在分析無人駕駛汽車與傳統(tǒng)汽車的交通特性差異的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了無人駕駛汽車對城市道路空間規(guī)劃、道路設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃和交通管控等方面的影響和新要求，提出了無人駕駛時(shí)代道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理控制工作變革的關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：交通規(guī)劃；無人駕駛汽車；交通特性；通行能力；道路交通系統(tǒng)

近年來，無人駕駛汽車在5G、車聯(lián)網(wǎng)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)的助力下，得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。無人駕駛時(shí)代的到來已經(jīng)不再是一個(gè)技術(shù)問題，而只是時(shí)間問題。無人駕駛汽車與傳統(tǒng)汽車的交通特性存在根本性差異，而當(dāng)前道路交通系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)和相關(guān)規(guī)范的編制均以傳統(tǒng)汽車的行駛特性和駕駛員的駕駛特性為基礎(chǔ)和依據(jù)，因此，無人駕駛汽車對道路空間規(guī)劃、道路設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃和交通管控等方面提出了新的要求。

1無人駕駛汽車的交通特性

無人駕駛汽車通過車載傳感系統(tǒng)感知道路交通環(huán)境，自動(dòng)規(guī)劃行車路線并控制車輛到達(dá)預(yù)定目標(biāo)，其整個(gè)駕駛行為可抽象為“環(huán)境探測（感知）-動(dòng)態(tài)決策（認(rèn)知）-控制響應(yīng)（反應(yīng)）”[1]。與傳統(tǒng)汽車相比，無人駕駛汽車具有以下交通特性優(yōu)勢：①環(huán)境探測全方位與實(shí)時(shí)；②信息實(shí)時(shí)互聯(lián)互通[2]；③智能精準(zhǔn)決策；④動(dòng)態(tài)決策零延時(shí)；⑤控制響應(yīng)無差錯(cuò)。因此，在微觀層面，無人駕駛汽車比傳統(tǒng)汽車的行駛更舒適、高效和安全；在宏觀層面，由無人駕駛汽車匯成的交通流也將更安全、更穩(wěn)定和更高效。

2無人駕駛汽車與道路交通系統(tǒng)的聯(lián)系

無人駕駛汽車的舒適性必然會(huì)吸引更多的人群選擇乘坐無人駕駛汽車出行，但其便利性（自動(dòng)駕駛和泊車），以及智能化和人性化的交通誘導(dǎo)服務(wù)、區(qū)塊鏈技術(shù)和智能合約帶來的去“中心化”和信息與資金的安全可靠等必將促進(jìn)共享汽車（拼車和分時(shí)共享）的發(fā)展。因此，無人駕駛時(shí)代的車輛利用率將大大提高，機(jī)動(dòng)車人均保有量將大大減少。通行能力是度量道路疏導(dǎo)交通能力的性能指標(biāo)，也是道路設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃和管控、道路交通設(shè)施改造的重要參數(shù)。根據(jù)《美國道路通行能力手冊》，道路基本通行能力（N）由交通流平均車速（V）和最小車頭間距（L）決定，即“N=1000V/L”，其L中L=l車+l安+l反。式中，l車為前車車長，小型車車長取值6.0m，大型車車長取值12.0m；l安為安全距離，參照國家規(guī)范，取值5.0m；l反為從司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方車輛制動(dòng)時(shí)開始到制動(dòng)生效車輛所走過的距離，l反=v*t，t為反應(yīng)時(shí)間，參照國家規(guī)范，取值1.2s。因此，對于無人駕駛汽車，l反可近似為零。當(dāng)v取值60~120km/h時(shí)，小型和大型無人駕駛汽車的最小車頭間距分別是傳統(tǒng)汽車的21.6%~35.5%和29.8%~45.9%。因此，無人駕駛時(shí)代，道路基本通行能力將大約提高2.6~4.2倍。道路可能通行能力N可能=N*∏修正系數(shù)αi，其中修正系數(shù)包括車道寬度、側(cè)向凈空、縱坡度、行車視距、重型車、沿途交通條件等修正系數(shù)。上述修正系數(shù)中，無人駕駛汽車與行車視距之間存在直接影響，與車道寬度、側(cè)向凈空、沿途交通條件等存在間接影響，均會(huì)導(dǎo)致這些修正系數(shù)的上升。因此，在無人駕駛時(shí)代，排除了駕駛員對交通流特性的主客觀影響，應(yīng)針對無人駕駛汽車的交通流特性進(jìn)行研究分析，重新確定各修正系數(shù)對基本通行能力的影響系數(shù)。無人駕駛汽車在一條車道上行駛時(shí)將基本保持相同的速度行駛，減少了車輛換道次數(shù)，交通流更加穩(wěn)定，交通安全性更高。同時(shí)，交通流的平均速度更高（接近車輛行駛的安全限速值）、最小車頭間距更短，從而交通流的交通效率更高，道路通行能力也將大大提高。再加上道路交通事故的減少，車道縮窄（車道寬度取決于車身寬度和車輛行駛中橫向的必要安全距離，由于無人駕駛汽車行駛穩(wěn)定性更高，其橫向安全距離可以更小）帶來車道數(shù)的增加，必然使得整個(gè)道路交通系統(tǒng)的通行能力的大大提高，從而緩解交通擁堵。通行能力的提高將降低道路用地的增長速度，甚至直接減少該用地的投入。另外，無人駕駛汽車的即停既離將大大降低路側(cè)停車位的需求，自助泊車和共享汽車也將降低路外停車場用地的需求。因此，在無人駕駛時(shí)代，基于道路交通量基本保持不變的前提下，未來城市中的道路與交通設(shè)施用地將有所減少。

3傳統(tǒng)道路交通規(guī)劃設(shè)計(jì)理念的革新分析

3.1道路空間再分配

在一條道路交通需求不變的情況下，單車道通行能力的提高可使得道路的車道數(shù)減少，再加上車道縮窄和路側(cè)停車位需求的減少，那么未來道路空間也將發(fā)生重大變革。無人駕駛時(shí)代，機(jī)動(dòng)車道占用的部分道路空間資源將得以釋放，可重新分配給慢行交通，或者壓縮道路紅線。此時(shí)，道路紅線、綠線和建筑退線內(nèi)的空間布局需重新安排，慢行空間、街道景觀與建筑前庭共享空間的設(shè)計(jì)將會(huì)有更大的施展空間[3]。道路空間的彈性分配和集約利用，將大大提高街道空間的適應(yīng)性與使用的靈活性，兼顧機(jī)動(dòng)車出行和慢行的交通需求，塑造更加人性化的、充滿活力的生活空間。特別是對于新建道路，適當(dāng)縮窄機(jī)動(dòng)車道也有利于突破用地條件限制，在道路建設(shè)中變被動(dòng)為主動(dòng)。無人駕駛時(shí)代，城市道路內(nèi)每一路段的每條機(jī)動(dòng)車道都可雙向控制。在不同時(shí)間段，城市交通管理控制中心根據(jù)道路交通系統(tǒng)實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)，合理分配每一路段每條車道的行駛方向、路權(quán)、限制速度和轉(zhuǎn)向等要求，確保道路系統(tǒng)與交通系統(tǒng)的最佳匹配，確保道路空間資源更加集約、高效。另外，為滿足即停既離的車輛停車需求和確保交通便利性，路側(cè)停車位應(yīng)在大型人流集散點(diǎn)附近的合理位置，按照整體分散和區(qū)域集中的原則布設(shè)滿足停車需求的港灣式停車位，避免干擾道路的交通正常通行，以及減少道路修建資金和用地資源的浪費(fèi)。另外，共享汽車和自助泊車減少了對路外停車場地的需求，使得這部分用地可以用于其他用途，比如汽修店、充電樁和加氣站、綠地等。

3.2道路設(shè)計(jì)

當(dāng)前許多道路設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)均與駕駛員的交通特性息息相關(guān)，而在無人駕駛時(shí)代，所有與駕駛員交通特性相關(guān)的道路設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)都需要一一調(diào)整，符合無人駕駛汽車人工智能自主駕駛的交通特性。駕駛員的交通特性主要包括視覺/感知特性（視力、視野、色感和視覺適應(yīng)等）、反應(yīng)特性（判斷、決策和操控時(shí)間）和心理素質(zhì)（緊急應(yīng)變能力、疲勞或興奮駕駛等），并依據(jù)駕駛過程的不同階段可將駕駛員的交通特性分為感知特性、判斷特性和操作特性[4]。因此，傳統(tǒng)汽車在行駛過程中，駕駛員的視覺/感知特性可能會(huì)導(dǎo)致駕駛員出現(xiàn)視覺疲勞和錯(cuò)覺等，其反應(yīng)特性也將直接影響了左右兩側(cè)車輛間的橫向安全距離，前后兩側(cè)車輛間的縱向停車距離和換道距離。這些將直接影響道路設(shè)計(jì)中的長直段最大長度、車道寬度、視距、高速公路和快速路出入口間距、環(huán)形交叉口的交織段長度等技術(shù)指標(biāo)。目前道路設(shè)計(jì)速度（交通管控時(shí)道路限制速度的主要制定依據(jù)）主要從交通效率和交通安全兩方面綜合確定，從而保障車輛行車安全，減少交通事故和降低事故損害程度，同時(shí)盡量提高交通運(yùn)行效率。其中，交通安全的最主要影響因素為駕駛員的交通特性。因此，相比于駕駛員，無人駕駛汽車的行駛安全性更高，道路設(shè)計(jì)速度應(yīng)該提高到無人駕駛汽車安全行駛的最高車速，不再受限于駕駛員的交通特性。在道路平縱斷面設(shè)計(jì)中，從道路設(shè)計(jì)角度考慮，道路設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主要因素是道路等級和道路通行能力。道路等級決定了設(shè)計(jì)速度，而設(shè)計(jì)速度是道路設(shè)計(jì)中圓曲線和豎曲線的半徑和長度、縱坡坡度和坡長，超高橫坡坡度和加寬，以及車道寬度、視距、高速公路和快速路出入口間距、環(huán)形交叉口的交織段長度等技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì)依據(jù)。因此，在無人駕駛時(shí)代，當(dāng)前道路設(shè)計(jì)規(guī)范中上述指標(biāo)均需要做出相應(yīng)調(diào)整。另外，道路通行能力直接決定了車道數(shù)，從而間接影響了道路寬度和橫斷面布局。在道路橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮行人和騎行者等慢行出行者的權(quán)益，改變傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)車優(yōu)先的路權(quán)分配形式，重新分配步行、非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車的道路空間比例，并給予步行和非機(jī)動(dòng)車更多的道路空間，而且機(jī)動(dòng)車道縮窄和路緣帶的取消將帶來給予步行和非機(jī)動(dòng)車更多的道路空間的可行性。另外，當(dāng)前道路交通標(biāo)志標(biāo)線的形狀、尺寸、顏色、字符和圖形，均以駕駛員的視覺特性為主要設(shè)計(jì)依據(jù)，利于駕駛員識(shí)別和認(rèn)知。道路交通標(biāo)志和標(biāo)線應(yīng)根據(jù)無人駕駛汽車的交通特性重新分類和設(shè)計(jì)，刪除不再需要的標(biāo)志標(biāo)線的同時(shí)增加全新的標(biāo)志標(biāo)線，確保無人駕駛汽車的交通安全[5]。

3.3交通規(guī)劃

無人駕駛的舒適性必然吸引一部分步行和非機(jī)動(dòng)車轉(zhuǎn)化為機(jī)動(dòng)車出行，用于短距離出行和接駁公共交通出行，還將會(huì)使更多機(jī)動(dòng)車出行者接受長距離出行。這將一方面導(dǎo)致機(jī)動(dòng)車出行比例的上升和交通出行方式結(jié)構(gòu)的全面調(diào)整，從而引起整個(gè)城市交通規(guī)劃工作的重點(diǎn)和關(guān)注點(diǎn)的變化，另一方面將引發(fā)的城市低密度蔓延，進(jìn)一步擴(kuò)大城市規(guī)模，導(dǎo)致整個(gè)城市規(guī)劃工作的變革。無人駕駛時(shí)代，交通規(guī)劃理論方法應(yīng)針對無人駕駛汽車的微觀交通特性和其交通流的宏觀交通特性，不斷地創(chuàng)新、發(fā)展與完善。同時(shí)，城市土地利用與道路交通系統(tǒng)之間存在著客觀的互動(dòng)反饋關(guān)系，城市規(guī)劃的理論方法應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，應(yīng)符合無人駕駛時(shí)代的道路交通系統(tǒng)的交通特征，且重點(diǎn)針對道路與交通設(shè)施用地占城市建設(shè)用地的比例和道路與交通設(shè)施用地的內(nèi)部細(xì)化分配結(jié)構(gòu)展開系統(tǒng)研究。另外，無人駕駛汽車的便利性和舒適性將促使自駕游更受大眾喜愛，房車基地的需求也將隨之增加，因此在城市規(guī)劃中應(yīng)予以考慮，并研究該類用地的土地管理政策、交通特征，以及與其他用地之間的內(nèi)在聯(lián)系。為有效抑制無人駕駛汽車帶來的城市無序擴(kuò)張和蔓延，城市規(guī)劃應(yīng)科學(xué)合理明確各功能用地的比例和開發(fā)強(qiáng)度，并科學(xué)規(guī)劃各功能用地的布局，及與其交通需求相匹配的道路交通網(wǎng)。無人駕駛汽車可為交通規(guī)劃和城市規(guī)劃工作提供海量準(zhǔn)確可靠的交通數(shù)據(jù)和OD出行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將成為城市交通系統(tǒng)交通流預(yù)測和城市道路網(wǎng)規(guī)劃的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以及城市土地利用規(guī)劃的定量依據(jù)，確保交通規(guī)劃和城市規(guī)劃的科學(xué)合理和準(zhǔn)確可靠。

4結(jié)語

無人駕駛汽車終將會(huì)改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的交通出行理念，對城市道路空間、道路設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃和交通管控等諸多方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。為更好地迎接無人駕駛時(shí)代，我們應(yīng)充分關(guān)注無人駕駛汽車對道路交通系統(tǒng)的影響，并從規(guī)劃設(shè)計(jì)層面做好研究工作。同時(shí)，政府也應(yīng)提前研究并制定相關(guān)政策，通過經(jīng)濟(jì)手段、行政手段甚至法律手段促進(jìn)無人駕駛汽車引導(dǎo)城市公共交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，配合優(yōu)先發(fā)展公共交通、高密度土地開發(fā)和混合利用等緊湊城市發(fā)展策略，避免陷入無人駕駛時(shí)代以小汽車交通為導(dǎo)向的城市發(fā)展模式，抑制城市的惡性蔓延。