城市道路交通安全评价分析框架——以上海嘉定区和宁路为例.pdf

第 23 卷 第 4 期2023 年 8 月交摇 通摇 工摇 程摇 摇Vol.23No.4Aug.2023DOI:10.13986/ki.jote.2023.04.017城市道路交通安全评价分析框架 以上海嘉定区和宁路为例刘摇 雨(同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海摇 200082)摘摇 要:为提升城市交通安全水平,从对交通安全产生重要影响的道路线形设计入手,从横断面设计、纵断面设计、平面设计等方面提出主要评价指标和评价要点,建立城市道路的交通安全分析的框架;并结合上海市嘉定区和宁路实例,分析交通安全问题,结合实际条件从交通设施及管理等方面提出针对性改善意见.关键词:道路交通安全;交通安全评价;道路线形设计中图分类号:U 491文献标志码:A文章编号:2096鄄3432(2023)04鄄100鄄06收稿日期:2022鄄09鄄20.作者简介:刘摇 雨(1992),女,硕士,工程师,研究方向为交通规划.E鄄mail:.Evaluation and Analysis framework of Urban Road Traffic safety:A Case Study of Hening Road,Jiading District,ShanghaiLIU Yu(Tongji Architectural(Group)Co.,Ltd.,Shanghai 200092,China)Abstract:In order to improve the level of urban traffic safety,this paper proposes the main evaluationindexes and key points from the aspects of cross section design,vertical section design,plane design andso on,and establishes the framework of urban road traffic safety analysis.Combined with the example ofHening Road in Jiading District of Shanghai,the paper analyzes the traffic safety problems and putsforward the corresponding improvement suggestions from the traffic facilities and management.Key words:road traffic safety;traffic safety evaluation;road alignment design0摇 引言随着城市化建设的不断加快,机动车出行不断增多,交通安全事故呈现出逐年上升状态.国家统计局发布的全国历年交通事故数据显示,20172018 年机动车交通事故快速增长,从 18 万起增加到21 万起,20182020 年均为21 万起以上;20162020 年非机动车交通事故逐年上升,2020 年已近3 万起.如何发现潜在的道路交通安全隐患,提高城市道路安全性,对于预防和减少交通事故具有重要作用.道路交通安全性评价则是通过对道路及其设施图 1摇 20162020 年全国机动车交通事故数摇和交通环境对交通安全的影响,提供有利于交通安全的条件,以减少交通事故,降低交通事故危害程摇 第 4 期刘摇 雨:城市道路交通安全评价分析框架图 2摇 20162020 年全国非机动车交通事故数摇度,提高安全水平.道路交通安全性评价起源于英国,随后澳大利亚、新西兰、丹麦、荷兰、美国等国家相继实施1.我国交通运输部于 2004 年发布公路项目安全性评价指南(JTG/T B052004),并于2015 年升级为公路行业标准公路项目安全性评价规范(JTG/T B052015),对完善公路设施,改善交通环境,提升公路安全水平起到了重要作用;于2019 年发布了城郊干道交通安全评价指南(GB/T 374582019),规定了城郊干道交通安全评价的一般规定,以及各个阶段交通安全评价的基本要求、评价方法和评价内容等2.图 3摇 交通安全评价技术路线图标准和规范虽然列出评价内容,涵盖内容较广,但对于城市道路中存在的主要安全隐患及其评价指标的针对性不强,部分核验指标较为简略.本文在现有规范和标准的基础上,着重考虑道路线形设计中对城市交通安全产生主要影响的因素(如坡度、坡长、视距等),并结合实际问题提出针对性改善意见.1摇 城市道路交通安全评价总体结构1郾 1摇 总体设计框架道路是交通的基础,其必须具备满足交通需求的一些功能特性.因此,道路线形设计的合理与否直接关乎道路使用者的安全.对于道路设计而言,道路的平面线形、纵断面线形、横断面布置形式会对使用者的驾驶行为及车辆性能产生影响3,交通设施管理也会影响道路实际的使用效果和安全性.因此,本文对道路安全相关规范中的主要评价指标进行提炼,结合城市道路特点,从对驾驶有较大影响的因素入手,从平面、横断面、纵断面的线形设计和道路管理措施这两大类,4 个方面建立城市道路交通安全评价框架.1郾 2摇 道路线形设计1郾 2郾 1摇 平面设计规范中对道路平面、纵断面、横断面的各项指标都进行规定,道路平面线形包括直线、缓和曲线、圆曲线半径、圆曲线超高及加宽、视距等,这些指标构成的平面线形直接影响车辆的行驶安全.但在城市道路中,由于路段较短以直线段为主,圆曲线较少,因此在评价时更加关注直线段长度、视距、交叉口转弯半径这几个维度,对于圆曲线超高、加宽、最小半径则根据实际情况进行评价.本研究结合城市道路特点,注重考虑最不利情况下的停车视距情况、有货车情况下的交叉口转弯半径这 2 个关键因素.101交摇 通摇 工摇 程2023 年1)视距根据规范:车视距是指驾驶员在机动车行驶过程中,发现一定距离迎面而来的车辆或障碍物时,采取紧急制动措施所需的最小安全距离,分为会车、超车和停车视距 3 种类型.本研究中:在城市道路中,由于交通管理方式的差异,路段一般设置有交通标线或隔离栏等设施,城市道路会车和超车情况相对公路较少发生.因此,以停车视距作为主要的评价指标.停车视距是指机动车行驶时,驾驶人看到前方障碍物时紧急制动到达障碍物前安全停止所需要的最短行车距离称之为停车视距.考虑最不利情况下(如夜间、信号灯损坏等特殊情况)的视距三角形.具体评价过程如下参考公路项目安全性评价规范(JTG/T B052015):图 4摇 交叉口视距三角形示意图摇对于视距三角形,主要根据上述方法绘制后,需保证视距三角形内通视良好没有遮挡.2)交叉口转弯半径根据规范:平面交叉口设计中转弯半径对道路通行能力有显著影响,如果弯半径取值不合理,轻则发生车辆抢道、占道、相互干扰,重则至引发交通事故.因此,在交叉口范围内合理的转弯半径对城市交通的有序运行具有重要作用.本研究中:在评价该项指标时,一方面满足规范要求,另一方面也根据城市道路机非混行的特征,着重考虑货车转弯半径及防护设施,以防止由于内轮差造成的交通事故.1郾 2郾 2摇 横断面设计以往的规范中对非机动车的路权和安全隐患核验要求相对较少,易忽略机非冲突、非机动车坡度过大等问题.本研究中,在横断面设计中着重考虑非机动车特征,尽可能在设计阶段就保证其通行路权,使各行其道,降低安全隐患.图 5摇 大货车转向盲区示意图摇该项评价内容主要包括横断面布置,车道宽度,路面材料等方面的设计.1)横断面布置对于城郊道路,由于历史建设原因,往往是公路设计,因此在早期建设时并未考虑非机动车道,而随着城市化进程的加快,非机动车出行的增多,路权冲突日益突出,非机动车道的需求逐步增加.而对于城市支路,往往为单幅路设计,机非混行;在周边交通需求较少的情况下影响较小,但随着道路流量增加,周边需求增多,尤其如果该路段涉及桥梁或隧道,那么对于非机动车独立通行空间的需求更加强烈,因此,尽可能在设计阶段就保证非机动车行驶空间非常重要.因此,在评价该指标时,应以实际交通需求为主,充分考虑非机动车路权、坡度、以及在不良环境条件下所需要的制动距离等因素,通过多种措施和手段,尽可能消除潜在的安全隐患.2)路面材料根据规范:目前电动自行车作为非机动车的主要组成部分,双闸制动需要的制动距离至少为 9 m.本研究中:结合国内外研究资料4,最不利情况下的同时使用前后车闸的制动距离为 8 m 左右.综合考虑,在不利条件下非机动车制动距离需 20 m左右.因此,可根据实际条件,在临近交叉口的下坡段选择性的设置防滑路面,以提升非机动车行驶的安全性.表 1摇 电动自行车制动性能规定试验条件试验速度/(km h-1)使用的车辆制动距离/m干态25同时使用前后车闸臆7单用后闸臆15湿态16同时使用前后车闸臆9单用后闸臆19摇 摇 来源:电动自行车安全技术规范(GB177612018)201摇 第 4 期刘摇 雨:城市道路交通安全评价分析框架摇 摇 3)车道宽度根据规范:车道宽度是保障车辆安全有序通行的重要基础条件,其主要取决于车辆车身的宽度,横向安全距离以及车辆行驶时的摆动宽度.同理,在电动自行车广泛应用后,其车速远大于自行车.本研究中:在评价时也应充分考虑电动自行车行驶时的横向位移情况,尽可能保证 2郾 5 m 及以上的非机动车道宽度.1郾 2郾 3摇 纵断面设计纵断面设计中竖曲线的坡度、坡长等都会对交通安全产生影响,参考研究数据5可知随着纵坡的上升交通事故率也急剧上升.而在纵断面设计中,对于城市道路尤其是郊区改建道路,常常受到现状建成段、铁路桥、河道等方面的限制,纵坡有时会处于机动车或者非机动车的设计最大临界值.为了进一步降低安全隐患,在设计评价时需充分考虑纵断面调整的可能性,尽可能避免在设计阶段就处于临界状态,保证纵向上行驶的安全性.该项评价内容主要包括竖曲线坡度、坡长、竖曲线半径、视距等方面.图 6摇 道路纵坡度与交通事故率的关系摇1)纵坡坡度及坡长根据规范:最大纵坡限制值主要是为了保证车辆能以适当的车速在道路上安全行驶,即上坡时顺利、下坡时不致发生危险.最大坡长的限制基于车辆行驶的平顺度、乘客乘坐的舒适性、视距与相邻两竖曲线布设等方面考虑,坡长过短、起伏频繁将影响行车顺适.在本研究中:结合实际案例,考虑到电动自行车占比较大,行驶较快,对非机动车坡度及坡长进行重点关注和评价,既路段上的非机动车坡度和坡长需满足规范要求,尽可能避免非机动车处于设计极限值,以消除潜在的安全隐患.2)竖曲线视距根据规范:视距主要是为了确保行车安全.当车辆行驶时,驾驶员一旦发现前方有障碍物,或迎面开来的车辆,应及时采取措施,防止车辆与障碍物或车辆与车辆相撞.在本研究中:城郊结合区域下穿路段,隧道路段相对城区较多,而这些路段需要重点进行视距验证.其中,由于凸形竖曲线最小半径,是以保证纵面行车视距为依据推导的,当凸形竖曲线半径满足规范要求时,其视距也满足要求,故凸形竖曲线可不进行视距验算;对于凹形竖曲线需要进行视距验证.因此,评价中本研究采 AUTOTURN 软件对凹形竖曲线进行模拟仿真,以保证通视良好无遮挡.1郾 3摇 交通设施与管理对于交通设施设计与管理,则是主要从标志标线,沿线交通信号控制设施,监控设施,交叉口控制方式等方面进行评价,同时,对于设计受限难以调整的路段,可从管理和设施等方面提出改善意见,如增设或减少标志标线、改善路面材料、增加交通监控设施、增设隔离设施等角度进行分析和建议,以降低交通安全隐患.2摇 交通安全评价案例分析 上海市嘉定区和宁路2郾 1摇 现状概况评价路段和宁路(规划一路树屏路)大约300 m,现状和宁路-树屏路交叉口南侧霍城路和西侧树屏路已建成.评价路段途径祁迁河,该航道为六级通航航道;因此,在祁迁河桥及其延伸段的建设上需要满足通航要求及桥梁梁底标高设计要求.图 7摇 和宁路线路走向摇2郾 2摇 设计问题分析及改善建议对于纵断面设计,坡度和坡长对交通安全影响较大.祁迁河桥南段道路坡度为3%,坡长为141郾210 m;301交摇 通摇 工摇 程2023 年祁迁河桥北段道路坡度为 3%,坡长为 199郾711 m.由于该路段涉及到交叉口,且为单幅路,因此,祁迁河桥南北两侧机动车道坡度满足特殊条件下的规范要求.祁迁河桥北段纵坡和坡长仅符合特殊条件下的规范极限要求;祁迁河桥南段纵坡满足特殊情况下的规范要求.由于非机动爬坡能力和制动性相对较弱,在 3%的道路坡度下,根据现有设计方案,易导致非机动车在下坡段横向上集聚变道,与机动车相互干扰;纵向上由于坡度较大,制动能力不足,造成安全隐患.因此,和宁路(规划一路树屏路)路段以祁迁河桥最高点为分界线,结合两侧工程条件,分别对祁迁河桥两侧坡度(3%)进行分析并提出改善建议:对于南段方案:与现状道路顺接,祁迁河桥南段坡度保持 3%不变.由于非机动车道坡度较大为3%,因此,为保证非机动车行驶安全,可通过交通管理措施提高非机动车横向安全性和纵向安全性.图 8摇 南段交通改善措施摇图 9摇 北段纵断面调整方案摇 摇 对于北段方案:整体抬升控制点(K1+334)高度,使 K1+334 至 K+534 路段坡度小于 3%,结合周边地块标高,建议将其调整至 2郾 8%,避免非机动车道的纵坡和坡长均为极限值,造成安全隐患;纵坡调整后,竖曲线各参数满足规范要求.对于平面线形,由于该路段为直线度,故只对视距和转弯半径等因素进行评价.对于视距,由于宁路设计速度为30 km/h,树屏路设计速度为 40 km/h,规划一401摇 第 4 期刘摇 雨:城市道路交通安全评价分析框架路为支路,考虑不利条件下的设计车速,故也采用30 km/h 的设计速度.货车下坡时停车视距大于小客车,考虑最不利情况下的停车视距,结合规范下坡段采用货车停车视距(35 m)进行验算,保证视距三角形范围内通视良好没有遮挡.对于交叉口转弯半径,也需要满足货车的行驶需求.对于横断面设计,主要考虑其车道布置及宽度.结合纵断面非机动车道坡度分析,原设计方案中交叉口处非机动车道有所缩窄(2郾 5 m),为避免非机动车在下坡段侧向摆动造成的安全隐患,建议在满足规范条件下调整断面宽度,保持交叉口非机动车道宽度基本不变(3郾 5 m),并增设机非隔离栏,以保摇 摇图 10摇 交叉口视距三角形核验示例摇证非机动车的行驶空间,避免横向干扰.图 11摇 和宁路-树屏路交叉口北进出口改善前后方案/m摇摇 摇 对于交通管理设施,一方面对现有交通设施进行评价,另一方面则针对设计问题从交通设施角度提出改善意见.本方案中共增设 2 处行车安全提醒标志、2 处路面图形标记、2 处机非隔离栏、1 处非机动车彩色防滑路面,并结合交叉口管理实施方案,保证交叉口交通监控、限速等设施的完备性.表 2摇 交通设计改善意见汇总问题分类问题分析采取措施1祁迁河桥北段:非机动车道处于 3%的道路纵坡,相对较大:且在 3%的坡度下处于极限坡长调整北段控制点 K1+334 的高度,使坡度从 3%调整为 2郾 8%,避免其处于该坡度下的极限坡长2祁迁河桥南段:非机动车道处于 3%的道路纵坡,相对较大横向干扰纵向制动淤调整北进出口道断面,重新划分车道宽度,保证非机动车道基本不变于结合断面调整,增设机非隔离栏盂北进出口东西两侧增设行车安全提醒标志,以警示提醒榆北进出口非机动车道增设路面图形标记,以警示提醒虞将北进口非机动车道设置为彩色防滑路面3其他愚保证和宁路-树屏路交叉口交通管理设施的完备性(如交通监控和限速标志等)2郾 3摇 案例总结结合案例分析可知,可根据技术框架从 4 个角度进行关键问题分析.结合案例经验,对于城郊道路,往往会对非机动车道的设计有所忽略,因此,主要问题往往集中于非机动车道路权保障、非机动车道坡度、坡长校核等问题上.为保证道路安全性,可从提升道路横、纵安全性角度进行分析.横向上,需要减少横向干扰,使各行其道.因此可通过增加隔离设施,明确标志标线,从保证通行空间的角度进行优化改善.(下转第 110 页)501交摇 通摇 工摇 程2023 年摇 摇 排队长度与事故各影响因素的拟合多项式为:y1=5郾 450 24x1+8 941郾 901 34x2+2 411郾 833 2x3+12郾 339 87x4+11郾 893 26x5-11 298郾 304 88(R2=0郾 957 64)平均车速与事故各影响因素的拟合多项式为:y2=-0郾 009 07x1-75郾 441 56x2-21郾 672 29x3-0郾 258 07x4-0郾 656 59x5+135郾 927 85(R2=0郾 892 65)4摇 结束语本文研究了高速公路交通事故在不同影响因素下的交通运行情况,主要研究结果如下:提出了交通事故发生的演变机理与影响因素,选取实际交通情况作为仿真模型的校核场景,确定仿真参数的标定思路,分别对常态和突发事故 2 种场景进行仿真参数的标定,模拟了不同突发交通事故的场景.确定了突发事故不同影响因素的仿真设计方案,分别实现对不同输入交通量、车型组成、占用车道数量、占用车道长度和不同事故持续事件 5 种影响因素下的场景方案仿真,通过检测事故上下游的车速变化和排队长度来评估不同类型交通事故的影响.结合仿真评价结果,通过多元线性回归拟合不同影响因素下交通事故最大排队长度和平均车速,得到预测结果,并得到不同影响因素对交通事故影响程度的贡献权重,为公路管理部门制定管控措施提供了一定的参考依据.参考文献:1 张晶晶.路网环境下高速公路交通事故影响传播分析D.西安:长安大学,2010.2 王建军,周伟.线性模型下高速公路交通事故和干涉车流波模拟理论研究J.西安公路交通大学学报1998(S1):143鄄149.3 朱健,丁鹏程.非常发性瓶颈区可变限速控制方法J.交通科技与经济,2020,22(1):38+58.4 谢陈峰,戴娟莉.交通事故下高速公路通行能力改善措施及仿真J.公路与汽运,2011(4):4.5 梁雪.基于 VISSIM 仿真的高速公路有效通行能力与交通事故相关性研究D.广州:华南理工大学,6 王文博,周继彪,陈红,等.基于 VISSIM 仿真的事故路段通行能力估算方法J.公路交通科技,2015,32(12):8.7 余剑锋,张金杰,张兵,等.基于VISSIM 的高速公路隧道交通事故影响仿真分析J.西部交通科技,2017(3):4.8 齐建宇,马浩,胡丹丹,等.基于 VISSIM 的高速公路长通道微观仿真设计及实现 以甬台温高速公路温瑞段为例J.交通工程,2021,21(6):42鄄51.9 陈昊,陆建.基于 VISSIM 仿真的高速公路事故交通影响J.长安大学学报(自然科学),2015,35(S1):詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬詬226鄄229.(上接第 105 页)摇 摇 纵向上,可通过路内和路侧 2 个方面设置安全措施,路侧可设置安全提醒标志,使驾驶员获取提醒;路内可设置横向减速标线、纵向减速标线、彩色防滑路面等从设施角度实现警示提醒.3摇 结束语城市道路交通安全评价在不同的设计阶段有不同的内容,对于处于工可阶段的道路设计方案存在一定的可调整空间.因此,可通过设计指标分析,深入了解其设计背景,设计限制等,结合现有问题提出切实可行的意见,并进一步提高道路交通环境的安全性.本研究主要关注于设计阶段的评价,简化各个评价规范内容,从平面、横断面、纵断面 3 个方面提出主要的评价指标,并结合其特征可开展针对性的优化措施.但本研究对于其他阶段(如施工图)等方面的评价内容有待进一步深化,为下阶段的研究目标.参考文献:1 邓捷.道路交通安全评价方法的改进和应用D.成都:西南交通大学,2012.2 张劭楠.城市道路交通安全评价及其影响因素分析D.兰州:兰州交通大学,2016.3 韦心意.浅析道路线形设计与道路安全J.智能城市,2018,4(4):42.4 何烈云,傅李罡.电动自行车滑动附着系数实验测量与分析J.中国人民公安大学学报(自然科学版),2020(2):36鄄40.5 李箫.道路线形设计对交通安全的影响J.交通世界,2009(10):164鄄165.011