道路設計過程中交通安全因素分析

王來，張明 （南京市市政設計研究院有限責任公司合肥分公司，安徽 合肥 230601）

0 前言

交通事故的隱患不僅僅是人為造成的，還有不合理的道路設計。因此，為確保人民生命財產(chǎn)安全，必須想方設法提高道路安全性和合理使用，做好道路技術(shù)設計，進一步優(yōu)化道路工程設計，消除存在的道路隱患。

1 道路設計中遇到的安全問題

目前，我國部分城市道路設計缺乏科學的交通理論指導，很多路口的車道數(shù)不滿足交通要求。大數(shù)據(jù)研究表明，交叉路口的事故占主導地位。在交叉路口，車流與人流的相互避讓，大大降低了交叉路口的通行能力。交叉路口本身就是機動車、非機動車和行人干擾的復雜交通點，當交叉路口承載容量能力將達到極限，服務水平將顯著下降。

平面交叉因直接存在交通沖突，往往是交通事故多發(fā)的地方。駕駛時，駕駛員不僅要考慮道路上車輛的行駛軌跡和速度，還要考慮迎面而來的車輛甚至道路上的車道，前方車輛的行駛狀態(tài)等等。因此在道路交叉點的設計期間，設計人員應考慮駕駛員的視線，合理控制車輛速度和道路交通組織設計等因素。水平交叉點的位置最好基于直線，曲線必須大于非高圓形曲線的最小半徑。平面的交匯處不應設置在凸曲線的頂部。此外如果該區(qū)域太大，車輛路徑混亂容易發(fā)生事故。

道路交通破壞不僅影響整個交通網(wǎng)絡的性能，也導致道路資源的嚴重浪費。

2 道路設計中安全設計的關(guān)注內(nèi)容

在道路設計中，為了保障其安全性，需要站在駕駛員的角度，注意路線設計和道路抗滑性等。根據(jù)交通研究，不同路段的速度標準不同，限速標志也不同。考慮到車輛的大小，間隔路段設計應控制在十分鐘以內(nèi)，達到路線設計規(guī)范中的標定值，以達到有效的十分鐘間隔。同時，為了有效加強交通安全區(qū)域和交通管理，需要對部分路段進行加固，比如說擁擠繁華的商業(yè)街區(qū)，盡可能避免車輛擁堵。安全設計不僅可以為駕駛員提供服務，也為行人提供服務。所以有些標志可以設置成熒光狀態(tài)，既可以警示夜間行駛的車輛，又可以實現(xiàn)“照明”的功能，是對駕駛員和行人的加強保護。還有一些設計參數(shù)要根據(jù)設計規(guī)范一起結(jié)合考慮，比如說，設計人員在道路豎曲線的設計中，需要將曲率和一定長度的豎曲線結(jié)合起來，達到緩坡的目的，從而確定拋物線的相應參數(shù)。在視距檢查過程中，應計算凸曲線段和凹曲線段，以有效避免設計過程中視距不足。

3 道路設計過程中的交通安全因素

3.1 道路線形

在道路線形中，平曲線半徑和直線段長度是影響行車安全的兩個重要設計因素。

平曲線半徑，行駛在道路上的車輛在平曲線半徑上是離心運動，所以道路的線形設計需要提供給車輛足夠的水平摩擦，以保證車輛的橫向傾覆穩(wěn)定性和滑動穩(wěn)定性。若提供的摩擦力不足，車輛將側(cè)傾，導致駕駛障礙、失火和交通事故。垂直曲線是指垂直平面的道路線性變化。垂直曲線參數(shù)包括斜率、長度等。若水平曲線和垂直曲線平面的組合不科學，將增加交通事故的可能性。

直線段長度，兩點一線即為直線。距離最短、方向明確、設計簡單，且從造價角度來說工程性價比最高。但從行車安全的角度來看，長直道的設計會使道路線形單調(diào)，駕駛員更容易疲勞，從而造成反應遲鈍，對突發(fā)事件反應差。此外，在夜間駕駛時容易受到對向車輛的影響，尤其是開遠光燈或者閃光燈時，很容易發(fā)生交通事故。

3.2 道路交叉口

平面交叉和立體交叉包括在道路交叉中，立體交叉因為交匯處交通沖突較少，因此交通事故的發(fā)生率較低。而平面交叉存在最直接交通沖突，往往是交通事故多發(fā)的地方。如果路口視距三角形內(nèi)有障礙物，會造成一定的盲區(qū)。不僅司機開車時沒有安全感，在路口還容易與車輛發(fā)生沖突。司機在通過道路交叉口時，不僅要觀察其他方向駛來的汽車，還要控制車速。稍有不慎就容易導致車輛碰撞。尤其當其中一輛車出現(xiàn)異常的交通行為，如急停、變速、變向等，另一條路線上的車輛如果不立即進行緊急避讓，很容易發(fā)生碰撞，造成交通事故。

3.3 道路路面

路面性能質(zhì)量是影響車輛是否能平穩(wěn)行駛的重要因素。路面磨損或病損，會造成行車多處安全隱患。當路面平整度不好時，會出現(xiàn)局部沉降、路面外傾等問題，嚴重時還會出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，是道路上的一大安全威脅。

在雨雪霧等惡劣天氣下，車輛的機動性和制動性能都會受到影響。此時，在車流量大、彎道半徑小、縱坡長等路段，如果路面抗滑能力不足，會存在重大安全隱患，甚至是導致多起事故的原因。

4 道路安全設計優(yōu)化措施

4.1 視距優(yōu)化設計

在道路交通設計中，道路的整潔和暢通可以保證駕駛員開闊的視野和安全的行車距離。當事故發(fā)生時，足夠的車距也能讓駕駛員有所準備，避免事故發(fā)生。在道路交通設計中，對車距有不同的規(guī)定，不同的駕駛行為也有不同的駕駛距離。同時，對停車視距、超車視距等距離的規(guī)定也有所不同。在我國，不同的道路等級，規(guī)定不同，實際執(zhí)行過程與理論有差距。由于我國混合路段較多，駕駛員應嚴格注意視距和控制車速，密切注意駕駛。在道路安全設計中，霧天、低能見度路段應設置高性能的視線引導設施，可用于指示方向和危險路段。視線誘導工具具有不同的功能，需要結(jié)合道路安全和經(jīng)濟指標選擇合適的誘導設施，以提高道路安全性。

駕駛汽車在路上行駛時，駕駛員在任何一點都應該能夠看到車前相當遠的距離，如果看到路上有障礙物或迎面而來的車輛，就可以采取行動避免發(fā)生事故。改善道路建設視線設計的主要措施包括視線設計應按國家有關(guān)規(guī)定進行，如果視線設計不能滿足要求，需要設置相應的交通標志，或在相應路段進行車道分隔設計和規(guī)定減速等。

值得注意的是鄉(xiāng)村道路的安全設計，農(nóng)村道路相對城市來說車流量較小，為了適應人和車輛的不斷變化，通常使用兩條車道。但農(nóng)村交警相對較少，路口無交通信號燈。因此，鄉(xiāng)村道路上的交通狀況比較混亂。農(nóng)村道路交通事故多發(fā)生在十字路口，從道路設計角度看，行車視距降低是十字路口發(fā)生交通事故的主要原因。確保十字路口的安全視距對于鄉(xiāng)村道路的交通安全至關(guān)重要。不同控制類型的交叉口的交通運行具有不同的特點，因此對行車視距的要求也不同。對于某些類型的交叉口，僅將進口道停車視距作為所視距標準可能無法提供足夠的安全保障。因此，需要改善原始停車視覺，讓交通逆轉(zhuǎn)距離大于傳統(tǒng)的反向視力距離，并且讓駕駛員很明顯獲得更長的視覺距離。在雙車道道路上，車輛經(jīng)常被迫占據(jù)相對的車道。因此，需要有效地設置雙車道超車距離，以確保道路交通安全。對于無法達到距離的部分道路路段，宜在轉(zhuǎn)換過程中建立減速帶，從而使駕駛員放慢速度并在觀察后仔細地通過。對于超過距離的部分道路路段，應在轉(zhuǎn)型過程中設置一個特殊的交通標志，以提醒駕駛員隨時關(guān)注道路狀況和行人，以避免交通事故。

4.2 道路線形優(yōu)化設計

在平面直線設計中，直線用作常見的線性形狀，具有清晰外觀和簡單設計的特征。但是，長長的直線缺乏變化，簡單且乏味，很容易引起疲勞，并且也很容易引起隱藏的安全危害。圖形設計的科學性質(zhì)與車輛的離心力密切相關(guān)，影響車輛的穩(wěn)定性。當速度相同時，離心力隨著彎曲曲線速率的增加而逐漸增加。凸曲線的最小半徑將影響駕駛員的視線距離，凹面垂直曲線的最小半徑將影響車輛的下坡速度并導致車輛搖擺。大量的交通事故是由不合理的線性組合引起的，例如后彎曲曲線，重復的垂直表面，陡峭的斜坡組合和小的寬松半徑等等。駕駛員無法合理判斷曲線前面的路線和駕駛狀況，因此曲線中有許多交通事故。當設計平坦的曲線半徑時，應該在道路駕駛的安全性方面進行合理控制。曲線是道路設計的必不可少的一部分，主要受地形因素的影響。在道路線設計的過程中，設計人員應根據(jù)坡度、坡度曲率、行駛距離等，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟和美學比較，確定一條具有規(guī)則形狀的大幾何線，給駕駛員足夠的舒適感和安全感。

4.3 道路交叉口優(yōu)化設計

為避免路口發(fā)生交通沖突，道路設計人員需要劃分不同的交通區(qū)域，增加駕駛員的視區(qū)范圍。通過放置交通警示標志、添加道路路線、添加視頻拍照等方式控制路口車輛通行。一是道路的視距、坡度、行駛速度應按照道路施工技術(shù)標準進行設計。如果在線路交叉口區(qū)域的布線不符合車輛通行需求，則應主動調(diào)整交叉口的幾何線形。二是道路交叉口要選擇合適的交叉形式，兼顧干線和支線的特點，一般來說，提高干線通行效率的原則是盡可能減少影響干線的支線交通。

對于交叉口，應進行必要的渠化設計，考慮要設計分隔島和導流島，以及后期交通工程中設計的標志標線，為需要轉(zhuǎn)彎的車輛提供明確的引導路線，特別是對于左轉(zhuǎn)彎車道，應增加額外的需要等待轉(zhuǎn)彎的車道，交叉口設計應盡量減少交叉口內(nèi)部的交織沖突點。另外要注意路口的能見度和視距。應盡量減少平面交叉口的各種障礙物，減少視角盲區(qū)，設置足夠的警示標志，提高車輛在平面交叉口的安全性。

以主干路與主干路十字平面交叉為例，交叉口面積一般能達到2600m2，這時候不僅需要對交叉口進出道口的車道進行渠化設計外，還需要對慢行系統(tǒng)進行渠化組織協(xié)同設計。

圖1 交叉口渠化設計圖

4.4 道路路面優(yōu)化設計

在設計道路時必須充分考慮行車安全因素。一方面，路面的路面性能必須滿足規(guī)范內(nèi)的所有設計要求，另一方面，路面的抗滑性、強度和穩(wěn)定性等設計指標須根據(jù)規(guī)范和道路所在地區(qū)地況進行特殊的調(diào)整和設計。例如，在長道路擁有縱向傾斜的情況下，必須尤其考慮道路的防滑性能。在道路交通繁忙或者擁有重載需求的情況下，需要提供必要的交通疲勞設計驗算。

4.5 道路交通安全設施優(yōu)化設計

4.5.1交通標志優(yōu)化設計

在高速公路上，駕駛員是通過標線的顏色、形狀或圖案獲取安全信息，交通標志從而在道路上起到警示和警戒作用。交通標志設計理念的合理性、可行性對于保證道路的正常運行和行車安全有重要意義。交通標志一般分為主標志和輔助標志。主要標志包括警告標志、導向標志、旅游區(qū)標志、禁止標志、指示標志、作業(yè)區(qū)標志和告示標志。輔助標志附著在主標志上，有著幫助解釋主標志的功能。

在市區(qū)路段、主要鐵路道口等事故多發(fā)路段設置減速沖擊標志和慢速警示標志，提醒過往駕駛員減速，提高安全意識。

圖2 交通事故點示意圖

4.5.2交通標線優(yōu)化設計

在顏色上交通標線分為黃線和白線，在形狀上交通標線分為虛線和實線。交通標志主要起到空間優(yōu)先的作用，也起到空間擴展交通標志內(nèi)容的作用。用規(guī)定的箭頭、字符或者凸起的標記等畫在行駛車道上，起到疏散和疏導交通的作用。可以提前將前方道路信息和駕駛規(guī)范傳遞給駕駛員和行人。按照其功能，分為禁止性標線、指示性標線、警告性標線。城市快速路和車流量大的主干道一般需要設置車道邊緣線和車道邊界線。對于較低等級的道路，通常需要設置道路中心線。標線的設置道路設計人員應結(jié)合路面和環(huán)境進行合理的設置，將路面劃分為不同類型的車道，并保持合理的距離，以保證各種大小的車輛都能在路面上順暢行駛。分開車道避免車輛與路肩、分隔帶或相鄰車輛發(fā)生摩擦和碰撞。標線要結(jié)合實際，設置交通標志。此外，車道邊緣標線寬度一般為15mm～20mm，車道邊界標志寬度為15mm～20mm。

城市道路對于標線的標準要求絲毫沒有降低，一定程度上更加注重細節(jié)上的設計，下面以快速路與主干路交叉標線設計為例進行說明。

圖3 交叉口標線設計圖

由于交叉口較多，一方面限制了主干線的行駛速度，另一方面也影響了行車安全，因此在測量設計時應注意檢查道路路網(wǎng)功能以及其規(guī)模，合理設計平面交叉口。

①在主要道路的交叉口，宜采用交通渠化方案。設置導流島，規(guī)定車輛的行駛軌跡，適當劃分車道，保證通行能力和行車安全。

②與較低等級的道路交叉口，宜采用增加鋪轉(zhuǎn)角、設置標線或在道路上設置完備的加減速車道。

③與城市道路交叉，應按城市道路交口設計要求，拓寬車道，增設信號控制，并考慮人行與非機動車輛的通行需求。

④與等外公路交叉，根據(jù)設置間距以及交通量大小，采用“右入右出”方案。

圖4 交叉口標線導流圖

5 改善道路安全其他設計

交通事故的發(fā)生不僅是整個道路交通系統(tǒng)的問題，還受到其他因素的影響。因此，應從逃生車道、減速帶、錯車道、道路護欄的規(guī)劃等方面考慮道路交通安全，減少事故的發(fā)生，從道路交通系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié)，特別是從交通安全的角度進行改進，最終提高道路運行安全性。

5.1 合理優(yōu)化路口設計，增強道路交通的暢通性

隨著高科技漸漸走進我們的生活，對于信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、通信技術(shù)、GPS技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)的應用，人們對“吃穿住行”的智能化也越加依賴。在困擾人們生活的問題中，交通首當其沖。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)科技植入交通各環(huán)節(jié)是現(xiàn)在的熱門話題。路口優(yōu)化有很多“黑科技”，比如綠波帶、紅波帶、借道左轉(zhuǎn)、搭接相位等。

圖5 智能化交通管理信息流程圖

5.2 設置交通安全設施

在道路設計中，還應注意道路沿線相關(guān)設施的規(guī)劃設計，這直接關(guān)系到道路的質(zhì)量安全。同時為駕駛?cè)嗽隈{駛過程中提供安全配套設施，以便及時應對突發(fā)事件。同時，道路交通設計中各種設施的建設也在一定程度上提高了駕駛員的交通安全意識，規(guī)范其駕駛行為，并對事故發(fā)生時的應急措施做了相應的準備，從而減少了事故發(fā)生時的直接損失。道路上的交通標志對司機起警告作用，并確保司機在駕駛過程中的安全。

合理的防眩光設施可以減少夜間交通事故的發(fā)生。高速公路路段雖然有設計合理的防眩板和植物，但預留的中央分隔帶開口和凹曲線會對車燈產(chǎn)生影響。道路設計中，特殊路段要因地制宜設計。比如高速公路中央分隔帶的預留洞口，可以不設置固定的防眩板，在凹曲線內(nèi)，可以利用較高的植物進行防眩。另外，工程級反光膜由于反光效果好，可以廣泛推廣。在道路設計中，應從技術(shù)體系和系統(tǒng)架構(gòu)方面考慮道路設計的安全性要求，以保持道路的通行能力和利用率，創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)高效的交通網(wǎng)絡環(huán)境。護欄設置的合理性會影響駕駛員的視距。通過繪制視距包絡圖，可以及時檢查和糾正不合理的設計。

5.3 基于大數(shù)據(jù)的道路交通安全風險分析

在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代到來的今天，道路交通設計師也必須貼合時代潮流，在交通設計優(yōu)化工作中善于利用“互聯(lián)網(wǎng)+”企業(yè)提供的數(shù)據(jù)來輔助進行交通設計工作，從發(fā)現(xiàn)路口問題到評估優(yōu)化效果等，提高道路路口設計、信號優(yōu)化工作效率和準確性。

隨著城市道路交通網(wǎng)絡的發(fā)展和完善，實現(xiàn)智能化、精細化的道路交通安全管理已成為現(xiàn)代城市管理的重要目標和任務。大數(shù)據(jù)技術(shù)在數(shù)據(jù)集合、分析、處理和反饋方面的良好技術(shù)性能為道路交通安全管理的發(fā)展提供了技術(shù)支持。在實際的道路交通安全管理中，相關(guān)實體需要通過擴展數(shù)據(jù)源，優(yōu)化人機集成和促進數(shù)據(jù)共享來優(yōu)化大數(shù)據(jù)的應用，提升道路交通管理的安全性。

6 結(jié)語

綜上所述，城市道路工程的設計質(zhì)量對車輛的交通安全有著直觀的影響。作為現(xiàn)代人出行不可或缺的重要基礎(chǔ)設施，需要保證其設計和施工的質(zhì)量。這就要求相關(guān)設計人員不斷加強對道路交通安全影響因素的分析，進而制定和發(fā)布有針對性的優(yōu)化設計方案，保證道路設計的科學性和合理性，從而進一步保障人們的出行安全。為了管理和改善道路設計，必須考慮交通安全因素，結(jié)合道路設計的嚴格部署，從道路走向、路面結(jié)構(gòu)設計等方面進一步提高道路設計的科學性、合理性和安全性，減少交通事故。道路設計要結(jié)合當?shù)厍闆r進行規(guī)劃，既要保證交通網(wǎng)絡的完善，又要保證道路交通安全和人民生命財產(chǎn)安全。在交通安全方面，合理的道路設計是避免交通事故的直接因素。技術(shù)人員不僅要考慮交通和道路因素，還要考慮環(huán)境因素，精心規(guī)劃避免事故發(fā)生的途徑，才能真正降低交通事故發(fā)生的可能性。