基于主動安全理念的道路規劃設計研究

李韋奕

（廣東省交通規劃設計研究院集團股份有限公司，廣州 510507）

1 引言

目前，高速公路的建設應遵循“以人為本”的原則，時刻注重安全理念，需要積極主動地抵御交通安全事故的發生，以主動交通安全為原則來進行道路規劃設計[1-2]。導致道路交通安全事故的因素較多，如環境、行車量、人等，但通過對交通事故的綜合分析可知，影響道路安全性的根本因素為道路的線形規劃設計，不合理的道路線形組合均會引發交通事故。本文為研究基于主動安全理念的道路規劃設計，圍繞高速公路項目的線形規劃設計進行展開，重點突出主動安全理念的原則，并在具體項目中進行應用研究。

2 主動安全理念

主動安全是指事故前的“安全”，即實現事故預防和事故回避，防止事故發生。主動安全性是指通過事先預防，避免或減少事故發生[3]。這個概念起源于汽車制造領域，在當今世界交通運輸量急劇增長的形勢下，汽車駕駛者承受了巨大壓力，與此同時交通事故不斷增加，造成巨大的人員傷亡和財產損失，因此，要求世界各國采取相應的措施，制訂短期與中長期的計劃，以改善交通安全措施。由于傳統的方法難以適應，因此，要求汽車制造商以新的思路，新的方法降低交通事故發生率或者降低車禍嚴重程度。其中，重要研發成果就是采用能夠與相應的環境傳感器系統連接的車輛電子控制系統[4]。這種交互連接方式可以全面監控人的操作，提前預測行為后果，并對駕駛員進行提示，對駕駛員的危險行為加以糾正，同時監控車輛的運行狀態。通過能夠共享信息的“傳感器融合”技術預防事故的發生，即便一旦發生交通事故也會減少人員傷亡。20 世紀70 年代，在瑞典、加拿大、美國等發達國家，主動安全的理念被引入交通設計領域，取得了重要的成果。21 世紀初，主動安全的理念被引入規劃領域后，預防、減少交通事故有了更宏觀的平臺。

3 項目概況

某高速公路建設項目全線長達164.37 km，雙向4 車道設計，行車速度為100 km/h，路基寬度為24.50 m，路面為瀝青混凝土結構形式，高速公路全線橋隧比設計為61.0%，道路沿線地區的景點分布較多。該高速公路項目進行初步設計評審時，應當地政府要求，道路中包含的一條連接線終點從工可推薦位置調整至與景區停車場等配套設施對接，設置平交與景區道路相接，連接線路線全長5.25 km。目前，本項目已完成施工圖評審并交付文件，現已開始施工，因景區停車場等調整，政府要求將現有連接線的終點施工圖設計位置向下游移動約100 m，據此補充研究方案。現針對該高速公路連接線的道路規劃設計進行重點分析，并結合直線、曲線、陡坡度等進行綜合考慮，以提高該連接線的道路交通安全和運營安全。

4 道路線形安全規劃設計內容

4.1 直線

在高速公路的道路規劃設計中，通常會應用到直線線形，其路線結構簡單、長度較短，且設計方便，便于施工[5]。針對高速公路交通安全考慮，其影響因素主要來自駕駛人員的心理承受壓力和視覺效果，當駕駛員長時間在直線道路上行駛則會感到單調，因此，直線線形的長度應進行嚴格控制，不得存在過長的直線線形，不然會帶給駕駛員疲勞、單調感，容易產生急躁情緒，進而引發交通事故。因此，應嚴格遵循道路設計規范和實際情況來設計道路直線線形，同時應保持良好的通視，以提高駕駛人員的交通安全性。

4.2 曲線

4.2.1 平曲線

在道路的規劃設計中常用的線形之一為平曲線，平曲線可對道路前進方向進行調整，以適應當地的地形地貌變化，進而和直線相通。車輛在平曲線上行駛時會產生一定的離心力，從而導致車輛側滑或傾覆，引發交通行車安全[6]。據研究表明，當平曲線的曲率越大時引發交通事故的概率則越高，其原因為曲率越大，車輛轉彎半徑越小，產生的橫向離心力逐漸變大將使車輛發生滑移，同時伴隨著視覺盲區變大。

4.2.2 豎曲線

高速公路線形設計中采用豎曲線可適應變坡點處的坡度過渡變化，其會直接影響駕駛人員的視覺感受，進而影響交通行車安全[7-8]。在豎曲線上駕駛人員較難感受到前方路況，稍有不慎容易發生車輛碰撞。高速公路豎曲線應按3 三種因素來進行控制，分別為緩和超重沖擊、滿足視距要求以及行程時間。其中，豎曲線上不同視距的事故發生率如表1 所示。

表1 豎曲線上不同視距下事故率

4.3 縱坡度

在高速公路的坡道處發生交通事故的概率較大，最高時能達到25%，主要是因為受縱坡度設計所影響，上下坡直接誘發交通事故的概率較高。因此，在高速公路縱坡設計時，應嚴格遵循安全合理性，同時提前全面勘察地質信息，綜合設計出安全的道路縱斷面[9]。高速公路縱坡設計應嚴格滿足規范設計要求，同時應保持一定的平順性，起伏不得頻繁或過大，綜合考慮區域范圍內的水文、地質、地形、氣候等因素，并對地下管線、地下水等高程進行充分考慮。

4.4 平縱線形組合安全要求

導致交通事故產生的重要因素之一為平縱曲線組合不適當，其組合設計類型對交通影響的程度更高，因此，需要對具體路段進行綜合分析評價，務必滿足設計規范要求。不同的道路線形規劃組合之間應具備必要的協調性[10]。由于高速公路的設計行車速度往往較高，需合理設計平縱線形組合，以滿足行車過程的力學和運動學要求。平縱線形組合應避免如下情況：

1）嚴禁在直線路段上應用凹形豎曲線，駕駛人員面向上坡段時容易產生錯覺，實際視覺中的坡度會偏低，反正面向下坡段時同樣會產生視覺錯誤，因此，會引發交通事故。

2）嚴禁在凹形、凸形豎曲線的頂部之間加設具備急轉彎的平曲線，否則會使得駕駛人員在無視覺引導下進行方向盤急打，進而導致交通事故的發生。

3）嚴禁在凹形、凸形豎曲線的頂部之間加設斷背曲線，否則行駛車輛在無視線誘導下產生失重感，行駛至頂端后則才意識到彎曲相反方向，容易導致駕駛人員操作失誤。

4）當平面曲線上存在凹凸反復的縱斷面情況時，駕駛人員會產生視覺障礙，看不見中部的線形區域。

5）當陡坡與轉彎半徑較小平曲線之間進行組合設計時，其幾何組成部分尺寸變化較大，若駕駛人員無提前準備則容易產生交通事故。

5 基于主動安全理念的道路規劃設計研究

5.1 線形安全設計優化

為了提高連接線運營安全，增大下坡路段末端圓曲線半徑，連接線平面線位自第二處回頭曲線處開始調整，將路線布設于坡體之上，并設置一處半徑為60 m 的右偏圓曲線，將路線引至岸坡上，終點位于地方政府所要求的位置，設置一處圓曲線半徑為22 m 的左偏曲線，與景區道路相接[11]。

5.2 線形設計安全評價

優化前后縱面指標相當，但優化后其平面指標更好[12]，且優化后擋墻防護量減少，同時防排水量降低較多，其余路線長度增加，路面工程量減少，路線不存在繞行，工程規模較小。優化后取消了長大下坡末端存在的一處小半徑右偏圓曲線，避免距離平交口較近，改善了視距不良的問題，降低在下坡方向通行的安全風險。該高速公路連接線線形安全設計優化后其安全評價指標和結果如表2 所示。

表2 連接線線形安全設計優化后其安全評價指標和結果

根據上述分析可知，對該高速公路連接線線形規劃方案進行優化，可有效確保該高速公路連接線運營安全，降低事故風險，使交通管理方式簡單，并且有較大的空間在平交口處設置停車收費站點等配套設施，滿足主動安全理論的原則和要求。

6 結語

道路交通安全影響人們的生活出行。在趨于嚴峻的交通安全形勢下，交通安全成為道路規劃設計的重點內容。對既符合日益增長的交通需要，又能使安全水平得到提高的道路規劃設計進行探索，可為道路安全打下基礎。本文基于主動安全的理念，從某高速公路的線形規劃出發對交通安全工作進行探討，充分體現了“以人為本”的設計理念，為后續類似項目設計提供參考。