城市道路交通隔离设施应用效果评价分析

吴进来

（湖北省城建设计院股份有限公司，湖北 武汉 430050）

0 引言

道路交通隔离设施主要起到分隔（功能区域、施工区域等）、阻拦（施工、危险或其他特殊功能区域）、警示（异常区域）和装饰等作用，是城市道路中常见的交通设施，主要有物理隔离、标线隔离两种常见形式[1]。使用最为普遍的交通隔离设施是交通护栏，它将机动车、非机动车和行人进行了物理隔离，对改善交通秩序、提高交通安全性起到了良好的作用[2]。

本文选择栅栏式交通隔离护栏、花池式交通隔离设施、钢管式交通隔离设施3种应用最为普遍的交通隔离设施作为研究对象，通过研究交通流量、车速和交通冲突数量相关数据，分析相应隔离设施路段的通行能力及交通冲突率，通过定量分析交通隔离方式和通行能力、交通冲突率之间的相互关系，总结不同交通隔离设施的隔离效果。

1 交通隔离设施样本概况

1.1 栅栏式交通隔离护栏

栅栏式交通隔离护栏，主要有金属（主要为钢制）、塑料两种材质，成本约为70～150元/m，这种护栏一般不易受环境影响，使用寿命较长，且成本较低、占地面积较小、维护简单。其最主要的缺点是碰撞耐受性差，且对行人不够友好，保护不足。

1.2 花池式交通隔离设施

花池式交通隔离设施，在起到道路交通隔离作用的同时，还有美化城市环境的作用，可缓解驾驶员的视觉疲劳，提高行车安全。从空间学的角度看，花池式交通隔离设施使得道路的整体宽高比更加和谐，拓展了道路的视觉空间。但该型隔离设施建设成本在300～1 000元/m之间，建设成本高，且后期维护成本也较高。

1.3 钢管式交通隔离设施

钢管式交通隔离设施，主要由钢筋混凝土底座和钢管两部分串接而成，可通过底座的高度提升限制行人随意横穿马路的行为，其架设成本在300元/m左右。其优点较多，如防撞性好、耐久性强、防盗性能好等。其最大的问题是单体质量过大，安装、调整困难。

2 观测与试验

2.1 观测路段情况

通过现场考察，选取车流量、人流量均较为集中的武汉市某道路作为观测试验道路。该道路为武汉市繁华路段，但是该道路的不同路段采用了不同的交通隔离设施，分别为A路段采用无道路隔离设施路段，B路段采用栅栏式交通隔离设施路段，C路段采用花池式交通隔离设施路段，D路段采用钢管式交通隔离设施路段。

2.2 观测试验实施过程

采用录像观测法，观测天气为晴天，观测时间为周末15:00～17:00高峰期，4个试验路段同时观测。观测内容包括交通量、行人过街量。一个观测周期为2 h，共观测3个周期，统计测量周期典型道路断面双向“机动车+非机动车”交通量及路段内的交通冲突数量。交通量按照不同的系数进行统计，以小型车为标准进行换算，换算系数见表1。

表1 以小型汽车为标准的换算系数

2.3 样本容量的确定

一般交通行为研究认为，研究数据的样本须有一定容量，才有研究意义。

式中：N为样本容量；p为所占交通量的比例；q=1-p；k为置信度常数；E为交通冲突率误差估计。

根据研究本路段交通情况，本研究观测试验取行人与机动车冲突样本量为100个。

3 样本路段交通隔离设施的效果分析

3.1 评价指标

3.1.1 交通冲突率

样本路段的平均冲突数量与交通量（以小型汽车为标准的换算系数换算后的混合交通量）的比值称之为交通冲突率见式（2）。根据冲突双方的不同可将交通冲突分为三类，即a-a（机动车与机动车交通冲突）、a-b（机动车与非机动车交通冲突）、a-c（机动车与行人交通冲突）。每次交通冲突都是潜在的交通事故，因此交通冲突与交通安全紧密相关。交通冲突率的计算公式如下：

式中：Ri-j为冲突参与对象i和j的交通冲突率；T为研究路段时均冲突数；Pi为冲突参与对象i的交通量；Pj为冲突参与对象j的交通量。

3.1.2 路段通行能力

单位时间内通过某一道路断面的最大车辆数称为通行能力，是衡量道路服务水平的根本体现。城市道路的通行能力与道路及其附属设施的设计时速严格相关,对应关系见表2。

表2 城市道路通行能力与设计时速的关系

3.2 数据分析

3.2.1 交通冲突率分析

实验观测研究路段的交通量很大，以A路段和B路段为例，试验路段的车流量见表3。

表3 车流构成统计

由表3的数据对比可知，无隔离设施路段的道路通行能里明显低于有道路交通隔离设施的路段；实验观测路段的通行车辆主要是小型车，车流构成相似，分别占到80.5%和86.3%。

为客观分析道路交通隔离设施的隔离作用，提取各观测路段100名行人的过街交通冲突数据。以解放公园路无隔离设施路段行为例人横穿马路的的统计数据见表4。

另从C路段过街行人的统计数据分析可知：中青年是过街行人的主体；过街行人男女比例基本一致，无统计学差异；平均过街时间为17.18 s，平均步速为0.91 m/s，人均冲突车辆2.84辆；观测路段平均过街人数为9人/h。

试验观测路段冲突主要为a-c（机-人）交通冲突率，将数据代入式（2），得到该路段的a-c交通冲突率：

汇总其他路段的交通量及a-c交通冲突等数据见表5。

表4 A路段无隔离设施路段行人过街数据提取

表5 交通量及a-c交通冲突数据统计

由表5可见，无道路交通隔离设施路段的交通冲突率最高，达到了86%，且行人过街数量众多，安全隐患较为突出。而设置有道路交通隔离设施路段的交通冲突率明显降低，相较于无道路交通隔离设施路段的交通冲突率，使用栅栏式、花池式、钢管式道路交通隔离设施路段的交通冲突率分别降低了72.1%、63.6%和65.4%。由此可见，道路交通隔离设施有效降低了交通冲突率，有效阻隔了行人，极大地提高了道路交通的安全性，保护了行人。

3.2.2 通行能力分析

对道路通行能力的分析，车速值取85%实际车速，观测试验路段的道路通行能力计算使用插值法。以B路段为例，车速值取53 km/h，将表2数据用插值法计算B路段栅栏式隔离路段的道路通行能力为：

同理可计算其他观测试验路段的道路通行能力，再与相应路段实际最大车流量进行对比，可计算出道路交通隔离设施对通行能力的影响，统计结果见图1。

图1 不同道路交通隔离设施对通行能力的影响

从图1的数据统计结果分析可见，无隔离设施路段实测最大车流量为1 168 pcu/h，与通行能力1 640 pcu/h之间有472 pcu/h的差距，差距较大，说明无隔离设施路段受行人过街影响较大，道路通畅性明显低于有道路交通隔离设施的路段；而使用栅栏式交通隔离设施路段的实测最大流量1 698 pcu/h与通行能力的1 730 pcu/h之间仅有32 pcu/h的差距，该段道路相较于其他观测路段最为通畅；使用花池式道路交通隔离设施实测最大车流量为1 348 pcu/h与1 710 pcu/h的通行能力有362 pcu/h的差距，使用钢管式道路交通隔离设施路段实测最大流量1 415 pcu/h与1 720 pcu/h的通行能力有205 pcu/h的差距，与使用栅栏式交通隔离设施路段相比仍有加大差距，但均明显好于无隔离设施路段。4个路段的设计通行能力基本相当，但实测通行能力最好的是使用栅栏式交通隔离设施的路段，与交通冲突率评价基本一致。总体而言，使用道路交通隔离设施可更为充分地发挥道路的通行能力。

3.3 观测分析效果评价

从观测路段的数据统计分析可以看出，不管使用何种道路交通隔离设施都可以大幅度的减少过街行人，过街行人数最多的钢管式隔离设施的过街行人数相较于未使用道路交通隔离设施下降了95%，而效果最好的栅栏式隔离设施则使过街行人数下降了97%。过街行人数直接影响着Ta-c交通冲突数和a-c冲突率，未使用道路交通隔离设施的试验路段Ta-c交通冲突数和a-c冲突率远高于有道路交通隔离设施的路段，即便是冲突率较高的花池式隔离设施也下降了63.6%，而栅栏式隔离设施则下降了72.1%。可见，在城市路段安装道路交通隔离设施可以有显著降低a-c交通冲突，有效的保护行人的安全[3,4]。三种常用隔离设施中，a-c交通冲突率最低的事栅栏式道路交通隔离设施，说明其隔离的效果最好，究其原因是因为该类设施一般较高，行人跨越困难。

从通行能力来看，基于理论计算的设计角度有隔离设施比没有隔离设施通行能力稍强但是差距并不明显，通行能力最强的栅栏式隔离设施通行能力仅比无隔离设施大5.5%，而理论计算的各种隔离设施的通行能力非常接近相差较小。但是，实际观测数据显示各种采用任何隔离设施或者无隔离设施均与通行能力计算的结果有一定的差距。其中无隔离设施的观测值和计算通行能力差距最大观测值比理论值下降了28.8%；栅栏式隔离设施的观测值和计算的通行能力相差最小观测值仅比理论值下降了1.8%；花池式隔离设施观测值比理论值下降了21.2%；钢管式隔离设施观测值比理论值下降了11.9%。虽然理论计算的通行能力相差不大，但是实际观测的通行能力无隔离设施的比有隔离设施的差距较大，与a-c冲突率的数据相吻合。三种常见的隔离设施的通行能力比较上，栅栏式隔离设施的通行能力最好，其次是钢管式隔离设施，花池式隔离设施的通行能力最差，这也与a-c冲突率的数据相吻合。

虽然，花池式隔离设施和钢管式隔离设施虽然隔离效果比栅栏式差，但是其也有自身的优点。花池式隔离设施可以有效的提高城市或者区域的绿化率，同时也能很好的吸收和降低噪音。而钢管式隔离设施的防撞性能很好，可以有效地保护车辆和行人。

4 结论

（1）通行能力和交通冲突率可作为道路交通隔离设施的有效评价指标。

（2）3种常用道路交通隔离设施均可提高道路的通行能力，降低交通冲突率。隔离效果最好的是栅栏式隔离设施，其次是钢管式隔离设施，最后是花池式隔离设施。

（3）3种常用道路交通隔离设施各有优缺点，可在不同路段综合使用。栅栏式隔离设施可以应用在人流量和车流量较大对通行能力要求较高，且行人穿越马路的需求较旺盛的路段。花池式隔离设施可以应用在需要提高绿化率或者是对噪音控制要求较高的居民区周围。钢管式隔离设施可以应用在转弯路段等交通事故多发路段，以保护车辆和行人。