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交通工程學科 是否迷失了方向

——從令人眼花繚亂的新名詞說起

2021-10-08 13:48:24 來源:中國交通新聞網 作者:官陽

我們正處在一個不斷被各類新名詞鼓舞著的時代,名詞創新的速度令人眼花繚亂。前幾年還在嘗試為智能交通尋找有價值的內涵和外延,如今“智能”一詞基本算是落后了,“智能交通論壇”已不如“智慧交通論壇”那么絢麗奪目。就在很多人還聊著大數據,適應著智慧道路這個新高度的時候,城市大腦就拍馬趕到了,這個高度差點兒讓大家伙兒缺氧——原來的視頻監控,現如今的說法要叫智能感知;交通信號燈變成了智慧信號燈;可變信息板美其名曰智慧誘導屏;就連標志視認性優化,也要說超時空超視距車路協同技術。在這種全行業熱衷于為老概念造新詞的浪潮里,交通工程的第二春也踏浪而來,一些地方開始探討交通工程2.0了,按照從智能到智慧的演變速度,3.0的出現還有多久?

要真正理解“交通如流水”,不妨回味一下交通工程0.5

但是,筆者還是想先聊聊100多年前,可以算是“交通工程0.5”的那些事兒。那時起,大洋彼岸交通領域的大聰明們,就一直在為道路交通的通暢和安全悟道了,最后大家形成了一個重要技術共識,可以叫做“交通流如水”。這幾個字說起來簡單,其實悟道的過程很是艱難曲折。

實踐出真知,從汽車社會發展過程看,不開上幾十萬公里的車、琢磨車輛的運動特點,只坐在辦公室里冥想、騎著自行車觀察觀察校園到家的那條小路、坐在車上甚至飛機上對著手機“日行千里”,想真的理解“交通流如水”這句話,實在有些難!這也是為什么本來只是交通流控制失敗導致的很多交通困境問題,卻被很多專家學者歸結到運輸規劃的問題上去的原因。

一說到擁堵,人們最常見的理由就是路不夠、人太多、人口密度太大,很少有人關注一個現實問題,那就是很多大馬路,50%甚至更多的面積和時間都空在那里,只有早晚高峰的路口堵成了狗,而且這種視而不見的情況糟糕到甚至連信號燈到底導致了多少浪費都沒人肯精確測算一下。看到路口秩序亂的也有,但又把責任甩給了老百姓不守規矩和素質低下,責怪老百姓出門就愛開車不愿意騎車和坐公交車,鮮有人關心多遠的通勤距離才可能騎車,也鮮有人關心坐公交車的乘員密度承受力和人們的通勤時間承受力,更別提公交車進出站的那些糟糕設計和延誤,以及那些寬如天塹的過街設計了。這種把交通工程專業和交通運輸規劃專業混淆在一起來回聊的思維方式,導致很多管理者也摸不清脈絡了。

我們經常會有這樣的體驗:好不容易組織了個專家討論會,要解決交通擁堵問題,結果大家一發言,背景展望都是分析地區人口密度、車輛數量,對策方法全是什么手機信令、車路協同、智慧斑馬線、智慧感知誘導屏。我的天,但凡有一個能把每條車道上的流量特征說清楚,告訴你哪條車道是廢的,哪個路口的斷面不對,哪個路口的轉彎半徑錯了,都能讓人覺得靠譜很多。每次遇到這種會,筆者就會想一個問題,交通運輸規劃和交通工程是如何被摻和到一起去的?

這種混亂,甚至影響到了交通工程專業的招生——因為經濟快速發展和汽車迅速普及,交通工程師本該大展拳腳,從發達國家的發展過程看,這是個本該在全社會所有政府基層管理機構里都配置需求的崗位,是個向城市管理者獻計獻策的重要專業角色,也是一項提升老百姓生活幸福感和安全感的重要工作,居然要面臨后繼無人的窘境了!

行的關鍵并未脫離研究人的承受能力這個基礎

在人類歷史長河里,衣食住行四件事,是雷打不動的生活必須項。其中衣食住三項,都是以滿足人的承受力的可匹配需求為核心訴求發展著的。衣服用來蔽體,食以果腹,臥不過三尺,人的承受力極限就是設計需求的底線和極限,簡單說,人就兩條腿,設計出三條腿的褲子是沒用的。食物也可以車載斗量,但一個人的食量還是那么多,吃多了會撐。唯獨行的需求,看起來好像恰恰相反,人類在發展行的問題上,是以無限突破人的能力和無窮擴大空間覆蓋范圍為訴求的。人們學會了走就要跑,跑不夠就要飛,自己的力量不夠就騎馬,馬不夠就造了車,車不夠還有船和飛行器,運載工具太小,就要往大了做,簡單說,行的發展形式,是人類一直在尋求突破運送能力極限范圍的過程。也可能就是這種無邊無際的關于運送能力的憧憬空間和超越人自身自然能力的表象,迷惑了大量專業從業者?讓很多人摒棄了歷史唯物主義精神,喪失了邏輯思維能力,迷失在了新技術的浪潮中。

事實上,如果看看交通工程專業知識和技術體系構建的早期,人們是怎么開始意識并要去解決問題的,就會發現,“行”的關鍵并沒有脫離研究人的承受能力這個基礎。交通工程知識與技術體系的演進過程,就是圍繞和探索人的承受能力展開的,人使用道路能力的提升,就是人更好地承載出行任務、處置路遇難題、改善交通流質量的基礎。簡單說,就是研究人為了完成出行任務所要承載的負荷和人因(可以理解為研究人們為什么會在運動中無法自我克制地犯錯誤的學科),以及如何在道路上利用設施來回應這種任務需求。

無論是走路、騎車還是開車,運動速度都會挑戰人們處置風險的能力,挑戰人們與其他道路使用者相互談判的能力和質量,挑戰人們操作機械的能力。在這種挑戰下,選擇什么樣的路徑,人、車和物相互之間都保持什么樣的縱向間距和橫向間距,以什么樣的秩序共處,用什么樣的順序依次通過,會直接影響到道路的通順和人與貨物的安全。簡單說,是運動速度和運動參與者的數量和表現影響了運動的質量,這是一種挑戰。

面對這種挑戰,路上的人們需要獲得幫助,而這種幫助主要就來自交通工程師,是交通工程師根據法律和技術規范布設的各種充分考慮了人性自然特征、道路基礎條件和車輛性能的交通控制設施,向道路使用者傳遞著如何使用道路的規則和指令,告訴人們哪里可以直行、哪里有彎道、哪里要減速、哪里要停車、哪里要讓行、哪里是改變行駛軌跡的操作點。

所以,我們才會看到交通控制設施需要顏色規則,以提高向人們傳遞必要交通控制指令的效率;才會看到標志標線的標準規范里提到了字體的高度和圖形的格式,以確保人們能及時和準確地看到和不出偏差地理解其內容;才會發現標志標線的設置技術伴隨車燈照明的技術共同發展,以確保人們在全天候情況下能過讀取標志和標線。簡單說,向道路使用者傳遞的信息要確保一致性和充分的勸服力,要確保及時、準確和清晰,這都是科學,也是交通工程的重要使命。

這些科學和使命的研究與發展過程,并不是一蹴而就的。其發生、發展和演進完善過程,就是現代交通工程0.5的那個時代。對當代道路交通運行管理產生重要的影響技術積累和進展期,基本起步在20世紀初的頭40年,并發展壯大于再之后的40年。如果我們要將交通工程1.0斷個代,要將現在的交通工程看作交通工程后1.0時代,時間大概就是這樣的。這段時間有很多里程碑級的事件發生。

1914年,福特的汽車流水線問世,導致汽車生產成本大幅度下降,使得汽車開始進入尋常百姓家,從此掀起了非專業司機社會化普及的浪潮,對道路建設和交通管理提出了全新要求。此后,美國越來越多的州開始要求并完善駕駛執照審核體系。1920年,美國建立了全國公路研究顧問委員會, 該機構1925年更名為公路研究委員會,也就是后來大名鼎鼎的交通運輸研究委員會。公路研究委員會贊助的第一個審議與道路能力有關問題的小組是公路交通流分析委員會。公路交通流分析委員會在1927年制定了一套公路能力理論估算體系。在這個基礎上,美國在1950年出版了第一版《公路能力手冊》,也就是業界大名鼎鼎的HCM,該手冊后來幾度更新擴充,和美國《統一交通控制設施手冊》(MUTCD)一樣,對全世界的交通工程產生了深遠影響。MUTCD是1927年出現的交通控制設施的設置標準,并在1935年形成第一版。這樣的歷史事件和影響深遠的文件還有很多,這些文件后來也不斷發揚光大,就不一一例舉了。

管好道路運行,當務之急是完善交通工程0.5學習內容

在交通工程0.5的那個年代,越來越多的專業人士乃至全社會的有識之士逐漸意識到,駕駛機動車需要專業和科學的訓練,需要考取駕駛執照,道路上需要為機動車劃分車道,車與車之間需要保持合理距離,修建道路需要考慮交通流量,人們使用道路需要建立秩序和規則,人們要學會在什么情況下超車,學會在自己速度比路上其他人慢的時候如何選擇車道并避讓他人。由于人們相互之間談判路權的能力是有限的,在路上誰讓誰必須依靠法律來決定,必須要靠交通控制設施來告知,人們理解標志、標線、信號燈的內容時,需要這些設施的形式是統一的,傳遞的信息是清晰和準確、及時的,需要這些內容全天候都能被看到,需要在接近操作點時獲得充分引導和提示。這一系列相互關聯的科學發現和措施邏輯,都是交通工程的基本功課。

要看明白今天的道路交通到底出了什么問題,只要看看交通工程專業到底出了什么問題就可以發現不少端倪了。去看看今天的交通工程專業的教科書吧,里面有多少這些交通工程0.5的內容,有多少把交通工程和運輸規劃混作一團的內容,就大概能找到些答案了。

對于我們來說,要管好道路運行,讓國人學會使用道路,讓交通工程師學些有用的本領,讓這個專業興旺發達,當務之急是完善交通工程0.5的學習內容。否則,就是有再強大的城市大腦,面對汽車、真自行車和偽自行車(電動自行車)和行人共生的道路環境,也只會束手無策,這是科學,難以逾越。真正的交通工程師都該知道,彎道超車,更離不開標志標線這類基礎,否則,我們只能看到更多的“翻車”。

作者系3M交通安全系統部首席交通安全教育與政策聯絡官

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