基于主动安全理念的道路规划设计研究

李韦奕

（广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司，广州 510507）

1 引言

目前，高速公路的建设应遵循“以人为本”的原则，时刻注重安全理念，需要积极主动地抵御交通安全事故的发生，以主动交通安全为原则来进行道路规划设计[1-2]。导致道路交通安全事故的因素较多，如环境、行车量、人等，但通过对交通事故的综合分析可知，影响道路安全性的根本因素为道路的线形规划设计，不合理的道路线形组合均会引发交通事故。本文为研究基于主动安全理念的道路规划设计，围绕高速公路项目的线形规划设计进行展开，重点突出主动安全理念的原则，并在具体项目中进行应用研究。

2 主动安全理念

主动安全是指事故前的“安全”，即实现事故预防和事故回避，防止事故发生。主动安全性是指通过事先预防，避免或减少事故发生[3]。这个概念起源于汽车制造领域，在当今世界交通运输量急剧增长的形势下，汽车驾驶者承受了巨大压力，与此同时交通事故不断增加，造成巨大的人员伤亡和财产损失，因此，要求世界各国采取相应的措施，制订短期与中长期的计划，以改善交通安全措施。由于传统的方法难以适应，因此，要求汽车制造商以新的思路，新的方法降低交通事故发生率或者降低车祸严重程度。其中，重要研发成果就是采用能够与相应的环境传感器系统连接的车辆电子控制系统[4]。这种交互连接方式可以全面监控人的操作，提前预测行为后果，并对驾驶员进行提示，对驾驶员的危险行为加以纠正，同时监控车辆的运行状态。通过能够共享信息的“传感器融合”技术预防事故的发生，即便一旦发生交通事故也会减少人员伤亡。20 世纪70 年代，在瑞典、加拿大、美国等发达国家，主动安全的理念被引入交通设计领域，取得了重要的成果。21 世纪初，主动安全的理念被引入规划领域后，预防、减少交通事故有了更宏观的平台。

3 项目概况

某高速公路建设项目全线长达164.37 km，双向4 车道设计，行车速度为100 km/h，路基宽度为24.50 m，路面为沥青混凝土结构形式，高速公路全线桥隧比设计为61.0%，道路沿线地区的景点分布较多。该高速公路项目进行初步设计评审时，应当地政府要求，道路中包含的一条连接线终点从工可推荐位置调整至与景区停车场等配套设施对接，设置平交与景区道路相接，连接线路线全长5.25 km。目前，本项目已完成施工图评审并交付文件，现已开始施工，因景区停车场等调整，政府要求将现有连接线的终点施工图设计位置向下游移动约100 m，据此补充研究方案。现针对该高速公路连接线的道路规划设计进行重点分析，并结合直线、曲线、陡坡度等进行综合考虑，以提高该连接线的道路交通安全和运营安全。

4 道路线形安全规划设计内容

4.1 直线

在高速公路的道路规划设计中，通常会应用到直线线形，其路线结构简单、长度较短，且设计方便，便于施工[5]。针对高速公路交通安全考虑，其影响因素主要来自驾驶人员的心理承受压力和视觉效果，当驾驶员长时间在直线道路上行驶则会感到单调，因此，直线线形的长度应进行严格控制，不得存在过长的直线线形，不然会带给驾驶员疲劳、单调感，容易产生急躁情绪，进而引发交通事故。因此，应严格遵循道路设计规范和实际情况来设计道路直线线形，同时应保持良好的通视，以提高驾驶人员的交通安全性。

4.2 曲线

4.2.1 平曲线

在道路的规划设计中常用的线形之一为平曲线，平曲线可对道路前进方向进行调整，以适应当地的地形地貌变化，进而和直线相通。车辆在平曲线上行驶时会产生一定的离心力，从而导致车辆侧滑或倾覆，引发交通行车安全[6]。据研究表明，当平曲线的曲率越大时引发交通事故的概率则越高，其原因为曲率越大，车辆转弯半径越小，产生的横向离心力逐渐变大将使车辆发生滑移，同时伴随着视觉盲区变大。

4.2.2 竖曲线

高速公路线形设计中采用竖曲线可适应变坡点处的坡度过渡变化，其会直接影响驾驶人员的视觉感受，进而影响交通行车安全[7-8]。在竖曲线上驾驶人员较难感受到前方路况，稍有不慎容易发生车辆碰撞。高速公路竖曲线应按3 三种因素来进行控制，分别为缓和超重冲击、满足视距要求以及行程时间。其中，竖曲线上不同视距的事故发生率如表1 所示。

表1 竖曲线上不同视距下事故率

4.3 纵坡度

在高速公路的坡道处发生交通事故的概率较大，最高时能达到25%，主要是因为受纵坡度设计所影响，上下坡直接诱发交通事故的概率较高。因此，在高速公路纵坡设计时，应严格遵循安全合理性，同时提前全面勘察地质信息，综合设计出安全的道路纵断面[9]。高速公路纵坡设计应严格满足规范设计要求，同时应保持一定的平顺性，起伏不得频繁或过大，综合考虑区域范围内的水文、地质、地形、气候等因素，并对地下管线、地下水等高程进行充分考虑。

4.4 平纵线形组合安全要求

导致交通事故产生的重要因素之一为平纵曲线组合不适当，其组合设计类型对交通影响的程度更高，因此，需要对具体路段进行综合分析评价，务必满足设计规范要求。不同的道路线形规划组合之间应具备必要的协调性[10]。由于高速公路的设计行车速度往往较高，需合理设计平纵线形组合，以满足行车过程的力学和运动学要求。平纵线形组合应避免如下情况：

1）严禁在直线路段上应用凹形竖曲线，驾驶人员面向上坡段时容易产生错觉，实际视觉中的坡度会偏低，反正面向下坡段时同样会产生视觉错误，因此，会引发交通事故。

2）严禁在凹形、凸形竖曲线的顶部之间加设具备急转弯的平曲线，否则会使得驾驶人员在无视觉引导下进行方向盘急打，进而导致交通事故的发生。

3）严禁在凹形、凸形竖曲线的顶部之间加设断背曲线，否则行驶车辆在无视线诱导下产生失重感，行驶至顶端后则才意识到弯曲相反方向，容易导致驾驶人员操作失误。

4）当平面曲线上存在凹凸反复的纵断面情况时，驾驶人员会产生视觉障碍，看不见中部的线形区域。

5）当陡坡与转弯半径较小平曲线之间进行组合设计时，其几何组成部分尺寸变化较大，若驾驶人员无提前准备则容易产生交通事故。

5 基于主动安全理念的道路规划设计研究

5.1 线形安全设计优化

为了提高连接线运营安全，增大下坡路段末端圆曲线半径，连接线平面线位自第二处回头曲线处开始调整，将路线布设于坡体之上，并设置一处半径为60 m 的右偏圆曲线，将路线引至岸坡上，终点位于地方政府所要求的位置，设置一处圆曲线半径为22 m 的左偏曲线，与景区道路相接[11]。

5.2 线形设计安全评价

优化前后纵面指标相当，但优化后其平面指标更好[12]，且优化后挡墙防护量减少，同时防排水量降低较多，其余路线长度增加，路面工程量减少，路线不存在绕行，工程规模较小。优化后取消了长大下坡末端存在的一处小半径右偏圆曲线，避免距离平交口较近，改善了视距不良的问题，降低在下坡方向通行的安全风险。该高速公路连接线线形安全设计优化后其安全评价指标和结果如表2 所示。

表2 连接线线形安全设计优化后其安全评价指标和结果

根据上述分析可知，对该高速公路连接线线形规划方案进行优化，可有效确保该高速公路连接线运营安全，降低事故风险，使交通管理方式简单，并且有较大的空间在平交口处设置停车收费站点等配套设施，满足主动安全理论的原则和要求。

6 结语

道路交通安全影响人们的生活出行。在趋于严峻的交通安全形势下，交通安全成为道路规划设计的重点内容。对既符合日益增长的交通需要，又能使安全水平得到提高的道路规划设计进行探索，可为道路安全打下基础。本文基于主动安全的理念，从某高速公路的线形规划出发对交通安全工作进行探讨，充分体现了“以人为本”的设计理念，为后续类似项目设计提供参考。