基于寻路原理的城市绕城高速公路交通标志设置研究_韦昌永.pdf

公路 年月第期 基金项目：国家自然科学基金，项目编号 收稿日期：文章编号：（）中图分类号：文献标识码：基于寻路原理的城市绕城高速公路交通标志设置研究韦昌永，朱小锋（广西壮族自治区高速公路发展中心南宁市 ；北京交科公路勘察设计研究院有限公司北京市 ）摘要：随着我国公路和城市道路密度的不断增加，承载着过境交通和城市交通双重功能的城市绕城高速公路，开始出现一些新的特征，如互通式立体交叉间距越来越短，与放射线高速公路的重合路段越来越多，部分枢纽互通式立交还需要设置收费站，一些发达城市受土地资源限制出现了多层立体交通等。基于寻路原理，从平衡驾驶人员的指路信息 需 求 与 认 读 能 力 之 间 关 系 的 角 度，对 绕 城 高 速 公 路 交 通 标 志 设 置 中 新 出 现 的 问 题 提 供 了 解决方案。关键词：交通标志；设置研究；绕城高速公路；寻路原理；多层立体交通概述随着我国高速公路建设的飞速发展，很多城市建成通车了绕城高速公路，或由不同方向的高速公路形成了事实上的城市绕城高速公路，长度由几十公里到一两百公里不等。城市绕城高速公路既承载着过境交通的需求，又承担着城市地方的交通出行。随着公路和城市道路密度的不断增加，城市绕城高速公路呈现出一些新的特点，如互通式立体交叉间距越来越短，与放射线高速公路的重合路段越来越多，部分枢纽互通式立交还需要设置收费站，一些发达城市受土地资源限制出现了多层立体交通，等等。这些情况导致交通标志设置时，极易出现信息量过载、信息缺乏连续性、信息层次不清晰等问题，给广大驾驶人员的安全出行、便捷出行、舒适出行带来了挑战。本文基于寻路原理，从平衡驾驶人员的指路信息需求与认读能力之间关系的角度，对绕城高速公路交通标志设置中新出现的问题提供解决方案。我国城市绕城高速公路的特征 路线拓扑结构图为我国几个具有代表性的城市绕城高速公路路线拓扑结构图。从图中可见，北京、西安、广州、重庆等座城市绕城高速公路基本可以按地理方位区分绕城高速公路的不同路段，如北京的环路基本按方位环路序号标识符“环”组成；而其他城市的绕城高速公路则呈现出不规则图形，如桂林的梨形、合肥的水滴型等，无法按照方位区分环线的不同段落，对于城市的重要地区的标识较为困难。放射线与环线的连接方式从进入城市的放射线高速公路来看，一类放射线可直接入城，如桂林绕城的粟家枢纽；另一类放射线则不能直接入城，需要通过绕城高速公路进行交通转换，如合肥绕城高速公路的合肥西枢纽等；第三类放射线从一个方向进入绕城高速公路，从另一个方向驶离绕城高速公路，中间的城市绕城路段形成多条高速公路的重合路段。能够直接入城的放射线通常在进入城市绕城高速公路后设置一般互通用于服务入城交通流，形成主线收费站或带有收费站的枢纽互通，如南宁绕城高速公路的安吉枢纽。互通间距从互通间距来看，随着路网密度的持续增加，以及为便于沿线居民的出行，接入城市绕城高速公路的路线越来越多，修建的一般互通也逐步增加，互通图我国具有代表性的城市绕城高速公路线路拓扑结构间距越来越小。如果按照现行标准规范的规定，每个互通都要按距出口、设置出口预告标志，则对于不满足 净距的互通来说，不同互通的出口预告标志之间的相互干扰将不可避免。如广州绕城高速公路主线长 ，共接入 个互通或服务区，平均间距 ，有的互通净距不足。多层交通随着地面工程建设趋向饱和，已经有城镇化程度较高的城市绕城高速公路修建为多层高速公路或带辅线的高速公路，如广东的机荷高速公路就分为地面层和高架层。随着土地资源的短缺，多层交通的情况将会越来越普遍。寻路原理城市绕城高速公路交通标志的设置既要面对绕城高速公路建设方式的多样化，又要综合考虑过境交通和城市交通的需求，还需要平衡驾驶人员的指路信息需求与认读能力之间的关系，迫切需要借鉴新的原理和方法来提升交通标志的设置水平。寻路 原 理 由 美 国 城 市 规 划 师 凯 文 林 奇（）于 年提出，经过多年的发展，通过信息媒介来引导人们认知、理解和使用空间，现已成为公共场所、地铁机场、环境景观等导向设计的重要方法。根据寻路原理，驾驶人员在一个熟悉或不熟悉的环境中，利用自己获得的信息找到目标点，在与环境互 动 的 导 航（）、引 导（）和 控 制（）过程中，寻路人不断进行着空间环境信息的感 知、回 忆 和 反 馈。公 路 寻 路 驾 驶 任 务 如 图所示。图公路寻路驾驶任务图解寻路原理的核心是，通过合理的交通标志的设置帮助驾驶人员迅速对所在的空间环境进行识别，如目前所在位置，前方可供选择的路径，前方目的地、距离和方向等信息，以此为基础，提出绕城高速公路新出现问题的解决方案。放射线控制性信息的选取 出口信息选取绕城高速公路出口预告的信息选取需要针对城市绕城高速公路的功能定位，主要提供两类信息：一是引导驾驶人员进入城市的通道指引信息，即为城 公路 年第期 年第期韦昌永朱小锋：基于寻路原理的城市绕城高速公路交通标志设置研究市交通服务的入城交通信息；二是引导驾驶人员通过绕城高速公路的转换，去往其他高速公路上的地区，即过境交通信息。由于需求信息量较大，处理不当会使绕城高速公路交通标志版面看起来杂乱无序，指引效果不佳。根据寻路原理，信息的选取基础是出行需求，美、日、英等国家（地区）均提供了很好的案例。以美国 华盛顿绕城高速公路为例，放射线 号洲际高速公路从绕城高速公路东环段通过，经由 东环、南环，去往里士满（）方向。图所示为 号洲际高速公路入城方向的出口预告信息，行车方向左侧为 号绕城高速公路的东段和 号高速公路的共线段，地点信息选取了个高速公路对应的控制点分别是华盛 顿（）以 及 里 士 满（）；行车方向右侧是 号绕城高速公路的西环段，地点信息选取了银泉（）和贝塞斯达（）。绕城高速公路所连接的其他放射线的情况，如 号以及 号公路的信息并没有出现。图美国华盛顿绕城高速公路出口预告标志信息选取情况图所示为日本东京绕城高速公路编号，在 顺时针方向，依次与首都高速公路、号线相交。以浜崎步立交北行方向的出口预告信息选取为例，对于绕城高速公路的个方向分别选取了临近的城市著名地点芝公园和银座、个方向连接的具有一定跨度的、号放射线以及放射线所连接的主要的地点信息，如东名高速公路和上野。图日本东京绕城高速公路出口预告标志信息选取情况图 所示英国伦敦绕城高 速 公 路的编 号是 。以放射线 进入绕城高速公路 出口预告信息选取为例，行车方向左侧进入绕城高速公路的个方向，分别选取了放射线 和 及其地点信息伦敦东北部地区的达特福德渡口（）和伦敦西部地区的沃特福德（）。行车方向右侧即直行方向选取了放射线 及其地点信息伦敦。图英国伦敦绕城高速公路出口预告标志信息选取情况从境外上述应用比较好的绕城高速公路出口预告标志信息选取来看，入城控制信息选取，应该结合城市著名地点的交通吸引力、辨识度水平，以及历史传承等进行综合考虑，如果没有适合的地点信息，建议选用城市道路的名称，也具有较好的辨识作用。如我国桂林绕城高速公路采用的桂磨路、金鸡路等。对于过境交通信息的选取，假设点为起始点，目标点为，为途经点。之间的距离为，与之间的夹角为，与之间的夹角为，如图所示。图途经点的路径长度计算示意通过图可以发现，当或者越大，途经点的路径长度越大。因此，要使途经点的路径长度小，则和值越小越好。如果过境交通信息就近选择相邻的放射线，形成型指路，则值接近 ，途经点的路径长度较大。如对于图中的顺时针方向，如果选择线路，则形成型指路，也不是主交通流方向。要使得值较小，则点需要位于点的右侧，即在与 组成的角度需要小于 。本文建议结合放射线的位置和主要交通流向，优先选取和当前放射线具有一定跨度间隔的、人们较为熟知的放射线以及控制点信息。重合路段的编号处理绕城高速公路多由若干高速公路的不同路段集结构成，或通过绕城高速公路转换行驶方向，因此，不可避免存在多条路线的重合路段，在某些极端情况下，可能会存在大于条路线的重合。为保证路线编号指引的连续性，如果将所有编号都反映在标志版面上，则版面会很杂乱。根据本文 节对于过境交通信息的选取可知，当选取了和当前放射线具有一定跨度间隔的放射线时，则可对其他重合路线编号进行弱化处理，如在主标志之外，设置专门用于保障路线编号连续性的命名编号标志等。连续短间距互通的出口预告标志设置对于不满足 净距的互通来说，如果完全按照四级出口预告体系，即、和进行出口预告，则相邻互通的出口预告系列标志之间会相互干扰，给驾驶人员的寻路行为和驾驶决策带来不便。因此，本文建议对于短间距互通的出口预告标志设置，为避免相邻互通出口预告系列标志之间的相互干扰，可取消 出口预告标志，即减少级出口预告，保留其他级出口预告。对于间距不能满足，甚至不能满足 间距的，其缺少的出口预告标志，和前一个互通的出口预告系列标志合并设置。以第一个互通的后基准点与第二个互通的前基准点之间的距离作为基准间距，用表示，如图所示。针对不同的间距情况，出口预告标志的设置建议如表所示。表短间距互通出口预告标志设置建议互通间距建议措施 取消第二个互通 预告 第一个互通 预告标志处并设一块第二个互通的预告标志，预告距离采用实际值 第一个互通 及 预告标志处并设一块第二个互通的预告标志，预告距离采用实际值 公路 年第期 年第期韦昌永朱小锋：基于寻路原理的城市绕城高速公路交通标志设置研究图短间距互通示例如位于广西南宁附近的 兰海高速公路的团福枢纽和大塘互通间距不足 ，因此，在大塘互通的出口预告处，并列设置了团福枢纽的 出口预告，并用直行箭头标识当前互通不驶出，继续直行，如图所示。图短间距互通出口预告设置示例带收费站的枢纽互通出口预告标志设置当放射线可直接入城时，除设置枢纽互通用于和绕城高速公路相交外，还会设置收费站用于服务入城交通流，形成带有收费站的枢纽互通。当收费站和枢纽互通使用不同出口的信息时，可按多出口枢纽或短间距互通出口预告标志进行设置。当收费站和枢纽转向匝道共用出口时，收费站出口信息应作为主线出口信息的一部分，对入城信息，和转换出口进行恰当的告知，同时在匝道内进行分流指引。图为南宁绕城带有收费站的安吉枢纽互通东行方向出口预告方案。图带收费站的安吉枢纽互通出口预告标志示例多层立体交通的交通标志设置对于多层高速公路立体互通的指引设置，由于位于高架或者地下层的路线一般会作为城市快速通道，实现远距离的交通转换。因此，建议除了严格区分高架、地面或地下层之外，还应对高架或地下层与地面层的区别进行告知，选取不同的地点信息体系，结合交通组织方案，让高架或地下层偏向于远距离地点信息，而地面层则偏向于近距离地点信息。图 为多层立交互通交通标志设置示例。图 多层立体互通交通标志设置示例结语本文基于寻路原理，针对绕城高速公路的控制点信息选取，重合路段的公路编号处理，短间距互通的出口预告设置方法，带收费站的枢纽互通出口预告标志设置，多层立体交通的交通标志设置等在绕城高速公路标志设置中的重点和难点进行了分析，并根据境内外的设置案例以及工作实践，给出了解决方案，该方案有助于科学设置绕城高速公路交通标志，实现驾驶人员进出绕城高速公路的平顺和安全。本文中的部分案例已经在实际工程中得到应用，或即将付诸实施，在应用一段时间后，将对其实施效果进行评估。当然，绕城高速公路交通标志的设置，远不止上述这些问题，其余的问题可能还有城市多环线的信息选取问题，如北京有五环路和六环路，南宁有绕城高速公路和外环高速公路等，有关问题还需要在实践中不断探索，找出最佳解决方案。参考文献：何勇 道路交通安全技术北京：人民交通出版社，：公路交通标志标线设置规范国家公路网交通标志调整工作技术指南 北京交科公路勘察设计研究院有限公司，等 国家公路网指路系统构建与升级关键技术研究报告 ，：，