摘要：现行的公路几何设计规范，虽然称为“路线”设计，但在D20和D21中，都完全没有“路线连续性”(route continuity)这个概念。这不禁让人疑惑：路线规范究竟懂不懂“路线”？

——系列概念之 路线连续性

连续是路线(route)的本质特征。“沿着某某公路行驶”的说法，其实是以路线连续为前提的。

现行的公路几何设计规范，虽然称为“路线”设计，但在D20和D21中，都完全没有“路线连续性”(route continuity)这个概念。这不禁让人疑惑：路线规范究竟懂不懂“路线”？

在“立交桥几何设计的相关规范落后了多少年？”一文的留言中，有人觉得这一类的问题已经不再是问题了，只要 “听着导航走”就行。

我国的高速公路建设进程，基本上一起步就是起飞。像几何设计和交通工程这种比较“柔性”的学科，似乎根本就没时间沉淀和反思。因此，在工程上会积累一些问题和缺陷，几乎是必然的。

现行教科书及工程规范的体系传承，历来不关注“人因”(human factors)。交通工程和几何设计中有很多与人因相关的概念，我们实际上从来就没弄明白。多数遗留问题都与此有关。

既然是和人因有关，那么这些问题是否真的会随着信息技术和智能技术的发展，而自然消解呢？

一、“路线” 及 “路线连续性”的历史

所谓路线(route)，就是通过编号或者命名指定的公路线路。车辆行驶的实际载体并不是路线，而是道路(road)本身。既然如此，我们为什么要设定路线呢？

从驾驶任务的角度看，虽然“路况响应”(guidance)及“车辆操控”(control)都和路线无关。但公路的编号或者名称给行程规划(trip planning)带来的便利，应该是显而易见的。然而，问题却并不像表面看起来这么简单。

最早的编号公路， 1918年出现在美国的威斯康星。该州的道路工程师约翰.多纳西(John T. Donaghey)后来回忆道：

以前给人指路，只能以岔口、学校、红色车棚，或者其他什么显眼的东西作为参照。在对路线编号并沿线安装了相应的标志之后，只需要说“顺着12#公路前行，然后转21#一直走。”这种简洁、没有歧义的言语，取代了之前那些复杂、难以理解的表述方式。

但是，除非这些路线本身是连续的，即：路线在岔路口应该是顺着自然延伸的方向。不然，就需要驾驶人在每一个岔口都核对标志，才能确保 “顺着12#公路前行”。

速度越快，在岔口面临的决策压力就越大。对于“直通”(through)方向，路线连续性给驾驶人提供了“自然”的指引，只要沿着主路行驶就可以了，不必在每个岔口都面临决策。

假设我们计划沿着G85到昆明，如果途中的每个出口都需要判断应该走主线还是匝道，G85也就完全失去了“路线”的意义。

在刚开始命名或编号公路的时候，基于道路自然延续的方向来确定路线，是一件理所当然的事情。换句话说，在公路网发展的初期，这种连续性是不言而喻的，路线的走向自然也是和驾驶人预期一致的。此时，并不需要特意用一个术语来规范这种一致。

但是，随着区域经济的发展和时间的推移，可能会出现主要交通流和路线方向不再一致的情形，特别是在高速公路途经城市附近立交桥的一些局部路段。这样就面临着一个矛盾：从效率的角度，主要交通流应该沿着主线的方向直通(through)、不必减速变道；但从“驾驶人预期”的角度，主线却应该与路线的方向一致。

对于这个矛盾，莱斯(Jack E. Leisch)的选择是维持“路线连续性”(route continuity)。你可能已经想到了；没错，就是那个构思了“车道平衡”、“出口形式一致性”的莱斯(请参阅几何设计及交通工程的“湿猴困境”、立交桥几何设计的相关规范落后了多少年？）。

下图左侧是莱斯当时草拟的“路线连续性”概念图示；右边的实例，是加拿大407#公路在多伦多附近的一座立交桥。407从西南到西北弯曲的主线才是保持连续性的“路线”，而从西南到东北的“直线”方向，反而是出口。

到1984年，莱斯所构想的这一系列概念正式成了AASHTO的设计政策，这个概念图示（上图左侧）也被绿皮书沿用至今。而且在绿皮书的立交方案比选原则中，第①是通行能力，第②就是路线连续性。

莱斯认为，在主要交通流与路线方向不一致的时候，驾驶人预期(driver expectancy)比效率更重要。为了保证路线连续，需要把和路线不一致的主要交通流方向设为出口。同时，出口应该采用类似“直通”(through)的直连式匝道，以兼顾主要交通流的效率，但又要确保驾驶人能够直观的分辨主线与出口。

至于其他国家的情况，由于莱斯先生同时也在加拿大任教和任职（60年代），有关立交桥的设计政策，TAC差不多一直都和AASHTO同步。

澳大利亚及新西兰也几乎完全照搬了莱斯所发展的这些概念。Austroads不但明确宣示了路线方向的连续性优先于主要交通流（下图2.），还从绿皮书中照抄（改成了左行制）了莱斯的概念图示。

但并非所有国家都选择了同样的方式。比如，DMRB就没有完全采纳“路线连续性”概念；英国甚至有一个专门的词汇“TOTSO”(Turn Off To Stay On)，用来表示道路主线偏离路线方向的情形，意思是“离开主线才能保持原有路线”。

二、路线设计规范究竟懂不懂“路线”？

在“路线连续性”原则成为AASHTO设计政策30年之后，JTG系列也做出了取舍。D21虽然照搬了路线连续性的图示（下图右侧），但特意把“路线连续性”改成了“主交通流方向车道的连续性”（下图左侧）。

在“人因”与效率发生矛盾的时候侧重效率，很符合我们不关注“人因”的一贯传统。事实上，对于交通工程(traffic engineering)语境下的“路线”概念，我们从来就没搞明白过。

比如，成渝高速是四川的第一条高速公路，在2005年路网规划调整时被一分为二：成都-隆昌段变成了G76厦蓉高速（下图左侧蓝色路线），内江-重庆段成了G85渝昆高速（绿色路线）。这两条路线不但都需要TOTSO，重庆→厦门方向甚至是环形匝道（下图右上）。

无论是G85还是G76，“路线”在此时的意义都已经和交通(traffic)完全无关了。事实上，从成都上G76的车辆，绝大多数都是去重庆方向而不是厦门，在重庆上G85也一样，这并不是局部段落的问题。2005年的这次“路线”调整，实际上完全背离了原成渝高速交通流的总体走向。

到JTG/T D21-2014明确放弃了“路线连续性”原则之后，交通(traffic)意义上的“路线”概念，实际上就被正式排除在路线规范之外了。此后，“路线”纯粹成了一个“规划”概念，而与“交通”无关。

从这个意义上讲，路线规范确实不懂“路线”。

三、“路线连续性”的交通意义

在交通工程(traffic engineering)语境下，“路线连续性”通过响应“驾驶人预期”，极大的降低了行程对标志的依赖，简化了驾驶任务中的路线跟循(route following)。

比如从宜宾到雅安，百度地图所规划的主行程，是沿着G93成渝环线行驶222km（下图左）。正常驾驶人对“沿G93行驶”的预期，应该是一直顺着主路走。

但G93在乐山张徐坝枢纽遭遇了典型的Turn Off To Stay On ，沿着主线反而会转到G0512的成都方向（上图右侧蓝色线路）。必须从右侧出口离开主线，才能保持在G93上（上图右侧红色线路）。

从信息论的角度看，如果路线是完全连续的，也就是在每个立交桥都沿着主线直通(through)，路线跟循并不需要任何格外的信息。但如果在每个立交桥，走主线和匝道的可能性各为50%，跟循路线所需要的信息量最大。按照香农的定义，这种等概率的2选1，信息量是-log2(0.5)=1bit。

假设路线在90%的立交桥都和主线一致，但在10%的立交需要走匝道转换。对于不熟悉路线的驾驶人而言，每个出口的平均不确定性（即信息量）：

I=-[0.1×log2(0.1)＋0.9×log2(0.9)]

=0.47bit

换句话说，即使只有10%的立交桥需要TOTSO，路线在出口的不确定性就接近了完全不能确定时（1bit）的一半。如下图所示。

绿皮书认为路线连续性原则简化了驾驶任务。但在主要交通流与路线方向不一致的时候，简化的其实只是路线跟循。图八可以视为路线不连续会增加信息负荷的图示。

路线连续性原则的重要性，取决于行程规划及路线跟循对“保持路线”(stay on the route)的依赖程度。一般而言，这和一个国家的疆域幅度、路线长度及路网的复杂程度是正相关的。

四、导航任务的中美对比

在电子导航普及之前，美国的长途驾驶对“路线”的依赖程度非常高，从指路标志的设置方式就可见一斑。

在MUTCD的指路标志体系中，相较于目的地，路线(route)处于更核心的地位。从联合设置的图示中（下图），可以很直观的看出这种联合是以路线指引为基础的。

在枢纽立交，MUTCD把每个方向“地名信息”的数量限定为1（下图左侧），并规定为是该方向下游的第一个“控制城市”(control city)。“控制城市”与路线关联，主要功能并非指示目的地，而是为驾驶人循路提供统一的参照(references)。州际公路的“控制城市”由各州与AASHTO协同制定后发布。

在MUTCD中，直通方向(through)的指示必须有路线信息，但可以没有地名信息（上图中）。甚至在出口预告标志中，也有仅指引路线的情形（上图右）。

我们在路线长度、疆域幅度和路网的复杂程度上，和美国都是同一个数量级的。按理讲，长途旅行对路线的依赖程度也应该很高。但GB5768至今仍然是以指示目的地为主，这可能和我们当初的学习顺序有关。

GB5768最早的版本(86版)学的是日本。在当时，直接指示目的地也确实没啥问题。90年代的高速公路基本上都还是独立的路线，驾驶人对指路信息的需求，也主要是路线本身的途经点。所以直到99版，GB5768仍然没有把路线的编号/名称作为指路信息。

但在高速公路逐渐连线成网之后，驾驶人对路线转换的信息需求与标志指示的现状之间，就出现了矛盾。GB5768随即也在2009版把路线编号/名称纳入了指路信息（与地区名称、地点名称并列），实际上是引入了MUTCD的路线指引方式。

问题是，不但驾驶人早已习惯了在标志牌上直接看见“目的地”，而且GB5768也和路线规范一样，并没有真正理解“路线”在交通(traffic)上的意义。直到2022版， GB5768的指路体系还是以指示目的地为主， “路线”引导基本上流于形式。

比如“地点、方向标志”，标准形式就只有“地名信息”（下图左侧a）。在文本表述上，路线编号是“可增加”的（下图左侧b）、路线方向则是“也可增加”的（下图左侧c）。GB5768的这种取舍，和MUTCD（下图右）正好相反。

这样的设置，在现行路网中的适应性究竟如何呢？

五、后发优势

在高速公路上随处可见的附加标牌（下图），其实已经说明了适应得并不好。而且增设的这些地名，也并不是当前路线的途经点。这反映了直接指示“目的地”的惯性仍然很强，比如G85昭通段在串丝出口增设的“成都”（下图左1红框）。

问题是，从昭通到成都究竟应该继续走G85然后转S4；还是从串丝出口上S12，之后再转G4216，本身取决于驾驶人的行程规划。

在电子导航普及之前，路网环境下的行程规划只能依托于路线，这几乎是唯一可行的办法。比如，从洪雅到成都，主行程大体应该是：S40广安方向（33km）→转G0512眉山方向（38km）→转G5成都方向（33km）。

在这个规划中，“广安”、“眉山”等地名信息并不是“目的地”，而是标示路线方向及路网定位的坐标。换句话说，枢纽立交指路标志的地名信息，本质上就应该是control city，而非目的地。

事实上，从洪雅进入S40广安方向，不但可以到成都，还可以到资阳、内江、遂宁、南充、广安、重庆……，等等等等。路网本身四通八达，无论附加多少标牌，都不可能穷尽当前路线之外的“目的地”。试图依靠指示“目的地”在路网中引导行程，无论如何都只能挂一漏万。

更重要的是，在距离、时间、收费、舒适程度甚至路侧风景等诸多因素之中，不同的驾驶人、不同的出行目的、不同的车型甚至不同的心情，侧重点都可能完全不同。换句话说，在四通八达的路网中，行程规划当然应该是驾驶人自身的主观选择。直接指示“目的地”的企图，在逻辑上就不通。

但这么多年以来，我们一直都是按照这种“行不通”的方式在做。而之所以没有出现太大的问题，决定性的因素其实是电子导航技术的适时兴起和普及。

由于电子导航极大的改变了“行程规划”和“路径跟循”的方式，在主要交通流与路线方向不一致的情况下，效率和驾驶人预期之间的相对权重，也因此发生了改变。

仅就“路线连续性”这个概念而言，现在来看，JTG/T D21优先考虑主要交通流的效率，似乎反而成了更好的选择。这是否是某种 “后发优势”呢？

六、电子导航改变不了的

在目前的高速路网上长途旅行，如果没有电子导航又不熟悉道路情况，想要仅凭指路标志去跟循规划的路线，是一项极端困难的任务。

电子导航的适时普及，可以说是挽救了路线设置与交通(traffic)错位以及标志指示和路线脱节所导致的混乱。但电子导航所解决的，仅仅是“找不到路”的问题。虽然及时缓解了矛盾，同时却也掩盖了一些更深层次的问题。

由于“驾驶任务”的基本逻辑并没有改变，我们在基础认知上的缺陷，同样会反映在电子导航上。比如，在已经没有足够距离变道的情况下，语音导航还在不断提示，就是一个很普遍的问题。如果你刚好没有留意上游的出口预告标志，又忽视了之前的语音提示，这样的重复是很容易引发事故的。

在公安部交通管理局的公号上就有一些这样的案例，比如“错过出口急刹变道被猛撞”。从肇事车行车记录仪的视频中可以清楚的看到：该车已经到了实线区域，而且并不在右侧车道，但导航仍在提示“向右前方进入匝道”。

在播报结束时，肇事车距分流点仅60m（10节3-3线），这个距离远不足以正常完成间隙搜寻及变道。直接变道的结果导致了追尾，碰撞点已经接近分流点了，而此时变道还没完成一半（上图右上）。

实际上，出口预告标志的设置，包括信息选择、字体大小、安装位置、重复次数等等，针对不同的出口布局，MUTCD都有很具体的规定。这些规定是建立在对识别距离、驾驶人预期、信息负荷等等因素的大量研究之上的。

电子导航同样是对路线和方向的选择，几何设计及交通工程的基本原理仍然会发挥作用。因此，规范的标志设置、符合“一致性原则”的出口布局，才能更好的充当导航语音的参照。

比如在美国的高速公路出口，Google Maps导航语音的标准播报是两次，分别是在距离出口1mile及0.5mile的时候，与MUTCD的出口预告标志一致。而且播报的内容也比较统一，比如在枢纽立交，大体会是"Take exit 45"、"onto I-10 East"。这样的一致和简洁，得益于MUTCD路线引导理念本身的一致和简洁。

下图是一个反面案例。一座连接两条城市快速路的枢纽立交，其南行方向是单一出口+匝道分流，符合出口形式一致性原则（下图右侧）。这种布局的主要目的本来是简化标志设置（参见立交桥几何设计的相关规范落后了多少年？）。但由于我们既没理解“出口形式一致性”的本意，又不明白枢纽立交应该指引“路线”而非“目的地”，也不懂得不宜在出口三角带重复信息（请参阅GB5768的演变与交通工程专业的不“专业”），以至于不仅没有分散决策、版面上还挤满了文字，而且又在错误的时点重复信息。

图十五 电子导航承袭了指路标志的所有问题

上图左1的标志位于出口三角区①（参见右1），中间则是匝道分流三角区②。电子导航在主线上的语音播报是：“在三岔路口向右前方驶入东环路高架，往上方山森林动物世界方向。”

显然，电子导航继承了我们在“出口形式一致性”、“路线”指引、信息位置等问题上的所有错误认知。与Google Maps相比，不但决策更为复杂，而且相较于简洁版面上一目了然的West或者East（参见图十一右侧），在挤满汉字的牌面上寻找 “上方山森林动物世界”，也要麻烦得多。

由此可见，就驾驶任务中的路线跟循而言，在现行路网中驾驶要比在美国的要求更高。电子导航并没有改变这一点。而驾驶负荷(driver workload)通常是和事故率正相关的。

七、后发优势陷阱

杨小凯在谈及落后国家可以通过技术模仿高速发展时，认为技术捷径可能会掩盖更深层次的问题，从而在更长的时间尺度上，使发展陷入泥潭。这个所谓“对后来者的诅咒”(curse to the late comer)，杨小凯本人在中文语境下的用词是“后发劣势”。按上海邑途王博士的想法，应该称之为“后发优势陷阱”。

如果没有电子导航的发展和普及，“找不到路”的问题可能早就爆发了。当真如此，我们也应该早就静下心来，认真梳理过那些被我们忽视的基础理论和底层逻辑了。

电子导航一方面缓解了矛盾，另一方面也掩盖了我们不懂“路线”的真相。像直通(through)、支路干路、车道连续、驾驶人预期、点线等很多和路线相关的概念，也因此而一直都停留在含混不清、似是而非的状态。

比如，和through相关的路权规则，就一直没有理顺。下图引自ITE的交通工程手册，原本是作为夜间线形诱导不良的例子。换个角度看，实际上就是夜间的路线连续性问题。

“转弯让直行”的说法似乎早就深入人心了，但很少人会认真思考，为何全世界只有我们（及台湾）是这样的规则？实际上，《道交法》和《实施条例》的规定本来并不是这样子的，只是由于“直通(through)优先”的概念缺失，不得已，国法秘政函〔2008〕393号文才打了一个“转弯让直行”的补丁（请参阅支路与干路）。

问题是，全世界（右行制）的通行规则都是：无论右侧来车是直行还是转弯，在同时到达路口时，相邻车道都应该“让右”。“转弯让直行”不仅低效，而且并不安全（请参阅支路与干路）。

台湾因为有“支線讓幹線”的规定兜底，起码回避了支线“直”行时事故判罚的困境（请参阅支路与干路）。“支路让干路”本质上其实是“直通优先”，以图十六为例，由北向南的“直行”，显然应该让由西向南的“转弯”。

在专业文献中，我们通常把“through”翻译成“直行”。比如，几何设计把through traffic叫做“直行交通”，交通工程则将 through lanes称为“直行车道”。但这里“through”的意思并不是“直”(straight)，而是路线延续的方向，是与“路线连续性”密切相关的概念。

在交叉口turn left/turn right，其实质并非改变“方向”，而是转换 “路线”。单纯的改变方向，比如 “转弯”，其实是go through a curve/bend，由于路线并没有改变，所以还是“through”，并不是“turning”。

从路权规则的本质上讲，并非转“弯”让“直”行，而是“转换”(turning)让“直通”(through)，也就是路线延续的方向优先。在T形路口，默认是横向的路线(top of the T)连续；由于竖向路线已经在路口终止，继续行驶实际上是“转换”到了新的路线，所以应该让行（下图左侧，澳洲是左行制）。

但在特殊情况下，也可能“转弯”才是路线延续的方向。在这种情况下，“直”行就变成了turning， “转”弯反而是“直通”(through)，所以就变成了“直”行让“转”弯（上图右侧）。此时，直通方向是用标线来标示的，也就是用车道连续来标示路线连续。

至于“转弯让直行”的说法，我怀疑是中文对英文的误解，是对“turning”让“through”的某种误读。

在交叉口，“through”实际上是一个相对的概念。并且“through优先”是比“让右原则”效力等级更高的路权规则， UVC的11-401条b款对此就有明确的阐述。

那种认为从右侧支路(side road)、甚至“通道”(driveway)出来的车辆，也同样适用“让右原则”的想法，本质上是因为不明白主线“through”的意思（请参阅支路与干路）。

不把这些和“路线”相关的概念梳理清楚，就很难理解相应的路权规则。

车道设置也一样。比如在灯控路口的进口道，车道像收费广场一样完全中断的情况，在很多城市都是常态（下图）。可问题是，收费站这么设置的原因，是因为需要驾驶人自主选择队列来优化效率并平衡需求。而且两者的驾驶情景也完全不同。

至于应该为“直行”交通（through traffic）提供不必变道的“车道连续性”，我们似乎完全缺乏认知。下图是直通车道(through lane)不连续的例子：沿车道①继续行驶就会进入左转专用道，直行的车辆必须向右变道；利用右侧车道直行也需要变道。问题是，这种设置随处可见。

直接从直通车道(through lane)变成转弯专用车道(mandatory turn lane)，称为dropped lane，很容易变成“陷阱车道”(trap lane)。对于类似设置带来的问题，网上也有不少吐槽。既有掉入陷阱的驾驶人的抱怨，也有“驾车指南”教导大家一概别走最左侧车道。

随着踩过坑的人越来越多，使得即便把最左侧设置成连续的直通车道，利用率也会降低。下图就就是一个例子。因为经常踩坑，很多车辆在接近路口时不敢继续在左侧行驶，继而强行变道。不但左侧车道的利用率很低，还严重影响了相邻车道的效率。

在美国，如果没有额外的指示，左侧车道会默认是 “直通”车道。在无法避免dropped lane时，为了维持驾驶人预期的稳定，按照MUTCD的规定，除了必须提前设置相应的法规标志（参见下图左侧），还要用点线(dotted line)分隔（下图红框）。

点线也是和“路线”密切相关的概念，主要用于直通车道和其他车道的分隔。和其他与路线相关的概念一样，点线也从来就没有被讲清楚过的（参见GB5768.3征求意见稿的一些问题1）。

回到图二十的问题。只需像下图这样进行简单的渠化，所有车道上的直通车辆，都可以沿着车道连续行驶而不必变道。不但能提高效率，也符合驾驶人对左侧车道“直通”的预期。左转车道则相当于是一个港湾式转弯车道（turn bay），需要变道才能进入。

与图二十相比，两者的优劣可以说一目了然。问题是，这么简单的渠化，为何在路上极少看到正确的设置呢？更重要的问题其实是，这些最基本的原理，为何至今都没有任何一本工程规范或者教科书讲明白？

有段时间我疑惑过另一个问题：现在的年轻人不但见多识广，英文也好，怎么就没人花精力来梳理一下学科自身的这些基础呢？

后来才逐渐想明白。一方面，这些问题和现行的工程规范及教科书传承的内容似乎毫无交集，就像属于完全不同的体系；而另一方面，比我们更年轻的一代，在电子导航普及之前就自己开车的本来就不多，需要长途旅行、并经常遭遇循路难题的，更是凤毛麟角。由于没有切肤之痛，确实更难认清问题的根源。

电子导航的普及，极大的缓解了循路需求与路线设置、出口布局及标志指引方式之间的矛盾，但正因为如此，也使得我们在几何设计和交通工程一些基础认知上的欠缺，迟迟都得不到纠正。从这个意义上讲，坐享“后发优势”的红利，可能本身就是某种“陷阱”。

来源：通云智能