基于交通沖突分級的城市平面交叉口安全風險評估方法

歐陽劍,羅芷晴,熊文華,鮑瀚濤

（1.廣州市交通規劃研究院有限公司,廣東 廣州 510030; 2. 公安部交通管理科學研究所,江蘇 無錫 214151）

0 引言

城市平面交叉口作為連接城市道路之間的重要節點，是路網中交通安全風險較高的區域。為提高平面交叉口的安全環境，國內外專家學者圍繞平面交叉口的安全評價進行了大量研究。目前國內外常采用的交叉口交通安全評價方法主要有4 種：基于交通沖突率的交叉口安全評價研究[1-2]、基于交通事故統計的交叉口安全評價研究[3]、基于交通流量的交叉口安全評價研究和基于安全服務水平的交叉口交通安全評價研究。其中，沖突點是指路口內兩個及以上的交通參與者在同一時空下相互接近，如不采取避險行為就會發生碰撞的地點，當沖突點越多，對交叉口交通安全的影響就越大，因此，歷來都是交叉口安全評價方法中的重要切入點。

然而，既有的交通沖突分析研究普遍存在評價數據難以采集、在交通管理工作中實用性不強等問題。該文通過探討不同類型沖突點在交叉口的安全風險及其分布特征，確定沖突點風險等級以及交叉口安全區域的劃分標準，進而建立基于交通沖突分級的城市交叉口安全評估方法，為開展城市平面交叉口安全分析評價與管理提供直觀、有效的決策依據。

1 交叉口沖突點分析

1.1 交叉口沖突類型及其安全風險

交通沖突分級對于簡化數據采集具有重要意義，常見分類依據包括行駛方向、沖突主體、優先行駛權等。不同類型的交通沖突產生的安全風險也存在較大差異，主要包括五大類型。

（1）機動車之間沖突風險。機動車在通過信號控制的平面交叉口時，會產生左轉、直行與右轉的機動車流，行駛方向不同的機動車流在平面交叉口范圍內會形成很多沖突點。通常機動車經過停車線后就開始加速行駛，若在接近沖突點前機動車雙方均不采取減速或轉向等避險措施，則此行駛過程很大概率會發生碰撞事故。

（2）機動車與非機動車之間沖突風險。信號控制的平面交叉口單獨設置非機動車專用相位的情況通常較少，因此機動車都會與非機動車產生交通沖突。此外，存在不少騎行者對交通規章制度的不遵守、不執行，或者在騎行過程中帶人、帶重物、雙手離把、扶肩并行、互相追逐等，這種違章騎行的行為會加大非機動車與機動車產生沖突的概率。

（3）機動車與行人之間沖突風險。通常平面交叉口右轉機動車流不受信號燈控制，當行人綠燈通過時，行人方向與右轉彎機動車流存在交叉，行人與機動車存在交通安全風險，但由于右轉機動車的車速較慢，此類沖突造成的傷害較輕。同時，行人的自由度大，在行人走捷徑心理的支配下，往往會突然闖入駕駛員的行駛空間，造成較為嚴重的人員傷亡。

（4）非機動車之間沖突風險。非機動車之間由于行駛方向不同也會存在交通沖突。通常，非機動車的車速在15 km/h 以下，二者發生碰撞造成的傷害較輕；若非機動車之間的碰撞發生在交叉口中心區域，雙方都處于加速狀態，且交叉口中心區域交通狀況復雜，很大可能增加騎行者的受傷概率，引發二次沖突。

（5）非機動車與行人之間沖突風險。主要由非機動車、行人在穿越平面交叉口時因非機動車轉向與行人之間產生的交叉沖突所導致。通常該類沖突升級為交通事故、造成人員傷亡的概率較低。

1.2 交叉口沖突點分布特征

對于存在潛在交通沖突的城市交叉口，如T 形和十字形等，可根據機動車、非機動車、行人等不同交通參與者的軌跡流線確定出交叉口沖突點的位置、類型及數量。

1.2.1 T 形交叉口的沖突點分布

在無信號控制條件下，機非混行和二次過街的T 形交叉口分別存在42 個沖突點和39 個沖突點，二者的沖突點總數差異不大，且交通沖突均集中在慢行交通出行群體上（見圖1）。

圖1 T 形交叉口機非混行的交通沖突分布示意圖

1.2.2 十字交叉口的沖突點分布

機非混行的十字交叉口沖突點高達148 個（見圖2），以機動車與非機動車之間的沖突為主，且集中在交叉口內部；設置二次過街設施后，十字交叉口的沖突點降至84 個，涉及慢行交通群體的交通沖突大幅減少，并且機動車與非機動車通過交叉口時各行其道，二者的沖突點從交叉口中心轉移到非機動車過街通道，大大降低了交叉口內部的安全風險。

圖2 十字交叉口機非混行的交通沖突分布示意圖

1.2.3 五路交叉口的沖突點分布

以二次過街情形為例，五路交叉口的沖突點增至145個（見圖3），且多為機動車之間的交通沖突，其占比超過三分之一，交叉口內部存在很高的安全風險，從側面反映了信號控制是實現交通流時間分離、提高多路交叉口安全性的重要措施。

圖3 五路交叉口二次過街的交通沖突分布示意圖

1.2.4 交叉口沖突點特征總結

隨著交叉口岔數的增加，交叉口的沖突點呈幾何增加，尤其是與機動車相關的沖突點，從而將大大增加交叉口出行群體的危險性。此外，二次過街設施能有效降低交叉口中非機動車之間、機動車與非機動車之間、非機動車與行人之間的沖突點數量，提高慢行交通出行群體的過街安全性；還能從空間上實現交叉口機非軌跡的有效分離、機非沖突點的合理轉移，有助于提高交叉口內部的安全服務水平和管理水平。

1.3 交叉口沖突點等級劃分

沖突嚴重程度是指交通沖突導致交通事故發生的可能性程度。大量研究結果表明，沖突越嚴重、沖突頻率越高，導致事故發生的可能性就越大。基于沖突主體及其造成的沖突風險嚴重程度來劃分交叉口的沖突點等級，可劃分為四種等級類型，具體以十字形交叉口為例（見圖4）說明如下。

圖4 十字交叉口的沖突點等級劃分示意圖

A 級沖突點指機動車之間的沖突，因為機動車之間的沖突升級為交通事故的概率最大，且沖突造成的傷害最為嚴重。B 級沖突點包括發生在距離機動車停車線較遠位置處的機動車與非機動車、機動車與行人之間的沖突，認為此類沖突會對騎乘者、行人造成較大傷害。C級沖突點包括發生在距離機動車停車線較近位置處的機動車與非機動車、機動車與行人之間的沖突，以及相鄰進口左轉彎非機動車之間的沖突，此類沖突通常傷害較輕。D 級沖突點包括非機動車與行人、非機動車與非機動車之間的沖突，因沖突主體的出行速度都較慢，此類沖突傷害最輕，且升級為交通事故的概率極低。

2 交叉口安全區域劃分

合理的渠化除了能夠提高交叉口的通行能力以及運行效率以外，還能夠在空間上實現交通流軌跡的有效分離，進一步降低交叉口的交通沖突，提高其安全服務水平。以十字交叉口為例，基于不同等級沖突點的空間分布特征，將交叉口內各流向交通流行駛軌跡所需空間之外的空間劃分為三類不同風險等級的安全區域。

2.1 低風險區域

在步行和非機動車等慢行群體專用過街通道上，機動車與過街行人、非機動車之間存在潛在沖突風險，由于各交通主體需要進行啟動且速度較慢，所以不同交通流間，尤其是行人和非機動車間較難發生嚴重交通沖突，其潛在沖突點的等級以C 級和D 級為主，因此將行人與非機動車專用過街通道區域定義為交叉口的低風險區域（見圖5）。

圖5 十字交叉口安全區域劃分

2.2 中風險區域

在信號控制平面交叉口中，通常未針對右轉機動車設置專用右轉相位，默認在紅燈相位中機動車仍被允許右轉，這就增加了右轉機動車與右側進口過街行人、同進口直行非機動車的沖突概率，因此將交叉口內部的右轉彎區域定義為中風險區域。為提高中風險區域的安全性，通常會在區域設置右轉導流島，通過導流島將右轉車輛在進入交叉口之前分離出來，右轉車輛從島后通過，只保留直行和左轉車輛進入交叉口。

2.3 高風險區域

同進口、不同轉向機動車之間的沖突大多發生在交叉口的中心區域，且沖突點以A 級為主，易出現交通事故。為降低交叉口沖突發生概率，通常在該位置設置斜紋填充的白色圓形或菱形區域，用以區分車輛大、小轉彎，及交叉路口車輛左右轉彎的指示，車輛不得壓線行駛；機動車向左轉彎時，必須緊靠中心圈的左側轉彎。

根據交通沖突點數量和風險等級將交叉口內部空間劃分為高風險、中風險、低風險三大區域，其安全程度主要受各流向機動車行駛軌跡的影響，往往通過在此空間上設置交通島，或輔以交通標志標線來實現分離沖突、分離沖突角度、渠化交叉口多余的路面、規范交通和引導正確的交叉口使用方式、保護行人、確定交通控制設施的位置等功能，在交叉路口內部為交通參與者提供一個相對安全的空間。

3 交叉口安全風險評估

3.1 綜合沖突指數

根據沖突點分級標準以及交叉口實際的信號配時方案、渠化設計方案等前提條件，確定交叉口存在的沖突點數量，并通過加權平均計算得到交叉口綜合沖突指數，如公式（1）所示。

式中，α——交叉口的綜合沖突指數；wi——第i類沖突點的權重，利用專家評分法確定各權重取值分別為0.4、0.3、0.2、0.1；ni——第i類沖突點的數量。其中，第1、2、3、4 類沖突點分別對應A 級、B 級、C 級、D級沖突點。

3.2 安全風險等級劃分

平面交叉口的綜合沖突指數反映出不同的交通安全風險水平狀況，每個等級的描述如下：

3.2.1 Ⅰ級的特別安全

綜合沖突指數取值范圍為[0，0.15]，機動車、非機動車和行人之間產生的交通沖突數少，發生交通沖突的概率低，交通安全風險嚴重程度低，交通秩序良好。

3.2.2 Ⅱ級的比較安全

綜合沖突指數取值范圍為(0.15，0.2]，機動車、非機動車與行人之間產生的交通沖突數不多，發生交通沖突的概率不高，交通安全風險嚴重程度不高，各進口車道車流量大，交叉口參與者交通安全心理壓力較大。

3.2.3 Ⅲ級的臨界安全

綜合沖突指數取值范圍為(0.2，0.3]，機動車、非機動車與行人之間的交通沖突數多，發生交通沖突的概率高，交通安全風險嚴重程度高，各進口車道車流量較大，交通運行秩序較差，交叉口參與者交通安全心理壓力大。

3.2.4 Ⅳ級的不安全

綜合沖突指數取值范圍為(0.3，0.4]，機動車、非機動車與行人之間的交通沖突數很多，發生交通沖突的概率很高，交通安全風險嚴重程度很高，進口車道車流量很大，交通運行秩序混亂，交叉口參與者的交通安全心理壓力很大。

4 結論

（1）圍繞交叉口交通安全進行多維度分析，根據沖突點空間分布特征及其風險嚴重程度確定了沖突點和安全區域的等級劃分標準，構建了基于交通沖突分級的城市平面交叉口安全風險評估方法，解決了傳統方法數據獲取難度大、實用性不強等弊端。

（2）充分考慮不同風險等級沖突點對交叉口安全水平的影響程度，利用專家評分法實現了交叉口綜合沖突指數的量化計算，并提出交叉口安全風險等級的劃分標準，有助于交通管理部門實現對交叉口交通管制效果更加直觀、規范的評估，有效指導后續改善工作。