典型道路環(huán)境交通安全分析及改善

根據(jù)近些年統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，在我國各類道路交通事故中，車與物碰撞、車與車碰撞（包括正面碰撞、側(cè)面碰撞、尾隨碰撞）的交通事故，無論次數(shù)、傷亡人數(shù)，還是經(jīng)濟損失都占到相當大的比重。隧道、橋梁、交叉口、彎道路段等特殊路段發(fā)生交通事故的概率和嚴重程度相對突出。隧道出入口區(qū)域的黑白洞效應、邊墻效應、隧道路段視線誘導設施布設情況、噪聲及空氣污染等因素均對行車安全有重要影響；橋梁路段交通事故原因方面主要有違法超載、駕駛失誤、流量大、車流組成復雜、惡劣天氣、橋下陰影效應；在交叉口路段，行人、非機動車和機動車之間相互干擾程度大大增加；彎道路段交通事故原因主要有彎道誘導不足，駕駛?cè)税l(fā)生彎道錯覺。下面介紹幾類典型道路環(huán)境危險情況并提出改善思路。

01

路側(cè)危險因素

車輛失控或發(fā)生碰撞后駛出路外的交通事故時有發(fā)生，而且往往因路側(cè)危險因素加重事故后果。路側(cè)危險因素分為危險地形因素和危險地物因素，危險地形包括路側(cè)邊坡及路側(cè)深水區(qū)，路側(cè)危險地物包括行道樹、桿柱、路緣石、路側(cè)排水設施等，如果設置不當會嚴重威脅路側(cè)安全。
路側(cè)安全設計是為了在惡劣路側(cè)情況下，不讓無心之失的駕駛?cè)烁冻錾驀乐貍麣埖拇鷥r。因此，在進行路側(cè)安全設計時必須始終堅持“寬容”或“容錯”的設計理念，為駕駛?cè)颂峁┌踩穆穫?cè)空間。路側(cè)寬容設計是路側(cè)安全設計的核心，可細分為路側(cè)凈區(qū)、主動引導、全時保障（表1）。
表1：路側(cè)交通安全保障原則

02

規(guī)避效應

運動中的人看到臨近區(qū)域的障礙物，有遠離障礙物的本能。如果行車環(huán)境中存在障礙物時，為了防止碰撞障礙物，駕駛?cè)藭倏v車輛遠離障礙物，這就是規(guī)避效應（Shy Away Effect）。規(guī)避效應在有隧道、中央隔離欄、路側(cè)護欄等的道路環(huán)境中較為顯著。規(guī)避效應會促使駕駛?cè)诉h離路側(cè)障礙物，偏離當前車道中心，容易侵入相鄰車道，存在較大的事故風險（圖1）。

圖1：車輛遠離路側(cè)障礙物
為了降低規(guī)避效應的不利影響，需要在路側(cè)設置相應的誘導設施，建立合理的視覺參照系，緩解過強的規(guī)避效應，從而提升路側(cè)安全水平。如在路側(cè)障礙物（例如隔離欄、路外立柱、彈性交通柱）上設置線形誘導、輪廓誘導設施（如條形反光膜、條形輪廓柱等），提升駕駛?cè)藢β穫?cè)環(huán)境感知能力，規(guī)范行車軌跡，幫助駕駛?cè)酥ｋU、會避險（圖2）。

圖2：豎向條形反光膜和條形輪廓柱

03

松懈效應

駕駛?cè)嗽隈{駛負荷降低時產(chǎn)生的“松懈現(xiàn)象”即為松懈效應（Hysteresis Effect）。比如通常情況下，交叉口上游交通環(huán)境更為復雜，駕駛?cè)说鸟{駛負荷較多，注意力更為集中；但當駕駛?cè)笋側(cè)虢徊婵谙掠螘r，駕駛負荷減少，此時駕駛?cè)诵睦?、生理警覺程度都將降低，易進入松懈狀態(tài)（圖3）。除了交叉口下游，彎道接直線線形組合、白天隧道出口、匝道出口等都存在類似現(xiàn)象。松懈效應容易促使駕駛?cè)诉x擇性或無意中遺漏交通信息，甚至會出現(xiàn)無意識超速、轉(zhuǎn)向不及時等不良駕駛行為。

圖3：駕駛負荷降低、出現(xiàn)松懈狀態(tài)
改善松懈效應，需要保證視覺信息誘導在全天各時段均保持連續(xù)性和一致性，不發(fā)生劇烈變動，可采用“多重線形誘導+多重輪廓誘導”相結合，比如在交叉口區(qū)段、隧道出口區(qū)域設置漸變連續(xù)的視線誘導設施，保證全天候道路線形誘導與輪廓誘導的連續(xù)性、一致性（圖4）。

圖4：交叉口中分帶連續(xù)的視線誘導設施

現(xiàn)有視線誘導設施設置混亂

視線誘導技術因能低成本改善道路交通安全，在實際中得到了廣泛應用，但部分視線誘導設施名稱不統(tǒng)一，設施頻率、尺寸、色彩設置混亂，缺乏合理的布設參數(shù)原理和依據(jù)，難以有效發(fā)揮視線誘導功能（圖5）。部分隧道設置過多的點狀燈具、點狀誘導設施（突起路標、輪廓標等），給駕駛?cè)溯^強的視覺刺激感，引發(fā)不適感，也有隧道設置較密集、較多色彩的反光環(huán)，同樣會引發(fā)不適感。

圖5：隧道內(nèi)誘導設施設置混亂
在安全島上的視線誘導設施、反光膜會存在尺寸、色彩設置混亂的情況（圖6）。安全島端頭位置較低，僅在側(cè)面設置反光漆立面標記，導致遠端難以辨識，缺乏足夠的警示效果。城市道路中央隔離欄端頭也存在輪廓誘導、線形誘導不足的情況。  

圖6：交叉口安全島和隔離欄的誘導設施、反光膜等設置混亂

線性誘導設計理念

01

線性誘導概念

在照明設計領域，線性照明采用連續(xù)的線條狀光源（直線形、曲線形、環(huán)形），能夠有效勾勒出建筑及空間輪廓。隧道中“線性照明”能夠產(chǎn)生連續(xù)、均勻、舒適的視覺效果，可以有效避免不連續(xù)光源對駕駛?cè)水a(chǎn)生的眩目感和頻閃，大幅提升了隧道通行的安全性和舒適性，線性照明已在國內(nèi)外城市隧道和高速公路隧道等得到了應用（圖7）。

圖7：線性照明在健身房、地鐵、隧道等場所的應用
借鑒線性照明的設計思路，提出“線性誘導”設計理念：利用多種線條狀（包括短線條、中線條、長線條、環(huán)狀）視線誘導設施，提高行駛環(huán)境的局部亮度與對比度，勾勒道路（護欄、隧道洞門、隧道側(cè)壁等障礙物或建筑界限）輪廓及道路線形走向，提高駕駛?cè)藢煌ㄐ畔⒌挠行Ц兄嚯x，引導其安全完成駕駛?cè)蝿眨▓D8、圖9）。

圖8：線性誘導可提升信息可視距離

圖9：公路隧道線性誘導方案

02

線性誘導設施

廣義上來講，線性誘導設施分為線性視線誘導設施、條形交通標志、條形標線（圖10-圖12）。狹義上來講，線性誘導設施僅指線性視線誘導設施（后文除單獨說明外，均指線性視線誘導設施）。

圖10：線性視線誘導設施

圖11：高速公路、城市快速路路側(cè)——條形標志

圖12：路面縱向標線——中、長線條標線
針對隧道環(huán)境，線性視線誘導設施有以下特點：◆ 較大尺寸，遠端可視：相比點狀信息尺寸更大，可視距離更遠，可確保識別視距范圍外可視（圖13）。

圖13：隧道輪廓帶增加前方環(huán)境的可視距離
◆ 形式多樣、便于組合：有點狀、短線條（長度為0.18m~0.5m，以0.18m×0.04m的矩形輪廓標為基準，長：寬≥4.5m）、中線條（長度為0.5m~2.0m）、長線條（長度≥2.0m）、環(huán)狀等幾種常見方式（圖14），可適應復雜識別視距、簡單識別視距、停車視距等不同視距要求，并可調(diào)控視錯覺。

圖14：不同類型誘導設施的設置形式及視認距離
◆ 勾勒輪廓、明確限界：與建筑限界或障礙物輪廓附著設置，不侵入建筑限界，確保用路人的空間路權（圖15）。

圖15：隧道輪廓帶明確空間路權
◆ 發(fā)光分散、柔和舒適：相對于傳統(tǒng)點狀照明燈具，誘導設施光線分散柔和，為駕駛?cè)颂峁┦孢m的視覺環(huán)境（圖16）。

圖16：隧道照明系統(tǒng)與線性誘導系統(tǒng)對比

03

視線誘導設施功能分析

視線誘導設施功能可概括為線形誘導和輪廓誘導，其中線形誘導是指引導前進方向平縱面線形的變化，使駕駛?cè)双@得良好的方向感，可根據(jù)線形變化適當調(diào)整行車方向；輪廓誘導是指警示道路（尤其是隧道）整體及障礙物輪廓，使駕駛?cè)双@得良好的空間感，可及時調(diào)整車輛的橫向位置。隧道內(nèi)典型視線誘導設施的作用如表2所示。
表2：隧道內(nèi)典型視線誘導設施的誘導作用

04

線性誘導設施應用

線性誘導設施廣泛應用于隧道、山區(qū)公路、城市道路等中，如圖17至圖19所示。

圖17：隧道線性誘導設施的應用 

圖18：線性誘導交通柱

圖19：中線條、長線條的誘導設施
在路側(cè)危險障礙物的處理上，可以應用線性誘導的設計理念，比如在無燈光照明的道路中，用豎向條形反光膜來凸顯樹木輪廓及道路線形（圖20）。

圖20：樹木中線條反光膜
在日常設計中，也會應用線性誘導的設計理念，用線條形反光帶勾勒出物體的輪廓，比如反光服、大貨車反光貼等等（圖21）。

圖21：線條形反光帶勾勒出物體的輪廓線性誘導系統(tǒng)

01

設計思路

考慮線條形誘導設施的尺寸較大、視距更遠、形式多樣、易于組合、勾勒輪廓、限界明確、發(fā)光分散、柔和舒適等特點，提出線性視線誘導系統(tǒng)（簡稱為“線性誘導系統(tǒng)”）的設計理念，其設計思路及主要技術手段如下（圖22）：◆ 利用逆反射、蓄能自發(fā)光、LED發(fā)光顯示技術滿足駕駛?cè)说膭討B(tài)視覺特性及安全需求；◆ 采用多密度（高密度、中密度、低密度）、多尺度（以線性誘導為主，點狀信息為輔）、多色彩（白色為主、適當彩色）信息組合，提升速度感、距離感、空間感、位置感；◆ 勾勒道路輪廓及線形走向，為駕駛?cè)颂峁┧俣取⒕嚯x、位置、方向等行車參照信息；◆ 合理引導駕駛?cè)艘暰€，提高駕駛?cè)藢π熊嚑顟B(tài)的準確感知能力。

圖22：線性誘導設計思路

02

不同視覺參照形式對比

以隧道環(huán)境為例，對線性誘導系統(tǒng)進行分析。對隧道交通安全進行優(yōu)化的關鍵，在于對隧道行車視覺參照系進行改善設計。較為典型的公路隧道視覺參照系構建形式，有照明、線性誘導（線性誘導為主，點狀信息為輔）、多點誘導等，如表3及圖23所示。對照明、點狀誘導和線性誘導的視覺參照系構建形式進行綜合對比，如表4所示。
表3：不同視覺參照系構建形式對比

圖23：視線誘導與照明技術對比
表4：不同視覺參照形式設置效果對比

結語

◆ 借鑒照明設計領域“線性照明”設計思路，考慮線條形誘導設施的較大尺寸、更遠視距、形式多樣、易于組合、勾勒輪廓、明確限界、發(fā)光分散、柔和舒適等特點。本文提出線性誘導的設計理念，以線性誘導為主、點狀誘導為輔，強化行車環(huán)境的局部亮度與對比度，增強線形誘導和輪廓誘導效果，對行車視覺參照系進行整體優(yōu)化。◆ 線性誘導系統(tǒng)能勾勒道路線形走向和側(cè)壁、護欄等障礙物輪廓，明確空間路權，分解駕駛?cè)蝿?，幫助駕駛?cè)酥ｋU、會避險。◆ 線性誘導系統(tǒng)主要利用逆反射和蓄能自發(fā)光、LED發(fā)光顯示等技術，可降低照明運營成本投入，可實現(xiàn)道路交通安全與照明節(jié)能的和諧統(tǒng)一。◆ 線性誘導系統(tǒng)是以視線誘導技術為基礎，以交通事故預防為目標，屬于主動預防范疇，仍需與被動防護措施相結合，保障事故發(fā)生后的應急救援能力。

參考文獻[1]徐耀賜. 人因與道路工程設計. 2018年武漢理工大學第二屆道路交通安全研討會.[2]杜志剛, 徐彎彎, 向一鳴. 基于視線誘導的公路隧道光環(huán)境優(yōu)化研究框架[J]. 中國公路學報, 2018, 31(04): 122-129.[3]杜志剛, 陳云, 倪玉丹. 公路隧道視線誘導設施典型問題及對策[J]. 公路, 2019, 64(08): 153-157[4]徐耀賜. 道路交通工程領域中之側(cè)向凈距. 2020年北京交通工程學會徐耀賜教授系列講座.[5]徐耀賜. 道路交通工程設計理論基礎[M]. 北京：人民交通出版社, 2020.

（文 / 武漢理工大學 教授、博士生導師 杜志剛，武漢理工大學博士生 梅家林、許富強、鄭號染）編校丨李蕓玥、高海燕