城市道路電動自行車專用道設(shè)計

魏凌峰， 姜文龍

(中國人民公安大學(xué)交通管理學(xué)院， 北京 100038)

0 引言

近年來我國的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人們對于出行的需求也越來越大，對于中短距離出行，電動自行車憑借其速度快、省力、節(jié)能低碳等諸多優(yōu)點(diǎn)，成為許多人出行選擇的交通工具。目前，我國的大部分城市(尤其南方城市)電動自行車的保有量和使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了自行車。但是電動自行車的發(fā)展與傳統(tǒng)的道路設(shè)計存在矛盾，主要表現(xiàn)為電動自行車與自行車共用非機(jī)動車道，基于此，國內(nèi)有些學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究，東南大學(xué)葉荗等[1]為了解決“機(jī)非混行”給城市道路帶來的交通問題以及為非機(jī)動車交通的健康發(fā)展，提出將城市非機(jī)動車道進(jìn)行分區(qū)、分級，設(shè)置4個功能定位，以達(dá)到對城市自行車交通道路網(wǎng)的規(guī)劃；長安大學(xué)的邵海鵬等[2]對于機(jī)非混行道路交通改善方法進(jìn)行研究，主要針機(jī)非混行問題，從機(jī)動車、非機(jī)動車、路側(cè)停車等方面運(yùn)用慢行交通一體化思想改善道路交通面臨的問題，不僅保證了非機(jī)動車的交通安全，還提高了原有機(jī)動車道的通行效率，另一方面還給停車與綠化提供空間。

隨著電動自行車保有量的增加，非機(jī)動車的路權(quán)問題被廣泛關(guān)注，主要因為兩者的自身特征(比如速度、寬度等)存在明顯差異。自行車的行駛車速為10～15 km/h，而按照2019年4月5日實施的《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》[3]規(guī)定，電動自行車允許的最高車速為25 km/h，根據(jù)對北京、天津、合肥等城市調(diào)查結(jié)果表明，實際的運(yùn)行速度半數(shù)超過25 km/h，這與自行車的車速存在明顯差異，在非機(jī)動車道內(nèi)混行易產(chǎn)生事故和交通秩序的混亂。因此，本研究將傳統(tǒng)非機(jī)動車道進(jìn)行精細(xì)化劃分，使電動自行車與自行車分隔行駛，達(dá)到空間分離提高通行安全，對道路交叉口進(jìn)行交通組織設(shè)計，保證其各自的通行空間。

現(xiàn)階段國內(nèi)外對于電動自行車專用道的研究總體不多，王亞濤等人[4]通過SPSS分析電動自行車專用道的設(shè)計方法以及影響因素，但沒有對道路交叉口進(jìn)行交通組織的研究分析；倪春明等人[5]對電動自行車專用道的發(fā)展歷程、實施效果與適用條件進(jìn)行分析，但沒有提出如何設(shè)計規(guī)劃。國外針對電動自行車專用道的研究主要針對電動自行車的交通沖突，Willem Vlakveld[6]對荷蘭電動自行車的交通沖突類型進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)電動自行車的沖突對象中51%是自行車、28%是小汽車、12%是行人、8%是其他交通工具，Tie-Qiao Tang等人[7]對電動自行車的換道逆行行為進(jìn)行研究，結(jié)果表明，電動自行車在路口違規(guī)換道逆行對道路交叉口的擁堵與安全存在顯著影響。

綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，鑒于電動自行車輕便、靈活、快速等特點(diǎn)，若對電動自行車的行駛不加以規(guī)范，極易發(fā)生交通事故，電動自行車專用道的設(shè)立可有效減少事故的發(fā)生，提高道路交通安全。

1 電動自行車專用道影響因素分析

由于目前并無電動自行車專用道的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是由于電動自行車與自行車在形態(tài)構(gòu)造、行駛方式、所占路權(quán)類型等，都極為相近，因此以自行車的相關(guān)規(guī)定為主體，參考電動自行車與自行車主要的區(qū)別，如車速、車寬等條件，設(shè)計電動自行車專用道相關(guān)參數(shù)。

1.1 電動自行車專用道設(shè)置的道路類型

電動自行車專用道的設(shè)置并不適合所有的道路類型，如狹窄的支路、交通擁擠的次干路等，這些道路交通資源十分緊張，部分路段甚至沒有設(shè)置非機(jī)動車道，因此較為理想的設(shè)置路段為道路規(guī)劃完整且具有較多空間資源的主干路以及次干路，這些路段機(jī)動車與非機(jī)動車道隔離分明，在部分道路上非機(jī)動車有著較大的通行空間，這是設(shè)置電動自行車專用道的基礎(chǔ)。

由于老城區(qū)電動自行車的保有量高，易發(fā)生交通沖突，因此在有條件的老城區(qū)設(shè)置電動自行車專用道更具現(xiàn)實意義；對于路面起伏較大的城市，電動自行車使用廣泛，在有條件的路段應(yīng)設(shè)置電動自行車專用道；中等城市比大城市更適宜設(shè)置電動自行車專用道，電動自行車在大城市為一種可選、補(bǔ)充的出行工具，在中等城市更多地作為一種通勤工具。

1.2 自行車道設(shè)計的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 自行車道的寬度值研究

關(guān)于自行車的車道寬度可以參考《城市道路工程設(shè)計規(guī)范》[8]，其中規(guī)定了自行車的車道寬度應(yīng)為1 m。但實際在設(shè)計車道時，不能僅設(shè)置1 m，因為人們在道路上行駛時會遇到各種障礙物，如停放的車輛、樹木、標(biāo)志等。因此自行車專用道的寬度設(shè)計為車把寬度0.5 m，加上兩側(cè)各0.25 m的橫向擺動安全凈空[9]，另外自行車道的兩側(cè)還應(yīng)各留有0.25 m的安全距離，故自行車專用道的寬度應(yīng)為1.5 m。

1.2.2 自行車道通行能力的研究

關(guān)于自行車道的通行能力，可以計算出來[3]：

(1)

(2)

綜上所述，將自行車在道路上行駛的主要車速帶入公式(2)可得出表1中不同車速下的道路通行能力。

表1 車速與通行能力關(guān)系值

1.3 電動自行車專用道的設(shè)計

1.3.1 電動自行車專用道的相關(guān)要素確定

(1)電動自行車參考車輛寬度的確定

我國于2019年4月15日實施新的《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定車體寬度(除把手、腳蹬外)小于等于450 mm。根據(jù)實地測量，利用卷尺對道路上實際行駛的電動自行車進(jìn)行車把寬度測量，電動自行車的車把寬度實測平均值約75 cm，電動摩托車的車把寬度實測平均值約79 cm，由于目前道路上行駛的電動自行車種類繁多，為保證安全，在研究過程中車輛寬度將取最大值，考慮大部分電動自行車安裝圍擋護(hù)具，電動自行車的實際車體寬度取80 cm。

(2)電動自行車專用道通行能力的確定

電動自行車由于其外形、規(guī)格、運(yùn)動特性與自行車具有極高的相似性，因此其通行能力的計算可以參考自行車通行能力計算公式進(jìn)行計算，其中LC表示電動自行車的車長，經(jīng)實地調(diào)研后，電動自行車的車長取2 m。

1.3.2 電動自行車專用道的設(shè)計

電動自行車的車寬為0.8 m，由于在電動自行車行駛過程中車把存在左右擺動的現(xiàn)象，因此需要留存足夠的安全距離，參考自行車的安全距離，現(xiàn)階段路面行駛主流自行車主要有美團(tuán)單車、青桔單車、哈啰單車以及其他自行車，經(jīng)測量其車輛寬度值如表2所示，經(jīng)計算路面行駛的自行車車輛寬度平均值約為0.6 m，而電動自行車的車把寬度為0.8 m，比目前自行車的平均車把寬度0.6 m多0.2 m，考慮電動自行車與自行車在行駛過程中的橫向擺動規(guī)律相似，因此電動自行車專用單車道的寬度比自行車專用道單車道寬度增加0.2 m，取1.7 m。

表2 自行車寬度值

電動自行車專用道的寬度可根據(jù)所需車道數(shù)進(jìn)行計算，其公式為：

W=n×w+2×0.25

(3)

其中：W表示電動自行車專用道的寬度；n表示需要的車道數(shù)；w表示單條電動自行車專用道的寬度。

考慮實際道路中存在車輛超車情況，故一般設(shè)計要求n最小取值為2。如果實際情況電動自行車和自行車流量都不大，電動自行車道和自行車道采用軟隔離方式，也可以各設(shè)置一條，超車時采用借道通行方式。計算后得到常用的電動自行車專用道寬度取值，見表3。

表3 車道寬度對比值

電動自行車專用道在設(shè)計前，首先應(yīng)分析道路的寬度條件，對于非機(jī)動車道寬度較寬的道路，可以根據(jù)道路實際通行狀況設(shè)計相應(yīng)的電動自行車專用道與自行車專用道，反之對于非機(jī)動車道路面寬度本身較窄，無法滿足專用道的設(shè)計條件，則不必設(shè)計專用道。對于新開發(fā)地區(qū)，在道路設(shè)計中應(yīng)適當(dāng)考慮該地區(qū)未來的非機(jī)動車流量與車輛組成，并根據(jù)非機(jī)動車道規(guī)劃用地的空間，合理考慮設(shè)計電動自行車專用道。

1.3.3 示例分析

參考文獻(xiàn)《基于沖突的城市獨(dú)立非機(jī)動車道交通流安全研究》[10]中，對西安市長安中路的調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選取長安中路早7：40～8：40的早高峰時段進(jìn)行分析，獲取時段內(nèi)流量、車速等參數(shù)。該高峰期間內(nèi)電動自行車的流量為440 veh/h，自行車的流量為203 veh/h，其中電動自行車的平均車速為16.85 km/h，自行車的平均車速為13.31 km/h，該路段寬4 m，針對該路段進(jìn)行電動自行車專用道的設(shè)計，其分析步驟如下：

(1)確定電動自行車專用道的寬度

根據(jù)表3可知單一電動自行車專用道的寬度為1.7 m，兩條車道的寬度為2.9 m。目前道路上行駛的電動自行車大多安裝擋風(fēng)罩，這在一定程度上增加了電動自行車的寬度，但是由于電動自行車專用道在設(shè)計時，充分考慮了電動自行車的橫向擺動安全空間以及路側(cè)安全空間，對于擋風(fēng)罩的存在并不影響電動自行車在專用道上行駛的安全性，因此對于該路段的電動自行車專用車道單一寬度設(shè)置為1.7 m。

(2)電動自行車專用道單車道的通行能力。

對于電動自行車專用道單車道通行能力的計算，利用公式(2)可得出長安中路電動自行車車速下所能通過的理論通行能力值，其中參數(shù)值：V為16.87、t為0.8、β為0.009 7、L0為1、LC為8，計算得N為1 775.55 veh/h。

經(jīng)計算可知一條電動自行車專用道的通行能力為1 775.5 veh/h遠(yuǎn)大于實際的流量440 veh/h，因此一條電動自行車專用道可滿足該道路的電動自行車通行需求，但電動自行車專用道在實際設(shè)計時，不能僅設(shè)計一條，應(yīng)考慮電動自行車的超車與兩車并行問題，因此電動自行車專用道最好有兩條，但是大多數(shù)道路都類似于長安中路的情況，若設(shè)計兩條電動自行車專用道所需道路空間為2.9 m，而道路本身僅有4 m寬，因此無法設(shè)計兩條道路，此時可以先設(shè)計一條電動自行車專用道以及一條自行車專用道，所需空間為3.2 m，余下0.8 m的空間放置于電動自行車專用道與自行車專用道之間，需要注意的是將兩車道之間用虛線隔離開，并允許車輛借用鄰側(cè)車道進(jìn)行超車與短時間并行，但嚴(yán)禁長時間并行，以防堵塞交通。

1.3.4 電動自行車專用道設(shè)計需求寬度

電動自行車專用道在設(shè)計過程中需要注意應(yīng)與自行車專用道一樣，最好設(shè)計成兩條以上車道，這就對道路的寬度有一定的要求，根據(jù)表3知，兩車道電動自行車專用道與兩車道自行車專用道的寬度共需要5.4 m，即若要設(shè)立電動自行車專用道，則需要非機(jī)動車道路的寬度至少為5.4 m，另外如果采用物理隔離還需考慮隔離區(qū)的寬度，總體來說在設(shè)計電動自行車專用道時應(yīng)考慮實際非機(jī)動車道的寬度。

2 電動自行車專用道與自行車的共存

雖然我國的電動自行車數(shù)量與日俱增、數(shù)量龐大，但是電動自行車專用道的設(shè)置并不能替代全部的非機(jī)動車道，由于歷史原因，我國仍存在大量的自行車，并且人們有著相應(yīng)的騎行習(xí)慣，同時自行車交通也是慢行交通的重要組成部分。因此，在設(shè)計電動自行車專用道時也應(yīng)考慮自行車的路權(quán)，讓自行車與電動自行車共同行駛。

早期國內(nèi)部分地區(qū)開始嘗試電動自行車專用道的設(shè)計，廣東省于2016年開始試點(diǎn)符合規(guī)范的電動車劃分專用車道，以汕頭市為例，將海濱路最外側(cè)車道分別劃為藍(lán)色和橙色車道如圖1所示。

圖1 汕頭市海濱路外側(cè)車道

2.1 隔離方式

對于車道寬度較大的非機(jī)動車道，按照上述方式計算出電動自行車專用道的需要車道數(shù)后，剩余空間應(yīng)能夠滿足自行車的兩輛車并排行駛要求，即2.5 m。此時為保證道路交通通行安全以及能夠確保電動自行車與自行車的空間分割，可以采用物理隔離方式，由于這種隔離方式是在非機(jī)動車道內(nèi)的內(nèi)部隔離，最適宜的隔離方式應(yīng)為護(hù)欄、隔離柱等，這些隔離方式不僅占地空間小，且易挪動，可隨時調(diào)整。隔離形式如圖2所示。

圖2 物理隔離形式

對于車道寬度有限，無法規(guī)劃兩條電動自行車專用道時，應(yīng)在保證1.5 m自行車道的情況下設(shè)立一條電動自行車專用道，并用虛線隔離使電動自行車可以通過自行車道借道超車，從而達(dá)到了車道內(nèi)空間的充分利用，主要形式如圖3所示。

圖3 標(biāo)線隔離形式

若要做到以上的隔離方式需要將電動自行車與自行車在道路入口處提前進(jìn)行分離，以防止車輛亂行，造成車道運(yùn)行混亂。無論物理隔離或是標(biāo)線隔離都需要交管部門設(shè)置明確的交通標(biāo)志和標(biāo)線，并提前進(jìn)行廣泛的宣傳教育，使騎行者明確自己的路權(quán)。

2.2 交叉口組織方式

對于電動自行車專用道與自行車專用道組成的非機(jī)動車道，在通過交叉口時如果不加以管理，不同車種的混行會給道路交叉口帶來安全風(fēng)險，為此需要在道路交叉口處對電動自行車與自行車組成的小型“混行交通流”加以疏導(dǎo)。對于兩相位信號燈控制的道路交叉口，電動自行車與自行車若要左轉(zhuǎn)通過路口時應(yīng)考慮二次過街[11]方式，主要采用在人行道內(nèi)側(cè)畫設(shè)非機(jī)動車行駛區(qū)(綠色區(qū)域)，讓自行車與電動自行車無論直行與左拐，統(tǒng)一在區(qū)域內(nèi)與行人共同過街如圖4所示。

圖4 交叉口組織方式

二次過街中由于電動自行車與自行車此時的行駛車速相對較低，因此雖然在路口內(nèi)的非機(jī)動車候駛區(qū)內(nèi)混行，但并不存在過大的速度差，危險程度相對較低。另外，對于路口的信號控制方式有左轉(zhuǎn)專用相位時可采用電動自行車一次左轉(zhuǎn)過街，此時需對道路內(nèi)部的機(jī)動車行駛路線進(jìn)行重新規(guī)劃，現(xiàn)階段大部分道路交叉口的機(jī)動車左轉(zhuǎn)待行區(qū)如圖5所示。

圖5 路口左轉(zhuǎn)待行區(qū)

由于左轉(zhuǎn)待行區(qū)的畫設(shè)，導(dǎo)致道路中心空間較小，若不隔離空間會給電動自行車的過街帶來安全隱患，因此需要縮短待行區(qū)的長度，可以給道路中心創(chuàng)造更多的空間，在道路中心畫設(shè)電動自行車行駛路徑[12]以規(guī)范電動自行車的行駛區(qū)域，同時警示左轉(zhuǎn)機(jī)動車在轉(zhuǎn)彎時注意電動自行車的行駛，其設(shè)計方案可參考圖6。

圖6 非機(jī)動車左轉(zhuǎn)路徑圖

圖6中該方式雖然減少機(jī)動車左轉(zhuǎn)待行區(qū)的長度，但是給電動自行車帶來了足夠安全的通行空間，提高了電動自行車的通行效率，同時縮短的待行區(qū)，從整體上看對左轉(zhuǎn)機(jī)動車的通行效率并無太大影響。

在有左轉(zhuǎn)專用相位的路口內(nèi)，自行車的左轉(zhuǎn)過街方式應(yīng)取決于該路口的空間大小，若道路空間足夠大，在電動自行車專用道左轉(zhuǎn)行駛區(qū)域畫設(shè)后，仍存在足夠的空間允許自行車通行，此時可以在路口內(nèi)的電動自行車專用行駛區(qū)域旁側(cè)畫設(shè)自行車專用行駛區(qū)域，但對于道路空間不足，無法另設(shè)自行車專用行駛區(qū)的路口，自行車的左轉(zhuǎn)過街則需借用電動自行車專用行駛區(qū)與其共同行駛，考慮電動自行車與自行車在過街時車速相對較低，車速差相對較小，因此電動自行車與自行車在道路交叉口因車速差導(dǎo)致的事故風(fēng)險較小，其混行相對比較安全。

3 結(jié)論

本文以自行車專用道為依據(jù)對電動自行車專用道進(jìn)行探索性研究，得出以下3個方面的結(jié)論：

(1)根據(jù)公式計算不同車速下的電動自行車的通行能力，由此計算出電動自行車專用道的設(shè)計參數(shù)，對單條電動自行車專用道的寬度進(jìn)行實際調(diào)研和數(shù)據(jù)分析，確定單車道其寬度為1.7 m。

(2)針對電動自行車專用道與自行車專用道之間的空間大小提出不同的隔離方式，包括物理隔離(隔離柱、隔離護(hù)欄等)、標(biāo)線隔離，以保證行駛空間的獨(dú)立性與行駛的安全性。

(3)根據(jù)不同交叉口的控制方式以及路口空間大小不同，設(shè)計非機(jī)動車左轉(zhuǎn)的兩種不同交通組織方式，分別是與行人同放行的二次直行以及與左轉(zhuǎn)機(jī)動車同放行的一次左轉(zhuǎn)通行方式。建議通行空間允許時對電動自行車和自行車進(jìn)行空間分離。

對于電動自行車專用道的研究目前還處于起步階段，涉及到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)處于制定與修訂階段，本文研究內(nèi)容可為修訂道路設(shè)計相關(guān)規(guī)范提供參考。本文不足之處在于對電動自行車專用道的通行能力僅考慮車速，沒有考慮騎行人特性、車輛特性等因素，同時道路交叉口的交通組織是一個復(fù)雜的研究內(nèi)容，結(jié)合實際需從多方面進(jìn)行分類研究與探討。