道路直線最大設(shè)計長度試驗研究

【摘 要】道路過長的直線路段容易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生駕駛疲勞、注意力不集中、反應(yīng)遲緩等現(xiàn)象，一旦發(fā)生突發(fā)事件，就容易因反應(yīng)不及而發(fā)生交通事故。然而，我國現(xiàn)行《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2006）對直線的最大長度卻沒有具體的規(guī)定，僅指出“直線的長度不宜過長”。這樣的規(guī)定并不能起到切實指導路線設(shè)計的作用。因此，有必要針對道路直線路段的最大設(shè)計長度進行相關(guān)研究。

【關(guān)鍵詞】直線長度；駕駛疲勞；安全事故

項目的研究意義

道路過長的直線路段容易使駕駛員因景觀單調(diào)而產(chǎn)生駕駛疲勞、注意力不集中、反應(yīng)遲緩等現(xiàn)象，一旦發(fā)生突發(fā)事件，就容易因反應(yīng)不及而發(fā)生交通事故。另外，駕駛員在長直線路段上易開快車，致使車輛進入直線路段末段后的曲線路段時速度仍較高，若遇到曲線路段超高不足等情況，往往容易發(fā)生車輛傾覆或其它類型的交通事故。根據(jù)交通心理學知識，從駕駛員心理和生理角度考慮，直線段長度過長，公路線形過分單調(diào)，環(huán)境缺乏變化，將導致以下弊端：駕駛行為單一造成駕駛員精神處于抑制狀態(tài)，易使駕駛員放松警惕，遇到突發(fā)情況，來不及反應(yīng)而造成車禍；易使駕駛員產(chǎn)生趨勢心理，即趨向于盡快通過長直線路段，不自覺地提高車速；由于長直線路段視覺參照比較少，往往導致駕駛員對距離估計不足，造成超速和車距不足；此外，長直線路段在白天易產(chǎn)生由長時間陽光照射造成的眩光，夜間易造成車輛之間的相互燈光干擾，從而誘發(fā)交通事故。據(jù)統(tǒng)計，我國在平直路段上發(fā)生交通事故的比例約為89%。然而，我國現(xiàn)行《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2006）對直線的最大長度卻沒有具體的規(guī)定，僅指出“直線的長度不宜過長”。顯然，這樣的規(guī)定并不能起到切實指導路線設(shè)計的作用。因此，針對道路直線路段的最大設(shè)計長度進行相關(guān)研究十分必要。

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

為了保障道路交通安全，在路線設(shè)計時直線不宜過長。我國現(xiàn)行《公路路線設(shè)計規(guī)范》（JTG D20-2006）對直線的最小長度，即同向平曲線及反向平曲線間的最小直線長度有具體規(guī)定。但對直線的最大長度沒有規(guī)定，僅指出“直線的長度不宜過長”。前聯(lián)邦德國和日本的經(jīng)驗值為20倍設(shè)計車速的長度，即72s的行程。前蘇聯(lián)和美國的規(guī)定偏長。前蘇聯(lián)規(guī)定最大直線長度為8km，速度按100km/h計，相當于80倍設(shè)計車速的長度，288s的行程。美國規(guī)定最大直線長度為3分鐘設(shè)計車速行程，速度按100km/h計，相當于5km，即50倍設(shè)計車速的長度。

科學依據(jù)

我國目前在道路設(shè)計中，一般參考前聯(lián)邦德國和日本的經(jīng)驗值20倍設(shè)計速度的長度來進行設(shè)計。然而，由于駕駛員的精神狀態(tài)受行駛速度的影響，因此從絕對長度的角度對最長直線長度進行規(guī)定不如從行程時間的角度進行規(guī)定更為合適。再加上我國的國情與國外不同，道路環(huán)境、駕駛?cè)藛T和車輛情況的不同必然會影響到路線設(shè)計，因此，我國在進行道路直線路段的設(shè)計時僅僅參考國外的經(jīng)驗值進行設(shè)計是不合適的。另外，適宜的最大直線長度與道路交通環(huán)境的其他組成因素是分不開的。道路上車輛的多少、路側(cè)景觀是否單調(diào)、路面條件的好壞、行駛速度的快慢等都會對駕駛員的精神狀態(tài)產(chǎn)生影響，從而影響平直路段上駕駛疲勞的形成時間。因此，對不同類型的道路，直線的最大設(shè)計長度也不宜規(guī)定統(tǒng)一的取值。

本課題主要通過對已知的道路直線段的試驗來總結(jié)出在直線路段上的行程時間和駕駛員疲勞程度的關(guān)系，所得結(jié)果可為將來道路設(shè)計規(guī)范相關(guān)部分的修訂提供理論參考依據(jù)。此外，以往研究多基于設(shè)計人員的經(jīng)驗；本課題引入心電圖測量方法，從道路使用者——駕駛員的角度進行量化研究，研究結(jié)果更符合實際、更人性化。

1、研究目標，研究內(nèi)容，擬解決的問題

本項目將通過現(xiàn)場試驗的方法，從避免駕駛員疲勞的角度出發(fā)來研究道路直線路段最大安全設(shè)計長度。主要包括以下兩部分內(nèi)容：

一 在測試路段上研究駕駛員的ECG（心電圖）指標與疲勞程度的關(guān)系；

二 駕駛員的疲勞程度與直線行駛路段長度之間的關(guān)系。

本項目擬解決的關(guān)鍵問題是駕駛員疲勞程度的測量。這是因為駕駛疲勞是不能被直接測量的，能測量到的只是駕駛員在心理上、生理上和操作上的外在表現(xiàn)。本課題采用心電圖實時測量駕駛員的心理、生理狀態(tài)，那么如何根據(jù)測量到的數(shù)據(jù)分析得到駕駛員的疲勞程度是需要解決的關(guān)鍵問題。

2擬采取的技術(shù)路線

本次研究主要通過運用心電圖的測量方法來計算出心率周期，并通過采用心率變異系數(shù)依據(jù)駕駛疲勞的生成模型進行變換，最終得到疲勞駕駛時間的最大閾值。通過這些數(shù)據(jù)得出合理的直線路線設(shè)計長度。

3、可行性分析

項目的立意新穎，具有創(chuàng)新性和探索性；目標明確，有實際的研究價值；內(nèi)容難易適中，比較適合本科生的知識水平和工作能力。研究方案具體詳實，可操作性強，工作進度和工作量安排合理，有利于學生處理好日常學習與創(chuàng)新研究的關(guān)系。

本項目組已經(jīng)對利用心電圖測量駕駛員的疲勞程度進行了一定的研究。由于心電圖頻域分析指標受分析時間段長短的影響很大，且HF、LF所代表的生理變化的實質(zhì)有待進一步研究，所以本項目將采用心電圖時域分析指標——心率變異系數(shù)來衡量駕駛員的喚醒程度，并在此基礎(chǔ)上依據(jù)駕駛疲勞的生成模型進行變換，從而衡量出駕駛員的疲勞狀態(tài)。

項目組成員均為公路學院學生，有一定的專業(yè)基礎(chǔ)，指導老師是曾對駕駛疲勞和路線設(shè)計開展過研究，有較好的工作積累，項目參加人員的學科特色和專業(yè)背景對于開展研究是十分有益的。

本項目的特色與創(chuàng)新之處

1. 以往研究多基于設(shè)計人員的經(jīng)驗；本課題引入心電圖測量方法，從道路使用者——駕駛員的角度進行量化研究，研究結(jié)果更符合實際、更人性化。

2. 本課題改變以往多使用絕對長度來規(guī)定直線最大長度的做法，通過對行程時間的分析來確定最大直線長度。駕駛員的疲勞程度受到行駛速度的影響，從時間上對直線最大長度進行規(guī)定更為合理。

3.本課題主要通過對已知的道路直線段的試驗來總結(jié)出在直線路段上的行程時間和駕駛員疲勞程度的關(guān)系，所得結(jié)果可為將來道路設(shè)計規(guī)范相關(guān)部分的修訂提供理論參考依據(jù)。

參考文獻：

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