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《平面交叉路口的规划与设计》连载（二十三）

2022-10-24 17:43

来源：澎湃新闻·澎湃号·媒体

原创徐耀赐道路交通管理杂志社

《平面交叉路口的规划与设计》

连载（二十三）

第七章转角处理与转向车道（九）

7.7.6.4 时距接受原理

（上接《平面交叉路口的规划与设计》连载（二十二)）针对左转向专用车道的规划设计，不需考虑来车距离，但必须了解同向前后相邻两车的间距相关的细节。在探讨储车长度的设计细节前，首先须了解临界时距与随车时距的内涵。二者都是依据对车辆左转向困难度的估量而来，其中最常见的理论基础是“时距接受原理”，如图7-1所示。时距接受原理在道路交通工程界通常被简称为“时距原理”，诠释此原理最重要的两个参数是临界时距与随车时距。

图7-1 时距接受原理说明示意

如图7-1所示，A车欲左转向进入横向道路，此时A车驾驶人必会专注相邻对向来车的状况，B车已通过交叉路口物理区，A车驾驶人已不再关注，此时必转而注意C车及C车后方的D车。当A车驾驶人观察到D车与C车的间距较大时，应可安全进行左转向动作，A车驾驶人会操控车辆较缓慢行驶，注视C车进入路口物理区内，待C车通过交叉路口物理区后，A车驾驶人便会操控车辆，同时注意某距离外的D车位置，快速左转向进入横向道路出口道。此种情况下，C车与D车的间距乃A车驾驶人主观认为可安全左转向的车间距，此间距即为“临界时距”。

随着A车左转向，A车后方的E车驾驶人也将操控车辆前进至交叉路口停止线附近，此时E车驾驶人如观察到D车的距离尚远，则E车必紧随A车而快速左转向。在此情况下，E车驾驶人面对的时距称为“随车时距”。

针对临界时距与随车时距，道路交通工程规划设计者必须深入思考下列问题：

1.A车驾驶人主观认定可安全左转向的临界时距是否适用于所有在该交叉路口欲左转向的车辆？针对此问题，答案是否定的，即不同驾驶人主观认定的临界时距必然有所差异，这涉及人因理论的内涵。

2.驾驶人凭视觉直观，利用距离为判定基准，然后搭配相应驾驶动作，在左转向专用车道，驾驶人以目视的车间距离判定能否安全左转向，但对于道路交通工程规划设计者而言，必须以时间作为判定依据来对驾驶人安全左转向所必须的时距进行判定，且时间的单位以“秒”计。

3.只有当C车与D车间距够长的情境下，才会有A车在前，E车紧随在后，两车同时进行左转向动作的现象，由道路交通工程设计原理的观点，针对A车，其对应的时距是临界时距，而随车时距则是针对E车，随车时距值必然小于临界时距。

紧接着，道路交通工程规划设计者不妨思考，如图7-2所示，为何某些左转向专用车道在停止线下游端存在左转待转区？布设左转待转区必须具备哪些条件？

图7-2左转向专用车道，有、无左转待转区的比较

根据道路交通工程设计原理可知，在左转向专用车道下游端布设左转待转区的主要理由归纳如下:

1.在无信号控制的交叉路口，假设无左转待转区，如图7-2（a）所示，在左转向专用车道停止线上游端停等的第一辆车，假设其临界时距为 tc1。在相同无信号控制的前提下，如布设左转待转区，对于同一交叉路口，如图 7-2（b）（暂且忽略信号控制系统存在），假设停等在左转待转区第一辆车的临界时距为 tc2，则 tc2 必然小于 tc1。其主因在于停等在左转待转区的车辆距离横向道路出口道比停等在左转向专用车道停止线前的车辆近，即车辆直接由左转待转区左转向进入横向道路出口道的困难度，明显比车辆由左转向专用车道停止线左转向进入横向道路出口道的困难度低。

2.左转向专用车道下游端布设左转待转区，如同将左转向专用车道的总长度延长至平面交叉路口物理区内，可容纳较多左转向车辆，一般增加3至4辆小汽车的容量，依平面交叉路口的物理特性而定。当然，并非任何大型平面交叉路口都适合布设左转待转区，必须有其他相关配套，经过综合性考虑才可定案。

3.在有左转保护相位（信号灯显示为左转箭头绿灯）的信号控制系统搭配前提下，如图7-2（b）所示，车辆可否左转向依据信号灯显示而行，与临界时距、随车时距皆无关，但左转待转区的布设透过交叉路口的配时计划，利用左转箭头绿灯时间调控将有效地帮助左转向专用车道发挥其应有的功能，即在一个信号周期内，完成左转向动作的车辆数必然比未设左转待转区的情况多。依不同平面交叉路口而异，但一般而言，左转向箭头绿灯时间大部分在15～25秒。

7.7.6.5 储车长度

储车长度对左转向专用车道的车流运行效率影响极大，因此，规划设计左转向专用车道时，必须特别注意两种极端状况，此为左转向专用车道可能偶尔发生的异常车流现象，如图7-3所示，即溢出现象、阻挡现象。

图7-3左转向专用车道的车流“溢出”与“阻挡”现象

在深入探讨左转向专用车道储车长度之前，应先思考，在何种情况下，在左转向专用车道停等的车队可能回流溢出至渐变段上游端的直行车道。溢出现象是指停等在左转向专用车道的车辆已排列形成车队（等候车列），且已回堵至几近超越渐变段起点，故有部分欲左转向车辆被迫在直行车道停等，如前述图7-3（a）所示。造成溢出现象的主要原因可能是储车长度不足，或是欲左转向的车流量超过左转向专用车道设计容量，尤其在高峰时段。

阻挡现象则是指直行车辆在直行车道已排列形成车队，且车队长度已接近或超过左转向专用车道渐变段的起点，致使欲左转向车辆被阻挡，无法进入左转向专用车道，被迫必须在直行车道暂时停等，致使左转向专用车道空间处于闲置状态，如图7-3（b）所示。

针对信号控制交叉路口，左转向专用车道的车流回堵有两种可能情况:

1. 在信号灯显示为圆形绿灯的情况下，欲左转向车辆必须等待相邻对向来车的适宜车间距（即实际时距小于临界时距时，欲左转向车辆需暂时停等），致欲左转向车辆累积而形成车队，车队回流至直行车道，如图7-4所示，此可归类为前述的“溢出现象”。

2.在信号灯显示为红灯时，左转向专用车道上的车辆需在停止线上游端停等，当欲左转向的需求流量大于左转向专用车道的设计容量，便形成车队回堵溢出至直行车道，如图7-5所示。

图7-4 左转向专用车道的车队回堵情况一：面对信号灯显示圆形绿灯

图7-5 左转向专用车道的车队回堵情况二：面对信号灯显示红灯

储车长度的大小对平面交叉路口处的车流型态必有直接影响，当储车长度不足时，“溢出现象”发生的可能性必然较高。反之，较长的储车长度对提升该平面交叉路口的实际容量有实质帮助。当然，储车长度不可太长，以免被直行车道驾驶人误认为其左侧还有另一直行车道存在，因此，储车道应有“合理长度”，此“合理长度”背后的根基必然是依据道路交通工程设计原理。

当左转向专用车道的设计长度不足，则衍生的追尾事故较频繁，如图7-6所示，其主要原因在于速差现象，即原欲左转向的车辆行驶邻近渐变段时，见左转向车道已有回流现象，因而有急刹现象，致使在其后方的直行车辆可能因反应不及而致追撞前车，尤其在车流量不高的时段更易发生。

图7-6 溢出现象衍生的追尾事故示意

道路车流型态不同，则车辆在直行车道进入左转向专用车道的驾驶行为必有明显差异，如图7-7所示。

图7-7 左转向专用车道，高峰、平峰时段的车流型态差异

车流型态有随着时空变化而演化的特性，在高峰时段，欲左转向车辆必以较低速度进入左转向专用车道，如图7-7（a）所示。反之，在车流量较低的非高峰或平峰时段，欲左转向车辆必以较高速度进入左转向专用车道，如图7-7（b）所示。因此，针对左转向专用车道的减速长度，应以非高峰时段的车流型态为依据，尤其更应检验自由流的情况。

左转向专用车道的理论最短长度为减速长度与储车长度总和，此长度的最佳理论值应根据不同车流型态的交通状况，进行相互比较与分析研究之后才可有效决定。基于此，针对大型信号控制平面交叉路口，欲决定左转向专用车道储车长度之前，需进行严谨的交叉路口交通分析，此交通分析的内容甚多，但最主要者至少应包含信号周期长度、信号相位安排、左转向车辆的抵达率与离开率。抵达率与离开率是评估平面交叉路口车流延滞与等候时间的重要参考，对交叉路口的容量分析极有帮助，是建立信号配时计划的重要依据。

左转向专用车道总长，即减速距离与储车长度的总和，可参考的理论研究与实务用法甚多，由于量体极大，无法全然详尽叙述，此处只介绍两种较常用的方法: AASHTO绿皮书的方法、美国得州的简易计算法。

1. AASHTO绿皮书的方法

依AASHTO绿皮书的建议，不论有无信号控制的平面交叉路口，在无详实车流量数据作支撑或无其他合理分析方法的前提下，当道路设计速度70km/h以下，最短储车长度应至少为16m，即容纳两辆车的长度，每辆车长为7.6m。当道路设计速度大于70km/h之时，最短储车长度应为30m，即可容纳4辆车的长度。必须强调的是，不同国家甚至不同地区的不同规划设计规范，基于国情不同与地方特性差异，针对左转向专用车道长度、储车长度的最小值规定可能也有明显差异，但无论如何，其主要目的殊途同归，都是为了提升平面交叉路口的设计容量，左转向专用车道可充分发挥纾解左转向车流的功能。

针对信号控制平面交叉口，AASHTO绿皮书采用NCHRP Report780在2014年的研究结果，主要根据道路容量分析理论，左转向专用车道应具备的最短储车长度可依式7-1与式7-2计算得知。

式中:

C=左转向专用车道的设计容量，veh/h。

v0=相邻对向车道车流量，veh/h。这些车流与左转向车流可能有冲突，无确实数据时可假设为此道路一半的车流量。

e=自然对数函数的底数=2.71828。

tc=临界时距。

式中:

SL=储车长度，m。

V=左转向车流量，veh/h。

ln=自然对数。

P(n>N)=左转向专用车道发生车流溢出现象的或然率或概率。

VL=储车长度的停等车辆平均长度，m。

道路交通工程规划设计者应深知，AASHTO绿皮书针对某平面交叉路口左转向专用车道的规划设计，其主要思路为在符合平面交叉路口车道配置理论、设计容量与交通控制方法的前提下，应尽量避免左转向车流在左转向专用车道有溢出现象，故设定P(n>N)的概率为0.005，即针对一千次左转向车流的运行，左转向专用车道的车流只可能有五次溢出现象发生。此种假设是针对全新设计的且含有左转向专用车道的大型平面交叉路口。但事实上，任何大型尺寸以上的平面交叉路口在完工通车后，必须有后续各车流流线的车流量监测作业，以验证当初规划设计时的假设是否精确，在某些情况下，道路交通工程实务也有将左转向专用车道以工程手段加以延长的现象发生。

针对某一平面交叉路口的左转向车流，假设tc=临界时距，如有50%的驾驶人可毫无障碍地依此tc值进行左转向，则此临界时距值即为tc(50)，即50%临界时距。同理，道路交通工程规划设计者亦可依实际设计的需求，自定义其他可利用的值，例如85%临界时距，即为tc(85)。

下期预告

第七章转角处理与转向车道（十）

本文刊发于《道路交通管理》2022年第7期

说明：《平面交叉路口的规划与设计》一书经作者徐耀赐授权在《道路交通管理》杂志刊载，供广大读者学习、参考。未经授权，任何单位、个人不得转载、发表、摘录、出版。