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徐耀赐:道路交通工程规划与设计的上位指导思维丨《道路交通工程规划与设计》第一章(1.1-1.4) 原创: 徐耀赐

徐耀赐:道路交通工程规划与设计的上位指导思维丨《道路交通工程规划与设计》第一章(1.1-1.4)

 徐耀赐 交通言究社 今天

 第一章  绪论


第一章绪论的重点在于强调学习道路交通工程规划与设计应具备的基本思维与理论涵养,今天将介绍1.1-1.4节,包括学习道路交通工程规划与设计的合理进程,人、车、路、环境与“4E”的相互关系,规划设计时应关注掌握的15个要点,以及驾驶任务的三大核心等内容。


1.1 前言

•1.2 人、车、路、环境与4E

•1.3 上位指导思维

•1.4 驾驶任务


1.1 前言

一般来说,与道路交通工程直接或间接相关的因素有四大类,即:

※ 人:泛指广义的道路使用者(Road Users),含驾驶人、被承运人及所有行走在道路上的行人。

※ 车:此为广义所称的车辆,意指行驶在道路上的任何车辆,含机动、非机动车辆。

※ 路:构成道路系统的所有组成部分,道路路产范围内的任何土木建筑工程与各种软硬件设施均属“路”的一部分。

※ 环境:包含自然环境与法律环境两大类,其中法律环境层面甚广,例如交通安全与管理的相关法规、政策,对道路使用者具有约束力的政府规章文件等,还有执法力度的松紧强弱等亦为法律环境范畴。而自然环境则与气象条件或天候有关,例如雨、雪、雾、霾、暴风、阳光、沙尘暴等。


道路交通工程的规划与设计,其牵涉范围极宽广,含“人”、“车”、“路”、“环境”四大维度,实为一多领域、多专业知识共同组合而成的系统性科学,故该学科的学习须有一套合理进程。图1-1所示为笔者建议,供读者参考,其内涵如下所述。

 

图1-1:学习道路交通工程规划与设计的建议进程


※ 闻:无论初学或听闻,例如大学的道路交通工程本科生初学道路交通工程相关课程或初次接触某新领域时,皆属“闻”之入门基础阶段。

※ 思:继“闻”之后,不论所学内容为何,均应深入思考,反复探索其内涵与逻辑,思索愈宽愈广愈扎实,才能为日后的深入打好根基,此为“思”之进程。

※ 修:道路交通工程的规划与设计虽有规划设计已有的相关规范、大原则、大方向与基本思路可资依循,但是因配合位置场所的多样性,诸多细节必须适时适地加以合理修整,才能符合实务应用,此为“修”之阶段。

※ 定:随着实务经验累积,道路交通工程规划设计者面对各式各样不同状况,其心中必有成竹,知道如何妥善因应,进而采取最合宜的对策与方案,此为“定”之进程,意指已进入成熟阶段。

※ 慧:此为最高阶段,意指道路交通工程规划设计者即使面对错综复杂的状况亦可灵巧运用,作智能型的综合判断,进而作智能型决策。当然,笔者必须强调,完美没有极限,智慧亦然,随着经验日积月累,“慧”之境界亦将随之提升。


1。2 人、车、路、环境与4E

传统道路交通工程与管理领域中,解决道路交通问题的途径通常称为“4E”,即为:教育(Education)、工程(Engineering)、执法(Enforcement)、紧急救助(Emergency Aide and Care)。


“人”、“车”、“路”、“环境”4大变量组成一动态系统,此动态系统随时间与空间而变化,当此动态系统相互间运作协调,则人流、车流运行正常且无安全隐患,其与“4E”的相互关系如图1-2所示。


图1-2:人、车、路、环境与4E的相互关系


1.3 上位指导思维

道路交通工程规划与设计牵涉的领域及专业既广且杂,所包含的设施种类极多,如图1-3所示,道路交通工程具有极为鲜明的综合性系统工程特色,亦即不同交通工程细分领域之间极可能会有顾此失彼的相互影响区,甚至互相牵制或妥协。故欲确保规划设计的成果日后对公众有实质帮助,有诸多上位指导思维必须依循,亦即以这些上位指导思维出发,依此准绳方可面面俱到,保证规划设计的内涵不至于发散失序,以免造成无法根除的安全隐患,迫使社会大众面临长期安全风险与交通拥堵。


图1-3:不同道路交通工程细分领域形成完整的道路交通系统工程


上游常清澈,下游必无污。有上位的灵敏聪慧战略思维方可清晰建构务实有效的下游战术方案。以道路交通工程的规划与设计领域言之,综合笔者30余年的规划设计实务经验与心得感悟,道路交通工程规划与设计时应切记上位指导思维可归纳为以下15大项供读者参考,即:

• Safety:安全性。

• Mobility:易行性,为去往目的地方向可快速行进的属性。

• Accessibility:可及性,为方便抵达目的地的属性。

• Compatibility:兼容性,为路网结构应具兼容的属性。

• Capacity:容量的合理性,为道路应可从容应对的车流量。

• Continuity:连续性,车流、人流可行进的流线皆应具备连续性。

• Simplicity:简洁性,各交通设施应具备简洁且易管理养护的属性。

• Durability:耐久性,任何道路交通工程设施具生命周期理念的耐久性。

• Reliability:可靠性,道路交通工程设施质量的可靠性。

• Visibility:可明视性,道路交通工程相关设施的可明视性、识认性。

• Uniformity:一致性,重要交通工程设施应全国一致。

• Humanity:人性化,道路交通工程规划设计应符合“人本交通”理念。

• Capability:耐受性,道路交通工程设施应满足外力施加的承受能力。

• Probability:可能性,机率或概率考虑,例如机率虽小,但后果严重性很大,亦应综合考虑。

• Constructability:易施工性。


前述15项上位指导思维为规划设计时应扎实掌握的关注点,也是道路交通工程规划设计者应时刻谨记的15个 “特性”或“属性”,即15个“ty”英文名词,由于牵涉范围极广,无法在此一次说明齐全,故其具体内涵暂时先简述如下,期使读者有初步认识,将于后续相关章节中更深入剖析,则完整的道路交通工程系统体会认知便可逐步成形。


※ Safety:安全性


进入21世纪之后,人类已有共识,在国家要可持续发展(Sustainable Development)的大架构下,必须长久坚持四个重要中心支柱,即“SERE”理念,分别为安全(Safety)、能源(Energy)、资源(Resource)与环境(Environment)。安全支柱位居首位,为全球共识,安全无保障,生命价值与尊严何从谈起?从道路交通工程的观点而言,安全也是无可替代的最高指导原则,任何道路交通工程规划与设计均应以安全为首要前提


交通安全为一本极为现实而具体的经济帐,各国均已清楚认知,道路交通事故是极为严重的社会公害,其造成的社会成本耗损会严重侵蚀经济建设成果,虽不同国家会有比例区别,但都能占到GDP的2%以上,最多至5% 。基于此,深入落实重视道路交通安全等同于发展社会的经济,或减少国民经济建设成果的耗损。


※ Mobility:车辆前往目的地方向可快速行进的特性,即易行性


速度与时空维度相关,即时间-速度-距离三者具有函数关系。任何道路在规划设计阶段必须事先选定某一相对合理的设计速度(Design Speed),希望能利用合理设计速度缩短时空距离,拉近城乡距离。因此,道路的规划设计必须深入考虑该道路是否确实具备“易行性”的特质。


※ Accessibility:车辆方便抵达目的地的特性,即可及性


目的地为旅程的终点,有范围大小与不同长度、距离的区别,大型目的地可能是长距离外的大区域,例如某个城市或特定城区,小型目的地则是指某小范围内之某一特定地点,例如某个住户、建筑物或某个小区等等。道路交通工程领域中的“可及性”指的是驾驶人可方便到达的小范围内目的地,且接近此目的地时的速度已甚低,直至车速为零时为到达目的地之时。


※ Compatibility:路网结构具兼容的特性,即兼容性


单一道路只能服务某距离的线性(长条状)交通,如欲提供面状、辐射状、网格状的交通服务功能,必须有完整路网(Roadway Network)结构。路网结构的优劣密切关联交通运输效能,在车流可行流线具连续性的前提下,两条道路的相互连接有流量或容量移转的意涵,故路网结构应具备合理的兼容特性。


※ Capacity:道路可从容应付车流量的高峰特性,即容量应合理


车流运行于道路上,容量则是衡量道路在单位时间内能承载车流量多少的重要指标,故道路交通工程规划设计者对道路容量分析(Roadway Capacity Analysis)亦应有深入认知。


※ Continuity:车流、人流可行进之流线应具备连续性


用路人由起点出发至目的地的终点,沿途所经路线必须具有连续性,一气呵成,中间不可有中断,此乃交通动线应具备连续性的含义,与前述路网结构兼容性相辅相成。


※ Simplicity:道路交通工程设施应具简洁且易管理养护的特性


任何道路交通工程设施的主要目的在于为交通运输提供有效率且安全的服务,外表亮丽、造型浮夸、构型复杂均为浪费之举。且,道路交通工程完工通车时即是管理养护开始之日,上游的无端奢华浪费必然延伸至下游管理养护经费提升,徒增长期困扰及负担,此乃“大道至简”的道理。


※ Durability:道路交通工程设施应具生命周期理念的耐久性


道路工程建设乃百年大计,除初始建设成本之外,年年养护皆须有成本负担,故任何工程建设均应符合生命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)最小化的理念,道路交通工程建设亦然,应避免劣质品充斥造成养护维修频繁,否则不只不符生命周期成本最小化理念,对交通安全亦无益,且会无端衍生一连串困扰与后遗症。


※ Reliability:道路交通工程设施质量的可靠性,亦称可信赖性


公共工程的质量优良密切相关国计民生,追求优秀质量无法一蹴可及,须有多方优质配套共同合成方可,此与国家推出的政策、制度息息相关。质量佳,则社会大众的信赖度必然较高,对国家或政府的形象必有正面帮助。


※ Visibility:道路交通工程相关设施的明视性


驾驶人在行进过程中,其前方任何状况必须能够确实明视,如此方可从容完成其驾驶任务(Driving Task,见下一节详述)。故出行沿途,不论何时、何地、何天候下,均应能够确保道路交通工程各设施的明视性或识认性,亦即驾驶人确可清楚看清前方视距范围内的任何景物与路况。


※ Uniformity:一致性,重要交通工程设施的全国一致性


人类对外界特定事物的认知可能具有惯性,例如每日外出触目可及的标志、标线与信号灯等设施。一旦长期习惯养成后,其根深蒂固的惯性认知便无法瞬间改变与调整适应,此对道路交通安全极为不利,故道路交通工程设施应具备全国一致性的特质。


※ Humanity:道路交通工程规划设计应符合“人本交通”的理念


人本交通的基本内涵可简单定义为:以人类需求为导向,以追求人类可持续美好生活所须的交通系统。基于此,人本交通亦可归属为可持续发展(Sustainable Development)的一部分。可持续乃一具高度理想性之名词,Sustainability,亦称“永续”,实乃“永远循环更迭,代代相传,持续不断”之意,其领域甚广,例如“可持续运输”、“可持续环境”、“可持续企业”等等。不过,在本书中,仅局限于可持续运输领域,道路交通则属于道路运输领域其中一环。


以人类需求为导向的首要重点在于深入了解人类先天具有的本能与天性,其中最重要的规划设计考虑内涵为Human Factors,此英文名词有多种中文称呼,莫衷一是,在本书中,笔者皆以“人因”统称之。“人因”在道路交通工程规划与设计领域中占有极为重要之份量,其内涵将于后续第三章中再行详述。


※ Capability:承受力


道路交通工程规划与设计无法与土木结构力学完全切割,任何道路交通工程设施于承受外力(如车辆碰撞力、风力、土壤承载力等)时必须符合设计需求,满足结构力学原理。


※ Probability:机率或概率


在某些无法改变的先天条件限制下,某些规划设计的挥洒空间必然受限,既然无法达到最佳状态,只能退而求其次,冀望不要太差,此时便必须具有机率或概率的观念,两害相权取其轻,例如追求失败率最低、伤亡率尽量降低、风险最小化等观念均属之。


※ Constructability:易施工性


优质的道路交通工程规划设计须考虑任何设施的易施工性,此对工期及经费预算有效掌握有极大帮助。


以上所述15个重点“ty”名词,只是笔者个人的长年经验总结与心得感悟,对任何从事道路交通工程规划与设计者而言,只要对规划设计内容有实质帮助,且具正面效果,可自行增添其他上位指导思维亦无妨,此乃美事一桩。


1.4 驾驶任务

驾驶任务Driving Task,在道路交通工程规划与设计领域中占居极前列的位阶,甚多道路交通工程规划与设计细节的考虑均与驾驶任务息息相关,甚至大量隐含于各相关设计规范、准则、指南(Guidelines)的条文中。驾驶任务简而言之,意指驾驶人由出发点(起点,Origin),沿途行进,直至目的地(终点,Destination),驾驶人及道路交通主管机关应尽责履行的作为,其可分为三大核心,如图1-4所示。


图1-4:驾驶任务的三大核心


※ Control,控制


此意指车辆驾驶人于出行(Trip)或旅程过程中,沿途必须确实正确且有效操控其车辆,例如正确掌控方向盘、依车流及路况而合宜加减速及变换车道等。“控制”乃驾驶人本身应尽的责任,如有任何闪失而衍生事故,在道路交通工程设计内涵无瑕疵前提下,驾驶人本身应承担事故后续责任。


当然,逆向思考,道路交通工程规划与设计者对驾驶人之“控制”亦应有清楚认知,确实顾及规划设计内容,期使驾驶人能从容控制车辆,例如深入优化道路几何线形,避免急弯又急陡。


※ Guidance,引导


道路乃公共财产,任何人在具有法定通行路权前提下,皆有使用或行驶道路的权利。只是道路上行驶的车辆众多,驾驶人的教育水平、年龄、驾驶习惯与经验等皆不同,故驾驶人应有随时注意自身车辆与前后左右其他车辆运作状况的责任,依当时车流状况依序依规而进行安全驾驶。当然,驾驶人亦必须同时依循各交通控制设施的引导,使车流运作顺畅。如由道路交通工程主管机关职责而言,亦应充分了解驾驶任务中“引导”意涵适时适地作到主动及正面引导(Positive Guidance)之责,例如标志、标线正确有效布设,引导驾驶人适当调整其车速,均为典型之例。


※ Navigation,运行


驾驶人本身应有自定的明确出行计划及确定的方向性、目的地,沿途依循各式交通控制设施指引,期使出行运行过程顺利,平安抵达目的地。


图1-5所示为人因、驾驶任务与前述15个“ty”英文名词的相互关系,由此图可清楚看出,人因与驾驶任务的内涵分散在前述15个“ty”之内,且必完整融合其中。骤然见此论述或有迷惘之感,惟随着后续章节的陆续呈现,读者必可渐入佳境,深切体会之。


图1-5:人因、驾驶任务与15个“ty”之关系



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