城市道路交通隔離設施應用效果評價分析

吳進來

（湖北省城建設計院股份有限公司，湖北 武漢 430050）

0 引言

道路交通隔離設施主要起到分隔（功能區域、施工區域等）、阻攔（施工、危險或其他特殊功能區域）、警示（異常區域）和裝飾等作用，是城市道路中常見的交通設施，主要有物理隔離、標線隔離兩種常見形式[1]。使用最為普遍的交通隔離設施是交通護欄，它將機動車、非機動車和行人進行了物理隔離，對改善交通秩序、提高交通安全性起到了良好的作用[2]。

本文選擇柵欄式交通隔離護欄、花池式交通隔離設施、鋼管式交通隔離設施3種應用最為普遍的交通隔離設施作為研究對象，通過研究交通流量、車速和交通沖突數量相關數據，分析相應隔離設施路段的通行能力及交通沖突率，通過定量分析交通隔離方式和通行能力、交通沖突率之間的相互關系，總結不同交通隔離設施的隔離效果。

1 交通隔離設施樣本概況

1.1 柵欄式交通隔離護欄

柵欄式交通隔離護欄，主要有金屬（主要為鋼制）、塑料兩種材質，成本約為70～150元/m，這種護欄一般不易受環境影響，使用壽命較長，且成本較低、占地面積較小、維護簡單。其最主要的缺點是碰撞耐受性差，且對行人不夠友好，保護不足。

1.2 花池式交通隔離設施

花池式交通隔離設施，在起到道路交通隔離作用的同時，還有美化城市環境的作用，可緩解駕駛員的視覺疲勞，提高行車安全。從空間學的角度看，花池式交通隔離設施使得道路的整體寬高比更加和諧，拓展了道路的視覺空間。但該型隔離設施建設成本在300～1 000元/m之間，建設成本高，且后期維護成本也較高。

1.3 鋼管式交通隔離設施

鋼管式交通隔離設施，主要由鋼筋混凝土底座和鋼管兩部分串接而成，可通過底座的高度提升限制行人隨意橫穿馬路的行為，其架設成本在300元/m左右。其優點較多，如防撞性好、耐久性強、防盜性能好等。其最大的問題是單體質量過大，安裝、調整困難。

2 觀測與試驗

2.1 觀測路段情況

通過現場考察，選取車流量、人流量均較為集中的武漢市某道路作為觀測試驗道路。該道路為武漢市繁華路段，但是該道路的不同路段采用了不同的交通隔離設施，分別為A路段采用無道路隔離設施路段，B路段采用柵欄式交通隔離設施路段，C路段采用花池式交通隔離設施路段，D路段采用鋼管式交通隔離設施路段。

2.2 觀測試驗實施過程

采用錄像觀測法，觀測天氣為晴天，觀測時間為周末15:00～17:00高峰期，4個試驗路段同時觀測。觀測內容包括交通量、行人過街量。一個觀測周期為2 h，共觀測3個周期，統計測量周期典型道路斷面雙向“機動車+非機動車”交通量及路段內的交通沖突數量。交通量按照不同的系數進行統計，以小型車為標準進行換算，換算系數見表1。

表1 以小型汽車為標準的換算系數

2.3 樣本容量的確定

一般交通行為研究認為，研究數據的樣本須有一定容量，才有研究意義。

式中：N為樣本容量；p為所占交通量的比例；q=1-p；k為置信度常數；E為交通沖突率誤差估計。

根據研究本路段交通情況，本研究觀測試驗取行人與機動車沖突樣本量為100個。

3 樣本路段交通隔離設施的效果分析

3.1 評價指標

3.1.1 交通沖突率

樣本路段的平均沖突數量與交通量（以小型汽車為標準的換算系數換算后的混合交通量）的比值稱之為交通沖突率見式（2）。根據沖突雙方的不同可將交通沖突分為三類，即a-a（機動車與機動車交通沖突）、a-b（機動車與非機動車交通沖突）、a-c（機動車與行人交通沖突）。每次交通沖突都是潛在的交通事故，因此交通沖突與交通安全緊密相關。交通沖突率的計算公式如下：

式中：Ri-j為沖突參與對象i和j的交通沖突率；T為研究路段時均沖突數；Pi為沖突參與對象i的交通量；Pj為沖突參與對象j的交通量。

3.1.2 路段通行能力

單位時間內通過某一道路斷面的最大車輛數稱為通行能力，是衡量道路服務水平的根本體現。城市道路的通行能力與道路及其附屬設施的設計時速嚴格相關,對應關系見表2。

表2 城市道路通行能力與設計時速的關系

3.2 數據分析

3.2.1 交通沖突率分析

實驗觀測研究路段的交通量很大，以A路段和B路段為例，試驗路段的車流量見表3。

表3 車流構成統計

由表3的數據對比可知，無隔離設施路段的道路通行能里明顯低于有道路交通隔離設施的路段；實驗觀測路段的通行車輛主要是小型車，車流構成相似，分別占到80.5%和86.3%。

為客觀分析道路交通隔離設施的隔離作用，提取各觀測路段100名行人的過街交通沖突數據。以解放公園路無隔離設施路段行為例人橫穿馬路的的統計數據見表4。

另從C路段過街行人的統計數據分析可知：中青年是過街行人的主體；過街行人男女比例基本一致，無統計學差異；平均過街時間為17.18 s，平均步速為0.91 m/s，人均沖突車輛2.84輛；觀測路段平均過街人數為9人/h。

試驗觀測路段沖突主要為a-c（機-人）交通沖突率，將數據代入式（2），得到該路段的a-c交通沖突率：

匯總其他路段的交通量及a-c交通沖突等數據見表5。

表4 A路段無隔離設施路段行人過街數據提取

表5 交通量及a-c交通沖突數據統計

由表5可見，無道路交通隔離設施路段的交通沖突率最高，達到了86%，且行人過街數量眾多，安全隱患較為突出。而設置有道路交通隔離設施路段的交通沖突率明顯降低，相較于無道路交通隔離設施路段的交通沖突率，使用柵欄式、花池式、鋼管式道路交通隔離設施路段的交通沖突率分別降低了72.1%、63.6%和65.4%。由此可見，道路交通隔離設施有效降低了交通沖突率，有效阻隔了行人，極大地提高了道路交通的安全性，保護了行人。

3.2.2 通行能力分析

對道路通行能力的分析，車速值取85%實際車速，觀測試驗路段的道路通行能力計算使用插值法。以B路段為例，車速值取53 km/h，將表2數據用插值法計算B路段柵欄式隔離路段的道路通行能力為：

同理可計算其他觀測試驗路段的道路通行能力，再與相應路段實際最大車流量進行對比，可計算出道路交通隔離設施對通行能力的影響，統計結果見圖1。

圖1 不同道路交通隔離設施對通行能力的影響

從圖1的數據統計結果分析可見，無隔離設施路段實測最大車流量為1 168 pcu/h，與通行能力1 640 pcu/h之間有472 pcu/h的差距，差距較大，說明無隔離設施路段受行人過街影響較大，道路通暢性明顯低于有道路交通隔離設施的路段；而使用柵欄式交通隔離設施路段的實測最大流量1 698 pcu/h與通行能力的1 730 pcu/h之間僅有32 pcu/h的差距，該段道路相較于其他觀測路段最為通暢；使用花池式道路交通隔離設施實測最大車流量為1 348 pcu/h與1 710 pcu/h的通行能力有362 pcu/h的差距，使用鋼管式道路交通隔離設施路段實測最大流量1 415 pcu/h與1 720 pcu/h的通行能力有205 pcu/h的差距，與使用柵欄式交通隔離設施路段相比仍有加大差距，但均明顯好于無隔離設施路段。4個路段的設計通行能力基本相當，但實測通行能力最好的是使用柵欄式交通隔離設施的路段，與交通沖突率評價基本一致。總體而言，使用道路交通隔離設施可更為充分地發揮道路的通行能力。

3.3 觀測分析效果評價

從觀測路段的數據統計分析可以看出，不管使用何種道路交通隔離設施都可以大幅度的減少過街行人，過街行人數最多的鋼管式隔離設施的過街行人數相較于未使用道路交通隔離設施下降了95%，而效果最好的柵欄式隔離設施則使過街行人數下降了97%。過街行人數直接影響著Ta-c交通沖突數和a-c沖突率，未使用道路交通隔離設施的試驗路段Ta-c交通沖突數和a-c沖突率遠高于有道路交通隔離設施的路段，即便是沖突率較高的花池式隔離設施也下降了63.6%，而柵欄式隔離設施則下降了72.1%?？梢姡诔鞘新范伟惭b道路交通隔離設施可以有顯著降低a-c交通沖突，有效的保護行人的安全[3,4]。三種常用隔離設施中，a-c交通沖突率最低的事柵欄式道路交通隔離設施，說明其隔離的效果最好，究其原因是因為該類設施一般較高，行人跨越困難。

從通行能力來看，基于理論計算的設計角度有隔離設施比沒有隔離設施通行能力稍強但是差距并不明顯，通行能力最強的柵欄式隔離設施通行能力僅比無隔離設施大5.5%，而理論計算的各種隔離設施的通行能力非常接近相差較小。但是，實際觀測數據顯示各種采用任何隔離設施或者無隔離設施均與通行能力計算的結果有一定的差距。其中無隔離設施的觀測值和計算通行能力差距最大觀測值比理論值下降了28.8%；柵欄式隔離設施的觀測值和計算的通行能力相差最小觀測值僅比理論值下降了1.8%；花池式隔離設施觀測值比理論值下降了21.2%；鋼管式隔離設施觀測值比理論值下降了11.9%。雖然理論計算的通行能力相差不大，但是實際觀測的通行能力無隔離設施的比有隔離設施的差距較大，與a-c沖突率的數據相吻合。三種常見的隔離設施的通行能力比較上，柵欄式隔離設施的通行能力最好，其次是鋼管式隔離設施，花池式隔離設施的通行能力最差，這也與a-c沖突率的數據相吻合。

雖然，花池式隔離設施和鋼管式隔離設施雖然隔離效果比柵欄式差，但是其也有自身的優點?；ǔ厥礁綦x設施可以有效的提高城市或者區域的綠化率，同時也能很好的吸收和降低噪音。而鋼管式隔離設施的防撞性能很好，可以有效地保護車輛和行人。

4 結論

（1）通行能力和交通沖突率可作為道路交通隔離設施的有效評價指標。

（2）3種常用道路交通隔離設施均可提高道路的通行能力，降低交通沖突率。隔離效果最好的是柵欄式隔離設施，其次是鋼管式隔離設施，最后是花池式隔離設施。

（3）3種常用道路交通隔離設施各有優缺點，可在不同路段綜合使用。柵欄式隔離設施可以應用在人流量和車流量較大對通行能力要求較高，且行人穿越馬路的需求較旺盛的路段。花池式隔離設施可以應用在需要提高綠化率或者是對噪音控制要求較高的居民區周圍。鋼管式隔離設施可以應用在轉彎路段等交通事故多發路段，以保護車輛和行人。