文圖｜朱新宇 戴帥 劉金廣

一、城市道路位階值與位階差的定義

目前，我國(guó)對(duì)城市道路分級(jí)主要是城市快速路、城市主干路、城市次干路和城市支路，但這四種道路等級(jí)難以描述我國(guó)城市的多種道路類(lèi)型，也無(wú)法支撐相應(yīng)的道路網(wǎng)級(jí)差研究工作。為更好地深入分析城市道路網(wǎng)問(wèn)題，本文以道路類(lèi)型和車(chē)道數(shù)作為主要區(qū)分依據(jù)，兼顧道路的實(shí)際通行能力與設(shè)計(jì)速度，同時(shí)借鑒了美國(guó)HCM 手冊(cè)對(duì)道路的分類(lèi)，將城市道路進(jìn)行了八個(gè)位階值的劃分，具體如表1 所示。

位階差，指路網(wǎng)中相連接的兩條道路之間的位階值的差值。低位階的道路要盡量避免與高位階的道路直接相連，因?yàn)槎叩牡缆饭δ芘c設(shè)計(jì)車(chē)速相差較大，貿(mào)然相連易產(chǎn)生交通沖突從而引發(fā)交通事故。

二、交叉口位階差與接入口位階差

交叉口位階差是指路網(wǎng)中相連接的兩條道路之間的位階值的差值，反映相交道路的功能匹配程度，是檢驗(yàn)交叉口結(jié)構(gòu)合理性的指標(biāo)之一。交叉口位階差小（≤2），相交道路“門(mén)當(dāng)戶(hù)對(duì)”，匹配度較好；交叉口位階差大（≥3），相交道路不相匹配，交通流量、運(yùn)行速度差異大，行人與機(jī)動(dòng)車(chē)對(duì)于綠燈時(shí)間需求差距大，不利于交叉口通行安全和交通信號(hào)控制。示例如圖1 所示。

圖1 城市交叉口位階差示例圖

“接入”俗稱(chēng)“開(kāi)口”，處于區(qū)域道路網(wǎng)的末梢，長(zhǎng)度短、設(shè)計(jì)速度低，主要承擔(dān)地塊接駁的通達(dá)性功能，無(wú)法承擔(dān)與其他城市道路類(lèi)似的交通功能。接入口位階差反映地塊接駁路與城市道路連接的匹配程度，是檢驗(yàn)接入結(jié)構(gòu)合理性的指標(biāo)。接入口位階差?。ā?），表明接入與城市道路匹配度較好；接入口位階差大（≥3），表明接入與交通功能不對(duì)等的城市道路連接，存在交通安全隱患。接示例如圖2 所示。

圖2 城市接入口位階差示例圖

三、我國(guó)36大城市的位階差實(shí)際測(cè)算結(jié)果

基于上述位階差的計(jì)算模型，對(duì)我國(guó)36 大城市進(jìn)行了實(shí)際路網(wǎng)的測(cè)算，并得出以下結(jié)論。

（一）規(guī)模越大的城市，交叉口匹配程度越好，且我國(guó)北方的城市普遍交叉口位階差較大。從城市規(guī)模來(lái)看，超大城市交叉口的位階差≥3 的平均占比最低、為29%，其次是特大城市33%，Ⅰ型大城市、Ⅱ型大城市交叉口的位階差≥3 的平均占比均為34%。從區(qū)域位置看，西北、東北、華中地區(qū)城市交叉口位階差≥3 的平均占比偏高，分別為39.5%、38.8%、35.8%，華東地區(qū)城市交叉口位階差≥3 的平均占比相對(duì)較低、為29.4%，這可能與我國(guó)北方的城市普遍熱衷于修建“寬大馬路”有關(guān)。相關(guān)結(jié)果如圖3 所示。

圖3 不同區(qū)域城市交叉口位階差大（≥3）的交叉口占比（%）

（二）超過(guò)一半的城市道路接入口與相連道路不匹配。通過(guò)計(jì)算，研究人員發(fā)現(xiàn)我國(guó)36 個(gè)主要城市中，有52.6%的接入與相連道路不匹配。在36 個(gè)主要城市中，只有11 個(gè)城市的位階差較大道路接入口占比小于50%。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)我國(guó)中部、西北、西南地區(qū)的接入口位階差普遍較大，位階差過(guò)大的接入口占比分別為60.3%、58.1%、55.3%，華南、華北、華東地區(qū)的接入口位階差相對(duì)較小，位階差過(guò)大的接入口占比分別為50.9%、48.1%、46.7%。如圖4 所示。

圖4 不同區(qū)域城市接入口位階差大（≥3）的交叉口占比（%）

四、城市道路位階差與多源交通大數(shù)據(jù)的融合分析

基于以上實(shí)例計(jì)算得出的我國(guó)36 大城市道路網(wǎng)位階差點(diǎn)位信息，研究人員將道路網(wǎng)位階差問(wèn)題分別與交通事故、交通違法數(shù)據(jù)（不包括固定式的非現(xiàn)場(chǎng)違法查處數(shù)據(jù)）融合分析發(fā)現(xiàn)，道路網(wǎng)位階差存在問(wèn)題的地方發(fā)生交通事故、交通違法的概率更加顯著，這表明位階差問(wèn)題與交通事故、交通違法之間存在強(qiáng)烈的正相關(guān)性。

以我國(guó)某城市的道路位階差與交通事故的實(shí)例分析為例。如圖5 所示，左側(cè)紅色箭頭所示區(qū)域是城市環(huán)路或快速路與普通道路的交界區(qū)域，這些區(qū)域通常是城市道路交叉口位階差過(guò)大的區(qū)域。道路交叉口的位階差過(guò)大會(huì)導(dǎo)致道路之間的流量和速度差異過(guò)大，從而增大交通事故發(fā)生的概率。在2018-2022 的三年中，上述位階差較大的交叉口周邊發(fā)生了100 多起交通事故，造成20 多人死亡。圖5 中右側(cè)黃色箭頭所示區(qū)域是城市主干道沿線，且有許多位階差較大的居民區(qū)道路接入口的位置。道路接入口處通行的行人和非機(jī)動(dòng)車(chē)交通量較大，當(dāng)位階差過(guò)大時(shí)，與主干道的交通沖突也會(huì)增加。圖中所示的三個(gè)區(qū)域在過(guò)去三年中分別發(fā)生了7 起、10 起和6 起致命事故，其中大多數(shù)是機(jī)動(dòng)車(chē)與非機(jī)動(dòng)車(chē)/行人之間的碰撞。

圖5 城市道路位階差與交通事故的融合分析

最終，根據(jù)我國(guó)36 大城市的實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算，研究人員得到了城市道路位階差與交通事故和交通違法行為之間相關(guān)性的定量結(jié)果：對(duì)于位階差較大的道路交叉口，發(fā)生交通事故的概率是位階差正常的普通交叉口的1.3 倍，交通違法的概率是位階差正常的普通交叉口的2.3 倍；對(duì)于位階差較大的道路接入口，發(fā)生交通事故的概率是位階差正常的普通接入口的4.1倍，發(fā)生交通違法的概率是位階差正常的普通接入口的12.7 倍。

五、總結(jié)與展望

城市道路位階差反映了相交道路或接入道路的功能匹配程度，是檢驗(yàn)交叉口或者接入口結(jié)構(gòu)合理性的指標(biāo)之一。本文基于地理信息數(shù)據(jù)，對(duì)我國(guó)36 個(gè)重點(diǎn)城市進(jìn)行了城市道路位階差的實(shí)際測(cè)算，并將城市道路位階差與交通事故和交通違法行為的數(shù)據(jù)進(jìn)行了大數(shù)據(jù)融合分析，發(fā)現(xiàn)了交通安全、交通秩序和道路位階差指標(biāo)之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。相關(guān)研究成果已在全國(guó)多座城市開(kāi)展應(yīng)用，在識(shí)別城市路網(wǎng)問(wèn)題點(diǎn)、提高公安交管部門(mén)主動(dòng)防控能力、助力城市交通事故“減量控大”方面取得了良好的應(yīng)用效果。未來(lái)，可以整合更多的多源交通大數(shù)據(jù)，以道路網(wǎng)位階差指標(biāo)為核心，開(kāi)發(fā)更多基于路網(wǎng)層面的城市交通安全風(fēng)險(xiǎn)隱患的數(shù)字識(shí)別方法，從而有效預(yù)防和減少城市道路交通事故。