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交通工程学科 是否迷失了方向

——从令人眼花缭乱的新名词说起

2021-10-08 13:48:24 来源:中国交通新闻网 作者:官阳

我们正处在一个不断被各类新名词鼓舞着的时代,名词创新的速度令人眼花缭乱。前几年还在尝试为智能交通寻找有价值的内涵和外延,如今“智能”一词基本算是落后了,“智能交通论坛”已不如“智慧交通论坛”那么绚丽夺目。就在很多人还聊着大数据,适应着智慧道路这个新高度的时候,城市大脑就拍马赶到了,这个高度差点儿让大家伙儿缺氧——原来的视频监控,现如今的说法要叫智能感知;交通信号灯变成了智慧信号灯;可变信息板美其名曰智慧诱导屏;就连标志视认性优化,也要说超时空超视距车路协同技术。在这种全行业热衷于为老概念造新词的浪潮里,交通工程的第二春也踏浪而来,一些地方开始探讨交通工程2.0了,按照从智能到智慧的演变速度,3.0的出现还有多久?

要真正理解“交通如流水”,不妨回味一下交通工程0.5

但是,笔者还是想先聊聊100多年前,可以算是“交通工程0.5”的那些事儿。那时起,大洋彼岸交通领域的大聪明们,就一直在为道路交通的通畅和安全悟道了,最后大家形成了一个重要技术共识,可以叫做“交通流如水”。这几个字说起来简单,其实悟道的过程很是艰难曲折。

实践出真知,从汽车社会发展过程看,不开上几十万公里的车、琢磨车辆的运动特点,只坐在办公室里冥想、骑着自行车观察观察校园到家的那条小路、坐在车上甚至飞机上对着手机“日行千里”,想真的理解“交通流如水”这句话,实在有些难!这也是为什么本来只是交通流控制失败导致的很多交通困境问题,却被很多专家学者归结到运输规划的问题上去的原因。

一说到拥堵,人们最常见的理由就是路不够、人太多、人口密度太大,很少有人关注一个现实问题,那就是很多大马路,50%甚至更多的面积和时间都空在那里,只有早晚高峰的路口堵成了狗,而且这种视而不见的情况糟糕到甚至连信号灯到底导致了多少浪费都没人肯精确测算一下。看到路口秩序乱的也有,但又把责任甩给了老百姓不守规矩和素质低下,责怪老百姓出门就爱开车不愿意骑车和坐公交车,鲜有人关心多远的通勤距离才可能骑车,也鲜有人关心坐公交车的乘员密度承受力和人们的通勤时间承受力,更别提公交车进出站的那些糟糕设计和延误,以及那些宽如天堑的过街设计了。这种把交通工程专业和交通运输规划专业混淆在一起来回聊的思维方式,导致很多管理者也摸不清脉络了。

我们经常会有这样的体验:好不容易组织了个专家讨论会,要解决交通拥堵问题,结果大家一发言,背景展望都是分析地区人口密度、车辆数量,对策方法全是什么手机信令、车路协同、智慧斑马线、智慧感知诱导屏。我的天,但凡有一个能把每条车道上的流量特征说清楚,告诉你哪条车道是废的,哪个路口的断面不对,哪个路口的转弯半径错了,都能让人觉得靠谱很多。每次遇到这种会,笔者就会想一个问题,交通运输规划和交通工程是如何被掺和到一起去的?

这种混乱,甚至影响到了交通工程专业的招生——因为经济快速发展和汽车迅速普及,交通工程师本该大展拳脚,从发达国家的发展过程看,这是个本该在全社会所有政府基层管理机构里都配置需求的岗位,是个向城市管理者献计献策的重要专业角色,也是一项提升老百姓生活幸福感和安全感的重要工作,居然要面临后继无人的窘境了!

行的关键并未脱离研究人的承受能力这个基础

在人类历史长河里,衣食住行四件事,是雷打不动的生活必须项。其中衣食住三项,都是以满足人的承受力的可匹配需求为核心诉求发展着的。衣服用来蔽体,食以果腹,卧不过三尺,人的承受力极限就是设计需求的底线和极限,简单说,人就两条腿,设计出三条腿的裤子是没用的。食物也可以车载斗量,但一个人的食量还是那么多,吃多了会撑。唯独行的需求,看起来好像恰恰相反,人类在发展行的问题上,是以无限突破人的能力和无穷扩大空间覆盖范围为诉求的。人们学会了走就要跑,跑不够就要飞,自己的力量不够就骑马,马不够就造了车,车不够还有船和飞行器,运载工具太小,就要往大了做,简单说,行的发展形式,是人类一直在寻求突破运送能力极限范围的过程。也可能就是这种无边无际的关于运送能力的憧憬空间和超越人自身自然能力的表象,迷惑了大量专业从业者?让很多人摒弃了历史唯物主义精神,丧失了逻辑思维能力,迷失在了新技术的浪潮中。

事实上,如果看看交通工程专业知识和技术体系构建的早期,人们是怎么开始意识并要去解决问题的,就会发现,“行”的关键并没有脱离研究人的承受能力这个基础。交通工程知识与技术体系的演进过程,就是围绕和探索人的承受能力展开的,人使用道路能力的提升,就是人更好地承载出行任务、处置路遇难题、改善交通流质量的基础。简单说,就是研究人为了完成出行任务所要承载的负荷和人因(可以理解为研究人们为什么会在运动中无法自我克制地犯错误的学科),以及如何在道路上利用设施来回应这种任务需求。

无论是走路、骑车还是开车,运动速度都会挑战人们处置风险的能力,挑战人们与其他道路使用者相互谈判的能力和质量,挑战人们操作机械的能力。在这种挑战下,选择什么样的路径,人、车和物相互之间都保持什么样的纵向间距和横向间距,以什么样的秩序共处,用什么样的顺序依次通过,会直接影响到道路的通顺和人与货物的安全。简单说,是运动速度和运动参与者的数量和表现影响了运动的质量,这是一种挑战。

面对这种挑战,路上的人们需要获得帮助,而这种帮助主要就来自交通工程师,是交通工程师根据法律和技术规范布设的各种充分考虑了人性自然特征、道路基础条件和车辆性能的交通控制设施,向道路使用者传递着如何使用道路的规则和指令,告诉人们哪里可以直行、哪里有弯道、哪里要减速、哪里要停车、哪里要让行、哪里是改变行驶轨迹的操作点。

所以,我们才会看到交通控制设施需要颜色规则,以提高向人们传递必要交通控制指令的效率;才会看到标志标线的标准规范里提到了字体的高度和图形的格式,以确保人们能及时和准确地看到和不出偏差地理解其内容;才会发现标志标线的设置技术伴随车灯照明的技术共同发展,以确保人们在全天候情况下能过读取标志和标线。简单说,向道路使用者传递的信息要确保一致性和充分的劝服力,要确保及时、准确和清晰,这都是科学,也是交通工程的重要使命。

这些科学和使命的研究与发展过程,并不是一蹴而就的。其发生、发展和演进完善过程,就是现代交通工程0.5的那个时代。对当代道路交通运行管理产生重要的影响技术积累和进展期,基本起步在20世纪初的头40年,并发展壮大于再之后的40年。如果我们要将交通工程1.0断个代,要将现在的交通工程看作交通工程后1.0时代,时间大概就是这样的。这段时间有很多里程碑级的事件发生。

1914年,福特的汽车流水线问世,导致汽车生产成本大幅度下降,使得汽车开始进入寻常百姓家,从此掀起了非专业司机社会化普及的浪潮,对道路建设和交通管理提出了全新要求。此后,美国越来越多的州开始要求并完善驾驶执照审核体系。1920年,美国建立了全国公路研究顾问委员会, 该机构1925年更名为公路研究委员会,也就是后来大名鼎鼎的交通运输研究委员会。公路研究委员会赞助的第一个审议与道路能力有关问题的小组是公路交通流分析委员会。公路交通流分析委员会在1927年制定了一套公路能力理论估算体系。在这个基础上,美国在1950年出版了第一版《公路能力手册》,也就是业界大名鼎鼎的HCM,该手册后来几度更新扩充,和美国《统一交通控制设施手册》(MUTCD)一样,对全世界的交通工程产生了深远影响。MUTCD是1927年出现的交通控制设施的设置标准,并在1935年形成第一版。这样的历史事件和影响深远的文件还有很多,这些文件后来也不断发扬光大,就不一一例举了。

管好道路运行,当务之急是完善交通工程0.5学习内容

在交通工程0.5的那个年代,越来越多的专业人士乃至全社会的有识之士逐渐意识到,驾驶机动车需要专业和科学的训练,需要考取驾驶执照,道路上需要为机动车划分车道,车与车之间需要保持合理距离,修建道路需要考虑交通流量,人们使用道路需要建立秩序和规则,人们要学会在什么情况下超车,学会在自己速度比路上其他人慢的时候如何选择车道并避让他人。由于人们相互之间谈判路权的能力是有限的,在路上谁让谁必须依靠法律来决定,必须要靠交通控制设施来告知,人们理解标志、标线、信号灯的内容时,需要这些设施的形式是统一的,传递的信息是清晰和准确、及时的,需要这些内容全天候都能被看到,需要在接近操作点时获得充分引导和提示。这一系列相互关联的科学发现和措施逻辑,都是交通工程的基本功课。

要看明白今天的道路交通到底出了什么问题,只要看看交通工程专业到底出了什么问题就可以发现不少端倪了。去看看今天的交通工程专业的教科书吧,里面有多少这些交通工程0.5的内容,有多少把交通工程和运输规划混作一团的内容,就大概能找到些答案了。

对于我们来说,要管好道路运行,让国人学会使用道路,让交通工程师学些有用的本领,让这个专业兴旺发达,当务之急是完善交通工程0.5的学习内容。否则,就是有再强大的城市大脑,面对汽车、真自行车和伪自行车(电动自行车)和行人共生的道路环境,也只会束手无策,这是科学,难以逾越。真正的交通工程师都该知道,弯道超车,更离不开标志标线这类基础,否则,我们只能看到更多的“翻车”。

作者系3M交通安全系统部首席交通安全教育与政策联络官

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