• 道路自解釋視線誘導系統有助于降低駕駛人負荷減少安全隱患

    2021-03-10 10:57:13 來源:交通研究社 評論:
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    隨著交通的快速發展,道路環境復雜程度不斷提高,隨之而來的交通標志越來越多、信息量越來越大、駕駛人反應及需要處理的時間越來越長。如何保證駕駛人快速認知道路線形、前車、路側障礙物,需要更好的設計來提升。道路環境自解釋誘導系統可幫助駕駛人感知道路線形及路側障礙物,并作出合理判斷決策,低成本優化道路交通通行環境,實現交通事故預防,確保行車安全,本文主要介紹其典型設施的設置要點。

    自解釋道路設計理念對駕駛人極為友善

    自解釋道路(Self-Explaining Road,SER),并非指實體性的道路結構,而是道路交通工程規劃設計時應追尋的崇高理念。自解釋道路基本核心理念與目標在于,強調使道路交通工程設計更接近實質安全的境界,且符合駕駛人的生理及心理特性

    “自解釋道路”設計理念可歸納為下述三點:

    駕駛人操控車輛時操作簡易的駕駛環境,即符合駕駛人的心理與生理層面

    道路幾何線形須與駕駛人期望(Driver Expectation)一致

    對駕駛人而言,道路應極為友善(User-Friendly),即使駕駛經驗不豐富的人也可在其上輕松駕駛,此外,道路交通工程設計絕不可迫使駕駛人改變已經習慣的駕駛狀態來適應道路本身的缺陷。

    這三項特點,在道路交通工程設計的實務中,與“人因理論”的內容不謀而合,也是以“人”為中心本位的設計(Human-Oriented Design,HOD)。

    進一步來說,“自解釋道路”的深層內涵主要有以下幾點:

    道路設計時要適應正常的人,正常人都要能夠適應它,不可以加大駕駛信息負荷(DIL,Driver Information Load)。

    駕駛人工作負荷(DWL,Driver Work Load),即駕駛人在車輛行進過程中的工作(即操控車輛)負荷。駕駛人工作負荷太大也間接表示道路安全隱患必然較為突出,應盡可能降低駕駛人工作負荷。

    在設計中,不可以迫使人改變長期積累的駕駛習慣,來適應道路的缺陷。應該是路適應人,不應人去適應路

    自解釋道路的程度越高,交通安全設施越少。例如一條道路上標志越多,交通安全設施越多,代表這條道路根本就不是自解釋道路的理念,圖1中標志內容太多、字體太小,“信息過載”導致駕駛人在短時間內無法看清標志的信息。駕駛信息負荷過大會間接形成安全隱患

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    圖1:隧道入口前交通標志繁多

    道路環境自解釋視線誘導系統

    可降低駕駛人負荷

    如何基于上述自解釋道路理念設置道路環境自解釋視線誘導系統呢?下面先來看看常見的誘導做法。

    部分常見的誘導做法

    1

    轉彎標志及誘導

    圖2是常見的彎道標志或誘導方法,包括文字型標志、圖案型標志、線形誘導標。表1是三類做法在視線誘導方面的優劣對比,可以看出圖2a文字型標志道路縱向/橫向線形不清晰,縱向/橫向路權不清晰,對于視距、視區無優化,駕駛人需要的視認反應時間長,不能降低駕駛任務;圖2c線形誘導標縱向/橫向路權表達最為清晰,能優化視距,引導、調控視區,且較密的線形誘導標能降低距離錯覺,對于分解并降低駕駛任務最有效

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    圖2:轉彎標志及誘導做法

    表1:轉彎標志及誘導做法評價

    2

    追尾事故提醒及誘導

    圖3是常見的追尾事故提醒標志或誘導方法,文字型標志、圖案型提醒標志、警示型線形誘導標,表2是三類做法在視線誘導方面的優劣對比,警示型線形誘導標對于縱向/橫向路權表達最清晰,有利于保持車距,分解并降低駕駛任務

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    圖3:追尾事故提醒及誘導做法

    表2:追尾事故提醒及誘導做法評價

    3

    交叉口標志及誘導

    圖4是常見的交叉口標志或誘導方法。圖4a僅可體現出兩路十字交叉,并未標出主次路;圖4b用線條的粗細體現出主路、次路;圖4c用顏色及線條的粗細體現出相交各路的優先級,表3是三類做法在視線誘導方面的優劣對比,圖4c主次路顯著,優先路權清晰、明確,對于駕駛人而言視認反應時間短,有助于完成駕駛任務

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    圖4:交叉口標志的部分做法

    表3:交叉口標志及誘導做法評價

    圖2、圖3中的文字型標志在一定程度上可以起到提示駕駛人的作用,但總體而言文字相對于圖案視認反應時間較長,過多文字增加了駕駛人的駕駛信息負荷,同時無法體現道路縱向/橫向線形及路權,路權不清晰,對視距、視區無優化,不能降低駕駛人的駕駛任務。如果簡化為圖案型標志,縱向/橫向路權較清晰,對視距、視區有一定引導作用,但駕駛人無法具體預判前方道路的線形等情況,無法達到駕駛人的心理預期。如果將交通標志進一步優化為連續設置的線形誘導標,不僅可以向駕駛人更好地提示道路信息、優化視距、引導調控視區,并且能夠使駕駛人降低距離錯覺,進一步降低駕駛人的駕駛任務。圖4表明,圖案型標志還可通過尺寸、色彩的差異來明確優先路權,同時也可對人因及駕駛任務進行優化。

    自解釋視線誘導系統設計理念及主要特性

    基于上述分析,可以將自解釋視線誘導系統做如下定義:符合駕駛人的生理及心理特性,通過自解釋設計引導安全行為的交通運行環境,使駕駛環境適應人的駕駛習慣,避免駕駛人信息負荷和工作負荷過載

    自解釋視線誘導系統具有三個特性(見圖5):

    操作簡易性,符合駕駛人的生理及心理層面,提供操控車輛時操作簡易的駕駛環境(駕駛任務)。

    期望一致性,誘導線形、輪廓與駕駛期望一致,符合駕駛人的心理期望(路權清晰、無視錯覺)。

    環境友善性,視距視區清晰、反應時間充足,提供極為清晰、友善的道路駕駛環境(視距、視區、無視錯覺)。

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    圖5:自解釋視線誘導系統特性

    典型的視線誘導設施及評價

    《公路交通安全設施設計細則》(JTG/T D81-2017)對視線誘導設施規定:1)應對駕駛人進行有效視線誘導;2)應加強視線誘導設施的設置;3)不同視線誘導設施之間應協調設置。

    《公路交通安全設施設計細則》中規定的視線誘導設施包括:線形誘導標、合流誘導標、輪廓標、隧道輪廓帶、示警墩(示警樁)等。實際應用中的視線誘導系統設施包括:突起路標、標線、立面標記、彈性交通柱等具備視線誘導功能的設施。

    自解釋視線誘導系統可以從路權,包括空間路權、時間路權、優先路權;人因,包括視距、視區、視錯覺;駕駛任務,包括車速控制、車距保持、車道保持三方面進行評價,表4是各類評價的具體要求。

    表4:各類評價的要求及指標

    表5是典型視線誘導設施的主要作用,不同作用的設施設置密度也不同,例如突起路標主要作用是警告、誘導或告知駕駛人道路輪廓或道路前進方向,明確路權,作為標線的輔助設施,某些情況下,密集排列的突起路標也可取代標線的功能,適合高密度設置。立面標記主要作用是體現線路走向及輪廓,防止發生碰撞,適合低密度設置。

    表5:典型視線誘導設施及其作用

    圖6是各類設施的自解釋重要程度,可以看出標線、突起路標等線形誘導自解釋程度最高視線誘導設施相對于普通標志而言,設施文字少、需要駕駛人反應時間短、可以更好的體現道路線形及輪廓

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    圖6:自解釋程度排序

    圖7是視線誘導系統中線形誘導、輪廓誘導的性能比較。對于一般的直線路段,點狀、短線段等設施具有較好的線形誘導作用而對于橋、隧、急彎路段等危險地形則需要較多的輪廓誘導要實現較高的自解釋程度,需要線形誘導與輪廓誘導的有效結合,表6是各類設施的設置形式、誘導功能及適用路段。

    圖7:輪廓誘導與線形誘導

    表6:各類設施的設置及誘導性能對比

    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]鄺子憲. 公路景觀結合安全. 2019年武漢理工大學第三屆道路交通安全研討會.

    [3]Theeuwes, J., Godthelp, H., 1995. Self-explaining roads[J]. Safety Science, 19: 217–225.

    (文 / 武漢理工大學交通學院教授 杜志剛、武漢理工大學交通學院博士研究生 焦方通 )

  • 關鍵字: 視線誘導系統
  •    責任編輯:黑蘿莉
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