1. 前言
随着国内城市日渐发展,我国城市化建设进程不断加快,城市综合交通运输体系也在不断完善,城市道路交通管理设施也在不断增加。但多年来,城市道路交通管理设施的设计始终只以设置条件为准,却并未考虑道路的实际情况,即道路的几何条件,使得道路管理设施与道路情况不匹配,而导致的道路运行效率低下及道路交通事故频繁发生。因此,科学合理的设计城市道路交通管理设施,不断适应新的道路条件,已成为亟待研究的课题 [1] 。
但是,我国对于城市道路交通管理设施设计的研究起步较晚,且多参照国外发达国家设计案例,缺少适合我国国情的道路交通管理设施设计方案。在以往公安部根据社会发展需要,渐进推行的三版国家规范:《城市道路交通标志和标线设置规范》(GB5768-1999)、(GB5768-2009)、(GB51038-2015)中,对城市道路交通管理设施做出了详细的分类及详解,并说明了设置的适用条件 [2] [3] 。
欧洲城市道路交通标志、标线具有交通管理设施体系全面、视觉强烈、实用耐久的三大特点。一方面,交通标志标线设计构思考究直观新颖,在实际应用中,很好的迎合了交通参与者的出行需求 [4] 。另一方面,欧洲各国交通法律法规体系相对完备,交通出行者的法律意识、整体素质较高,促使交通管理设施更大限度的发挥其功能 [5] 。
近年来,国内也有不少学者对交通管理设施设置方法及评价方法进行研究,任锐、李文权利用概率论方法,对于连续多个路侧交通标志的设置数量,以及标志设置位置,建立了求解的数学模型,量化了交通标志的设置法则,为科学研究交通标志的设立方法做出了贡献 [6] 。杨艳群、杨珏等人提出了关键绩效指标(KPI)体系为基础的交通管理设施有效性评价模型,建立了KPI雷达图,直观有效地反映了交通管理设施情况 [7] 。
本文通过几何特性的匹配特性等系统化分析手段,论证交通管理设施设置的匹配性,将实现对交通设施的科学化管理,实现依据道路需求的交通管理设施设计,从而扼制反复建设、管理的乱象,节约交通基础建设成本,提升智能设计、建设、管理交通设施水平。
2. 城市道路交通管理设施设计要素分析
2.1. 设施设计方法研究
首先确定设施设计研究方法为设计要素分析与道路几何特性匹配,然后通过国标的设施类型进行分类并匹配。
2.1.1. 研究方法
1) 城市道路交通管理设施设计要素分析。根据现有国标规范的城市道路交通管理设施设计要求,分析其布设的相关要素。总结归纳相关要素的特征,通过反推与道路几何特性、动态交通流特性相匹配,将其进行系统归类。
2) 基于道路几何特性的交通管理设施设计方法研究。通过城市道路的几何要素分析,确定设计内容分类,并通过各设计参数,确定各要素应匹配的交通管理设施。
2.1.2. 研究内容
1) 交通设施国标规范的特性分类:分析目前国标规定的警告标志、禁令标志、指示标志、其他交通安全设施等交通设施类别,分类研究设施的特性,将各类交通设施特性进行归类。
2) 城市道路交通条件下设施匹配:分析城市道路的几何特性,并将城市道路交通管理设施与之匹配,明确在一定的城市道路交通条件下,对应设置的交通设施。
2.2. 道路交通管理设施设计要素分类
通过对国标设施的设计要素进行分类,可归于道路几何特性的相关要素。在此基础上,可将国标设施的特性进行系统分类,并在找出道路交通特性之后,对其进行设计参数确定,由此实现道路交通管理设施的设计。相关要素与道路几何特性的设计要素关系见表1。
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Table 1. Urban road geometric characteristics design elements with relevant elements of national standard facilities
表1. 城市道路几何特性设计要素与国标设施相关要素匹配表
3. 基于道路几何特性的交通管理设施设计方法研究
3.1. 与设计车速匹配的交管设施设计
限速设计主要依据的设计参数有道路定位、车行道路宽度、横向干扰影响等。在此进行优化,通过对设计参数的综合对比,确定设计车速。见表2。
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Table 2. The relationship between the design speed and the parameters
表2. 设计车速与各参数关系表
3.2. 与横断面分布匹配的交管设施设计
与横断面分布匹配的交管设施主要有城市道路的隔离栏设计、公交专用道设计、单行线设计等。
3.2.1. 隔离栏设计
主要依据的设计参数有道路版面形式、横向干扰影响等,对此进行优化,通过对设计参数的综合对比,确定隔离栏布设的形式与位置。见表3。
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Table 3. The relationship between isolation bar design and various parameters
表3. 隔离栏设计与各参数关系表
3.2.2. 公交专用道
设计主要依据的设计参数有道路车道数、断面公交客流量、断面公交车数量、路段饱和度等,对此进行优化,通过对设计参数的综合对比,确定公交专用道的设计方案及布置形式。见表4。
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Table 4. The relationship between the design of bus lane and various parameters
表4. 公交专用道设计与各参数关系表
3.2.3. 单行线设计
主要依据的设计参数有道路定位、道路宽度、停车需求占路长比、匹配对向线路等,对此进行优化,通过对设计参数的综合对比,确定单行线的设计方案及布置形式。见表5。
3.3. 与道路平面分布匹配的交管设施设计
指路标志设计主要依据的设计参数有前置点位、文字限数等,对此进行优化,通过对设计参数的综合对比,确定指路标志的设计方案及布置形式。见表6。
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Table 5. Relationship between single line design and various parameters
表5. 单行线设计与各参数关系表
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Table 6. The relationship between the design of the finger sign and the parameters
表6. 指路标志设计与各参数关系表
3.4. 与道路开口类型匹配的交管设施设计
与道路开口类型匹配的交管设施主要有城市道路的交叉口几何设计、开口让行设计等。
3.4.1. 交叉口几何设计
主要依据的设计参数有控制方式、转向流量等,对此进行优化,通过对设计参数的综合对比,确定交叉口几何设计的形式与位置。见表7。
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Table 7. Geometric design of intersection and the relation table of various parameters
表7. 交叉口几何设计与各参数关系表
3.4.2. 开口让行设计
主要依据的设计参数有出入口视线、相交道路车速等,对此进行优化,通过对设计参数的综合对比,确定开口让行设计的形式与位置。见表8。
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Table 8. An opening assignment design and a relational table of parameters
表8. 开口让行设计与各参数关系表
4. 实例验证
4.1. 道路基础信息
道路采用广西来宾市柳来路(三小路–东南一路)为实例,进行道路交通管理设施设计。道路全长1.6 km,按城市道路标准设计,断面为1块板形式,涉及8个交叉口及多个开口。具体情况见图1。
4.2. 基于道路几何特性的设施清单
通过对道路设计底图的分析,提取道路信息,并与设计要素进行匹配,确定交通设施的设置种类及内容,见表9。
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Table 9. Road traffic information analysis and geometry matching table
表9. 道路交通信息分析及几何特性匹配表
经过几何要素匹配,确定设施类型后,再通过设计修正,得最终设计成果见图2。
通过对设计底图进行设计要素分析,并依据本文理论进行交通管理设施匹配,确定了设施类型与内容,给设计人员提供有力帮助,确定设施设置点位后,实现了柳来路的实例设计。
该案例设计基本满足了道路交通设施的需求,有效确定了设施类型及内容,初步实现了城市道路交管设施设计的标准化流程,对于设计人员具有一定的参考价值。
5. 结语
1) 结论
本文根据现有国标规范,对城市道路交通管理设施设计要素分析,并将城市道路交通管理设施的相关因素与之匹配,基于道路几何特性的匹配,分类确定交通设施。创新提出了以道路交通设施需求为主导的设计理念。
依据匹配分析,将城市道路交通管理设施设计分为与道路几何要素匹配,给出详细设计参数,涵盖了大部分交通管理设施设计的细节。
依据前文的匹配分析流程及具体参数,进行了实例验证,通过设计参数,反馈各类交通设施子系统的设计参考,为城市道路交管设施从业者实现标准化设计进行了有益探索。
2) 展望
基于道路几何特性的交管设施设计只选取了静态交通设计参数,并未考虑动态交通的因素,下一步应着手交通流的设计要素研究。
本文方法多是通过国标分析,下一步应引入评价体系,对于不同的设计道路,量化显著影响的相关要素,进行更科学的分析。