是过了路口一段距离后减少车道数,因为这两种方式需要做的配套设计并不相同。车道数不能随便减少,要合理地减少,并且是渐变的。


20.webp

图20:交叉路口车道数缩减



弯道处不宜缩减车道数,如果车道数减少或者路宽变窄,这时要特别注意一些配套设施,比如转弯处车道数变少了,需要注意防止车辆撞到路侧,或者是撞到之后有吸能设施;比如道路横断面改变了,就不要设置杆柱等。


21.webp

图21:路侧安全设计的考虑


9.交织组织


车辆在交叉路口变换车道会产生交织,这就需要思考交织长度到底够不够。交织长度越短,变换车道行为会越多,安全风险就越高。交织长度可以通过合理、科学的方法计算出来,应根据车流动线(流线)与充足的认知反应时间来核算并检验最短交织长度。


22.webp

图22:交织长度示意图


10. 视距、视区状况


如图23所示,如果是有信号灯路口,四辆车能同时互相看得到,也就是其中任意一辆车可以看到其余三辆车,这是最基本的要求。如果是没有信号灯的路口,有四个“视界三角”,需要详细检核“视界三角”。


23.webp

图23:视距、视区


11.交控与安全设施


❖ 导流岛与标线渠化


交控设施最重要的是标志、标线、信号灯,需要长期去观察效果如何,比如导流岛与标线渠化,哪种安全绩效更好。标线渠化在雨天容易看不清楚,或者民众遵守程度太低等,需要长期观察,查看效果。


24.webp

图24:不合理的导流线


交叉路口内转弯导流线太多会对驾驶人造成困扰,是驾驶困境的成因,一般一个路口的导流线不应超过四条。上图中,导流线应画在驾驶人的左侧,而图中有多条多余的导流线。


❖ 信号灯的偏光效应


交叉路口如果是畸形的,如Y型、卜型、X型,或信号标志设置角度(驾驶人可明视的角度)不当,可能导致驾驶人误看他人的信号灯而采取错误的驾驶动作,导致事故发生,这叫偏光效应。图25中,驾驶人对应的信号灯是红灯,而他看成绿灯,结果导致事故,这就是路口形状怪异造成的偏光效应。有偏光效应的时候,如果灯罩用筒式的,驾驶人就不会看错。


25.webp

图25:信号灯的偏光效应


信号灯配时也会影响交通安全,有效绿灯时间或黄灯时间太短,都容易导致在红灯时发生追尾事故。正常的黄灯时间是3、4、5或6秒,这需要根据计算得出。


四、交叉路口安全风险改善的基本策略


这里所讲的交叉路口安全风险改善策略是基本策略,而非具体改善细则,因为每个路口都不一样,改善策略也不可能千篇一律。


1.考虑是否可以立即改善


对于交叉路口可以立即改善的风险因素,比如标线、反光设施、信号配时等,应立即改善;如果交叉路口的安全风险是已经存在、无法立即整改的,例如几何条件等,必须通过详实的工程研究与多重方案反复验证后再整改,这项工作会比较复杂、费时。


2.每个交叉路口的改善原则各不相同


每个路口都是独立的,改善的大原则可以相互参考,但细节必然互不相同。如图26,原来有一个斜交路口,经过整改之后,变成一个小型的环岛。


26.webp

图26:斜交路口改善


3.要考虑区域性整体规划


针对单一路口的安全改善,也要思考扩及整个区域路网,因为单一路口的改善结果可能影响上、下游相邻路口。


道路可以新建,也可以整改,甚至废除。路段如此,路口亦然。不论整改或废除,都应以不减小民众方便性为原则。但是如果在市区修改道路几何线形、废掉原来的路口改建新路口,难度较高,如果是郊区、农村,可因地制宜。完成整改后,要思考交叉路口间距、信号灯是否需要联控等等,这是配套的。


图27是佛罗里达的一个案例,高速公路与区域道路衔接,经过长期调查,发现信号灯需要重新配时,把这个区域的路线重新整改,图中标注的小路口封闭,这就是区域性整体规划。


27.webp

图27:佛罗里达的路口改善案例


4.改善注意事项


下面几点是需要提醒的。一是交叉路口经整改后,必须列入长期追踪,看是否达到预期效果。二是交叉路口的改善必须注意是否对该区域路网造成了车流量与动线(流线)的巨大改变。这是有可能的,因为车流会转移。三是阶差大于2的道路不宜直接相接,应采用侧车道理念。如图28所示,原来是一条主要道路和很多小路相接,可以通过设置侧车道将其连接,从右边进、左边出,这样就不会影响主线车流。


28.webp

图28:侧车道

编辑推荐

登录

您需要登录才能继续操作

还没有账号?

使用个人邮箱注册