城市快速路交通安全评价要点探析——以上海北横通道为例

文图｜朱康 吴佳华 王俊骅

快速路是城市交通安全需要重点关注的场景，开展快速路交通安全评价有利于保障城市交通系统高效安全运行。作为连接上海长宁、虹口、杨浦等多个行政区的东西向交通主动脉,北横通道是申城环内“三横三纵”骨架性主干路网的重要“一横”，全线长19.1km，为多点进出的超长地下快速路，分为西段工程和东段工程，净空3.2m，限高3m，同时还需要实现与中环路高架、南北高架路等的衔接，其道路线形设计、枢纽互通立交的交通组织复杂。本文以上海北横通道为例，根据北横通道的道路设计资料及BIM 模型，构建了高仿真度交通场景，利用驾驶模拟技术采集车辆运行数据，使用基于规范和行车特征的评价方法开展交通安全评价，提出其交通安全评价要点包括道路线形指标规范符合性检查、视距检查、运行速度分析、速度一致性检查以及交通安全设施评价，为城市快速路交通安全评价提供参考。

图1 北横通道总体布置图

图2 北横通道西段入口预告标志及交通管理措施

一、规范符合性检查

（一）线形指标检查。北横通道主线设计车速为60km/h，对应的不设超高的圆曲线极限值为600m，地下道路最大纵坡极限值为6%。依据这两个线形指标，将道路分为一般路段与极限设计指标路段。参考《公路项目安全性评价规范》（JTG B05—2015）以平面和纵坡为主要划分依据的路段划分方式，将北横通道东段工程划分为22 个路段，详见图3 和表1，其中A 代表上层，B 代表下层，i 列为上层路段的坡度值。

表1 北横通道东段工程路段划分表

图3 北横通道东段工程路段分段示意图

按照表1中北横通道东段上、下层划分的22个路段，从平面、纵断面、平纵组合以及横断面的线形指标四个方面，对主线和匝道进行规范的符合性检查。经核查，北横通道东段工程线形要素均满足规范要求。

（二）视距检查。北横通道为超长地下快速路，视距条件受侧墙、顶板等影响较大。在交通安全评价中，要对全线进行视距验算，并对视距不良处采取合理的改善措施。北横通道采用单向交通行驶，因此，交通安全评价主要验算停车视距。停车视距由反应距离、制动距离及安全距离三部分组成，《城市道路工程设计规范》（CJJ 37—2012）要求的最小停车视距如表2 所示。

表2 停车视距

1.主线平曲线视距校核。地下道路最不利横净距一般取曲线最内侧车道中心距离隧道建筑限界的间距。北横通道东段工程地下道路采用盾构方案，机动车道采用单向三车道叠层布置，道路横断面布置为：0.5m（路缘带）+3.0×3（单向三车道）+0.5m（路缘带）=10.0m（机动车道），如图4 所示。根据图中横断面布置计算得到实际横净距为2.0m，按设计速度60km/h 计算得到主线路段的小客车停车视距和需求横净距如表3 所示，其中，α 为中心线转角，SD 为停车视距，Rs 为视点半径，ls为前缓和曲线长度，ls'为后缓和曲线长度，L 为平曲线长度，L’为圆曲线长度。表3 中计算得到的最大需求横净距与实际横净距2.0m 相比均满足要求。此外，本文按照驾驶模拟器实验获得的运行速度V85，对主线路段的小客车停车视距和需求横净距进行验算，发现当运行速度超过80km/h 时，部分平曲线路段无法满足视距需求。因此，为保障北横通道东段工程运行安全，应对极限设计指标路段进行严格限速。

表3 解析法停车视距验算结果

图4 地下道路主线盾构段横断面

2.主线竖曲线视距校核。根据纵断面设计图纸，共有9 个坡段，10 个变坡点，分别为P0（x0,y0），P1（x1,y1），……P10（x10,y10），以地下道路中线起点为坐标原点，建立坐标系如图5 所示。

图5 视距检查的动态直线算法示意图

依据各坡段点坐标，即可得到路面表面折线的分段方程如下：

对于路面上任意视线起点Ps（xs,ys+H），视线终点为Pe（xe,ye+h），xe=xs+SC，ye=y(e)|x=xs+Sc。其中，H 为视高1.2m，h 为物高0.1m，SC为小客车停车视距，此时视线方程为：

考虑地下道路箱体顶板对路面道路视线遮挡的作用，按照净空3.2m，将路面表面折线方程式（1）向上平移3.2m 得到顶板折线方程。随着视线起点沿路面纵向移动，视线方程（2）不断变化，只需判断不断变化的动态视线方程与相应的路面、顶板直线方程是否有交点，即可判断出全长范围内是否满足视距标准要求，具体算法流程图如图6 所示。根据上述方法，按照设计速度60km/h 时的停车视距70m 对北横通道东段工程竖曲线进行视距验算，均满足要求。

图6 算法流程图

二、速度一致性检查

采用速度协调性分析对快速路线形一致性进行评价，包括相邻路段线形一致性和同一路段设计速度与运行速度协调性。本文利用驾驶模拟器获取的车速信息进行路段的车速一致性分析。根据《公路项目安全性评价规范》（JTG B05—2015），对按平曲线划分的路段增加曲中点作为特征点，并对各分段的车速变异系数Cv、断面车速差ΔV85、车速降低系数SRC、超限速差U 等指标进行计算与评价，各指标计算公式如表4 所示。

表4 车速一致性评价指标

（一）运行车速计算。道路交通安全评价最基本的一项内容是进行运行车速计算，且所有的指标都是基于车速进行的，车辆行驶的速度变化可以很好地反映线形的连续性。图7 为北横通道东段各断面上下层85 分位运行车速和平均车速的分布图。

图7 断面运行车速图

由图7 可知，在北横通道东段驾驶模拟实验中，驾驶人在全线多数路段以超过设计速度60km/h 的速度行驶，其中在K13+640.59 和K17+674.95 处车速变化剧烈，一定程度上反映了这两处线形变化不连续。为详细分析线形，通过计算主线各路段的85 分位车速，再根据V85计算得到各车速特征值。

（二）车速一致性评价。参考所有路段第85 分位的运行车速特征值和基于运行车速特征指标的道路线形设计一致性评价标准，提出车速一致性评价标准如表5所示。计算得到北横通道东段主线各路段运行车速一致性评价结果如表6 所示。

表5 车速一致性评价标准

表6 运行车速一致性评价结果

由表6 可以看到，北横通道东段主线运行车速整体偏高，断面车速差大小较合适，说明线形设计质量较好。但运行车速与设计车速差值过大，过大的超限速差会导致超车和被超车频率增加，易引发交通事故。此外，弯坡组合路段和纵坡路段存在车速离散性偏大和超速的现象，应加强速度控制。

三、交通安全设施评价

北横通道与中环路高架、南北高架路形成立体交叉，分别为北虹路枢纽互通立交和天目路枢纽互通立交。由于北横通道限高3m，而相交的中环路限高4.3m、北翟路地道限高4.3m、南北高架路限高4m，如图8、图9 所示。若有超高车辆闯入北横通道地道，轻则造成交通拥堵，重则造成设施设备损坏，不仅影响道路设施安全运行，也会给行车安全带来隐患。因此，需对交通安全设施，尤其是交通管理措施，进行交通安全评价。

图8 北虹路立交道路限高情况

图9 天目路立交道路限高情况

改善措施：一是加强北横通道各主线及匝道入口的限高禁令标志和限高设施，原则上按照“提示、警告、阻拦”三级设防，分别以“柔性、半刚性、刚性”三种型式设置限高设施，切实保障北横通道设施安全运行。二是规范设施样式，根据国标中限高设施设置的相关规范标准，统一采用黄黑配色V 类荧光黄色反光膜，进一步提高夜视、警示效果，满足醒目、易维护、夜视性好、美观等要求。三是加强地图导航推送，将北横通道限高信息纳入地图导航软件，提醒用户注意行车安全。