城市快速路出口指路標志設置的交通安全性分析
——以烏魯木齊市為例

錢劭武, 俞 煒

(1.北京市公安局公安交通管理局, 北京 100037; 2.烏魯木齊市公安局交警支隊交通科，烏魯木齊 830023)

隨著我國城市交通的快速發(fā)展，交通矛盾日益突出. 為了給交通出行提供安全、快速、高效的服務，各大城市紛紛建設城市快速路系統(tǒng). 據(jù)統(tǒng)計已形成規(guī)模的城市快速路網(wǎng)，承擔著超過60%的城市道路交通流量，有效地疏解了城市中心區(qū)的交通壓力，在城市路網(wǎng)體系中發(fā)揮著骨干和支柱的作用.

由于我國已建設并投入運行的城市快速路大多是由主干道分段、分期改建而成，往往其出入口間距普遍達不到規(guī)范標準. 盡管“GB5768.2—2009”“GB51038—2015”中對于城市快速路指路標志設置都有明確的規(guī)定[1-2]，但在實際建設過程中與快速路相匹配的指路系統(tǒng)仍存在著信息誤差多、連續(xù)性不強、標準不一致等問題.

本文以烏魯木齊市城市快速路出口指路標志為例，分析近年來在該路上發(fā)生的交通事故，從應用現(xiàn)狀、設計參數(shù)、系統(tǒng)設置以及效果評價等方面進行研究，提出完善出口指路標志的意見，為烏魯木齊市城市快速路指路系統(tǒng)改造提供依據(jù)，并為今后的研究與實踐提供參考.

1 烏魯木齊市城市快速路網(wǎng)的基本情況

烏魯木齊市2012年完成東外環(huán)、南外環(huán)高架路和克南高架路建設；2013年完成西外環(huán)、北外環(huán)高架路建設；2014年完成西虹高架路、西山快速路和溫泉高架路建設；2015年完成阿勒泰快速路建設；2016年完成三屯碑高架路建設. 城市快速路網(wǎng)基本形成，城市快速路總長度達到82 km. 共有23座立交橋，出入口179處，其中出口94處、入口85處. 城市快速路主路大部分為三上三下，雙向六條機動車道. 流量最大的快速路為河灘快速路，高峰小時機動車雙向流量為10 864輛/h；外環(huán)路流量最大的路段在東外環(huán)，高峰小時機動車雙向流量為7 796輛/h.

2 烏魯木齊市快速路指路系統(tǒng)存在的問題

2.1 不完整

指路標志缺失. 例如西虹高架路與河灘快速路相交西向東出口缺少指路標志；河灘快速路輔路與紅山路相交出口缺少指路標志.

經(jīng)調(diào)查有12處出口未設置出口及出口預告標志給交通安全帶來很大隱患.

指路信息缺失. 例如外環(huán)高架路出口標志缺“紅山路”指路信息；河灘快速路出口指示信息不明確，無相應指路信息.

2.2 不連續(xù)

例如蘇州路立交橋附近的昆明路出口，在昆明路出口前2 km、1 km、以及下一個出口預告標志、0 km出口預告標志均為“昆明路”，而到了出口三角端的出口指示標志信息變?yōu)榱恕氨本┞贰保斐闪诵畔⒌牟贿B續(xù)、不統(tǒng)一.

外環(huán)路北環(huán)高架路由東往西方向，在蘇州路立交附近先后有“長春路”和“昆明路”2個出口，由于2個出口間距較小，造成了從2 km的出口預告標志開始就出現(xiàn)了“長春路”與“昆明路”出口預告標志交替出現(xiàn)的情況，容易造成司機的信息誤判.

2.3 不系統(tǒng)

外環(huán)路北環(huán)高架南湖北路出口處，出口信息為“南湖北路”，在南湖北路出口處缺失指路標志，而南湖北路距離河灘快速路只有350 m的距離，河灘快速路屬于A層信息，并且去往河灘快速路的出行需求明顯高于南湖北路的需求，因此出口處的信息應改為“河灘快速路”，如圖1所示.

圖1 指路標志信息選取不合理

節(jié)點信息預告存在重復，缺乏有效引導，圖2上排，在一處門架標志上“西山路高架”和“克南高架”重復出現(xiàn)，只有2個信息，造成了版面浪費. 應按照由遠及近依次提示. 如圖2下排所示.

圖2 節(jié)點信息預告重復出現(xiàn)

2.4 不規(guī)范

同一條道路名稱不統(tǒng)一. 如“克拉瑪依路高架” “克依路高架”應該統(tǒng)一信息為“克南高架路”.

快速路接快速路時，被交的快速路信息應為白底綠字. 但有的標志卻是綠底白字.

按照GB51038—2015《城市道路交通標志和標線設置規(guī)范》中的規(guī)定，立交出口信息優(yōu)先選擇該出口到達的第一條主干道作為它的出口信息，出口的地名信息應該為“北京路”. 卻寫的是“昆明路”.

2.5 圖形化指示標志位置不準確

現(xiàn)狀圖形化標志設置于快速路主路上，而實際情況應為從主路行駛到輔路后再盤橋，圖形化標志應設置在輔路上. 如圖3所示.

圖3 圖形化指示標志位置不準確

3 烏魯木齊市快速路的交通事故分析

烏魯木齊市城市快速路的交通事故情況，截取了2015-01-01—2016-10-31的22個月的數(shù)據(jù)進行分析. 原因有2個：一是2015年以后烏魯木齊市城市快速路網(wǎng)基本建成，快速路網(wǎng)的交通流運行已趨于平穩(wěn)，數(shù)據(jù)較客觀；二是2016-11-01之后開始對烏魯木齊市快速路原指路系統(tǒng)進行改造.

根據(jù)公安部《道路交通事故處理程序規(guī)定》對道路交通事故的劃分為財產(chǎn)損失事故、傷人事故和死亡事故. 財產(chǎn)損失事故是指造成財產(chǎn)損失、尚未造成人員傷亡的道路交通事故. 傷人事故是指造成人員受傷，尚未造成人員死亡的道路交通事故. 死方事故是指造成人員死亡的道路交通事故[3].

首先對傷人以上交通事故的分析，見表1.

由于當前交通事故的原因分類還不夠細，不能確定指路標志的問題是導致交通事故的直接原因. 但是以下幾類事故原因確與指路標志的問題有關(guān)：

駕車時有其他妨礙安全的行為. 如開車打手機，可能因出口預告標志缺失，快到出口，緊忙采取措施導致事故.

在同車道行駛中，不按規(guī)定與前車保持必要的安全距離；變更車道時影響正常行駛的機動車；逆向行駛這3類也可能與指路標志不清，前車或本車突然剎車并線、走錯路而停車倒車發(fā)生的交通事故. 以上4類原因或多或少涉及指路標志問題的比例為46.9%.

對財產(chǎn)損失交通事故進行分析，見表2.

表2只對烏魯木齊市城市快速路財產(chǎn)損失交通事故中的一些相對集中的事故原因進行了列舉，并不是全部數(shù)據(jù). 涉及指路標志問題的五類事故，在輕微事故中所占比例達86.5%.

從上述表1、表2的分析可以看出城市快速路指路系統(tǒng)的設計缺陷，對道路交通安全的影響是很大的.

表2 2015-01-01—2016-10-31財產(chǎn)損失交通事故情況

4 構(gòu)建車輛行駛模型分析烏魯木齊快速路出口指路標志設置的有關(guān)參數(shù)

烏魯木齊市屬于北方城市，冬季長、氣溫低且降雪多. 城市快速路由于車速較快，確保道路交通安全所面臨的挑戰(zhàn)更加突出. 盡管目前的車載和手機導航系統(tǒng)為人們的出行提供了很多方便，但交通指路標志因其直觀、廉價、準確、可靠的優(yōu)點，在城市道路交通管理中起著不可替代的作用. 出口指路標志的設置位置合理與否，對預防道路交通事故非常重要.

下面運用構(gòu)建車輛行駛模型，分析出口指路標志設置的相關(guān)參數(shù). 如圖4所示：

圖4 快速路出口車輛行駛模型示意圖

從讀完點C到標志牌F之間這段距離，可以用圖5加以描述：

圖5 認知標志的消失距離示意圖

如果R小于M，司機因車頂?shù)恼趽醵鵁o法看到出口指路標志，那么就不能準確判斷自己是否應該從前方的出口還是下一個出口駛出. 所以，在城市快速路上駕駛的司機要從容地看清讀懂標志的信息之后，在保證安全的前提下完成逐漸減速、變更車道、駛出出口的一系列操作，行動距離L必須滿足式(1)(2)：

(1)

R≥M=H-H0/tanα

(2)

1)L1的計算

為了簡化分析，用機動車超車過程的相關(guān)試驗研究成果來計算. 汽車超車過程如圖6所示：

根據(jù)試驗從B點到D點大致為9.3～10.4 s. 從B點到C點占總時間的1/3(3.1～3.5 s)，從C點到D點占總時間的2/3(6.2～6.9 s). 變換車道與從C點到D點機動車行駛軌跡十分相似，所以變換一條車道為6.2～6.9 s，記為t2，那么式(3)：

L1=v1/3.6t2

(3)

2)關(guān)于f與φ的取值問題

國內(nèi)城市快速路一般都采用水泥及瀝青混凝土路面，經(jīng)試驗確定，f取值為0.01～0.02 .

圖6 汽車超車過程圖

φ為路面附著系數(shù)，經(jīng)試驗測定國內(nèi)水泥及瀝青混凝土路面根據(jù)干燥或潮濕一般采用0.7～0.4之間.

3)反應距離J的計算

根據(jù)實測資料，結(jié)合交通心理學的研究，反應距離是反應時間內(nèi)車輛行駛的距離. 反應時間等于“人的感覺及行動時間”加“車輛的機械產(chǎn)生作用時間”,一般前者為1.5 s，后者為1.0 s是較適當?shù)?

反應時間t1=2.5 s,在這個時間內(nèi)汽車的行駛距離為：

J=v1/3.6t1

(4)

4)信息量與認知時間之間的關(guān)系

通過測試，具體認知時間如表3所示：

表3 信息量與認知時間實驗數(shù)據(jù)

由表3可知：交通標志越簡潔，司機的認知效果越好.

GB51038—2015中規(guī)定指路標志的信息不能超過6條，與此對應的認知時間為2.540 1 s，取整2.5 s.

將式(3)、(4)帶入式(1)計算后得式(5)：

L=R+D-v1/3.6t1≥(n-1)v1/3.6t2

(5)

從而可以計算出出口500 m預告指路標志設置的前置距離D的值：

D≥(n-1)v1/3.6t2+v1/3.6t1-R

(6)

從式(6)中可以看出，D與R是呈反比關(guān)系，若使D變大，則R就盡量減小.R的最小值為(H-H0)/tanα.

H為標志上邊緣距離地面高度.H1為標志下邊緣路距離地面高度，b為標志牌高度，H=b+H1，H0為坐在車內(nèi)司機的平視視線高，按最不利情況下為例，取1.2 m；α為司機視線受車頂影響的最大仰角度，取7°. 可得R的最小值為：

(7)

將式(7)帶入式(6)即可得前置距離D的最小值為：

(8)

式(8)即是快速路出口預告標志前置距離的計算公式.

以外環(huán)路東外環(huán)紅山路出口為例，利用上述車輛行駛模型進行分析. 經(jīng)調(diào)查，先給出用到的一些數(shù)據(jù)：式中，v1為烏魯木齊外環(huán)路限速80 km/h，取80 km/h；v2為出口匝道限速40 km/h, 取40 km/h；b為外環(huán)路指路標志牌高度為3.2 m；H1為指路標志牌下沿距地面的高度為4.5 m；f為滾動阻力系數(shù)，取0.02；φ為路面附著系數(shù)，取0.4；t1為感覺轉(zhuǎn)向反應的總時間，t1=2.5 s；t2為變換一條車道的時間大約為6.2～6.9 s，t2取6.9 s；?為消失點與路側(cè)標準頂邊的仰角度，取7.

以外環(huán)路內(nèi)環(huán)紅山路出口為例，見圖7.

在出口前方未設出口預告標志，司機看到的紅山路出口第一塊標志就是F，為了保證司機在看到出口標志后能夠由出口安全駛出快速路. 則出口減速車道的長度N≥Q+D.

將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式(8)得式(9)：

D=306.7+55.5-52.8=309.4 m

(9)

N≥309.4+30=339.4 m.

圖7 紅山路出口減速車道指路標志設置示意圖

據(jù)對內(nèi)環(huán)路紅山路出口減速車道長度的測量，實際N=123.8 m，遠遠不能滿足交通安全的需要. 在2016-09-07，08:04，在該出口就發(fā)生了1起交通事故，1人受重傷.

5 通過指路系統(tǒng)改造消除交通安全隱患的實例

經(jīng)過調(diào)查，類似紅山路出口的出口還有外環(huán)路內(nèi)環(huán)北京路出口、內(nèi)環(huán)人民路出口、內(nèi)環(huán)會展中心出口、內(nèi)環(huán)東后街出口、內(nèi)環(huán)團結(jié)路出口、內(nèi)環(huán)西山路出口、外環(huán)國際機場出口、外環(huán)克西街出口、外環(huán)奇臺路出口、外環(huán)躍進街出口、克南高架路西向東水磨溝路出口，共12處. 由于本次烏魯木齊市快速路指路系統(tǒng)改造是在原有的基礎(chǔ)上進行，這12處出口未預留高架路上大型標志基礎(chǔ)，再增加基礎(chǔ)成本很高. 因此必須在原有的標志版面設計和信息內(nèi)容上作文章，見圖8.

如圖8所示，將原有的標志內(nèi)容單獨指單一地點，改為前方三級指路，在不增加現(xiàn)有指路標志數(shù)量的情況下，增加了出口預示標志的功能，個別地點通過在路側(cè)路燈桿上增設小的出口預告標志的方法，使標志的前置距離D前移到出口減速車道之前，從而使N≥Q，從之前的計算可知，Q=30 m，而目前烏魯木齊市城市快速路出口減速車道的長度N都在100 m以上，因而，絕對可以滿足交通安全的需要.

圖8 增加出口預示標志的功能

由于篇幅限制，本文只對烏魯木齊市城市快速路指路系統(tǒng)中影響交通安全的出口預告標志的設置問題進行了分析. 還有許多經(jīng)驗，在此就不進行論述.

6 結(jié)束語

城市快速路車輛行駛速度高、出入口間距小、服務對象多元等特點，決定了指路系統(tǒng)的設置需要提出比高速公路、城市主次干道更高的要求. 設計科學合理的城市快速路指路系統(tǒng)不但是能夠最大程度地為司機服務，引導車輛選擇最佳出口匝道，保障了快速路的通行效率，從而提高整體快速路網(wǎng)的連貫性和有效性；而且是對于在各種不利因素如惡劣天氣影響下，最大限度地保證交通安全的需要.

本文從快速路出口預告標志的前置距離進行了交通安全性分析，得出了最小距離，滿足了行車安全的要求，為大家正確理解運用好國標提供了借鑒.