城市快速路出口指路标志设置的交通安全性分析——以乌鲁木齐市为例

钱劭武, 俞 炜

(1.北京市公安局公安交通管理局, 北京 100037; 2.乌鲁木齐市公安局交警支队交通科，乌鲁木齐 830023)

随着我国城市交通的快速发展，交通矛盾日益突出. 为了给交通出行提供安全、快速、高效的服务，各大城市纷纷建设城市快速路系统. 据统计已形成规模的城市快速路网，承担着超过60%的城市道路交通流量，有效地疏解了城市中心区的交通压力，在城市路网体系中发挥着骨干和支柱的作用.

由于我国已建设并投入运行的城市快速路大多是由主干道分段、分期改建而成，往往其出入口间距普遍达不到规范标准. 尽管“GB5768.2—2009”“GB51038—2015”中对于城市快速路指路标志设置都有明确的规定[1-2]，但在实际建设过程中与快速路相匹配的指路系统仍存在着信息误差多、连续性不强、标准不一致等问题.

本文以乌鲁木齐市城市快速路出口指路标志为例，分析近年来在该路上发生的交通事故，从应用现状、设计参数、系统设置以及效果评价等方面进行研究，提出完善出口指路标志的意见，为乌鲁木齐市城市快速路指路系统改造提供依据，并为今后的研究与实践提供参考.

1 乌鲁木齐市城市快速路网的基本情况

乌鲁木齐市2012年完成东外环、南外环高架路和克南高架路建设；2013年完成西外环、北外环高架路建设；2014年完成西虹高架路、西山快速路和温泉高架路建设；2015年完成阿勒泰快速路建设；2016年完成三屯碑高架路建设. 城市快速路网基本形成，城市快速路总长度达到82 km. 共有23座立交桥，出入口179处，其中出口94处、入口85处. 城市快速路主路大部分为三上三下，双向六条机动车道. 流量最大的快速路为河滩快速路，高峰小时机动车双向流量为10 864辆/h；外环路流量最大的路段在东外环，高峰小时机动车双向流量为7 796辆/h.

2 乌鲁木齐市快速路指路系统存在的问题

2.1 不完整

指路标志缺失. 例如西虹高架路与河滩快速路相交西向东出口缺少指路标志；河滩快速路辅路与红山路相交出口缺少指路标志.

经调查有12处出口未设置出口及出口预告标志给交通安全带来很大隐患.

指路信息缺失. 例如外环高架路出口标志缺“红山路”指路信息；河滩快速路出口指示信息不明确，无相应指路信息.

2.2 不连续

例如苏州路立交桥附近的昆明路出口，在昆明路出口前2 km、1 km、以及下一个出口预告标志、0 km出口预告标志均为“昆明路”，而到了出口三角端的出口指示标志信息变为了“北京路”，造成了信息的不连续、不统一.

外环路北环高架路由东往西方向，在苏州路立交附近先后有“长春路”和“昆明路”2个出口，由于2个出口间距较小，造成了从2 km的出口预告标志开始就出现了“长春路”与“昆明路”出口预告标志交替出现的情况，容易造成司机的信息误判.

2.3 不系统

外环路北环高架南湖北路出口处，出口信息为“南湖北路”，在南湖北路出口处缺失指路标志，而南湖北路距离河滩快速路只有350 m的距离，河滩快速路属于A层信息，并且去往河滩快速路的出行需求明显高于南湖北路的需求，因此出口处的信息应改为“河滩快速路”，如图1所示.

图1 指路标志信息选取不合理

节点信息预告存在重复，缺乏有效引导，图2上排，在一处门架标志上“西山路高架”和“克南高架”重复出现，只有2个信息，造成了版面浪费. 应按照由远及近依次提示. 如图2下排所示.

图2 节点信息预告重复出现

2.4 不规范

同一条道路名称不统一. 如“克拉玛依路高架” “克依路高架”应该统一信息为“克南高架路”.

快速路接快速路时，被交的快速路信息应为白底绿字. 但有的标志却是绿底白字.

按照GB51038—2015《城市道路交通标志和标线设置规范》中的规定，立交出口信息优先选择该出口到达的第一条主干道作为它的出口信息，出口的地名信息应该为“北京路”. 却写的是“昆明路”.

2.5 图形化指示标志位置不准确

现状图形化标志设置于快速路主路上，而实际情况应为从主路行驶到辅路后再盘桥，图形化标志应设置在辅路上. 如图3所示.

图3 图形化指示标志位置不准确

3 乌鲁木齐市快速路的交通事故分析

乌鲁木齐市城市快速路的交通事故情况，截取了2015-01-01—2016-10-31的22个月的数据进行分析. 原因有2个：一是2015年以后乌鲁木齐市城市快速路网基本建成，快速路网的交通流运行已趋于平稳，数据较客观；二是2016-11-01之后开始对乌鲁木齐市快速路原指路系统进行改造.

根据公安部《道路交通事故处理程序规定》对道路交通事故的划分为财产损失事故、伤人事故和死亡事故. 财产损失事故是指造成财产损失、尚未造成人员伤亡的道路交通事故. 伤人事故是指造成人员受伤，尚未造成人员死亡的道路交通事故. 死方事故是指造成人员死亡的道路交通事故[3].

首先对伤人以上交通事故的分析，见表1.

由于当前交通事故的原因分类还不够细，不能确定指路标志的问题是导致交通事故的直接原因. 但是以下几类事故原因确与指路标志的问题有关：

驾车时有其他妨碍安全的行为. 如开车打手机，可能因出口预告标志缺失，快到出口，紧忙采取措施导致事故.

在同车道行驶中，不按规定与前车保持必要的安全距离；变更车道时影响正常行驶的机动车；逆向行驶这3类也可能与指路标志不清，前车或本车突然刹车并线、走错路而停车倒车发生的交通事故. 以上4类原因或多或少涉及指路标志问题的比例为46.9%.

对财产损失交通事故进行分析，见表2.

表2只对乌鲁木齐市城市快速路财产损失交通事故中的一些相对集中的事故原因进行了列举，并不是全部数据. 涉及指路标志问题的五类事故，在轻微事故中所占比例达86.5%.

从上述表1、表2的分析可以看出城市快速路指路系统的设计缺陷，对道路交通安全的影响是很大的.

表2 2015-01-01—2016-10-31财产损失交通事故情况

4 构建车辆行驶模型分析乌鲁木齐快速路出口指路标志设置的有关参数

乌鲁木齐市属于北方城市，冬季长、气温低且降雪多. 城市快速路由于车速较快，确保道路交通安全所面临的挑战更加突出. 尽管目前的车载和手机导航系统为人们的出行提供了很多方便，但交通指路标志因其直观、廉价、准确、可靠的优点，在城市道路交通管理中起着不可替代的作用. 出口指路标志的设置位置合理与否，对预防道路交通事故非常重要.

下面运用构建车辆行驶模型，分析出口指路标志设置的相关参数. 如图4所示：

图4 快速路出口车辆行驶模型示意图

从读完点C到标志牌F之间这段距离，可以用图5加以描述：

图5 认知标志的消失距离示意图

如果R小于M，司机因车顶的遮挡而无法看到出口指路标志，那么就不能准确判断自己是否应该从前方的出口还是下一个出口驶出. 所以，在城市快速路上驾驶的司机要从容地看清读懂标志的信息之后，在保证安全的前提下完成逐渐减速、变更车道、驶出出口的一系列操作，行动距离L必须满足式(1)(2)：

(1)

R≥M=H-H0/tanα

(2)

1)L1的计算

为了简化分析，用机动车超车过程的相关试验研究成果来计算. 汽车超车过程如图6所示：

根据试验从B点到D点大致为9.3～10.4 s. 从B点到C点占总时间的1/3(3.1～3.5 s)，从C点到D点占总时间的2/3(6.2～6.9 s). 变换车道与从C点到D点机动车行驶轨迹十分相似，所以变换一条车道为6.2～6.9 s，记为t2，那么式(3)：

L1=v1/3.6t2

(3)

2)关于f与φ的取值问题

国内城市快速路一般都采用水泥及沥青混凝土路面，经试验确定，f取值为0.01～0.02 .

图6 汽车超车过程图

φ为路面附着系数，经试验测定国内水泥及沥青混凝土路面根据干燥或潮湿一般采用0.7～0.4之间.

3)反应距离J的计算

根据实测资料，结合交通心理学的研究，反应距离是反应时间内车辆行驶的距离. 反应时间等于“人的感觉及行动时间”加“车辆的机械产生作用时间”,一般前者为1.5 s，后者为1.0 s是较适当的.

反应时间t1=2.5 s,在这个时间内汽车的行驶距离为：

J=v1/3.6t1

(4)

4)信息量与认知时间之间的关系

通过测试，具体认知时间如表3所示：

表3 信息量与认知时间实验数据

由表3可知：交通标志越简洁，司机的认知效果越好.

GB51038—2015中规定指路标志的信息不能超过6条，与此对应的认知时间为2.540 1 s，取整2.5 s.

将式(3)、(4)带入式(1)计算后得式(5)：

L=R+D-v1/3.6t1≥(n-1)v1/3.6t2

(5)

从而可以计算出出口500 m预告指路标志设置的前置距离D的值：

D≥(n-1)v1/3.6t2+v1/3.6t1-R

(6)

从式(6)中可以看出，D与R是呈反比关系，若使D变大，则R就尽量减小.R的最小值为(H-H0)/tanα.

H为标志上边缘距离地面高度.H1为标志下边缘路距离地面高度，b为标志牌高度，H=b+H1，H0为坐在车内司机的平视视线高，按最不利情况下为例，取1.2 m；α为司机视线受车顶影响的最大仰角度，取7°. 可得R的最小值为：

(7)

将式(7)带入式(6)即可得前置距离D的最小值为：

(8)

式(8)即是快速路出口预告标志前置距离的计算公式.

以外环路东外环红山路出口为例，利用上述车辆行驶模型进行分析. 经调查，先给出用到的一些数据：式中，v1为乌鲁木齐外环路限速80 km/h，取80 km/h；v2为出口匝道限速40 km/h, 取40 km/h；b为外环路指路标志牌高度为3.2 m；H1为指路标志牌下沿距地面的高度为4.5 m；f为滚动阻力系数，取0.02；φ为路面附着系数，取0.4；t1为感觉转向反应的总时间，t1=2.5 s；t2为变换一条车道的时间大约为6.2～6.9 s，t2取6.9 s；∂为消失点与路侧标准顶边的仰角度，取7.

以外环路内环红山路出口为例，见图7.

在出口前方未设出口预告标志，司机看到的红山路出口第一块标志就是F，为了保证司机在看到出口标志后能够由出口安全驶出快速路. 则出口减速车道的长度N≥Q+D.

将有关数据代入式(8)得式(9)：

D=306.7+55.5-52.8=309.4 m

(9)

N≥309.4+30=339.4 m.

图7 红山路出口减速车道指路标志设置示意图

据对内环路红山路出口减速车道长度的测量，实际N=123.8 m，远远不能满足交通安全的需要. 在2016-09-07，08:04，在该出口就发生了1起交通事故，1人受重伤.

5 通过指路系统改造消除交通安全隐患的实例

经过调查，类似红山路出口的出口还有外环路内环北京路出口、内环人民路出口、内环会展中心出口、内环东后街出口、内环团结路出口、内环西山路出口、外环国际机场出口、外环克西街出口、外环奇台路出口、外环跃进街出口、克南高架路西向东水磨沟路出口，共12处. 由于本次乌鲁木齐市快速路指路系统改造是在原有的基础上进行，这12处出口未预留高架路上大型标志基础，再增加基础成本很高. 因此必须在原有的标志版面设计和信息内容上作文章，见图8.

如图8所示，将原有的标志内容单独指单一地点，改为前方三级指路，在不增加现有指路标志数量的情况下，增加了出口预示标志的功能，个别地点通过在路侧路灯杆上增设小的出口预告标志的方法，使标志的前置距离D前移到出口减速车道之前，从而使N≥Q，从之前的计算可知，Q=30 m，而目前乌鲁木齐市城市快速路出口减速车道的长度N都在100 m以上，因而，绝对可以满足交通安全的需要.

图8 增加出口预示标志的功能

由于篇幅限制，本文只对乌鲁木齐市城市快速路指路系统中影响交通安全的出口预告标志的设置问题进行了分析. 还有许多经验，在此就不进行论述.

6 结束语

城市快速路车辆行驶速度高、出入口间距小、服务对象多元等特点，决定了指路系统的设置需要提出比高速公路、城市主次干道更高的要求. 设计科学合理的城市快速路指路系统不但是能够最大程度地为司机服务，引导车辆选择最佳出口匝道，保障了快速路的通行效率，从而提高整体快速路网的连贯性和有效性；而且是对于在各种不利因素如恶劣天气影响下，最大限度地保证交通安全的需要.

本文从快速路出口预告标志的前置距离进行了交通安全性分析，得出了最小距离，满足了行车安全的要求，为大家正确理解运用好国标提供了借鉴.