城市道路电动自行车专用道设计

魏凌峰， 姜文龙

(中国人民公安大学交通管理学院， 北京 100038)

0 引言

近年来我国的经济高速发展，人们对于出行的需求也越来越大，对于中短距离出行，电动自行车凭借其速度快、省力、节能低碳等诸多优点，成为许多人出行选择的交通工具。目前，我国的大部分城市(尤其南方城市)电动自行车的保有量和使用量远远超过了自行车。但是电动自行车的发展与传统的道路设计存在矛盾，主要表现为电动自行车与自行车共用非机动车道，基于此，国内有些学者进行相关研究，东南大学叶荗等[1]为了解决“机非混行”给城市道路带来的交通问题以及为非机动车交通的健康发展，提出将城市非机动车道进行分区、分级，设置4个功能定位，以达到对城市自行车交通道路网的规划；长安大学的邵海鹏等[2]对于机非混行道路交通改善方法进行研究，主要针机非混行问题，从机动车、非机动车、路侧停车等方面运用慢行交通一体化思想改善道路交通面临的问题，不仅保证了非机动车的交通安全，还提高了原有机动车道的通行效率，另一方面还给停车与绿化提供空间。

随着电动自行车保有量的增加，非机动车的路权问题被广泛关注，主要因为两者的自身特征(比如速度、宽度等)存在明显差异。自行车的行驶车速为10～15 km/h，而按照2019年4月5日实施的《电动自行车安全技术规范》[3]规定，电动自行车允许的最高车速为25 km/h，根据对北京、天津、合肥等城市调查结果表明，实际的运行速度半数超过25 km/h，这与自行车的车速存在明显差异，在非机动车道内混行易产生事故和交通秩序的混乱。因此，本研究将传统非机动车道进行精细化划分，使电动自行车与自行车分隔行驶，达到空间分离提高通行安全，对道路交叉口进行交通组织设计，保证其各自的通行空间。

现阶段国内外对于电动自行车专用道的研究总体不多，王亚涛等人[4]通过SPSS分析电动自行车专用道的设计方法以及影响因素，但没有对道路交叉口进行交通组织的研究分析；倪春明等人[5]对电动自行车专用道的发展历程、实施效果与适用条件进行分析，但没有提出如何设计规划。国外针对电动自行车专用道的研究主要针对电动自行车的交通冲突，Willem Vlakveld[6]对荷兰电动自行车的交通冲突类型进行研究，发现电动自行车的冲突对象中51%是自行车、28%是小汽车、12%是行人、8%是其他交通工具，Tie-Qiao Tang等人[7]对电动自行车的换道逆行行为进行研究，结果表明，电动自行车在路口违规换道逆行对道路交叉口的拥堵与安全存在显著影响。

综合国内外研究现状，鉴于电动自行车轻便、灵活、快速等特点，若对电动自行车的行驶不加以规范，极易发生交通事故，电动自行车专用道的设立可有效减少事故的发生，提高道路交通安全。

1 电动自行车专用道影响因素分析

由于目前并无电动自行车专用道的相关标准，但是由于电动自行车与自行车在形态构造、行驶方式、所占路权类型等，都极为相近，因此以自行车的相关规定为主体，参考电动自行车与自行车主要的区别，如车速、车宽等条件，设计电动自行车专用道相关参数。

1.1 电动自行车专用道设置的道路类型

电动自行车专用道的设置并不适合所有的道路类型，如狭窄的支路、交通拥挤的次干路等，这些道路交通资源十分紧张，部分路段甚至没有设置非机动车道，因此较为理想的设置路段为道路规划完整且具有较多空间资源的主干路以及次干路，这些路段机动车与非机动车道隔离分明，在部分道路上非机动车有着较大的通行空间，这是设置电动自行车专用道的基础。

由于老城区电动自行车的保有量高，易发生交通冲突，因此在有条件的老城区设置电动自行车专用道更具现实意义；对于路面起伏较大的城市，电动自行车使用广泛，在有条件的路段应设置电动自行车专用道；中等城市比大城市更适宜设置电动自行车专用道，电动自行车在大城市为一种可选、补充的出行工具，在中等城市更多地作为一种通勤工具。

1.2 自行车道设计的相关标准

1.2.1 自行车道的宽度值研究

关于自行车的车道宽度可以参考《城市道路工程设计规范》[8]，其中规定了自行车的车道宽度应为1 m。但实际在设计车道时，不能仅设置1 m，因为人们在道路上行驶时会遇到各种障碍物，如停放的车辆、树木、标志等。因此自行车专用道的宽度设计为车把宽度0.5 m，加上两侧各0.25 m的横向摆动安全净空[9]，另外自行车道的两侧还应各留有0.25 m的安全距离，故自行车专用道的宽度应为1.5 m。

1.2.2 自行车道通行能力的研究

关于自行车道的通行能力，可以计算出来[3]：

(1)

(2)

综上所述，将自行车在道路上行驶的主要车速带入公式(2)可得出表1中不同车速下的道路通行能力。

表1 车速与通行能力关系值

1.3 电动自行车专用道的设计

1.3.1 电动自行车专用道的相关要素确定

(1)电动自行车参考车辆宽度的确定

我国于2019年4月15日实施新的《电动自行车安全技术规范》，该标准规定车体宽度(除把手、脚蹬外)小于等于450 mm。根据实地测量，利用卷尺对道路上实际行驶的电动自行车进行车把宽度测量，电动自行车的车把宽度实测平均值约75 cm，电动摩托车的车把宽度实测平均值约79 cm，由于目前道路上行驶的电动自行车种类繁多，为保证安全，在研究过程中车辆宽度将取最大值，考虑大部分电动自行车安装围挡护具，电动自行车的实际车体宽度取80 cm。

(2)电动自行车专用道通行能力的确定

电动自行车由于其外形、规格、运动特性与自行车具有极高的相似性，因此其通行能力的计算可以参考自行车通行能力计算公式进行计算，其中LC表示电动自行车的车长，经实地调研后，电动自行车的车长取2 m。

1.3.2 电动自行车专用道的设计

电动自行车的车宽为0.8 m，由于在电动自行车行驶过程中车把存在左右摆动的现象，因此需要留存足够的安全距离，参考自行车的安全距离，现阶段路面行驶主流自行车主要有美团单车、青桔单车、哈啰单车以及其他自行车，经测量其车辆宽度值如表2所示，经计算路面行驶的自行车车辆宽度平均值约为0.6 m，而电动自行车的车把宽度为0.8 m，比目前自行车的平均车把宽度0.6 m多0.2 m，考虑电动自行车与自行车在行驶过程中的横向摆动规律相似，因此电动自行车专用单车道的宽度比自行车专用道单车道宽度增加0.2 m，取1.7 m。

表2 自行车宽度值

电动自行车专用道的宽度可根据所需车道数进行计算，其公式为：

W=n×w+2×0.25

(3)

其中：W表示电动自行车专用道的宽度；n表示需要的车道数；w表示单条电动自行车专用道的宽度。

考虑实际道路中存在车辆超车情况，故一般设计要求n最小取值为2。如果实际情况电动自行车和自行车流量都不大，电动自行车道和自行车道采用软隔离方式，也可以各设置一条，超车时采用借道通行方式。计算后得到常用的电动自行车专用道宽度取值，见表3。

表3 车道宽度对比值

电动自行车专用道在设计前，首先应分析道路的宽度条件，对于非机动车道宽度较宽的道路，可以根据道路实际通行状况设计相应的电动自行车专用道与自行车专用道，反之对于非机动车道路面宽度本身较窄，无法满足专用道的设计条件，则不必设计专用道。对于新开发地区，在道路设计中应适当考虑该地区未来的非机动车流量与车辆组成，并根据非机动车道规划用地的空间，合理考虑设计电动自行车专用道。

1.3.3 示例分析

参考文献《基于冲突的城市独立非机动车道交通流安全研究》[10]中，对西安市长安中路的调查数据进行分析，选取长安中路早7：40～8：40的早高峰时段进行分析，获取时段内流量、车速等参数。该高峰期间内电动自行车的流量为440 veh/h，自行车的流量为203 veh/h，其中电动自行车的平均车速为16.85 km/h，自行车的平均车速为13.31 km/h，该路段宽4 m，针对该路段进行电动自行车专用道的设计，其分析步骤如下：

(1)确定电动自行车专用道的宽度

根据表3可知单一电动自行车专用道的宽度为1.7 m，两条车道的宽度为2.9 m。目前道路上行驶的电动自行车大多安装挡风罩，这在一定程度上增加了电动自行车的宽度，但是由于电动自行车专用道在设计时，充分考虑了电动自行车的横向摆动安全空间以及路侧安全空间，对于挡风罩的存在并不影响电动自行车在专用道上行驶的安全性，因此对于该路段的电动自行车专用车道单一宽度设置为1.7 m。

(2)电动自行车专用道单车道的通行能力。

对于电动自行车专用道单车道通行能力的计算，利用公式(2)可得出长安中路电动自行车车速下所能通过的理论通行能力值，其中参数值：V为16.87、t为0.8、β为0.009 7、L0为1、LC为8，计算得N为1 775.55 veh/h。

经计算可知一条电动自行车专用道的通行能力为1 775.5 veh/h远大于实际的流量440 veh/h，因此一条电动自行车专用道可满足该道路的电动自行车通行需求，但电动自行车专用道在实际设计时，不能仅设计一条，应考虑电动自行车的超车与两车并行问题，因此电动自行车专用道最好有两条，但是大多数道路都类似于长安中路的情况，若设计两条电动自行车专用道所需道路空间为2.9 m，而道路本身仅有4 m宽，因此无法设计两条道路，此时可以先设计一条电动自行车专用道以及一条自行车专用道，所需空间为3.2 m，余下0.8 m的空间放置于电动自行车专用道与自行车专用道之间，需要注意的是将两车道之间用虚线隔离开，并允许车辆借用邻侧车道进行超车与短时间并行，但严禁长时间并行，以防堵塞交通。

1.3.4 电动自行车专用道设计需求宽度

电动自行车专用道在设计过程中需要注意应与自行车专用道一样，最好设计成两条以上车道，这就对道路的宽度有一定的要求，根据表3知，两车道电动自行车专用道与两车道自行车专用道的宽度共需要5.4 m，即若要设立电动自行车专用道，则需要非机动车道路的宽度至少为5.4 m，另外如果采用物理隔离还需考虑隔离区的宽度，总体来说在设计电动自行车专用道时应考虑实际非机动车道的宽度。

2 电动自行车专用道与自行车的共存

虽然我国的电动自行车数量与日俱增、数量庞大，但是电动自行车专用道的设置并不能替代全部的非机动车道，由于历史原因，我国仍存在大量的自行车，并且人们有着相应的骑行习惯，同时自行车交通也是慢行交通的重要组成部分。因此，在设计电动自行车专用道时也应考虑自行车的路权，让自行车与电动自行车共同行驶。

早期国内部分地区开始尝试电动自行车专用道的设计，广东省于2016年开始试点符合规范的电动车划分专用车道，以汕头市为例，将海滨路最外侧车道分别划为蓝色和橙色车道如图1所示。

图1 汕头市海滨路外侧车道

2.1 隔离方式

对于车道宽度较大的非机动车道，按照上述方式计算出电动自行车专用道的需要车道数后，剩余空间应能够满足自行车的两辆车并排行驶要求，即2.5 m。此时为保证道路交通通行安全以及能够确保电动自行车与自行车的空间分割，可以采用物理隔离方式，由于这种隔离方式是在非机动车道内的内部隔离，最适宜的隔离方式应为护栏、隔离柱等，这些隔离方式不仅占地空间小，且易挪动，可随时调整。隔离形式如图2所示。

图2 物理隔离形式

对于车道宽度有限，无法规划两条电动自行车专用道时，应在保证1.5 m自行车道的情况下设立一条电动自行车专用道，并用虚线隔离使电动自行车可以通过自行车道借道超车，从而达到了车道内空间的充分利用，主要形式如图3所示。

图3 标线隔离形式

若要做到以上的隔离方式需要将电动自行车与自行车在道路入口处提前进行分离，以防止车辆乱行，造成车道运行混乱。无论物理隔离或是标线隔离都需要交管部门设置明确的交通标志和标线，并提前进行广泛的宣传教育，使骑行者明确自己的路权。

2.2 交叉口组织方式

对于电动自行车专用道与自行车专用道组成的非机动车道，在通过交叉口时如果不加以管理，不同车种的混行会给道路交叉口带来安全风险，为此需要在道路交叉口处对电动自行车与自行车组成的小型“混行交通流”加以疏导。对于两相位信号灯控制的道路交叉口，电动自行车与自行车若要左转通过路口时应考虑二次过街[11]方式，主要采用在人行道内侧画设非机动车行驶区(绿色区域)，让自行车与电动自行车无论直行与左拐，统一在区域内与行人共同过街如图4所示。

图4 交叉口组织方式

二次过街中由于电动自行车与自行车此时的行驶车速相对较低，因此虽然在路口内的非机动车候驶区内混行，但并不存在过大的速度差，危险程度相对较低。另外，对于路口的信号控制方式有左转专用相位时可采用电动自行车一次左转过街，此时需对道路内部的机动车行驶路线进行重新规划，现阶段大部分道路交叉口的机动车左转待行区如图5所示。

图5 路口左转待行区

由于左转待行区的画设，导致道路中心空间较小，若不隔离空间会给电动自行车的过街带来安全隐患，因此需要缩短待行区的长度，可以给道路中心创造更多的空间，在道路中心画设电动自行车行驶路径[12]以规范电动自行车的行驶区域，同时警示左转机动车在转弯时注意电动自行车的行驶，其设计方案可参考图6。

图6 非机动车左转路径图

图6中该方式虽然减少机动车左转待行区的长度，但是给电动自行车带来了足够安全的通行空间，提高了电动自行车的通行效率，同时缩短的待行区，从整体上看对左转机动车的通行效率并无太大影响。

在有左转专用相位的路口内，自行车的左转过街方式应取决于该路口的空间大小，若道路空间足够大，在电动自行车专用道左转行驶区域画设后，仍存在足够的空间允许自行车通行，此时可以在路口内的电动自行车专用行驶区域旁侧画设自行车专用行驶区域，但对于道路空间不足，无法另设自行车专用行驶区的路口，自行车的左转过街则需借用电动自行车专用行驶区与其共同行驶，考虑电动自行车与自行车在过街时车速相对较低，车速差相对较小，因此电动自行车与自行车在道路交叉口因车速差导致的事故风险较小，其混行相对比较安全。

3 结论

本文以自行车专用道为依据对电动自行车专用道进行探索性研究，得出以下3个方面的结论：

(1)根据公式计算不同车速下的电动自行车的通行能力，由此计算出电动自行车专用道的设计参数，对单条电动自行车专用道的宽度进行实际调研和数据分析，确定单车道其宽度为1.7 m。

(2)针对电动自行车专用道与自行车专用道之间的空间大小提出不同的隔离方式，包括物理隔离(隔离柱、隔离护栏等)、标线隔离，以保证行驶空间的独立性与行驶的安全性。

(3)根据不同交叉口的控制方式以及路口空间大小不同，设计非机动车左转的两种不同交通组织方式，分别是与行人同放行的二次直行以及与左转机动车同放行的一次左转通行方式。建议通行空间允许时对电动自行车和自行车进行空间分离。

对于电动自行车专用道的研究目前还处于起步阶段，涉及到相关标准处于制定与修订阶段，本文研究内容可为修订道路设计相关规范提供参考。本文不足之处在于对电动自行车专用道的通行能力仅考虑车速，没有考虑骑行人特性、车辆特性等因素，同时道路交叉口的交通组织是一个复杂的研究内容，结合实际需从多方面进行分类研究与探讨。