孫超,陳小鴻,張紅軍,3,李文斌
(1.同濟(jì)大學(xué)道路與交通工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海201804;(2.深圳市城市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究中心有限公司∥深圳市交通信息與交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東深圳518021;(3.美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校土木與環(huán)境工程系,美國(guó)加州CA 95616)
速度是道路交通安全最關(guān)鍵性的風(fēng)險(xiǎn)因素,約40%的死亡事故與速度有關(guān),尤其在混有行人、騎車(chē)人等弱勢(shì)道路使用者的區(qū)域,速度更是最大威脅[1]。一方面速度越高,事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)越大,造成的傷害也越大[1-4];另一方面速度離散性越大,不同速度的車(chē)輛碰撞發(fā)生的概率及傷害也越大[5-8]。在大規(guī)模的道路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)完成后,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家以 “人的生命健康高于一切”為宗旨,于上世紀(jì)90年代先后采取道路限速管理、道路接入管理等一系列管理措施提升交通安全水平,提出交通事故 “零死亡”的發(fā)展愿景,并制定了系統(tǒng)的速度管理框架和措施[1],如:瑞典的“零死亡愿景”、荷蘭的 “可持續(xù)安全”和澳大利亞的 “安全系統(tǒng)”等[9-13]。近年來(lái),越來(lái)越多的國(guó)家開(kāi)始以交通安全為目標(biāo),逐步完善速度管理對(duì)策,力求將事故嚴(yán)重程度降至最低。這些國(guó)家通常根據(jù)道路功能等級(jí)及道路周邊環(huán)境綜合考慮設(shè)置限速,一般在城市道路限速30~50 km/h;在有大量行人、非機(jī)動(dòng)車(chē)、農(nóng)用車(chē)或畜力車(chē)、道路線(xiàn)形標(biāo)準(zhǔn)低或危險(xiǎn)路側(cè)環(huán)境的道路采用更低的限速[6,14-18];在住宅區(qū)、學(xué)校及游樂(lè)區(qū)等特殊地區(qū)通常采用交通寧?kù)o化措施管理車(chē)速[19-21]。為增加道路交通安全性,德國(guó)從1970年代開(kāi)始實(shí)施將住宅區(qū)限速由50降至30 km/h,有效地減少了住宅區(qū)交通事故。挪威在首都奧斯陸城市中心區(qū)實(shí)施30 km/h的限速,法國(guó)巴黎37%的街道限速在32 km/h以下,日本在有行人穿越的生活性道路實(shí)施30 km/h的限速,美國(guó)阿拉斯加州在城市CBD實(shí)施32 km/h的限速,使道路交通安全性得到了提高。在道路接入管理方面,以美國(guó)為代表形成了可操作性強(qiáng)的道路出入口管理手冊(cè)[22],道路交通安全提升效果顯著。
國(guó)內(nèi)在城市道路速度管理和道路接入管理方面的研究較少,較側(cè)重于公路(包括高速公路)方面的速度管理研究[23-26],包括引入智能的先進(jìn)理念和管理手段[27-29](比如車(chē)輛定速巡航、車(chē)速誘導(dǎo)和可變限速管理等),但對(duì)城市道路和街區(qū)的速度管理研究不夠。這主要?dú)w納為3個(gè)方面的原因:1)國(guó)內(nèi)城市道路速度管理往往根據(jù)功能等級(jí)機(jī)械制定限速標(biāo)準(zhǔn),忽視周邊環(huán)境、交通狀況、交通事故率等綜合因素[30];2)對(duì)于作為重特大交通事故重災(zāi)區(qū)的城市快速路的速度管理研究較少,大多借鑒公路的相關(guān)理論方法[23-26]。近年來(lái),部分學(xué)者提出了結(jié)合城市快速路交通流特點(diǎn)、道路線(xiàn)性條件及周邊環(huán)境等綜合因素進(jìn)行快速路限速引導(dǎo)和優(yōu)化管理[31-33];3)忽視對(duì)速度變換環(huán)節(jié)的管控。國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有出臺(tái)道路出入口管理方面的規(guī)范,現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范 《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》和 《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》對(duì)支路及出入口接入干路的方式缺乏可操作性的明確指引。隨著我國(guó)大城市(尤其是超大、特大城市)道路設(shè)施供應(yīng)和道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)性完善均十分有限的現(xiàn)實(shí)條件下,城市道路交通安全已進(jìn)入 “管理為本”的階段,速度管理作為改善道路交通安全的重要手段,亟需建立清晰的速度管理框架和系統(tǒng)的速度管理措施。本文以深圳為例,通過(guò)對(duì)速度與事故關(guān)系的實(shí)證研究,借鑒先進(jìn)國(guó)家和地區(qū)速度管理經(jīng)驗(yàn),從更安全的速度和更安全的速度變換兩個(gè)環(huán)節(jié)著手,探討了路段限速管理、快速路速度管理、道路接入速度管理等城市道路交通安全的速度管理對(duì)策,以便為國(guó)內(nèi)其他城市的道路交通安全管理提供參考和借鑒。
根據(jù)功率模型(power model),當(dāng)平均速度增加5%時(shí),事故總量增加10%,死亡事故數(shù)量增加20%[1,9],如圖1所示。行人和車(chē)輛碰撞速度與死亡概率正相關(guān),尤其當(dāng)車(chē)速超過(guò)30 km/h時(shí),行人遭受致命傷害的可能性迅速增加[1,9],如圖 2所示。相關(guān)研究還進(jìn)一步提出了相對(duì)死亡風(fēng)險(xiǎn)曲線(xiàn),用以描述速度及速度變化對(duì)交通事故參與者死亡風(fēng)險(xiǎn)的影響[2]。
圖1 速度變化與事故數(shù)量的關(guān)系曲線(xiàn)(功率模型)Fig.1 Relationship between speed variation and the number of accidents(power model)
快速路致死率遠(yuǎn)高于其他等級(jí)的城市道路,凌晨(夜間)時(shí)段致死率遠(yuǎn)高于其他時(shí)段。以深圳為例,城市快速路全天、夜間(18:00-6:00)和凌晨(2:00-6:00)的致死率分別是其他城市道路平均致死率的1.7、2.2和1.8倍。深圳約70%的重特大交通事故發(fā)生在高快速路上,超速事故約占快速路死傷事故總數(shù)的80%,可見(jiàn)致死率高與超速密切相關(guān)。凌晨(或夜間)速度管理薄弱,超速現(xiàn)象更普遍,致死率更高。根據(jù)統(tǒng)計(jì),深圳凌晨時(shí)段(2:00-6:00)發(fā)生了13%的交通事故數(shù)量,卻承擔(dān)了21%的事故死亡人數(shù),如圖3所示。
圖2 行人死亡概率與碰撞速度的關(guān)系曲線(xiàn)Fig.2 Relationship between Pedestrian death probability and Collision speed
目前,深圳主要在高快速路和限速60 km以上的交通性干道上查處超速,對(duì)生活性主干道、次支路的速度管理較為薄弱。生活性道路超速現(xiàn)象普遍,致死率較高,承擔(dān)了主要的死亡和重傷事故。2011-2016年,深圳主、次干道承擔(dān)了81%死亡與重傷事故(主干道承擔(dān)58%,次干道承擔(dān)23%),主干道單位長(zhǎng)度死亡人數(shù)為1.17人/km,次干道為0.61人/km,遠(yuǎn)高于其他等級(jí)城市道路,詳見(jiàn)表1。
圖3 深圳市道路交通事故時(shí)間分布特征圖(來(lái)源:深圳市交警局)Fig.3 Time distribution diagram of Shenzhen road traffic accidents(Source:Shenzhen Traffic Police Bureau)
表1 深圳市道路交通事故在各種道路類(lèi)型上的分布(2011-2016年)(來(lái)源:深圳市交警局)Table 1 Shenzhen road traffic accidents distribution in various types of roads(Source:Shenzhen Traffic Police Bureau)
高低等級(jí)(不同限速值)道路接入時(shí)的速度轉(zhuǎn)變、單位出入口接入城市道路時(shí)的速度轉(zhuǎn)變導(dǎo)致交通事故多發(fā),同樣應(yīng)值得關(guān)注。根據(jù)統(tǒng)計(jì),深圳市快速路的主輔出入口(含輔道)事故數(shù)量約占快速路全部事故的70%,其中輔道占59%,且快速路出口的事故數(shù)量是入口的6倍,即高速向低速轉(zhuǎn)變時(shí)更容易引發(fā)交通事故。機(jī)動(dòng)車(chē)與行人及機(jī)動(dòng)車(chē)與自行車(chē)事故是快速路交通傷害的主體,約占73%。
根據(jù)統(tǒng)計(jì),深圳市主干道與支路交叉口、次干道與支路交叉口承擔(dān)了全部交叉口交通事故(死亡+重傷)的62.8%,其中49%發(fā)生于速度差較大的主干道與支路交叉口,詳見(jiàn)表2。實(shí)際上,這種分布特點(diǎn)與深圳市道路等級(jí)結(jié)構(gòu)不匹配有關(guān),深圳的快速路、主干道、次干道、支路長(zhǎng)度比為1.0∶2.9∶2.3∶9.0,可見(jiàn)次干路規(guī)模不足,導(dǎo)致大量主路與支路直接銜接現(xiàn)象,因而交叉口交通事故(死亡+重傷)主要分布在主干路—支路交叉口。
表2 交叉口死亡及重傷事故分布表(來(lái)源:深圳市交警局)Table 2 Distribution table of deaths and serious injuries at intersections
根據(jù)統(tǒng)計(jì),深圳道路出入口影響區(qū)(本文界定為單位出入口上下游30 m范圍和交叉口上下游50 m范圍)的事故數(shù)量約占全部交通事故的60%,路段事故數(shù)量占比約40%,由此可見(jiàn)在道路接入的地點(diǎn)更容易發(fā)生交通事故。
借鑒先進(jìn)國(guó)家或地區(qū)的速度管理經(jīng)驗(yàn),提出面向交通安全的速度管理框架,主要包括更安全的速度、更安全的速度切換。本文以深圳為例,重點(diǎn)圍繞速度和速度轉(zhuǎn)變兩個(gè)環(huán)節(jié)從路段限速調(diào)整、加強(qiáng)快速路速度管理、加強(qiáng)道路接入的速度管理3個(gè)方面探討城市道路交通安全改善對(duì)策。
通過(guò)多年的觀測(cè),發(fā)現(xiàn)發(fā)達(dá)國(guó)家在降低道路限速值或設(shè)置限速街區(qū)后,道路交通安全均有顯著的提升[14],具體的限速效果見(jiàn)表3。
表3 發(fā)達(dá)國(guó)家的限速效果Table 3 The speed limit effect in some developed countries
2.1.1 調(diào)整路段限速 高速公路、快速路、交通性主干道原則上實(shí)行較高限速,生活性主干道、次干道和支路實(shí)行較低限速,具體限速值的確定應(yīng)結(jié)合道路沿線(xiàn)行人過(guò)街需求、交通事故率及交通環(huán)境綜合因素采取合理的限速值,建議深圳各等級(jí)道路限速值見(jiàn)表4。
表4 深圳道路限速建議值Table 4 Shenzhen road speed limit recommended values
2.1.2 推行限速街區(qū)試點(diǎn) 借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家城市的限速街區(qū)和交通寧?kù)o化做法,首批在深圳中心區(qū)、沙頭角地區(qū)等人流活動(dòng)較集中的地區(qū)試行限速街區(qū)(30 km/h)。限速區(qū)內(nèi)交通性道路原則上仍實(shí)行較高限速,具體可結(jié)合沿線(xiàn)行人穿越需求及周邊環(huán)境采用合理限速值。試點(diǎn)街區(qū)較試點(diǎn)前交通事故率均有不同程度的降低,以深圳沙頭角安寧街區(qū)為例,在實(shí)施限速后,街區(qū)平均車(chē)速?gòu)膶?shí)施前的34.6下降至28.5 km/h,降幅17.6%,交通事故率下降28.5%,效果顯著。
2.2.1 全路段限速管理 加強(qiáng)快速路低峰期(夜間)限速管理,增設(shè)超速抓拍設(shè)施(單點(diǎn)測(cè)速),增設(shè)區(qū)間測(cè)速區(qū)段,增加移動(dòng)執(zhí)法,將快速路主線(xiàn)車(chē)速?lài)?yán)格控制在60~80 km/h以下,局部段具體限速可根據(jù)實(shí)際情況確定,如圖4所示??紤]對(duì)慣犯及屢犯者加重處罰,且違法記錄與個(gè)人征信掛鉤。以北環(huán)大道快速路為例,在實(shí)施全路段限速和監(jiān)控后,凌晨2:00-6:00全路段平均運(yùn)行速度從77.6 km/h下降至70.1 km/h,降幅9.7%;早晚高峰時(shí)段全路段平均運(yùn)行速度從60.8 km/h下降至53.2 km/h,降幅12.5%;交通事故率尤其重特大交通事故明顯減少,近3年尚未發(fā)生重特大交通事故。
2.2.2 局部段限速管理 在線(xiàn)形條件差、縱坡較大或急彎區(qū)域施劃視覺(jué)減速標(biāo)線(xiàn)、壓縮車(chē)道寬度,以達(dá)到提醒減速的目的。以北環(huán)大道皇崗立交為例,通過(guò)對(duì)局部路段的速度管理,該路段車(chē)速明顯降低,根據(jù)出租車(chē)浮動(dòng)車(chē)數(shù)據(jù),改造后該路段平均車(chē)速?gòu)母脑烨暗?5.2 km/h下降至52.7 km/h,下降19.2%。事故率也明顯降低,改造前北環(huán)大道(皇崗立交段)年平均造成2人死亡,1人重傷;改造后近5年未發(fā)生交通事故。春風(fēng)快速路高架羅湖中學(xué)段由于線(xiàn)形條件差,急彎區(qū)域采用縱向視覺(jué)減速帶在視覺(jué)上壓縮車(chē)道寬度,同時(shí)實(shí)施30 km/h限速,較實(shí)施前事故率下降49%,如圖5所示。
2.2.3 拉鏈?zhǔn)街刃蚬芾?在快速路合流路段實(shí)施拉鏈?zhǔn)街刃蚬芾?,以改善交通秩序,提高交通安全水平。以濱河大道與春風(fēng)路高架銜接段實(shí)施拉鏈?zhǔn)焦芾頌槔瑢?shí)施拉鏈?zhǔn)浇惶嫱ㄐ卸蜗匏?0 km/h,實(shí)施后雖然通行效率下降了18.9%,但交通事故率下降43%,如圖6所示。目前全市40個(gè)拉鏈?zhǔn)浇惶嫱ㄐ悬c(diǎn)在試行,總體效果較好。
2.2.4 快速路輔道速度管理 針對(duì)快速路輔道事故多發(fā)及人車(chē)事故是輔道交通事故傷害主體的特點(diǎn),在輔道接入點(diǎn)處增設(shè)速度提示和抓拍設(shè)施,控制接入后車(chē)速,降低人車(chē)沖突發(fā)生概率及碰撞傷害。在快速路服務(wù)建成區(qū),輔道空間資源除兼顧車(chē)流通行需求外,應(yīng)綜合人行路徑和車(chē)行流線(xiàn)優(yōu)先考慮公交站點(diǎn)、天橋及接入點(diǎn)的協(xié)調(diào)布設(shè),降低人車(chē)沖突,提升輔道安全性,如圖7所示。
圖4 快速路主線(xiàn)速度提示及抓拍設(shè)施Fig.4 Freeway mainline speed tips and capture facilities
圖5 北環(huán)大道(皇崗立交段)快速路及春風(fēng)快速路高架羅湖中學(xué)段增設(shè)縱向視覺(jué)減速標(biāo)線(xiàn)示意Fig.5 Additional longitudinal deceleration visual marking in North Central Avenue(Huanggang Interchange Section)and Chunfeng Expressway Elevated Section
圖6 濱河大道與春風(fēng)高架銜接段拉鏈?zhǔn)浇惶嫱ㄐ蠪ig.6 Zipper order management for Binhe Avenue and Chunfeng Road
圖7 快速路輔道人車(chē)事故安全改善措施Fig.7 Measures for improving traffic safety in expressway auxiliary road
2.3.1 快速路主輔接入口的速度管理 快速路接入點(diǎn)會(huì)在直行交通和轉(zhuǎn)向交通間產(chǎn)生潛在的沖突點(diǎn),通過(guò)工程手段減少?zèng)_突點(diǎn)數(shù)量可以有效降低事故發(fā)生的概率。針對(duì)快速路主輔出入口事故多發(fā)、出口事故多于入口事故的特點(diǎn),制定快速路主輔出入口接入的速度管理措施。首先,通過(guò)交通管理手段和工程技術(shù)手段,將快速路出口設(shè)置為速度控制區(qū),將該區(qū)的車(chē)速控制在60 km/h以下。具體措施包括超速抓拍設(shè)施、交通寧?kù)o化設(shè)施等,如圖8所示。
圖8 快速路主線(xiàn)接入口車(chē)速控制Fig.8 Speed control at expressway main line access
其次,減少快速路主輔道的交通沖突和交織。具體措施包括:在主輔出入口加減速車(chē)道施劃加長(zhǎng)實(shí)線(xiàn);增設(shè)加速車(chē)道,避免加速不足情況下變線(xiàn)造成側(cè)碰及追尾事故;增設(shè)減速車(chē)道,避免緊急變線(xiàn)引起的加塞側(cè)碰或追尾事故[25-28],如圖9-10所示。
最后,對(duì)快速路主輔出入口的交通語(yǔ)言系統(tǒng)進(jìn)行容錯(cuò)設(shè)計(jì)。在車(chē)流離開(kāi)主線(xiàn)進(jìn)入輔道前,通過(guò)指路標(biāo)志多次提醒出入口的目的地及距離,減少出口處因緊急變道引起的事故,如圖11所示。指路標(biāo)志設(shè)計(jì)需滿(mǎn)足人性化、易讀性、冗余、協(xié)調(diào)有序和國(guó)際化設(shè)計(jì)原則[34-35]。
2.3.2 支路及單位出入口接入干路的速度管理針對(duì)支路-干路交叉口交通事故集中的特點(diǎn),在接入規(guī)劃層面應(yīng)遵循道路相鄰銜接原則,優(yōu)化道路等級(jí)體系,盡量避免支路直接接入主干路。當(dāng)支路必須接入干路時(shí),建議 《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》和 《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》等規(guī)范對(duì)接入方式進(jìn)行明確:支路與主干路必須銜接時(shí),應(yīng)采取硬質(zhì)隔離形式的渠化島或局部展寬等方式接入,而并非僅推薦右轉(zhuǎn)進(jìn)出的交通組織方式;當(dāng)進(jìn)出交通流量較大或支路交通服務(wù)性功能較強(qiáng)時(shí),可采取信號(hào)控制方式接入,以提高接入安全性。鑒于單位出入口事故多發(fā)的特點(diǎn),建議 《城市道路交叉口規(guī)劃規(guī)范》、《城市道路交叉口設(shè)計(jì)規(guī)程》對(duì)單位出入口接入干路進(jìn)行明確:即應(yīng)采取硬質(zhì)渠化島或局部展寬等方式接入。建議將建設(shè)項(xiàng)目的出入口交通安全評(píng)價(jià)納入 《深圳經(jīng)濟(jì)特區(qū)道路交通安全管理?xiàng)l例》。當(dāng)出入口開(kāi)設(shè)形式受限且對(duì)交通安全影響不大時(shí),可以考慮采取直接接入的方式。應(yīng)嚴(yán)格控制主路開(kāi)設(shè)出入口數(shù)量,出入口處應(yīng)設(shè)置限速標(biāo)志(限速20 km/h),推薦采用出入口處局部展寬或渠化展寬或單進(jìn)單出的接入方式。
圖9 出入口處施劃實(shí)線(xiàn)Fig.9 At the entrance to delimit the solid line
圖10 增設(shè)加減速車(chē)道Fig.10 Additional acceleration and deceleration lane at the entrance
圖11 快速路主輔主入口的交通語(yǔ)言系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)計(jì)Fig.11 Fault-tolerant design of transportation language system at freeway primary and secondary entrance
以深圳為例,借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家速度管理的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),在國(guó)內(nèi)提出了面向交通安全的速度管理技術(shù)框架,重點(diǎn)圍繞速度和速度轉(zhuǎn)變兩個(gè)環(huán)節(jié)從路段限速管理、快速路速度管理、道路接入速度管理三個(gè)方面制定了城市道路交通安全應(yīng)用對(duì)策。以深圳為例進(jìn)行的探索能夠向全國(guó)城市進(jìn)行示范推廣,為其他城市或地區(qū)的道路交通安全管理提供參考和借鑒。
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中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)(中英文)2018年3期