城市道路交叉口設計中的安全問題及對策

張 亮

（天津市市政工程設計研究院，天津300051）

0 引言

交叉路口是指平面交叉路口，是城市道路網中最重要的組成部分。它的功能是連接相交道路，使其構成道路網，從而實現人和物的移動。在城市路網中，通常會有多向交通流集中于交叉路口，所以平面交叉路口是交通事故多發地，并成為道路通行能力提升的瓶頸，據不完全統計，發生在平面交叉路口的交通事故數約占30%[1]。由此可見，提高平面交叉口的安全勢在必行，最有效的方法即為對其進行科學合理的設計。國內外學者針對平面交叉口的安全問題進行了大量深入研究，朱勝雪等[2]建立了平面交叉口安全評價指標，并以此對公路平面交叉口安全狀況進行評價，給出了沖突指數、安全設施事故影響系數、交叉口幾何設計事故影響系數的計算流程和方法，并通過片面交叉口指標計算值與專家打分值的相關性分析，對評價指標進行了有效的驗證。孫劍等[3]為解決碰撞事件在沖突仿真中的應用問題，對經典的沖突分析模型SSAM進行改進，提出了易于實現的沖突時刻法，并通過對比分析得出：沖突時刻法比最小碰撞事件法更能細致地刻畫交叉口安全水平。

本文針對城市平面交叉口的特點，系統分析了交叉口的安全問題，并針對最新的城市道路交叉口設計規范，分析了交叉口設計中的安全問題，并給出相關對策。

1 城市平面交叉口特點

通過對城市交叉口與其他道路交叉口的對比得出，城市交叉口的特點主要有：城市平面交叉口數量較多；交通環境復雜；進入交叉口車速較快；郊區高等級公路交叉口范圍大。

1.1 城市平面交叉口數量多

隨著現代城市的快速發展，城市道路交通網逐步完善，公路交叉口數量逐年增加，尤其在市區繁華地段，相鄰交叉口距離不超過100 m，如此密集的道路交叉口，成為城市發展的瓶頸。

1.2 城市平面交叉口交通環境復雜

隨著城市化的發展，城市人口逐年增加，以及城市汽車數量的快速增長，平面道路交叉口呈現交通狀況復雜，人流、非公共交通車輛及公共交通車輛匯集于交叉口。此特點也成為交叉口交通事故頻發的主要原因之一。

1.3 進入交叉口車速較快

在有交通信號燈的交叉口，行車司機為了快速通過交叉口，一般會加快車速，避免碰上紅燈，這樣就導致城市道路交叉口車速較快。

1.4 郊區高等級公路交叉口范圍大

在一般城市郊區的道路交叉口，均為一些高等級公路相交地，最常見的就是國道與省道的交叉口和國道與國道的交叉口，此類交叉口，由于公路等級高，橫斷面較寬，交叉口范圍大，并且車速快，車輛以大型貨車為主。

2 交叉口安全問題分析

在城市道路交叉路口，車輛、行人在交叉口轉換方向，機動車、非機動車和行人之間交叉、沖突點多，并且車速變化很大，交通流量大，狀況復雜。因此，造成交叉口事故的原因很多，據調查，交叉口交通事故絕大部分是因為高速行駛的車輛撞擊機動車、非機動車、行人導致。表1給出了車速與視野范圍的關系，圖1給出了視野范圍隨著車速的變化曲線，圖2給出了速度離散型與事故率的關系，從圖1、圖2及表1中的數據可以得出：

（1）汽車行駛速度與駕駛員視野成線性關系，隨著汽車行駛速度的增加，駕駛員的視野范圍減小，當汽車行駛速度從40 km/h增加到110 km/h時，駕駛員的視野范圍從100 m降低到30 m，降幅達70%。

（2）速度離散性絕對值在20 m/h以內時，速度離散性絕對值越大，事故率越高，且此時，夜間事故率要高于白天。當速度離散絕對值大于20 m/h時，夜間行車事故率與白天行車事故率基本一致。

（3）綜合以上分析可知，車速及車速的離散性對交通事故影響顯著。

表1 不同汽車行駛速度時駕駛員的視野范圍一覽表

圖1 視野隨車速的變化曲線圖

圖2 速度離散性與事故率的關系曲線圖

除了行車速度外，造成城市交叉口交通事故還有以下一些原因：

（1）駕駛員在平面交叉路口的操作狀態；

（2）在平面交叉路口內，機動車交通流的沖突點較多；

（3）行人，非機動車和機動車的混雜現象在交叉口處尤為嚴重；

（4）交叉口缺少對交通弱勢使用者（行人，非機動車使用者）的保護措施；

（5）現有平面交叉口存在控制、管理、設計和維護等方面的缺陷。

3 交叉口設計中的安全問題及對策

3.1 交叉口速度設計

由以上分析可知，交叉口車速過快及車速離散性過大是造成交叉口交通事故的主要原因，因此，在交叉口設計中，行車設計速度合理性至關重要。相關標準及設計規范，交叉口車速設計應滿足以下要求：

（1）平面交叉口處的計算行車速度，原則上應與路段上的計算行車速度一致。

（2）兩相交公路等級相同或交通量相近時，平交口內的直行行車道的設計速度可適當降低，但不得低于路段的70%。

（3）轉彎車道的速度：左轉曲線采用5～15 km/h的車速。右轉可比左轉略高，但不超過40 km/h。

（4）城市交叉口：應按各級道路設計速度的50%～70%計算，直行車取大值，轉彎車取小值。

3.2 交叉口沖突點數量減小措施

交叉口沖突點是指來自不同行駛方向的車輛以較大的角度相互交叉的地點。沖突點的存在是交叉口的最大問題，并且產生沖突點最多的是左轉彎車輛，在交叉口設計中，最終目的是取消或者減少沖突點以增加通行能力。有學者研究得出，中國交叉口事故y與沖突x呈線性關系，如式（1）所示。因此，合理的設置沖突點數量，是減少交叉點交通事故的有力手段。

產生沖突最多的是左轉彎車輛，如四路交叉口若沒有左轉車流，沖突點可由16個減少至14個，而五路交叉口則從50個減少到5個，因此，正確的處理和組織左轉彎車輛是保證交叉口交通通暢和安全的關鍵。

通過上述分析，可得出消除或減小交叉口沖突點的措施有：

（1）交通管制，從時間上分開車流以減少沖突點。

（2）渠化交通，通過隔離不同方向車流以減少沖突點。

3.2.1合理設置交叉口信號控制設備

為了保證交通安全，應在交叉口設置交通信號燈，并遵循以下原則：

（1）當進入同一路口交通量較大時設置機動車道信號燈。

（2）設置機動車道信號燈的路口，當道路具有機動車、非機動車分道線且道路寬度大于15 m時，應設置非機動車道信號燈。

（3）設置機動車道信號燈的路口，當通過人行橫道的行人高峰小時流量超過500人次時，應設置人行橫道信號燈。

（4）在路口間距大于500 m、高峰小時流量超過750 veh及12 h流量超過8 000 veh的路段上，當通過人行橫道的行人高峰小時流量超過500人次時，可設置人行橫道信號燈及相應的機動車道信號燈。

3.2.2渠化設計

利用在路面上劃分車線，設分隔器、分隔帶或交通島等限制行車路線，使不同類型，車速和行駛方向的車輛，順著一個方向通過交叉口。根據相關標準及設計規范，渠化設計應遵循以下原則：

（1）應根據交通流量及流向，增設交叉口進口道的侯駛車道數；

（2）進出口道分隔帶或交通標志、標線應根據渠化要求布置，做到導向清晰，避免分流、合流集中于一點，造成相互干擾；

（3）無匯合點和交織點的穿越車流，應以直角或接近直角相交匯，匯合和交織交通流的交叉角應盡可能小,

3.3 弱勢群體的保護措施

現代城市道路交叉口設計中，很少有對弱勢群體（主要指非機動車輛和行人）的保護措施，隨著交叉口交通事故日趨增加，對弱勢群體的保護應予以重視。針對此問題，應在交叉口設計中考慮如下因素：

（1）設計較大的安全島,供行人和非機動車等候。同時提前分離右轉車道,將右轉車與行人、非機動車的沖突分散并遠離路口。右轉車道可以設計適當弧度,以降低右轉車速。

（2）設計直行自行車等候區，并將自行車等候區提前至停車線、人行橫道前，減少自行車與機動車的沖突及自行車違章率。

（3）設計“Z”形人行橫道,并提供中心等待區。“Z”形人行橫道有利于行人被動觀察前方來車，提高觀察率;中心等待區適用大面積路口。此外,在信號控制、標志標線設計方面，可以嘗試在中心等候區設置行人信號燈，防止行人與左轉車輛發生沖突，或者提示行人注意左轉車輛。

4 結語

（1）城市交叉口的特點主要有：城市平面交叉口數量較多；交通環境復雜；進入交叉口車速較快；郊區高等級公路交叉口范圍大。

（2）交叉口交通事故主要原因有車速過快，沖突點較多，交通復雜，以及缺乏對弱勢群體的保護措施。

（3）針對交叉口交通事故主要原因，根據相關規范及標準，給出了在交叉口設計中相關問題的對策。

[1]胡瓊虹.城市道路平面交叉口交通安全評價研究[D].武漢：華中科技大學，2006.

[2]朱勝雪，陸鍵.公路平面交叉口安全評價指標及方法[J].交通運輸工程與信息學報，2011,9（3）：26-30.

[3]孫劍，趙 莉.一種改進的混合交通交叉口安全仿真評價方法[J].中國安全科學學報，2011，21（6）：32-37.

[4]楊凱，徐輝，林偉.平原區交叉口安全分析與改善對策研究[J].中國安全科學學報，2006，16(11)：37-41.