通过无灯控制路口,交通信号灯的安全隐患

金志福

摘要:本文选取交通事故特别严重的交叉口作为无灯控制交叉口交通安全隐患治理的研究对象。在研究思路上，基于这起特别重大交通事故的主要原因，开展无灯控制交叉口交通安全隐患调查。本研究首先系统阐述了交叉口的地理位置、几何特征和交通特征。其次，分析了该交叉口的主要交通安全隐患。第三，作为无灯交叉口交通安全隐患的处理措施，提出了两种交通控制方法。在停车让行的控制模式上，借鉴国外经验，专门为停车让行控制的路口绘制了完善的交通标志和标线系统，特别设计了停车让行的警示标志和“前方停车”的配套道路标线，使二级公路上的车辆到达路口时停车概率大大增加。在信号灯控制模式中，主要讨论了信号灯的设置条件和信号配时的方法。

关键词:无灯控路口；交通安全隐患；停车控制；交通标志；路面标记

无信号交叉口安全隐患的治理

金志福

(中国人民公安大学交通管理学院，北京102623)

摘要:作者选取了一个发生过特别严重交通事故的无信号交叉口作为安全隐患治理的对象。在研究思路上，无信号交叉口的安全隐患调查主要是根据导致特别严重交通事故的主要原因进行的。首先，系统描述了交叉口的地理位置、几何特征和交通模式。其次，对交叉口的安全隐患进行分析。第三，两种交通控制模式作为无信号交叉口安全隐患的处理。借鉴国外经验，在停车控制模式下，专门为停车控制交叉口设计了一套较为完善的交通标志和路面标线系统。在该系统中，特别设计了受停止控制的警告标志和对应于该标志的“前方停止”路面标记，因此，可以极大地增加沿着次要道路接近受停止控制的交叉路口的车辆的停止可能性。重点介绍了信号模式下信号机的安装条件和信号配时方法。

关键词:无信号交叉口；安全隐患；停止控制控制；交通标志；路面标线

对于一个特定的无灯路口，系统排查长时期(一年以上)的交通安全隐患。由于涉及的事故类型较多，每种事故类型所反映的交通安全隐患也不同，这就使得交通安全隐患往往是多方面的，涉及的因素也很多。对于一个长期存在的无信号交叉口交通安全隐患，通常通过特定时期的交通事故分析，识别出一系列的交通安全隐患，然后进行系统的治理。但我国公安交通管理的实践表明，路口一旦发生重大交通事故，往往以此为契机，有针对性地开展交通安全隐患排查治理。本研究以天津市武清区广元路与和畅路交叉口发生的一起严重交通事故为契机，探索无灯交叉口交通安全隐患排查治理的方法。

1交叉口的基本情况

1.1交叉口的地理位置

本项研究所选择的对象为天津市武清区广源道与和畅路交叉口，其地理位置如图1所示。本研究选取的对象是天津市武清区广元路与和畅路交叉口，其地理位置如图1所示。

1.2交叉口道路的几何特征

广元路与和畅路交叉口由东西路与南北路垂直相交而成。东西向道路和南北向道路的横断面几何特征相同，如图2所示，显示了交叉口东、西、南、北入口方向的道路几何特征和交通管理状况。本路口每个路口的车行道宽度为14m。其中，上下各有一条机动车道，宽4米；非机动车道上下各一条，宽3米。交通管理设施方面，东、西、南、北四个入口道路的路口没有必要的警示标志。交叉口东、西入口道路在交叉口区域附近分别设置减速丘。但南入口和北入口都没有类似减速墩的减速设施。

1.3交叉口交通特征

路口四个入口车流量较小。如果以60秒的时间段作为交通统计周期，那么一个统计周期内东西向道路的双向交通流多为只有一辆车的情况，而南北向道路的双向交通流则会是连续两三个统计周期都没有车来的情况。

2路口交通事故和交通安全隐患排查

2.1交叉路口的交通事故

2017年8月1日上午7时30分许，一辆重型水泥罐车沿武清区广元路由西向东行驶至与和昌路交叉口时，与一辆沿和昌路由北向南行驶的公交车相撞，造成公交车侧翻，造成4人死亡、48人受伤的特别重大交通事故。交通调查发现水泥罐车存在超载、超速的交通违法行为；但公交车也存在超速行驶、右侧不避让、安全设施不全等违法行为。

2.2交叉口交通安全隐患排查

经现场调查，广元路与和畅路交叉口存在以下交通安全隐患。

(1)路口西北侧视距三角形有一个盲点。

距离路口50m左右的路口西北角有多处高压变压器柜等公共设施，路口西、北面种植有绿化树木。几棵树茂盛的树冠造成路口视距三角形的盲点。十字路口西北侧视距三角形中的视线盲区，直接导致西入口和北入口车辆接近十字路口时，双方驾驶员难以对视。

(2)路口交通管制缺失。

交叉口的交通控制方式一般分为信号交叉口和信号交叉口。交叉口的交通控制方法一般根据交通事故的历史记录和交通量水平来选择。在特定时期内，当交叉口交通事故的数量或严重程度没有达到规定的数量或程度，或者交通流量水平没有达到一定的条件时，通常采用无信号灯的控制方式。

无灯路口的交通管制方式通常有三种:(a)在四个入口方向的路口设置警示标志；(b)主次关系分明的两条道路相交时，在次干道入口方向设置停车标志和标线(双向停车控制)；(c)在主次关系不明确的两条道路上，在四个入口方向设置停车让行标志标线(停车让行控制整条道路)。第一种和第二种交通控制方法在我国道路交通管理实践中较为常见，第三种交通控制方法在美国的实践中较为常用。就本案路口而言，上述三种交通管制方式均未采用。可见这个路口的交通管制存在严重不足。

(3)冲突交通流方向之间的优先顺序尚未建立。

以本案交叉口为例，存在的无信号灯控制的主要交通方向对有:和昌路通过车流与广元路通过车流、和昌路通过车流与广元路左侧车流、和昌路左侧车流与广元路通过车流、和昌路左侧车流、广元路左侧车流。当然，当右转车辆需要较大的转弯半径时(尤其是四轴以上的铰接式客车和半挂车)，也会造成与车流方向的冲突。没有任何控制，这些冲突就会时有发生，很难避免。尤其是视距三角形有障碍物时，更容易产生冲突。

为了保证无信号交叉口的交通安全，必须彻底消除这些交通方向冲突的可能性。一般在次干道上设置停车、减速的交通标志或标线(当相交道路主次关系不明确时，可将某条道路指定为次干道)，以建立交叉口冲突车流的通行顺序，使冲突车流方向对中的某个车流方向(一般指次干道上的车流方向)在进入交叉口时给冲突车流方向(一般指主干道上的车流方向)让路。在这种情况下，该路口的任何入口都没有设置类似于停车让行或减速让行的交通标志或标线。

(4)进入交叉口的车辆速度没有得到有效控制。

对于无信号交叉口，如果不采取交通控制措施，进入交叉口的车辆速度可能无法得到有效控制。如果所有有潜在碰撞可能的车辆都不减速通过路口，碰撞的概率就会增加。如果有发生冲突的可能，所有车辆在进入路口时都可以放慢车速，这样任何一个车流方向都可以牺牲自己的交通利益来避免冲突，自己驾驶的车辆也可以顺利停下来，而不是故意把避免冲突的责任推卸给对方。这样一来，冲突的概率就会大大降低。

本案中，事故双方在通过路口时都没有减速。主要原因有三:(a)路口特征信息不明显。因为这个路口没有警示交通设施，车辆驾驶员没有注意到前方路口的存在，所以没有主动控制车速。警示交通设施是驾驶员识别前方道路危险信息的重要支撑。本案中，东西向道路(广园路)和南北向道路(和畅路)均未设置路口警示标志。此外，对于东西向道路上的车辆驾驶员而言，当他们靠近信号交叉口时，前方的远端交叉口呈现出更明显的信号交叉口，这也可能使驾驶员忽略对信号交叉口特征信息的识别。(b)驾驶员缺乏对路口交通状况的判断。一般经过无信号路口的车流量低的司机，尤其是经常经过这些路口的司机，可能会凭经验判断冲突方向没有车。如果判断失误，或者根本没有判断，直接从路口直行，会直接导致交通冲突。(c)控速设施(减速丘)能见度不高，使驾驶员在接近路口的过程中没有意识到控速措施，导致控速效果不佳。本案中，路口东入口和西入口均在路口区域附近设置了减速丘，但西入口进入路口的车辆速度无法得到有效控制(事故发生时水泥罐车超速)。而且该路口南、北入口没有减速丘等类型的限速措施，从北入口进入路口的旅游大巴超速也是造成交通事故的主要原因之一。

3.交叉口交通安全隐患的治理措施

交叉口交通安全隐患治理的主要重点是明确交叉口的交通关系，控制车辆进入交叉口的速度。

就本案交叉口而言，为有效控制进入交叉口的车辆速度，可考虑在入口道路上连续设置三组以上的减速丘，或在原有减速丘前设置一组减速丘警示标线，或设置能产生振动效果的横向标线(驼峰)，以保证减速效果。但该路口位于建成区，从环境噪声来看不可行。从国内外交通管理的实践经验来看，一套视觉减速标线(也叫车道边缘的横向标线，车辆行驶时轮胎不会与标线接触)也能起到降低车速的作用。然而，视觉减速标记产生的减速幅度通常很小。美国的一项研究表明，经过90天的适应期，车辆的平均速度只降低了0.96km/h(标准误差为0.48km/h)[1]。通过目视减速标线降低车速(减速幅度大于40%)是不现实的。

有鉴于此，我们可以通过定义交叉口的交通关系来考虑问题。对于没有灯光控制的交叉口，有两种交通控制方法可以明确交叉口的交通关系:通过停车让行来控制交叉口；把没有灯的路口变成有信号灯的路口。这两种交通控制方法都能使某条道路上的车辆处于停车和让行位置。两种交通控制模式的区别在于，停车让行控制是指某条道路上的车辆在进入交叉口时始终处于停车让行位置；信号灯控制是使交叉路口道路上的车辆交替停车、让行。

3.1路口实行停车让行控制。

除了全向停车让行控制的交叉口，双向停车让行控制的交叉口首先需要明确交叉口道路的主次关系。道路的主次关系主要由道路的几何特征、道路的延伸长度和道路的交通量水平决定。在这个案例的路口，东西向道路(广园路)和南北向道路(和昌路)的几何特征是相同的。从道路延伸性来看，东西向道路延伸时间较长。从这个路口向东延伸5.9km，3.6km向西。南北向道路延伸较短，从路口向北长0.380km，向西长0.525km，南北向道路两端为丁字路口(相当于断头路)。从交通水平看，东西向道路和南北向道路处于较低水平。相对于南北向道路，东西向道路的车流量相对较大。所以把东西向的路定位为主路，南北向的路定位为次路比较实际。

在交叉口的交通管理中，应在二级道路上设置停车标志标线，使二级道路上的车辆在进入交叉口的过程中处于明显的让行位置。同时，在主要道路方向设置路口警示标志，为主要道路上的驾驶员提供路口存在的信息，使驾驶员有准备应对路口可能出现的各种情况，并使其减速。

对于双路停车让行控制交叉口，我国当前的通常做法是，在次要道路方向上的南、北进口道应分别设置停车让行标志与停车让行标线，主要道路方向上的东西进口道应分别设置十字交叉口警告标志。如图3所示。对于双向停车让行控制的交叉口，我国目前通行的做法是，在次干道方向的南、北入口道路上设置停车让行标志和停车让行标线，在主干道方向的东、西入口道路上设置交叉口警示标志。如图3所示。

图3所示的通常做法，有一个致命的缺陷，就是在车辆从路段向交叉口行进的过程中，没有提示性的交通标志与标线来提示车辆驾驶人。等驾驶人意识到交叉口的存在时，车辆的速度往往很难降下来。因此，在次要道路方向上设置相应的停车让行预告性标志和标线是非常必要的。这种做法已经在美国等国实行。图4（a）与图4（b）分别表现的是改进后的北进口道和南进口道的停车让行控制标志与标线系统。图4（a）与图4（b）中，除了在进口道停车让行线位置按照通常做法设置的停车让行标志和标线以外，在距离交叉口进口道60米左右的位置，设置了三角形的停车让行预告标志，该标志是参照美国联邦公路局发布的《城市道路与公路统一交通控制设施手册》（2009版），同时根据我国国家标准《道路交通标志与标线》（GB 5768—2009）的设计规范，由作者自己设计的。与停车让行预告标志一起，还同步施划了“前方停车”路面标线，作为对停车让行预告标志显示信息的补充或强化。美国一项研究报告表明，在交叉口进口道上施划“前方停车”路面标线，可以使交叉口交通事故总数至少减少15%[2]。图3所示的常见做法有一个致命的缺陷，就是当车辆从该路段行驶到路口时，没有提示性的交通标志和标线来提醒车辆驾驶员。当司机意识到路口的存在时，往往很难放慢车速。因此，在二级道路方向设置相应的停车让行警示标志和标线是非常必要的。这种做法已经在美国和其他国家实施。图4(a)和图4(b)分别显示了北入口和南入口的改进的停车控制标志和标记系统。在图4(a)和图4(b)中，除了按照惯例在入口车道设置的停车标志和标线外，还在距离交叉口入口车道约60米的位置设置了一个三角形的停车标志。本标志参照美国联邦公路管理局发布的《城市道路和高速公路统一交通控制设施手册(2009版)》，同时根据我国国家标准《道路交通标志和标线》。随着停车警告标志的出现，“前方停车”的道路标线也同步应用，作为停车警告标志显示信息的补充或增强。美国的一份研究报告显示，在交叉口的入口车道上设置“前方停车”路面标线，可以使交叉口的交通事故总数至少减少15%[2]。

3.2把没有灯的路口变成有灯的路口。

交通标志、交通标线和其他物理设施通常用于低交通量的交叉口，以控制交叉口的进入。作为控制交叉口交通安全隐患的措施之一，信号灯控制能够可靠地消除交叉口冲突点。而交通流量小的路口使用红绿灯，信号配时不合理，容易导致司机闯红灯等不服从红绿灯的行为。为了避免或减少红绿灯控制的低车流量交叉口的闯红灯行为，应尽量使入口道路各个方向的车辆在进入交叉口时受到尽可能小的交通延误。要做到这一点，就要尽量让车辆在接近路口时遇到尽可能少的红灯，或者尽可能缩短在红灯下的等待时间。一般来说，信号灯的控制周期越短越好，即使有红灯，等待时间也在驾驶员可以接受的范围内。表1是交叉口交通信号配时的当前数据。在目前的配时方案下，每个信号周期东西方向的车流量最多能到达的车辆数是2辆，大部分只有1辆。南北方向双向交通最多能达到1辆车，60%左右的周期没有车来。因此，从车流量来看，该交叉口远不能满足《道路交通信号设置与安装国家标准》(GB 14886—2016)中规定的主干道双向高峰小时流量750pcu/h、较大的二级公路单向高峰小时流量300pcu/h的交通流量条件。同时，标准规定了交叉口设置交通信号的交通事故条件。要么3年内平均每年发生5起以上交通事故，信号灯的设置通过分析事故原因可以避免事故发生，要么3年内平均每年发生1起死亡事故[3]。交叉口信号灯的设置原则上应符合国家标准规定的条件。再者，根据该路口3年内一般或轻微交通事故记录，只要满足其中一个设置条件。从交通事故的规律来看，一次严重的交通事故背后，可能已经有很多次一般的交通事故没有引起人们的重视。考虑到路口交通安全隐患的管理，当地交管部门可能会以三年内的交通事故记录为依据，以这次特别重大的交通事故为契机，将设置信号灯作为一种管理措施。此外，当无灯路口由主干道方向相邻路口的信号灯控制时，无灯路口转换为信号灯控制，使主干道上路口的交通控制方式一致，从而避免因路口失控而无法有效控制驾驶员的交通行为。这种情况下的交集就是这种情况。

信号灯控制周期的主要决定因素是主干道和次干道上关键车道的最小绿灯长度。在这种情况下，路口的每个入口都是机动车道，所以重点车道是显而易见的。有许多方法可以确定最短绿灯时间。最小绿灯时间过长，可能造成路口延误增加，排长队；如果最小绿灯时间太短，可能会违背驾驶员的期望，或者在正常情况下可能无法满足行人过街需求。

低交通量交叉口的交通信号控制通常采用两相位信号控制模式。每个相位对应的最小绿灯时间可以由特定时间内的累计车辆到达率或累计泊松分布特征确定[4]。例如，统计时间段的长度可以是15秒、20秒、30秒、60秒等等。

如果按照机动车到达率计算得出的最小绿灯时间小于行人横穿道路所需要的最短时间。应当按照行人过街需要时间来确定最小绿灯时间。现场调查发现，本案例交叉口东西方向双向交通量约为132辆/小时，南北方向双向交通量约为36辆/小时。因此，该交叉口的信号配时应以行人过街需要时间为依据。在老年行人出现几率小的地区，可按照正常行人过街速度（1.1米/秒）以及车行道宽度（就本案例而言，为14米）来计算，则行人所需要的过街时间为12.7秒≈13秒，在加上行人对行人信号灯反应时间2秒，则基于行人过街需求的最小绿灯时间应为15秒。如果根据机动车到达率计算的最小绿灯时间小于行人过马路所需的最短时间。最小绿灯时间应根据行人过街所需时间确定。现场调查发现，本案交叉口的车流量东西方向约为132辆/小时，南北方向约为36辆/小时。因此，该路口的信号配时应以行人过街所需的时间为准。在老年行人概率较小的区域，可按正常行人过街速度(1.1m/s)和车行道宽度(本例为14m)计算，则行人过街时间为12.7秒≈13秒，当行人对行人信号灯的反应时间为2秒时，基于行人过街需求的最小绿灯时间应为15秒。

4摘要

这种情况下没有灯光控制的路口之所以会造成特别严重的交通事故，就在于缺乏必要的交通安全设施来维护路口的交通安全。为有效预防无灯路口交通事故，需要在路口设置交通标志、标线等交通安全设施。其次，针对问题的症结，创新性地设计和设置交通标志标线。再次，将信号灯控制作为控制无灯控制交叉口交通安全隐患的一种选择，应以国标为依据，信号配时要科学。最后，希望任何交通安全隐患治理措施的实施都要注重效果评估，以利于此类治理措施的推广使用。

参考

[1] Brian Ray等.高速交叉口选择指南[R]，NCHRP报告613，交通研究委员会，2008年，第35页

[2] Gross，Frank等.前方停车道路面标线的安全评估[R]. FHWAHRT-08-043，联邦公路管理局，2007年12月.

[3]国家质量监督检验检疫总局、国家标准化委员会。《道路交通信号设置与安装规范》(GB 14886—2016) [S]。2016.

[4]托马斯r .柯林。《交通工程导论:数据收集和分析手册》(第二版)[M]，Cengage Learning，美国，2013年。