（道路与铁道工程专业论文）高速公路重点景观区交通综合设计研究.pdf

摘要 摘要 公路设计理念的人性化发展以及交通部“典型示范工程”建设要求实现公路建设与 自然、人文环境的和谐统一，人们对出行的需求也从简单的空间移动变为更加注重交通 美学欣赏和环境保护的安全舒适性，为此，本文提出了高速公路重点景观区的研究。 本文首先对高速公路重点景观区进行了定义和分类，从路网规划、景观节点布设与 规模以及外部交通组织流线等对各类重点景观区进行了以第一类景观区为发展目标的 旅游交通规划设计研究，提出了公路交通景观设计的层次设计法，将其应用到公路的互 通立交区、隧道洞口路段、休息区以及路堑边坡等主要构筑物的景观设计中，将以因子 分析法为核心的s d 评价法应用到互通立交匝道景观评价设计，得到匝道景观设计的三 个评价因子：个性因子、色彩因子以及和谐因子。 然后对高速公路第二三类重点景观区进行了拥堵和安全评价和管理的方法研究。针 对拥堵问题，利用上下游断面的累计流量曲线提出了估计排队的图解法和实时拥堵评价 的净流量和延误流量曲线法，用二次移动平均法实时预测拥堵状况；尝试建立观景交通 诱导博弈模型，提出匝道控制和路段停车扩容等方法进行观景出入口管理拥堵。针对安 全问题，提出了描述空间和时间行车风险的系统方法和流程；建议从变速车道设计、分 级限速进行出入口的静态安全设计；提出了考虑行车安全和效率的动态可变限速法。 最后进行了仿真实例分析和依托工程应用。利用v i s s i m 仿真软件，实验模拟景观 区停车场使用，进行了实时拥堵预测效果分析；模拟主线观景入口汇流路段的三种交通 异常状态( 主线货车增多、匝道增流以及合流区追尾事故) ，进行了实时行车风险的预 测分析；仿真分析了主线多车道的分车道分级限速的分级数问题，并用v i s s i m 的v a p 编程实现观景出口路段的可变限速，比较分析了平均可变限速法和安全效率可变限速 法在不同超速率、交通量、货车比例以及分流率等因素下的安全改善效果。然后对青莱 高速的景观规划、里岔立交人文风景区、沂源隧道洞口的观景台以及杭州湾跨海大桥海 中观景平台进行了工程应用。 关键词：高速公路重点景观区，s d 评价，拥堵评价和管理，实时行车风险，可变限速， v i s s l m 仿真评价 a b s t r a c t ab s t r a c t t h eh u m a n i z e dh i g h w a yd e s i g nc o n c e p ta n dm i n i s t r yo ft r a n s p o r t s “p i l o tp r o j e c t s c a l lf o rt h et r a n s i t i o no ft r a v e ld e m a n df r o ms i m p l em o v e m e n tt os a f e t ya n dc o m f o r tw i t h m o r ee m p h a s i so na e s t h e t i c a le n j o y m e n ta n de n v i r o n m e n t a lh a r m o n y o nt h i sg r o u n d ， f r e e w a yk e ys c e n e r ya r e a ( f k s a ) w a s c o n c e m e di nt h i ss t u d y b e g i n n i n gw i t hf k s a d e f i n i t i o na n dc l a s s i f i c a t i o n ，t h i sp a p e rf i r s ts t u d i e dt h ef i r s tc l a s s f k a o r i e n t e dt o u r i s mt r a f f i cp l a nm e t h o df r o mn e t w o r k ，s c e n e r yn o d ea n dt r a v e lr o u t e s d e s i g n ，p r o p o s e dh i e r a r c h i c a ld e s i g n m e t h o do fh i g h w a yl a n d s c a p ef o ri n f r a s t r u c t u r eo f i n t e r c h a n g e ，t u n n e le n t r a n c e ，r e s ta r e a sa n dc u t t i n gs l o p ea e s t h e t i c a ld e s i g n ；t h e ne v a l u a t e d r a m pl a n d s c a p eb y f a c t o ra n a l y s i sb a s e ds dm e t h o dr e a c h i n gt h r e ep r i n c i p l ef a c t o r s ： u n i q u e n e s s ，c o l o ra n dh a r m o n y ；l a s t ，f k s ap l a nw e r ea p p l i e d t oq i n g d a o - l a i w uf r e e w a y t h e nt h ep a p e rf o c u s e do nt h es e c o n da n dt h i r dc l a s sf k s af o rc o n g e s t i o na n ds a f e t y a s s e s s m e n ta n dm a n a g e m e n t f o rc o n g e s t i o n ，p r o p o s e dg r a p h i cs o l u t i o na n di n f l o w & d e l a y f l o w c u r v em e t h o db a s e do nc u m u l a t i v e f l o wa t u p s t r e a ma n dd o w n s t r e a m c r o s s s e c t i o n sf o rq u e u i n ga n dr e a l - t i m ec o n g e s t i o ne s t i m a t i o nr e s e p e c t i v e l y ，p r e d i c t e d c o n g e s t i o nb yd o u b l em o v i n ga v e r a g em e t h o d ；t r i e dt os e tu ps t a c k e l b e r gg a m em o d e lf o r t o u r i s mt r a f f i cg u i d a n c e ，a n ds u g g e s t e dr a m pm e t e r i n ga n dr o a d s i d ep a r k i n gf o rc o n g e s t i o n m a n a g e m e n t f o rs a f e t y ，p r o p o s e das y s t e m a t i cm e t h o dt od e s c r i b es p a c ea n dt i m ed r i v i n g r i s k ，a n a l y z e ds t a t i cs a f e t yd e s i g no fs p e e d c h a n g el a n ea n ds e c t i o n a l i z e ds p e e dl i m i t ； p r o p o s e das a f e t y & m o b i l i t y - c o n s i d e r e dv a r i a b l es p e e dl i m i t ( v s l ) l a s tp a r to ft h i sp a p e ri sf o rs i m u l a t i o na n de n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n b a s e do nv i s s i m s o f t w a r e ，s i m u l a t e dp a r k i n gl o ta n da n a l y z e dr e a l t i m ec o n g e s t i o np r e d i c t i o n ；s i m u l a t e dt h r e e a b n o r m a lt r a f f i cc o n d i t i o na tm e r g ea r e a ( i n c r e a s ei nm a i n l i n et r u c ka n dr a m pm e r g ef l o w , a n dr e a r e n dc o l l i s i o n lf o rr e a l t i m ed r i v i n gr i s kp r e d i c t i o n ；s t u d i e dl a n e a n dn u m b e r - v a r i e d s p e e dd e c r e a s ef o r s e c t i o n a l i z e ds p e e dl i m i ta n dc a r r i e do u tt h ea v e r a g ev s lw i t h s a f e t y m o b i l i t yv s lu n d e rd i f f e r e n tc o m p l i a n c er a t e ，t r a f f i cv o l u m e ，t r u c kc o m p o s i t i o na n d d e p a r t u r er a t ev i av a pp r o g r a mi nv i s s i m f i n a l l y ，t h es t u d yr e s u l to fq i n g d a o l a i w u f r e e w a yf o rt r a f f i cl a n d s c a p ep l a n n i n g ，f k s a sa tl i c h ai n t e r c h a n g ea n dy i y u a nt u n n e l e n t r a n c e ，a sw e l la st h es e ap l a t f o r mo fh a n g z h o ub a yb r i d g ew e r ee x a m p l e d k e yw o r d s ：f r e e w a yk e ys c e n e r ya r e a , s de v a l u a t i o n c o n g e s t i o na s s e s s m e n t & m a n a g e m e n t ， r e a l t i m ed r i v i n gr i s k ，v a r i a b l es p e e dl i m i t ，v i s s i ms i m u l a t i o n i i 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成 果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。 对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年月 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意 如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有 权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或 其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者 部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文 的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文 的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年月 日 第1 章绪论 1 1研究背景 第1 章绪论 从1 9 8 6 年我国开始修建第一条高速公路至2 0 0 8 年底，我国高速公路通车里程已超 过6 0 3 万公里，居世界第二位i l l 。“十一五”发展目标为：基本形成国家高速公路网骨 架，“五纵七横”国道主干线和西部开发省际公路通道全部建成。显然，在这辉煌发展背 景下成长起来的中国公路建设主体肩负了严峻的公路建设任务，自然也面临了越来越多 的问题：公路建设资金缺乏，而造价提高却较快；公路建设地形条件越来越复杂，而来 自环保、土地等的外部压力越来越大，对技术更新进步要求也越来越高。在繁重的生产 任务和过短的设计周期压力下，我国的公路设计往往存在踏勘调查的深度不够，对建设 项目的外部环境和建设条件了解的不深，设计缺乏创造性，硬套标准等问题。 1 1 1 公路设计的新理念 随着公路建设的不断推进，世界各国逐渐意识到人性化要求的重要性，越来越多的 公路建设管理机构倡导和谐交通，这主要体现在以下影响较大的设计理念上1 2 1 1 3 】： 灵活性理念在灵活应用现有标准、规范、规章制度和法律基础上和不降低安全性 的前提下，通过灵活设计寻求达到更符合公路沿线可持续发展需要和公众利益的目标。 容错性理念具有较好安全性的良好道路设计能提供很好的视线诱导及行驶条件， 可以减少驾驶员失误以及车辆损坏，甚至在驾驶员出现一定失误等特殊条件下将损失减 小到最小，典型的公路容错设计体现在线形设计的均衡性和连续性，保证路侧净区。 道路交通静化理念主要应用于城市道路的建设和管理，它要求交通系统的建设与 管理必须兼顾服务群体的多元化需求，即同时考虑机动车、非机动车、行人的各种要求。 “六个坚持，六个树立”坚持以人为本、人与自然相和谐、可持续发展、质量第 一、合理选用技术指标、系统论的思想；树立安全至上、尊重自然、保护环境、节约资 源、让公众满意、设计创作、全寿命周期成本等的理念。 “两型”交通在我国建设发展的新时期，在发展“两型”社会的要求下，公路交 通领域也必须坚持交通发展与资源节约、环境保护协调发展，把资源节约、环境保护的 政策贯彻到规划、设计、施工和运营的各环* 【引。 在上述理念的指导下，越来越多公路建设将工作的重，1 3 、 转到致力于解决以下问题： 公路建设如何在保障人的安全的基础上，落实环保、节能的理念? 如何在既有公路设计标准的取值范围体现灵活性，当条件受限时进行特殊设计? 如何通过改善各种交通基础设施和管理手段提升公路形象，提高服务质量? 1 l2 景观公路的建设现状 景观道路是公路建设在各种设计理念指导下的产物，它可以理解为：“具有交通运 输和景观欣赏双重功能的通道”。本研究提出进行旅游交通景观的规划与设计即基于这 一概念，在满足交通运输的基础上对高速公路进行环保节能型的景观规划和设计。 圈1 7 神直路跳粱式道路增加路宽少开山图1 神宜路保留路侧巨石景观 国外公路建设对景观的重视由来已久，体现在风景道路的蓬勃发展上。1 9 3 0 年 美国修建了蓝岭风景道首次提出了风景道( p a r k w a y ) 概念，此后在欧美国家- 人们 开始有意识、有组织地规划设计风景道，在公路交通中突出景观特征和旅游功能，一些 私营从业者也鼓励规划者们设计有独特风景的路线，咀增强道路的吸引力。此后各国的 麓黑髓鞠 第1 章绪论 相关法规和手册指南的发布，使得风景道的建设得到极大发剧7 1 。 蓝岭风景道该条风景道路位于美国东部，是美国乃至世界的第一条风景道，是景 观规划、道路设计和环境保护有机结合的卓越案例。它将南北的两个国家公园连接起来， 全长5 0 0 英里的道路延绵着优美宜人的风景，每年有超过2 0 0 0 万名游客来此道路游览。 其进行开发的具体措施主要包括：减小边坡坡度，对沿线岩石进行清理并防止侵蚀；抢 救并修复历史建筑；细分道路路线，专门为风景道设计一种标志牌：沿线建设停车观景 台、博物馆、路侧公园，沿途开发短程徒步路线，构建自游步道系统与周边景点相连接； 建造沿线公用设施和分站点、游客中心、野营设施和户外运动场等休憩和旅游设施i ，j 。 德国“浪漫之路该条风景道位于德国南部的法兰克福和慕尼黑之间，总长约2 2 0 英里。自北向南连接叻法兰克福到慕尼黑之间的很多具有中世纪德国风格的城镇和城 堡，沿途有很多优美的乡村景色，现已成为一个展示中世纪德国文化的主题公园，也是 世界著名的遗产类风景道之一。“浪漫之路”进行开发的具体措施包括：保持建筑风格和 文化的原始性和真实性，对遭到破坏的建筑进行还原修复，并与周围景观协调，以展示 德国南部的多种文化；强调与居民区的融合性：在保护自然环境和已有的优美自然景色 ( 如湖泊、葡萄园、河流、碧溪) 的基础上进行适度开发；注重整体开发、分段管理和 社区参与；将沿途保存完好的中世纪德国风格的城镇串联成一条连续的景观道路1 6 j 。 我国公路建设经历了粗放型的飞速发展时期，对公路沿线景观营造、环境保护等的 重视相对较晚，目前还没有形成规模性、规范性的建设。近年来随着生态环保理念深入 人心，我国公路在已建成的几条示范性环保公路，主要有j 1 1 路、思小路以及神宜路。 j i i 九路2 0 0 5 年3 月改建成二级公路通车，起于四川省阿坝州川主寺，止于九寨 沟口，公路长9 4 1 k m 穿越高山草甸和森林峡谷，沿线自然风景秀丽迷人。设计理念主 要采用灵活性、宽容性、多科学设计团队。环保与景观设计具体措施主要包括：线形设 计与景观相协调，环保选线，灵活运用设计指标，并运用运行车速理论优化路线线形， 提高安全性；排水防护工程注重环保设计，灵活设计边坡，通过遮盖边沟增加路侧净宽， 注重挡墙、坡面防护和绿化的景观效果，利用取弃土场绿化恢复自然地貌：交通工程景 观美化设计方面，设置人性化的标志牌( 图1 3 ) ，采用钢背木护栏，提高与环境的协 调性，利用河道制造动景观( 图1 4 ) ，激发游客兴致【8 j 。 思小路2 0 0 6 年4 月建成高速公路通车，起于思茅市刀官寨，止于景洪市小勐养 镇，长9 7 7 k m ，经过热带雨林地区，动植物资源极其丰富，途经地区傣文化浓郁。设计 理念为：功能为主线、安全为核心，以人为本，灵活运用技术指标，协调处理环保、经 济、美观的关系，确保公路建设可持续发展。与川九路相比，其技术特点主要为互通立 交区高尔夫式的场地平整，边坡选用本土植物进行无石砌低矮生物防护：桥梁与路基在 内侧视觉连续，桥墩隐入路侧植被；隧道洞门无仰坡开挖，洞口景观富含民族特色，傣 族村寨附近公路标志牌上加入傣文；结合地形修建停车港湾、加水站，保护和展示野象 景观( 图1 6 ) ；收费站采用人工湿地净化污水：设置雾灯【9 1 。 3 第1 章绪论 神宜路2 0 0 7 年改建成二级公路通车，起于神农架林区木鱼镇，止于宜昌市兴山 县高阳镇昭君桥，长5 2 9 6 k m ，是由南往北进入神农架核心风景区唯一的公路通道，公 路沿溪，景观资源丰富。其设计理念为：节能环保、自然最美、科技环保。相较川九路、 思小路，其独特的实施方法为：项目预可阶段开展环境影响调查和评价，以保护原有生 态环境的敏感点；施工严格管理，填挖平衡：通过游客休息区、观景台、文化墙、步游 桥、奇石、石刻标志牌等将沿线自然景观元素融入公路【4 i ( 见图1 7 ，图1 - 8 ) 。 1 1 3 旅游交通设计的需求分析 1 1 3 1 旅游交通问题的提出 什么叫旅游交通? 本文所指的并非特指为某些旅游风景区或人文景点开发所吸引 的、以旅游观光为主要目的而发生的交通，而是人们在出行过程中因加油、休息、游览 观景、购物等作的暂时停留或交通转移等。这类为司乘人员提供加油休息、观景购物的 设施可以是我们在高速公路上常见的服务区，也是可以沿途城镇开发的大小旅游景点。 发展高速公路的旅游交通可能存在什么问题? 在高速公路附近开发休憩观景区，或 者在高速公路与原有旅游风景区之间建立联系，可能对公路沿线原有的自然、人文资源 带来不利影响，如新建服务区、桥梁、匝道可能占用农田、阻挡居民出行、使原有观景 系统或缺失等。同时，为这些观景区新增的立交、匝道、停车场等道路交通设施也会对 主线相应路段造成一定干扰，或因观景区停车设施有限造成匝道排队拥堵，进而降低主 线的通行能力等，在一定程度上影响主线道路的安全性，甚至降低公路网的运营效率。 因此，如何保护珍贵的自然人文资源，利用有限交通设施，为尽可能多的司乘人员 提供安全、高效和满意的服务，是本研究关心的问题。为此，本文提出了对高速公路进 行重点景观区的保护和利用。 1 1 3 2 旅游交通需求分析 对重点景观区进行旅游交通设计需要首先分析其需求，以指导目的性的研究。本小 节主要通过文献调研和问卷调查方式进行旅游交通的需求分析。文献调研和问卷调查主 要关心四个方面的问题，即旅游交通的交通需求、安全需求、审美需求以及管理需求。 调查问卷具体设计见附录l 。户外问卷集中调查选取两个地点：贵阳市机场高速( 龙 洞堡机场) 终点收费站和沪宁高速公路阳澄湖服务区。调查对象主要分小轿车、大客车、 大货车三类驾驶员，此外还对具有在高速公路上乘车经验的乘客进行了抽样问卷调研。 由于样本量有限，对收回的有效问卷1 3 8 份( 户外调查问卷分别为4 7 份和5 6 份，乘客 抽样问卷2 5 份) 进行定性分析。 交通需求主要考虑不同类型车辆的驾驶时间、停车时间，以及不同类型司乘人员对 观景区标志信息设计和交通服务区设施配置的要求；安全需求主要针对各类重点景观区 的道路交通设施设计的特点分析交通流特性和安全行车的要求；审美需求则从司乘人员 4 第1 章绪论 对景观点的意向要求和视觉特性上分析具体设施的景观设计要素。 ( 1 ) 交通需求 高速公路重点景观区规划设计首要考虑最基本的交通功能，即这类服务设施为高速 公路主线及所在路网临近其他等级道路带来交通需求的满足。重点景观区交通功能主要 调研不同车辆的驾驶时间、停车时间，以及不同类型司乘人员对观景区标志信息设计和 交通服务区设施配置要求。 1 ) 休息区使用的倾向性 从问卷的第题考察司乘人员对休息区使用的倾向性。在使用休息区的原因中， 8 5 以上答卷将入厕、加油加水等需求排在第一位，大于9 0 的人将观景排在末位；在 不使用休息区的可能原因中，“无停车需求”排前两位的占了9 0 以上，在沪问卷中以 “赶时间不想休息”为主要原因的比例较大( 8 7 ) ，而在黔问卷中以“赶时间不想休 息”排在后两位的比例较大( 7 3 ) ( 反映了区域生活节奏的差异) ；停车时间长短主 要取决于出行的计划时间和自身的疲劳程度，从调查结果可以看出休息区的拥挤程度和 休息区优美程度对停车时间影响不大( 该两选项排末两位的比例为9 4 ) ；当需要做短 时停车时，选项几乎集中在服务区和停车区两项，选择后者的比例稍大于前者。 2 ) 行车时间 图1 9 停车前的行车时j 司恿愿调查 问卷第题对停车前的行车时间进行了调查( 见图l 一9 ) 。可见大部分司乘人员希 望的行车时间在l 2 小时，倾向于行车0 5 l 小时停车的人群多为女性乘客或司机，选 择行车时长2 3 小时的多为驾驶经验丰富的小轿车司机，选择大于3 小时的则多为货车 司机。事实上，影响司乘人员主观上持续行车时长的因素主要有，1 5 , 理生理和车辆状况两 类，前者包括疲劳、入厕、进食饮水等，后者包括车辆故障、加油加水等。试验指出， 驾驶员以l o o k m h 行驶2 小时后，生理机能便进入睡眠状态，出现抑制高级神经活动的 信号，表现出欲睡、主动性下降【1 1 l ；在随机抽样e l 头问答过程中发现，大多司机在熟悉 加油站设置点情况下，倾向于较早将油箱加满备不时之需，而不是等油用完后再加。行 车时间的调查可用于休息区( 服务区、停车区) 的间距布置，在考虑公路设施建设养护 成本因素下，休息区间距应保证用户较高的服务满意度。 3 ) 停车时间 问卷第题对停车时间进行了调查。问卷显示两地的大客车通常停车时间小于3 0 第1 绪论 分钟( 受旅游行程时间所限) ，小轿车的平均意愿停车时间则表现为3 0 分钟左右( 阳 澄湖服务区具有完善的设施驾驶员停留时间倾向于多于3 0 r a i n ，而贵州境内高速公路 服务区设施简单，龙洞堡收费站小轿车意愿停留时间倾向于少于3 0 m i n ) ，货车尤其是 大型货车，停车时间则较长，多为1 - 2 小时。图1 - 1 0 是各种车型在广东省的瓦窑岗、渔 湾、鲳、泰美、阳西、阳江等六个服务区的停车时间分布和驶入率n 2 】。 梦芦豳獭蠛秽 图1 - 1 0 异类车型在服务区内的停车时同( 左) 和驶入率( 右) 可见，货车停车时间比客车长，客车停车时间较短大型客车停车时间最短，各车 型在各服务区驶入率的变化范围，也是货车变化较大，客车变化较短。这表明货车停 车位置的受服务区设施类型、容量等影响较大，一日选择停车，停车时问较长；而客车 停车灵活性较大，受服务区类型影响较小。 4 ) 信息需求 问卷第曲题调查了人们对服务区标志牌的信息需求，9 1 回答者认为应该提供该标 志牌到下一服务区停车区的距离。而在前述休息区使用倾向性调查时也发现人们对于 执行行程计划的意愿较强，表现出不愿意轻易受实际情况影响而改变行程计划。这点说 明旅游交通的设计需要考虑到如何更好辅助司乘人员制定和执行其行程计划。 ( 2 ) 安全需求 高速公路是全封闭的设施类型，为了便于路用者就近驶离主线路段，到新增的观景 点或者原有的风景区进行观景游玩，就需要在高速公路沿线合理选址上合理设置出入口 匝道、人行步道、停车场、收费站等设施，并进行交通组织设计。 1 ) 景观休息区的服务路段 问卷第题调查了人们对高速公路不同路段安全性的主观认识，将隧道路段和主线 上下匝道路段排在第一二位的回答者占了8 2 。考虑道路条件对高速公路交通安全的影 响，一般路段的安全问题主要与不良道路线形相关，例如急弯陡坡、长直线、平纵线形 组合不当。以及视距不足等路段。大桥路段的桥面宽度比一般路段变窄、桥头跳车、以 及局部灾害天气( 如深谷或海上大桥的团雾、大风、结冰) 等对大桥路段行车安全性造 成影响。隧道路段是我国公路事故的多发段，因为隧道洞口路段的视觉适应现象和行 车条件突变等易出现驾驶操作失误、车辆打滑甩尾等，洞内行车环境单调，长隧道易疲 一le-l譬 n m n m n m n # i 第1 章绪论 劳，相对封闭的环境造成事故救援疏散困难，易增加事故严重性等 1 8 1 1 1 7 】。互通立交 的匝道出入口是事故多发区：尾撞及撞固定物是出入口区域的主要事故形态；出口事故 率要高于入口事故率；事故主要发生在驶出匝道、变速车道及分流点附近1 1 5 l i l 6 】1 1 9 】。 2 ) 重点景观区带来的安全隐患 高速公路重点景观区的设置不可避免要引入上下主线的匝道以及景区连接线等，这 实际上增加主线上出入口数量，可能存在的安全问题主要集中在观景出入口局部路段， 表现为：景观点的交通景观信息设计不当而导致主线行车的消极影响，匝道变速车道设 计不合理引起加减速不足，出入口区域因分流、合流、停车拥堵等导致的交通扰动等。 驾驶员在行车时主要依靠眼睛来收集道路环境信息，目前已经确认的影响视觉注意 力的低层次因素主要包括对比度、尺寸、形状、位置、亮度、色彩，以及运动频率等几 方面( 高层次因素来自记忆的反馈过程和类似模式匹配的活动) 。重点景观区出入口区 域交通景观信息所包含上述因素的组合与变化很大程度上决定了驾驶员在该路段的注 意状况与相应的驾驶行为。若采用视点平面分布指标度量观景出入口路段的注视行为， 般而言，动视点指标较大时，表明驾驶员视觉信息加工水平较高，心理紧张程度较高， 对行车安全有利；但当动视点指标过高，甚至超过驾驶员视觉心理承受能力时，容易引 起心理恐慌，诱发不良驾驶行为，甚至导致交通事故。这就要求观景出入口路段的交通 景观信息设计需要满足一定的安全注视要求，确保适度的视觉心理承受能力【2 2 1 。 而分析出入口区域特定道路、交通驾驶环境，引发事故的主要原因为：加、减速车 道长度不够，匝道平纵线形太差，导致驾驶员采用较大的加减速度，合分流车辆不能平 稳加减速度至期望值；低速载重车夹在高速车之间，形成“跟车团”，引起交通流紊乱， 多车追尾事故易发；分合流行为引起车辆违章变道或变道频繁，造成车辆纵向间距不足 而尾随相撞；入口匝道交通量较大、主线运行车速较高，无调节控制措施或合流区车辆 未充分加速便低速汇入，严重降低主线行车安全；出口流量不大时，车辆制动性能较差， 分流车辆未充分减速高速驶入匝道，易发生冲撞固定物事故【l6 1 。 ( 3 ) 审美需求 问卷第( 1 d 题调查了人们对欣赏景观类型的倾向性，结果发现，停车观景吸引因素中， 人们认为自然景观的重要性大于人文景观，而文献【2 3 】对边坡景观类型进行评价时，也 得到了类似的结论，即人们对自然协调景观偏好度较高：而在考虑对服务区提供旅游信 息时，文献 1 2 1 提到6 0 的旅客认为对服务区需要旅游信息发布：问卷第q 5 ) 题考察人们 对现阶段我国高速公路景观质量的主观印象，8 0 以上的回答选项为“一般”或“不好”， 这说明人们对我国公路景观现状满意度较低，而目前树立川九、思小、神宜公路等典范 公路正是我国大力开展公路景观建设的具体措施之一。 从国内外研究成果来看，交通景观可以从狭义和广义两方面去理解，狭义的交通景 观指路侧自然或者人为的景观、路域内部的桥梁、隧道、立交等人工构筑物等，广义的 交通景观尚涵盖了包括道路线形、边坡、护栏、标志标线等实体视觉信息，以及局部宣 7 第1 章绪论 传的路段服务信息( 服务区、安全知识) 、公路所在地域的历史文化风貌等虚拟的印象 信息。这些印象信息对于行车安全性和舒适性也有着十分重要的影响。因而在重点景观 区的规划和设计中将交通景观各层面信息合理传达给旅客，达到通过休憩缓解驾驶疲 劳，展现地方文化增加旅途乐趣的目的，也是旅游交通问题的一个重要要求。 ( 4 ) 管理需求 重点景观区的建设管理可以借鉴目前服务区管理体制和经验，但是鉴于重点景观区 功能和性质的外延，其管理需求与原有高速公路服务区尚存在一定差别。例如，从服务 对象来看，重点景观区可能比一般服务区增加了高等级公路以外的旅客，如省级公路或 地方道路上游客，乃至地方居民等，从而使其服务对象不再具有传统服务区的唯一性： 从服务功能上来看，重点景观区在加强与公路交通安全管理系统辅助性同时，比传统服 务区更强调信息完善性、服务娱乐性，例如问卷第q 乃题调查了人们希望对服务区增设的 服务设施，其中户外休闲健身设施、取款机、各种充电设备、视频广播、自助式信息台 等受到了较多的关注：从发展目标来看，重点景观区以引导建成旅游目的地为理想目标， 这使得以传统服务区为基础的模式的规划、资源引进、经营模式上需要考虑更多的因素 ( 如休息区选址、与地方城镇风景点的合作开发等) 才能实现可持续的管理和发展。 通过调研国内外景观公路的研究成果以及旅游交通的需求分析，有以下体会： 服务区、停车区、观景台等应作为旅游交通规划设计中的一个重点服务设施； 应将邻近道路系统的其他路用者和沿线居民的需求纳入旅游交通景观规划设计； 互通立交、隧道、桥梁等应作为展现公路沿线自然、人文景观资源的重点路段； 沿线路堑、路堤边坡的防护和绿化等设施必须考虑环境协调性： 需确保沿线观景路段各类交通行车安全，合理组织交通使旅游交通分合流顺畅； 应确立一个合理的规划设计流程，以最大限度实现工程的节能环保性； 有必要建立完善的旅游交通景观设施管理系统和有效的管理制度。 1 2 国内外研究现状 1 2 1交通景观设计与评价的研究现状 景观评价作为公路交通景观规划与设计的重要措施，是国内外公路景观研究中非常 突出的方面，并产生了大量的研究成果，内容主要包括评价手段、评价方法、评价因子 选取等。目前，国内外对于公路景观评价手段和方法尚未有一个标准的、获得公认的方 法，主要因为景观的评价一方面来自环境特征，更多的还是来自人们的主观判断f 7 1 。 目前比较运用得较多的景观评价手段有模拟评价法、地图描述法、调查问卷法等。 模拟评价是景观评价中使用得最多的手段。评价者对给出的照片、幻灯片或影片在不同 的评价因子打分，并阐述看法。评价者组成一般包括：供给方( 当地企业代表、政府和 8 第1 章绪论 社区居民) 、需求方( 旅游者) 、客观的、比较有权威的“中立方”( 景观评价专家和 旅游组织成员) 。该方法基于人的感知和心理反应，但也有很多学者认为这种方法存在 着很大可能性的主观偏见，在选取照片、拍摄和进行相应的介绍、以及评价时有着很大 的非专业性。地图表述法主要是选取风景特征，把它们在地图上相应地标出来，并做一 概括性的介绍。先进的信息技术如地理信息系统( g i s ) 在景观评估中发挥了重要的作用， 国外的很多州县规划中都运用该技术进行了风景道周边区域景观的评价工作，这些技术 使得图片表述方法更可靠，更有指导性。但该法的问题在于如何表现景观质量高低，以 及景观在地图上用二维图像表示的困难性。问卷调查法一般是在特定人群中选取样本， 调查和总结他们的态度和喜好，这可以在短时期内了解具有代表性的人群，提供能够被 量化和分析的数据和评估不同事件的机会，但是该法也存在着样本选择性间题。 景观评价常用的数学方法主要包括层次分析法、模糊评价法、综合评价法等。层次 分析法( a n a l y s i sh i e l a l c h yp i o c o s s ) 由美国运筹学家、匹兹堡大学教授s a a 在2 0 世纪 7 0 年代提出，把相互关联的要素按隶属关系分为若干层次，请专家对各层次、各因素的 相对重要性给出定量指标，利用数学方法综合专家意见给出各层次、各要素的相对重要 性权值，作为综合分析的基础，也是其它方案评价法中确定指标权重的一种常用方法。 模糊评价法是用模糊数学的理论方法，将评价中的模糊信息数值化，再进行定量评价的 方法。该方法可以使定性的评价指标定量化，定量的模糊评价指标向精确性逼近。为弥 补单一评价方法在评价复杂工程系统设计方案时其能力不足，常将上述几种评价方法相 互综合，构成系统方案评价的综合评价法【3 9 1 。 景观评价指标的代表性也是研究的一个主要方面。评价指标往往是根据实地考察和 评价需要而选取出来的。c l a y 对美国1 3 个州在风景道景观评价中选择的评价指标进行 了总结，最后得出4 个最上要的因子：自然性( n a t u r a l n e s s ) 、生动性( v i v i d n e s s ) 、多样性 ( v a r i e t y ) 和统一性( u n i t y ) ，并且通过相关分析得出生动性对景观美感影响最大1 3 0 】。同济大 学陈雨人在进行道路环境影响指标体系研究时，指出了定性道路景观模糊评价指标【2 5 1 ， 并将图像分析和专家系统相结合，提出用布局特征、自身几何线条特征、视觉色彩特征 等三个因素来表现高速公路景观，并研究了图像空间布局角度与景观评价值的关联度 2 4 1 ，西南交通大学的关向群( 2 0 0 4 年) 完成了其博士论文隧道口景观设计实用方法的研 究，针对不同的研究目的提出了定性评价隧道洞口景观的4 类评价指标：稳定类、安 全性、舒适类和个性类等【3 6 1 。东南大学的袁黎( 2 0 0 5 年) 提出了高速公路绿化评价指 标体系框架，包括中央分隔带防眩能力、边坡防护能力、路侧生态防护性及景观效果等 口2 1 。同济大学的王慧君( 2 0 0 8 年) 继续袁黎的研究，运用s b e 方法对景观图像进行总 体评价，提取图像特征信息，并建立视觉特性和公路景观总体评价值之间的关联模型， 研究表明：跨线桥对公路景观影响最为显著，中央分隔带绿化对美景度值无显著性影响， 两侧绿化面积比在1 2 之间最为适宜，高美景度景观的图像主色彩( 蓝、灰、绿) 比例 宜为3 ：4 ：3 【2 6 1 9 第1 章绪论 从国内外对交通景观的研究现状来看，整体把握公路景观规划设计流程的系统研究 比较少，局部路段的景观设计评价中，对公路线形美学的研究较多，对边坡、隧道、桥 梁等构筑物的研究较少，尤其是对互通立交区域、服务区等景观的研究非常少。 1 2 2 交通景观与交通安全的研究现状 国内外关于交通景观对交通安全的影响主要的研究途经有：统计事故资料，建立景 观因素与事故数据的相关关系；通过分析事故原因中与景观相关的因素，以采取相应措 施，消除道路线形、标志标线、绿化等设计中的安全隐患；通过视觉影响评价，找出交 通景观中对人的驾车带来心生理不利条件的因素；利用景观设计提供有利于减缓驾驶疲 劳、改善交通安全的交通环境。 j e o n g h u nm o k 等( 2 0 0 3 年) 研究了路侧景观设计对提高公路安全性的作用。作者 考察了德州1 0 个进行了景观改进的路段( 城市主干道或者洲际公路) ，发现事故率下 降与景观改进相关( 9 5 置信度) 【3 8 】。吉林大学的李世武等( 2 0 0 7 年) 利用加权算术平 均的方法将专家咨询和模糊一致矩阵评价方法相结合，建立了高等级公路全线路侧景观 对交通安全影响的综合评价模型2 9 j 。同济大学张强( 2 0 0 5 年) 本文分析了公路绿化中 存在的影响视线、侵占道路、加重事故后果、造成眩目、视觉污染、视线误导等影响安 全的问题，并提出符合交通安全要求的公路绿化基本方法1 2 引。 但也有人认为强调公路美学设计可能会导致不利后果，例如车辆与树相撞，过分分 散驾驶员注意力等。所以a a s h t o l 9 8 4 在公路与城市道路几何设计原则中提出： 路侧景观设施建设的视觉吸引、降噪、腐蚀控制等措施必须考虑到车辆与路侧固定物碰 撞的潜在问题。而冰茶法案强调，公路项目除了考虑安全、性价比等因素，还必须与周 围环境相协调，尤其是在景观、历史人文敏感性较高的区域。例如德州交通部2 0 0 1 公 布了道路景观与美学设计手册，提出了很多关于道路安全设计的原则：路侧绿化应该以 满足视距、清除视觉障碍物、进行腐蚀控制以及美学欣赏等方面的要求；植物种植不能 阻挡标志标线和司机的视线：道路与建筑物之间间距至少3 英尺，路缘石与其他区域间 的净空需留出养护区；立交区域必须矮生植被。 r u s sp a r s o n s 等人2 0 0 2 年研究道路景观对驾乘人员压力缓解的作用，让1 6 0 名大 学生参与者在经历紧张事件后观看不同景观的仿真驾驶录像，结果表明，相对于以人造 景观为主的道路环境，以自然景观为主的道路交通环境能使驾乘人员紧张度降低，恢复 平静的能力较快，且应付二次紧张事件的能力较好。同济大学的殷艳红等( 2 0 0 7 年) 从 驾驶员的视觉角度出发，研究行车中驾驶员视觉环境的主要内容、范围和特征，说明道 路视觉环境对驾驶员心理、行为及安全行车的影响，提出在交通景观的设计必须注意视 觉诱导，致力于消除紧张和疲劳f 3 。同济大学杜志刚( 2 0 0 7 年) 利用眼动仪研究驾驶 员对隧道路段交通景观的视觉反应，建立了面向视觉信息加工的行车安全评价模型1 2 2 1 。 1 0 第1 章绪论 1 2 3高速公路交通组织管理研究现状 ( 1 ) 城市道路的交通组织方法研究 高速公路旅游交通综合设计涉及到交通组织管理的研究，国内外高速公路上交通组 织一般为局部路段施工期间的临时交通组织，在高速公路上直接开发旅游资源并进行永 久性大型交通组织的案例不多，可从城市道路和低等级道路交通组织方法中汲取经验。 目前国内外交通组织研究的领域大多关于城市道路、低等级道路，例如城市中心城 区的r b d ( r e c r e a t i o n a lb u s i n e s sd i s t r i c t ) 的交通组织，大学校园道路交通组织与规划， 交叉口交通组织，地铁站、汽车站周围的交通组织，以及旅游风景区的内、外部交通组 织。总体而言，交通组织设计应遵循的原则为：公共建筑的交通组织应服从局部路网的 交通要求；干道交通优先的原则，保证邻接干道交通流的连续性；公共建筑出入口应尽 量避免与于道直接相连，减少对邻接道路的交通干扰；重视行人、非机动车和机动车的 流线组织；公共建筑出人口的设置要有利于公共交通的使用；提供适量的停车设施，并 合理布局。城市大型公共建筑的交通组织问题分为内部交通组织和外部交通组织。内部 交通组织内容包括停车形式及规模、进出口设置、人流、车流组织等；外部交通组织的 内容包括路权分配、进出口位置、机动车流组织、非机动车流组织、行人流组织等。常 见的交通组织形式主要包括：人车分离、机动车限制通行( 包括限制通行路段、通行时 间、通行方向) 、限制车速、非直线化道路等。 ( 2 ) 高速公路交通控制管理措施与研究方法 上述城市道路的交通组织方式在高等级公路上有一定的适用性，但往往还需要侧重 考虑机动车流的特性，即考虑车辆在高速公路出入口的交通流特性。此外，针对各类设 施服务水平和旅游交通需求水平不平衡的问题，也需要对高速公路的出入口交通控制和 管理措施进行特殊考虑。目前，国内外高速公路局部路段常用的常态交通控制管理措施 ( 不考虑事故、恶劣天气等因素造成的车道封闭等情况) 主要包括速度控制和匝道控制。 国外对高速公路常态交通控制管理的研究非常多，主要因为发达国家交通检测和控 制技术发展较早，得到了电子信息等学科的应用结合，i t s 发展相对成熟。相关方面的 研究主要针对可变限速和匝道信号的动态控制。 可变限速系统的组成主要包括交通量和车速检测器、环境检测系统、可变限速标志 以及不同条件下的控制算法。通过检测各种交通参数，控制和调整相应的限速值，以减 少车速的离散性，提高车辆对交