交通島頭、鼻端型式對行車安全的影響

徐耀賜 王文斌 王雪松

摘 要：交通島及各式交通分隔設(shè)施對行車安全有其正面之作用，但是用鋼筋混凝土等制成鼻端、島頭等在合法合規(guī)的前提下，也是可能產(chǎn)生嚴重事故的剛性障礙物。有鑒于此，本文之主要目的在于探討如何在保有各島頭、鼻端的正面交通安全功能之外，同時可將撞擊此類剛性障礙物的車輛及人員傷害降至最低。

關(guān)鍵詞：行車安全；交通島；鼻端；剛性障礙物；降低傷害

Study on the influence of traffic island head and nose type on traffic safety

XU Yaoci1，WANG Wenbin2，WANG Xuesong2

（1. Feng Chia University， FCU，Taichung 400，China；2. Tongji University，Shanghai 201804，China）

Abstract： The traffic island and all kinds of traffic separation facilities have their positive effect on traffic safety， but made of reinforced concrete such as the nose， the island and so on under the premise of legal compliance， but also may produce serious accidents of rigid block. In view of this， the main purpose of this paper is to explore how to minimize the injury of vehicles and people hitting these rigid blocks while maintaining the frontal traffic safety function of each island head and nose.

Keywords： Traffic Safety； traffic island； nose； rigid block； minimize the injury

交通島一般用以區(qū)分方向、分隔快慢車道、供行人穿越時作為臨時保護及設(shè)置交通管制設(shè)施。其設(shè)置方式可為凸島（Raised Islands）、凹低帶（凹降）、標記、緣石、標線或其他合適的方式。而設(shè)置交通島之主要目的則是將平面交叉路口之復(fù)雜交通流入有規(guī)則的路線，分隔、引導(dǎo)或管制可能發(fā)生沖突之地點，以增加交通量，促進交通安全和提供交通之最大便利。

布設(shè)交通島對行車安全有其正面之幫助，然而現(xiàn)實中各路段及交叉路口之交通島絕大部份是混凝土結(jié)構(gòu)，尤其是分向帶、分隔島端末處之島頭及渠化島之鼻端，當車輛撞擊時，原為安全而設(shè)之交通島將演變成致命性之剛性障礙物。故本文之主要目的在于探討如何在保有各島頭、鼻端之正面交通安全功能之外，同時可將撞擊此些剛性障礙物之車輛及人員的傷害降至最低。

1 鼻端與島頭

交通島的凸出部分一般被稱作島頭、鼻端。

交通島形式很多，常見的有：齊頭式島頭、半圓形島頭、對稱彈頭型島頭、非對稱彈頭型島頭、半彈頭型島頭等。

各種交通島的緣石與上述島頭類似，屬于剛性構(gòu)造物，在高速撞擊時，也容易導(dǎo)致?lián)p傷，甚至是傷亡。

2 交通島事故特性

統(tǒng)計2007至2010年間臺灣地區(qū)道路交通傷亡事故，其中0.6%與交通島相關(guān)，這些與交通島相關(guān)的事故中約90%都是在直行過程中撞擊交通島，與交通島相關(guān)的事故致死率為6.12%。當然，這與臺灣地區(qū)摩托車數(shù)量較多有一些關(guān)系。

雖然車輛撞擊交通島事故多由駕駛?cè)嗽蛩?，比如車速過快、分心等。但任何較多事故背后都是人員傷亡和社會成本的損失，交通設(shè)施應(yīng)具有一定的寬容度，把無心犯錯的傷害降至最低。所以宜通過改善交通島布置和構(gòu)造減少撞擊交通島導(dǎo)致的傷亡，降低事故所造成的傷害；以減少社會之損失。

然而，近年多起車輛沖進交通島導(dǎo)致島內(nèi)人員傷亡的事故也時有發(fā)生。在交通島設(shè)計時亦當酌情兼顧。

3 島頭、渠化島之合理尺寸

在交通島的面積、長度、寬度、高度等構(gòu)造尺度中，其高度對交通安全的影響最大。美國AASHTO對交通島緣石高度的建議是，緣石之高度最好不要超過15cm（6in.）至22cm（9in.）。

除了高度之外，設(shè)計者亦應(yīng)針對交通狀況而決定采用垂直式或傾斜式緣石，如圖十與表一所示。垂直式亦稱屏障式（Barrier Type），亦即具有完全隔開之意，絕不容許車輛因沖撞而跨越至對向或其他車道，造成重大交通事故。傾斜式亦稱可跨越式（Mountable Type），亦即在特殊情況下，車輛可能因沖撞而致跨越緣石，然其造成之后果可能較不嚴重。

大多數(shù)小客車的前懸距離地面高度約20cm。所以車輛撞擊高度大于20cm的交通島的狀況與撞擊高度小于20cm交通島的狀況是不同的。相關(guān)規(guī)范中提及交通島的高度可以大于20cm，但沒有特別明確在什么情況下可用，在什么情況下不可用。在設(shè)計過程中，應(yīng)當根據(jù)交通島所處位置、周邊可能的車速等情況對交通島高度做出合理的設(shè)置。

車速愈快、交通島島頭或緣石之高度愈高，則撞擊后造成之傷亡程度必愈大，此乃無庸置疑?，F(xiàn)實情況是，超過20cm且為垂直式的交通島不在少數(shù)。圖12所示即為典型之例，圖13所示甚至高達40cm。

4 吸能式島頭之可行性

由碰撞力學(xué)理論可知，剛性物體無法吸附外物撞擊時所產(chǎn)生的沖擊能量。如將剛性物體改為以相對柔性構(gòu)造，則有吸收或消耗碰撞能量的作用。

采用美國的HVE軟件對一起小客車撞擊道路中央島頭事故進行重現(xiàn)分析。按照前面全寬碰撞測試法（Full Frontal Barrier Impact Test）測試渠化島各部位不同角度、材質(zhì)、高度等以建立吸能式渠化島最佳設(shè)計。測試方式系將車輛以100%車寬范圍正面沖撞剛性固定碰撞壁，碰撞瞬間車輛的行進速度采56km/h，汽車碰撞方向與固定之剛性墻面呈垂直狀。撞擊后，借由計算頭部（HIC）、胸部（CSI）之損傷標準值之量化值，以探討人偶遭受碰撞之動態(tài)反應(yīng)及各部位之損傷分析，作為車輛正面碰撞渠化島模擬人體損傷分析的基礎(chǔ)，來判斷渠化島設(shè)計與乘客損傷程度之關(guān)系。本研究將剛性墻面改成渠化島來進行相同撞擊測試以評估渠化島設(shè)計對車輛之安全性。

撞擊結(jié)果顯示，撞擊后車內(nèi)人偶輸出之損傷數(shù)據(jù)結(jié)果顯示在此次實例測試中吸能式渠化島確實減少乘員頭部損傷指數(shù)HIC值達55%與胸部損傷指數(shù)CSI值15.8%，將大幅增加乘員存活機會，顯示吸能式渠化島確實有降低乘員損傷之效果。

HVE（Human Vehicle Environment），是美國EDC（Engineering Dynamics Corporation）公司開發(fā)的事故仿真/重建軟件，是一套分析人、車輛與道路環(huán)境間相互影響關(guān)系的計算機模塊。

5 結(jié)論與建議

本文已將各式交通島島頭、渠化島鼻端等剛性構(gòu)造物對行車安全影響進行初步研究，歸納結(jié)論如下：

（1）由道路交通事故統(tǒng)計資料可知，車輛撞擊各式交通島之致死率高居第五名（平交道事故不計）。故如何構(gòu)思可降低傷亡程度之新型交通島值得深入研究。

（2）各規(guī)范、手冊對交通島構(gòu)造有一些具體規(guī)定，但對其高度的規(guī)定似乎沒有充分考慮偶然事故中的寬容度。

（3）由力學(xué)理論及本研究之軟件仿真結(jié)果可知，吸能式交通島可緩沖車輛之撞擊能量，從而降低交通事故之嚴重性，然其設(shè)計細部及尺寸定位猶須長期研究及實驗方可得知。

（4）傳統(tǒng)碰撞緩沖設(shè)施之設(shè)計理念無法全然應(yīng)用于交通島頭，故具吸能機制之島頭、渠化島鼻端必須有全新之設(shè)計思維。

（5）道路交通事故背后是社會成本之損失，為求降低交通島事故之傷亡率，相關(guān)規(guī)范和手冊尚有完善之空間，需各長期努力，改善交通島設(shè)置中的寬容度。

6 探討

本文對臺灣地區(qū)的渠化島端部進行調(diào)研分析，指出剛性端部潛在的風(fēng)險；由此提出寬容度的考量。從文中配圖可知，目前的島頭雖尚無緩沖構(gòu)造，但至少立面輪廓標記、反光輪廓標已經(jīng)是標準配置。

反觀一些道路上隨處可見的突兀島頭、鼻端，且無任何立面輪廓標記和反光輪廓標，對用路人來說存在較大風(fēng)險。尤其是夜間、雨霧天等能見度不佳的情況下，容易導(dǎo)致事故。

由此，在道路建設(shè)過程中，首先應(yīng)盡量避免出現(xiàn)突兀的端部；若不可避免的存在時，至少應(yīng)注意通過立面標記、反光輪廓標顯著提示；若所處位置車速較快的話，則應(yīng)更進一步考慮端部緩沖設(shè)施。