城市道路上普遍存在的一些设计和管理缺陷(一)

时间:2021-11-16 10:54:46 浏览量:

官阳

随着对交通流理论和交通工程认识的不断深入,重新审视我们的道路,会发现一些不太容易引起重视但却是交通工程上普遍存在的缺陷乃至错误。这些问题,不仅影响着城市道路的通行能力,影响着路人的出行体验和城市形象,在很大程度上也影响着治堵工作的效果,很多这样的错误集合在一起甚至让城市道路交通的治理之路越走越没有方向,很多问题明明是交通流质量问题,却不得不去向运输规划寻求答案,甚至导致一些对策“霸王硬上弓”,在条件不成熟的情況下,想方设法逼着老百姓放弃最依赖的出行方式,而忽视了老百姓的生存成本、承受能力和维生需求,制造了不少社会冲突和不稳定因素。梳理和重新审视我们在交通工程设计和管理上被忽视的一些典型问题,迫在眉睫。

本期文章先刊发4个典型设计管理缺陷,未完待续。

缺陷1:路口的转弯半径过大,形成秩序和安全黑点,增加穿越难度,引发延误和拥堵感受,耗费警力

近年在一些比较发达的城市,已经多次出现失控的机动车撞入街角准备过街的人群的惨剧了,但是这些惨剧并没引起专业人士的重视,检讨一下为什么会有那么多的行人站在路缘石下的车道空间内等候过街信号,为什么人流并不多的小路口会延误积压了那么多的行人!

为了使低比例的大型车辆也转弯顺畅,我们的城市道路在交叉口位置普遍使用了大转弯半径的设计标准,而且由于自行车道在我国城市里的普遍存在,路口内的实际可用路面空间还要更大。这个错误设计对交通流的控制效果是灾难性的。它最大的问题是增加了交叉口的面积,迫使路缘石和停止线后移,不仅鼓励了机动车的高速转弯和选择行驶轨迹的自由度,加大了所有道路使用者(行人、自行车和机动车)过街的距离、难度和时间,增加了交通流的切断时间,而且压缩了行人过街前等候信号灯的驻足区(缘石外驻足区面积缩小且远离对岸,信号灯等候时间越长,越会有耐心不足和警惕性不高的人跨越缘石进入机动车道等候过街绿灯),使行人更容易暴露在机动车的转弯观察死角和冲撞范围里。千万不要小看停止线的这个后撤,如果路口是30米宽,停止线后撤3米,就等于直接增加了10%的过街距离,导致通过能力下降。

加大转弯半径,唯一能改善的是右转弯的车辆速度。但是在城市的大部分道路里,右转弯车辆要和行人与非机动车进行谈判,要在三角通视视距不佳和路况复杂的情况下操作右转弯,这时的速度应该非常低,根本不应该鼓励高车速。哪怕是大型车辆右转弯,也应该强迫其在小半径情况下充分减速甚至侵占逆行车道轨迹缓慢转弯(见图3),而不是让大型车以较高的速度和不惜因内轮差的存在从侧后方横扫行人初始过街和非机动车的等候区。我们交叉口的很多事故与路口车速过高和转弯半径太大有关。

所以,过大的转弯半径是城市道路里最典型的交通工程错误之一,道路上的很多拥堵与延误,很多交通事故,很多秩序混乱,都与此有关。按照“绿皮书”的规范,城市道路的转弯半径应该是15英尺(4.6米)之内,有自行车道的,也只有20英尺(6.09米),只有频繁出现专用货运通道才会使用30英尺(9.14米)的转弯半径。近20年兴起的新城市主义风格,更是主张路口的转弯半径在0~10英尺之间,目的就是尽量压低车速,提供安全的同时,用更短的行人过街时间促进通行效率的提升。

缺陷2:简单地拓宽路口而忽视了路口上下游的直行车道对齐和运力匹配问题

在很多地方,简单地把拥堵的原因归结为车多,也就是道路资源不够,而忽视了交通流如水的特征——事实上,一条顺畅的车道的通行能力,往往可以匹敌两三条车速不均匀和有各种干扰因素的车道,特别是当道路上有路口时,交通流会在路口前减速,这种减速会导致流量的堆积,从而导致车辆外溢,引发干扰型延误向上游和周边扩散,所以,路口的直行交通流顺畅度的保护价值往往会远超增加车道数量的价值。

而我们在传统上,为了减少路口延误,特别是减少信号灯延误,增加绿灯时的通过车辆,往往会先去拓展道路和路口宽度,在路口区域增加车道数量,以为这样就能够提高通过效率。而事实上,这样做的前提,首先应该是直行车道真的不够用,这就需要测算通行能力和流量,分辨是因为信号不合理导致的流量堆积还是流量超过了车道通行能力的科学阀值(一条车道一小时能通过1900辆车,算些损耗,灯控路口的直行车道一小时也应该能通过约850辆车),同时,我们还要考虑因增加路口宽度而拉长的过街距离的代价是否合理,要考虑在增加了车辆因变换车道而带来的各种冲突型延误导致的拥堵搬家问题是否可以控制。

目前,我们经常会遇到的一个典型错误就是在拓宽的交叉口,缺少渐变段的设计,或者渐变段设计错误,导致路口两端的直行车道对不齐,甚至出现在上游入口直行车道多于下游出口车道的情况,比如常见的3进2出、4进3出的配置,加之右转车辆挤入下游出口车道,上游左转车道对着下游出口的直行车道等,导致用路人需要在路口里判断和操作的复杂度增加,车辆运行轨迹不固定,交叉口下游出口段秩序混乱,交通流不顺畅,通过效率降低,事故多发。

缺陷3:交叉口上游接入车道缺少渐变段和蓄流车道长度不足,车道主辅功能不分

车辆通过交叉口前,需要降低车速选择车道和等候适宜的时机通过路口,这就会引起车辆排队(此时交通流未必完全停止运动),排队的车辆会影响后面继续驶来车辆的车速,所以,在交叉口上游需要有主车道和辅助车道的配置,要为寻机换道而减速和排队等候的车辆提供足够的空间(渐变段和蓄流段),否则就会引起秩序混乱乃至事故,这就是车道导流线的由来。在什么位置进行这种梳理和调整车道宽度,都需要专门的流量特征调查,并要根据需求设定车道导流线的长度。最不应该有的设计,是不分车道的主辅功能,把交叉口车道布局和信号配时错误导致的拥堵理解成路面不够宽,然后拓宽道路,把一条直行车道直接变成了转弯车道,导致要直行的车辆无法选择操作点进行顺畅的变道和交织操作,频繁诱发路段的延误拥堵和事故,这个问题不解决,仅仅依靠信号灯控制和配时,是无法真正提高道路通行能力的,结果甚至会更糟。

缺陷4:自行车道过宽和控制方式粗糙的问题

高速运动的物体,需要的不是超过自身动作幅度宽度的轨道而是运动轨道外侧的宽容度。机动车如此,自行車亦如此!自行车也是车辆,骑行也是运动状态,所以也需要识别视距、运动轨迹参照坐标和车道以及车道外侧的冗余空间;
为减少冲突,自行车也需要排队行进,而不是一窝蜂地你追我赶,否则在交叉口位置就会造成多点冲突,增加驾驶人和骑车人的操作难度,让危险系数大幅度增加。一辆机动车一次遇到一辆自行车做交织,冲突是1×1,遇到两辆就是1×2,所以不应该让一辆机动车右转弯时遭遇1×N的困境,而是做1×1、顶多是1×2的设置,再多则会严重影响通行效率,增加事故率。冲突点示意(图8)。

自行车骑行的基本宽度是0.8米,骑车人需要与路侧障碍物保持一定距离,加之骑行时会出现摇摆,所以车道宽度在1.2~1.5米为常见,如果考虑流量很大和两人并排骑行或者频繁的超车需要,2.5米的宽度是合适的,而且只要是双车道配置,路口段就应该有车道线,自行车应该在车道内排队行驶,这与田径赛场的跑道需要画线,短距离冲刺的项目需要严格遵守跑道边界的道理是一样的。

自行车道的存在,也会导致路口转弯半径的加大,在这种情况下,有两种对策,一种是让直行自行车与右转机动车提前完成交织换道,一种是考虑设置弹性柱、标线、渠化岛等形式约束机动车的转弯轨迹,保护自行车(见图12)。

之所以在路口前提前让右转机动车换到最右侧车道的原因,是因为路口内的驾驶任务负荷本身就很重,驾驶人需要对很多常规记忆习惯中建立的风险点和突发情况做准备,所以在路口外提前分担一些,将右转的机非谈判压力提前释放掉,可以提高车辆在路口里的通过效率,这对于各个方向的交通能力改善都有益处。

交通工程的缺陷,会导致交通管理困境,进而引发城市居民的出行体验恶化,希望本文的提出的问题和解决思路能引起重视。(未完待续)

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