从交通工程角度谈谈 如何找出道路上的隐患并改善道路条件

来源:交通言究社 | 2021-01-12 11:23

导读:从交通工程上尽可能减少驾驶人犯错误的机会,最大限度为驾驶人提供舒适和安全的驾驶环境,是提高道路交通的安全手段之一。但不合理的设计方案不仅不能实现预期目标,还可能存在安全隐患。公安部道路交通安全研究中心特约专家、美国资深交通工程师梁康之以实例来讲解从交通工程的角度如何分析道路上的“危险”,又该如何改进。


作为交通工程师解读“知危险会避险”这一主题,应该是找出存在和潜在的问题,用工程方法消除问题,防患于未然。简单说,“知危险”就是找出道路上的安全问题,“会避险”是消除那些安全隐患,不要把问题留给使用者。


交通工程的目标是安全和有效率地运送货物、人员。在道路交通发展过程中,交通工程的开拓者们总结出一套交通流理论和工程实践,用于分析和解决道路上车辆运行和行人行走的安全和效率问题。由于交通工程是动态分析车辆运行、行人行为,配置合适的车道使用和道路连接,并从流动性及连接性考虑路网结构,因此不论运输规划、道路设计、交通控制和管理,还是道路养护和施工,都离不开道路交通工程的数据、分析、反馈意见及改进方案。


近年来我们对道路安全意识提高,开始重视数据搜集、积累。在一些道路安全改进项目中找到近1-2年的交通事故记录,其中较多的是追尾、侧面刮蹭。这类事故发生较多就在告诉我们要知道哪里有“危险”,这类事故背后普遍存在车道使用不合理、速度差别过大、过多或过快变换车道等问题。我们在路上行驶,在必须要变换车道时应有足够的距离,保持与邻近车道上行驶车辆相近似的速度,逐渐驶入相应车道,才能够很好地降低追尾、侧面刮蹭等事故。下面就以几个实例来解释交通工程是如何分析道路上的“危险”,并改进。


案例一 T型交叉口车道布置


图1是T型交叉口的一种设计类型,采用右转渠化分割岛,在向左方向的出口段增加一条很短的加速车道,应该是为左转车辆提供一段距离加速,然后并入直行车道。

图1:T型交叉口右转渠化设计例(图片来自网络)

图1:T型交叉口右转渠化设计例(图片来自网络)


这种设计看似增加了通行能力,并在右转车道前为行人跨越道路提供了分隔岛,但实际上存在以下几点“危险”:


如果有向左方向直行行驶的车辆接近交叉口时,从支路停车线启动的左转车辆也同时进入左转加速车道,侧面冲突的可能性会增加很多。而且如图1中这样设置很短加速车道和并道距离,会容易造成车辆突然采用大的加速度和急速变道。因为这样短的距离并不足以提供有效的加速和安全并道,反而增加了发生碰撞的可能性。


右转渠化看似分离了右转车辆,但在右转分离之前没有减速车道,右转后也没有加速车道,驾驶人右转时可能要回头观察左后方行驶过来的车辆,再转身看前方是否有行人。这样设置并没有起到右转渠化的实际作用。


行人利用右转渠化岛停顿并观察来往车辆,看似增强了行人安全保障。但右转的转弯半径较大,右转车辆可以较快速度进入渠化右转车道,而且在进入转弯后才能面对人行横道,较难有清楚的视线观察行人;而行人较难判别右转车辆的行驶速度。


另外,“让”标志的位置并没有涵盖避让行人,正确的位置是在人行横道之前。


这种类型的交叉口设计会增加对驾驶人和行人的“危险”,反而会增加车辆侧面冲突的几率,以及机动车、行人和非机动车的碰撞事故。


改进方案


图2是交叉口改进建议方案概念图。建议取消右转渠化岛和左转加速车道,利用左转加速车道的空间增加分割岛,用于行人过街安全岛。

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图2:T型交叉口改进设计概念图


这样设计的优点在于:


降低车辆侧面冲突的机会。车辆从支路左转、右转都必须在“停”标志前停车,观察左右驶来的车辆,在有足够的间隔时,直接驶入主路;从主路右转的车辆在交叉口减速,直接进入支路,驾驶人只观看正前方交叉口内是否有车辆冲突,以及是否有行人在车道上行走,不需要转身观察左后方车辆的影响。


增加了行人过街安全。降低右转车辆的速度,便于观察是否有行人正在跨越道路;行人在跨越道路时,减少了暴露在行车道的时间和跨越车道的数量,降低了碰撞行人的可能性;增加了行人跨越主路的安全区域,行人可以分段过街,并有利于改善驾驶人视线,观察行人的活动,行人也能有效地观察来往车辆。


其相对缺点是因为取消了右转渠化,可能降低了一点交叉口的通行能力。但图1中右转并没有加速和减速车道,渠化右转车道也很短,并不能有效的分离右转车辆对直行车辆的干扰,对增加交叉口的通行能力作用也很小。这样的建议设计是如何以交通工程方法,主动的为用路人“避险”。



案例二  十字型交叉口车道布置


图3是十字型交叉口的一种设计类型,从设计图的右侧可以看出道路断面是6车道、无中央隔离带,两侧非机动车道与机动车道有物理隔离,在接近交叉口的路段增加了左转车道。


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图3:十字型交叉口设计例(图片来自网络)


在接近交叉口的路段增加左转(或右转)车道,分离转弯车流,是增加交叉口通行能力和降低不同速度引发冲突的方法之一。但我们应该如何布置和连接这些车道?如何兼顾行人和非机动车穿过交叉口?如何知道“危险”并帮助用路人避免危险呢?


先来分析一下图3中存在的危险:


不必要的行车道会增加危险。在接近交叉口的路段,可根据设计交通量适当加宽道路,分离出一条或几条左转车道。但在交叉口另一侧的出口段并不需要有同等数量的车道,保持同等数量的直行车道即可达到维持通行能力的目标。因此,从图3左右两边出口的4条车道中,各有一条是不必要的车道。其缺点为:一是增加了行人和非机动车穿过的距离;二是增加了机动车从支路穿过交叉口的时间,降低了通行能力;三是在出口后的路段,行车道必须减少一条车道后连接到之后的路段,一些车辆必须并道交织,增加了侧面冲突的机会。


不合适的转弯设置会增加危险。在交叉口内,机动车的左转和右转行走路线应该是从机动车道进入机动车道;同样,非机动车是从非机动车道进入非机动车道。所以转弯半径,特别是右转,应该根据设计车型的转弯曲线和行走路线来确定。图3中交叉口的右转半径和位置是根据机动车从支路右转进入非机动车道设计的。其缺点,一是没有为机动车驾驶人提供明确的转弯路线,引导模糊;机动车司机难以确定非机动车行走路线,增加了观察、避让的困难。二是交叉口过于宽阔,没有为非机动车提供必要引导进入对向非机动车道,也拉长了行人的行走距离。


左转车道位置不佳会增加危险。不论是信号灯控制,还是以“停”或“让”控制的交叉口,都要为各个方向提供良好视线。在配置左转车道时,尽可能不要让对向车辆遮挡视线,“头对头”的左转车道布置是常见的解决视线遮挡的方法,可以让左转车辆的驾驶人清楚看到对向行驶来的车辆,并在有足够间距时左转,提高了交叉口运行的灵活性和通行能力。图3中的布置造成左转车辆在左转车道中相互遮挡视线,只能用信号控制中的保护相位限制左转,降低了交叉口的通行能力。


短距离变道会增加危险。车辆以一定的速度行驶时,变换车道需要一定的距离才能安全进入邻近车道。变换车道所需的安全距离需要根据车速和横向位移的距离计算得出。在图3中的标线划出的车道变换区域太短,而且标线布置也显得混乱。


改进方案


图4是根据上面找出的“危险”,针对十字型交叉口设计的改进建议方案。


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图4:十字型交叉口改进设计概念图


改进的具体有以下几点:


利用出口多余的车道布置左转车道,提高左转车辆的视线,减少行人和非机动车跨越道路的距离,以及机动车通过交叉口的时间。同时还可以对齐从左向右的直行车道。


延长非机动车隔离带到交叉口内,以机动车(设计车型)从机动车道进入机动车道的右转半径设计隔离带的终点,适当向外倾斜,可约束非机动车行走路线,也提高机动车驾驶人的视线。


合理设计隔离带和施画标线,分离出左转车道,分离公交车站,可以让不同车速的车辆在不同车道分离出来,降低干扰,同时将三条直行车道顺直连接,降低驾驶人的负担。


这样的交叉口设计和车道布置可以明确车辆使用的车道,减少驾驶人寻找车道和不必要换道的负担,并让不同速度的车辆可以分离在不同的车道上,减少了侧面冲突和追尾的可能性。行人、非机动车跨越道路的距离缩短,等待区域在交叉口内接近行车道的位置,便于行人和驾驶人观察。非机动车行走的路线有了约束和引导,也便于驾驶人观察和避让非机动车,降低了行人和非机动车与机动车的冲突。


案例三  互通匝道连接


图5是一段高速公路匝道进口和出口现状,进口匝道是两条车道,右车道直接连接单独直行车道,而左车道则需要向左(或向右)换道后才能进入公路。出口匝道也是两条车道,公路的右车道直接驶入匝道,而第2右车道的车辆必须换道后进入匝道。这样的布置存在的“危险”是什么?又如何才能避免呢?

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图5:某高速公路匝道进口和出口现状(图片来自改进项目)


进口匝道:


当车辆行驶在匝道上接近高速公路时,我们希望车辆逐步加速,在进入高速公路与直行车道并行时,开始观察直行车道上的车辆间隔并做必要的换道。进口匝道的右车道直接进入连接车道,车辆可以顺畅加速行驶。但左车道必须进入左侧直行车道,然而现有换道距离很短,驾驶人很难在短时间内观察左侧车辆间距,完成换道。其结果是驾驶人有可能降低车速,等待合适间距换道,或者换道进入右侧车道。这样的设置存在的危险是:


匝道上两条车道上会出现较大的速度差,一旦有车辆换道,会导致后面的车辆在短时间内改变速度,追尾和侧面碰撞的危险性增加。


匝道上的左车道换入左侧直行车道的距离太短,驾驶人很难在达到合适的速度后再向左换道。一旦公路上流量较大、间隔较小时,驾驶人只能减速,等待时机,但由于前方没有加速车道,只能低速度进入直行车道,会导致后面的车辆在短时间内改变速度,追尾和侧面碰撞的危险性增加。


公路上右侧的行车道与左侧邻近车道以白色实线限制换道。当车辆较多又有低速车辆进入时,在直行车道上的车辆只能尽快减速而不能向左换道避让,导致追尾碰撞的危险性增加。


出口匝道:


当车辆行驶在高速公路上接近匝道时,我们希望车辆保持原有速度驶入匝道,不干扰不进入匝道的直行车辆。图5中最右侧直行车道可以直接驶入匝道,但如果右2车道上的车辆要进入匝道时,必须向右换道,但可以换道的距离很短,驾驶人必须很准确地在最后一刻换入匝道的左车道。这样设置存在的危险是:


公路上右2车道的车辆在进入匝道时较难判别换道时间,特别是不熟悉这段道路的驾驶人。驾驶人可能会提前减速,在最后一段道路上犹豫,或突然向右换道。会导致后面车辆的难以判断前车行为,造成后车在短时间内改变速度,增加追尾和侧面碰撞危险性。


最右车道车辆直接驶入匝道时是顺畅进入,驾驶人不会注意左侧有干扰,但右2车道的两条点标线是三角形,驾驶人有可能难以判别应该进入哪条车道从而直接插入右侧车道,增加追尾和侧面碰撞危险性。


在接近匝道的路段,行车道之间都是以白色实线限制换道。当准备进入匝道的车辆出现犹豫和减速时,直行车道上的车辆只能尽快减速而不能向左换道避让,导致追尾碰撞的危险性增加。


改进方案


图6是建议改进方案概念图。根据找出的“危险”,建议改进匝道的连接方式,让用路人避开“危险”。


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图6:某高速公路匝道进口和出口改进设计概念图


下面介绍具体改进方案。


进口匝道:


提前将匝道的两条车道并为一条车道,利用现有匝道的长度,给出足够的警告,告示车辆由右车道并入左车道。当匝道由右侧进入高速公路时,驾驶人注意力通常会集中左侧,并向左侧换道。因此,从右向左并为一条车道符合驾驶人注意左侧车辆行驶的习惯,便于驾驶人在有合适间距时进入左侧车道,然后进入直行车道。这样的布置可以控制匝道上的车辆以相近速度行驶,并入一条车道后顺畅进入高速公路,对高速公路上行驶的车辆干扰最小。


因为车辆从匝道进入高速公路时对直行车道的干扰很小,不需要用白色实线分割车道,也不需要点虚线提示换道进入直行车道,所以车道是按照正常行驶的标线分割,车辆可以更灵活地在高速公路上行驶,降低不必要的换道,和不必要地限定车辆仅在一条车道内行驶,减少追尾和侧面碰撞的机会。


出口匝道:


在进入匝道前用白色实线分割最右车道和第2右车道,不允许在这两条车道间换道。右车道直接进入匝道,第2右车道可进入匝道也可保持直行,符合现有箭头指示的功能。两车道上的车辆均可保持原有的速度进入匝道,然后根据匝道上的后续道路情况调整速度。将追尾和侧面碰撞的可能性降低。


对直行车道的干扰最小,行驶速度不会因出口匝道而有明显的干扰变化,所以不需要用白色实线分割左侧2条车道,也不需要点虚线提示换道和减速标线提示减速进入匝道。追尾和侧面碰撞的机会降低。


如果出口指示和直行指示信息能清楚地告诉驾驶人应该行驶的方向,左侧车道的车辆不会在短距离内突然换道,公路上的减速标线和点线是不必要的。车道的分割应该使用正常行驶的车道分割标线。建议的引导指示标志如图7,提前并多次标明各个车道的行驶方向,反复提示司机选择应该按要去的方向选择车道。


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图7:直行和出口匝道车道指示(图片来自改进项目)


交通安全要从工程、教育、执法入手。从交通工程上尽可能减少驾驶人犯错误的机会,最大限度为驾驶人提供舒适和安全的驾驶环境,提高道路交通的安全。我们要在良好的道路环境中教育驾驶人如何安全驾驶车辆,并对违反交通规则的驾驶行为进行执法,这样才是道路交通安全的实质内涵。


(文 / 公安部道路交通安全研究中心特约专家、美国资深交通工程师 梁康之)

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