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中美两国道路交通工程部分现状

应当首要夯实基础设施的科学基础

自1980年代以来,受中国和美国深度建交和经济发展的影响,两国之间在道路交通工程领域开展了大量的学术交流和研究。国内知名高校为代表的相关专业学生较多前往美国深造,吸收并引进美国的道路交通工程理念和技术,进而结合中国的经济和交通实情,展开研究和实践,逐步形成了中国版本的系列法律法规、技术标准等。

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过去的四十多年间,中美两国在道路交通建设方面形成了巨大的差异。一方面,中国的机动车道路出行需求持续“飞速”变化和发展,道路里程数、汽车保有量、驾驶人数、客货运输量等均位居全球各国的首位度。另一方面,美国社会人口和经济在近几年获得了较为快速增长态势,同时,落后的道路基础建设供给与倍增的机动车出行需求之间严重不匹配。

如何更好的服务于道路交通出行,从ITS智能交通系统到面向主动安全和智能汽车的V2X车联网技术,中美两国道路交通工程界在齐头并进创新研究和研发。之于道路交通出行用户(驾驶)体验,中美两国的道路交通部分现状比对如下:

一、道路交通安全设施技术与应用

中国在曾经持续十年开展公路安全生命防护工程的基础上,又于“十四五”提出了公路交通安全设施精细化提升工程,下达了全国范围的具体行动目标和建设任务。因于一度连续多年道路交通事故死亡人数位居世界第一(依据世卫组织公开数据)的压力,其原由又以碰撞和翻车类事故高发,如何让交通事故死亡人数大幅下降成为关键点。在严格苛刻的交通事故死亡人数考核和问责机制的背景下,较大程度提高了交通安全设施的“三同时”建设与完善,也使得大量或巨量安装钢护栏以保障撞车翻车可能不致死亡、应装尽装监控抓拍摄像头能够惩罚性震摄并便于事故后定责,成为普遍现象。实则,钢护栏和摄像头只不过是“被动式”思维下的交通安全产物,并不能够真正意义从良好驾驶行为和环境的角度实现交通事故避免或减轻。钢护栏加剧机械伤害,摄像头加剧不当惩罚,屡见不鲜,道路出行用户几乎没有服务获得感。

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美国所倡导的是持续数年如一日的“主动式”道路交通安全工程理念和行动,相关法律法规友好人性化、技术标准落地精细化在逐年不断提高,尤其是《美国交通工程设施手册城市道路和公路》(Manual on Uniform Traffic Control Devices)是全球交通工程界学习的首要版本。如何实现“主动式”交通安全,美国认为交通标志和标线是避免道路交通事故发生的性价比最高的设施,因此在标志标线的性能、功能、设计、设置、法规方面进行了海量和繁多的研究。大到行车速度过快的道路标线必须配套安装反光道钉或保持涂料高效亮度,小到任何一个交叉口都需要根据不同的地理位置、曲线、日照、出行特征、视觉感知等等考究标志标线与红绿灯之间的关联影响而审慎设置。有技术标准的底限,实则又没有安全标准的上限。特殊情况的路段,如果有一个停车标志,必定会在前方有一个提醒注意停车标志;如果有一处路口信号灯,必定会在前方有一个提醒注意信号灯标志;如果道路沿线有一个小的出入口,必定会在前方有一处图形标线配套物理控制与标志设施。没有监控抓拍摄像头,非必要情况下不设信号灯、不设护栏,用交通标志标线信号灯体现相关法律法规和技术标准,让道路出行用户习惯性与之互动,处处体现“主动式”服务获得感。

二、ITS智能交通技术与应用

中国的ITS智能交通系统相较于美国起步较晚,与道路交通建设伴随发展,总体上借鉴效仿的多,自主创新的少,并且发展局限性特别大。通信、收费、监控三大机电系统代表了中国ITS智能交通系统的全部,而这三者又都于直接性的管理和收益“强关联”。与用户出行安全和效率(综合效益)“强关联”的交通安全设施长期被划归土木工程,除信号灯与监控扯在一起之外,标志标线和示警等设施想要接电都不可能,更何谈功能化。独立于交通安全与效率之外的ITS智能交通系统,等同于电缆光缆之上的收费站、摄像头、信息屏这“三大件”接进指挥调度室的大屏幕“一中心”。用户出行在道路上,其实是无感的,甚至于可能被机械性、局限性的设备以罚代管。即便是电子导航,由于缺乏基础性的、科学合理的时间、空间、视距、速度等等监测管控设施作为支撑和匹配,错上加错时常有之。

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美国的高速公路是为服务于汽车出行而建设,一部分州的高速公路不收费、另一部分州的高速公路象征性少许收费,通过汽车和燃油消费实现税收、以及广告和服务区营业收入用于所需建设维护资金,省去了庞大而繁琐的收费系统建设和管养。监控抓拍摄像头存在电子设备的涉及隐私、不可靠性和不信任度(以罚代管,不可以设置。信号灯的设置一律基于行人优先通行的需求随时变化配时周期,面对不同方向的车辆需求采用流量检测根据实时流量动态配时,信号颜色周期与通行流量之间匹配具有极高效率,无需长时间耗费不必要的排队等待时间。对于有限的道路空间资源,不同出行需求尽量“优先”而非“限制”,更加作为智能交通的必要项设置动态信息装置。总体上,美国的ITS智能交通系统受限于许多制约因素,似乎并不发达,也无需繁重建设和研究,更多的是重视了局部性的安全和效率关系,通则不痛,实则先进。

三、道路交通出行效率

中国目前已经拥有世界各国最完整最强大的公路和城市道路网状系统(路网),只需认清方向和位置,总有不远的一条道路可以简短绕行到达目的地。然而,路网发达的背后也兼有密集和使用习惯的复杂性,利用率不均衡的现象非常严重,这也是“导航致堵”的诟病因素之一。越是在节假日希望快速远行通过高速公路,越是被频发的事故、意外的事件、海量的行车而无法快速。越是在上下班时间希望在城市道路快速通行,越是被轻微事故、车道不匹配、争抢车道、校园接送等等情况严重影响。往往可以安全快速行车的路段,被监控抓拍摄像头控制着快不了;应当高风险需要低速行车的路段,缺乏必要的措施和设施。前方所述的道路交通安全精细化方面只有标准、欠缺考究和提升,没有了安全也就无从谈起效率,所以中国的道路交通总体上供给出行用户会有较多意外事件或事故,综合效率是比较低的。

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美国的高速公路和城市道路具有不同的通行效率状况。高速公路路网建成时间较早,却并不密集,尤其是短距离城市与城市间、城市过境,往往需要依赖仅有的一条或两条高速公路通行,且平行的高速公路间距较大并不适合二选一,因此过饱和交通流导致的拥堵在过境城市的高速公路已经极其糟糕且通常。机场的通勤是美国高速公路极为重视的,在机场区域往往会有多条高速公路汇集成枢纽,保障快进快出的高效。除此之外,高速公路的实际行车速度普遍超过限速值的20%以上,视野开阔、秩序良好,偶发的交通事故也能够会被直升机或救援车辆极为快速解决。城市道路则普遍路网密集有序,主次干路相互之间的车道数量宽幅相差较小。在城市街道,尽可能压缩机动车道的宽度,满足行人、非机动车、机动车便利临时停放的需求,较窄或较少的车道使得机动车会形成连续的、有序的车队行驶形式的顺畅交通流。这种情况的城市道路并不利于商业中心,比如汽车行驶在纽约的曼哈顿金融和商业中心就常常只能蜗牛般缓慢。然而,美国的大部分城市主城区并不大,奥特莱斯等购物类商业场所并不会设置在城市区域,所以整体上城市道路交通还是常年保持比较顺畅的状态。

写在最后。

不论是中国还是美国,道路交通安全问题始终困扰着政府和社会,希望获得改善和提升。近几年美国的道路交通事故死亡人数逐年上升,中国的道路交通事故发生起数和死亡人数在疫情之后形势严峻,如果能够创新的出现先进的、实效的、价廉的技术方法和产品,无疑是共同的刚需。自动驾驶技术引发了该从业群体的狂热和偏爱,也催生了V2X车路协同(车联网)技术研发和应用的加速,这将大大有利于从ITS智能交通走向Digitalize(数字化)智慧交通,从根本上填补各类道路建设工程和环境之于道路出行安全的不足、缺失和历史欠帐。

同时更应当清醒的看到,与ITS智能交通存在的短板一样,智慧交通、车联网、自动驾驶都不可能一蹴而就。尤其是中国,道路交通管理工作面对的是多元而复杂的社会国情,我们更加需要从主动安全、综合效益、服务质量、迭代创新的角度去思考和践行。作为基础性永久性会存在的交通标志标线和信号灯等交通安全设施,与传统的道路工程、交通工程关系是怎样?与新兴的车路协同、数字交通关系和关联又该是怎样?如何支持、赋能和作用于智能网联汽车和自动驾驶?要想实现智能、智慧、数字等产品功能化、功能产品化,真正意义的底层、底座,必然应当首要夯实基础设施的科学基础。

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