自解釋道路理念探析

楊春風(fēng)，陳 曦

（河北工業(yè)大學(xué)，天津 300401）

0 引言

我國當(dāng)前路線設(shè)計是以設(shè)計車速理論為路線設(shè)計的基本方法，以設(shè)計車速作為路線設(shè)計的基礎(chǔ)指標(biāo)，決定了幾乎所有的設(shè)計參數(shù)。但是，由于設(shè)計車速理論是以汽車在道路中行駛的動力學(xué)為基礎(chǔ)推導(dǎo)而來，對人的生理、心理和道路實際外在條件考慮嚴(yán)重不足。實際中，駕駛員總是傾向于采用在當(dāng)前條件下所能達(dá)到的較高的速度行駛，因此，即使是各項指標(biāo)符合要求的道路線形也無法保證行車的安全性。近年來相繼提出的路側(cè)安全設(shè)計、運行速度設(shè)計等理念都從不同層面分析了道路安全設(shè)計問題，取得了一定的效果，但卻并未從根本上解決道路安全問題。

荷蘭最早提出了自解釋道路理念，認(rèn)為駕駛員在道路上的駕駛行為與他們對道路的認(rèn)知程度及愿景密切相關(guān)，并針對特定類型道路提出了能夠保證相對持久安全性的設(shè)計原則。

所謂的“自解釋道路”（SER）是一種通過其自身設(shè)計引導(dǎo)安全行為的交通運行環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計有90%以上的交通事故與人為錯誤有關(guān)，無論多全面的外在措施也只能從側(cè)面減少交通事故，因此重要的是協(xié)調(diào)駕駛員與道路及車輛運行環(huán)境的關(guān)系，從系統(tǒng)上提高安全性，關(guān)鍵問題是遵循何種原則進(jìn)行設(shè)計可以在道路的使用過程中減少錯誤的發(fā)生。故在道路本身固有安全性的前提下，應(yīng)按照駕駛員的期望構(gòu)建具有自解釋性的交通系統(tǒng)。

1 道路環(huán)境的分類

我國現(xiàn)行的道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范以設(shè)計速度為設(shè)計依據(jù)和道路分類分級的標(biāo)準(zhǔn)，相同設(shè)計速度的道路表現(xiàn)形式差異很大。設(shè)計速度是在道路正常情況下一般司機可以持續(xù)安全行駛的速度，并未直接考慮道路其他使用者對速度的影響，而是以通行能力的變化間接地體現(xiàn)。所以根據(jù)不同的道路表觀形式及交通環(huán)境定義設(shè)計速度更有意義。

駕駛員在駕車行駛中采用的駕駛行為，是基于其經(jīng)驗及記憶對道路交通環(huán)境做出的判斷，而這種判斷是潛意識的，是基于人們總是將心中的世界結(jié)構(gòu)化的固有行為之上的。經(jīng)驗及記憶并非針對單一事件或環(huán)境，而是多事件或環(huán)境的集合，這些集合涵蓋了眾多具有不同典型特征的對象，而具有相同典型特征的對象在行為方式上具有一致性。當(dāng)駕駛員駕車行駛在某一特定環(huán)境中時，根據(jù)經(jīng)驗及記憶做出判斷，采取相應(yīng)的駕駛行為。若這個判斷與實際相符，則為正確的行為，反之則為誤，極有可能導(dǎo)致交通事故。但問題是具有相同本質(zhì)及不同本質(zhì)的對象有時會產(chǎn)生具有相同典型特征的表象，或具有相同本質(zhì)的對象產(chǎn)生具有不相同的典型特征的表象，而直接影響駕駛員做出正確的判斷。如在荷蘭，有15%～20%的司機把允許高速行駛且具有硬路肩的非高速公路誤認(rèn)為高速公路，而采用高速公路的駕駛行為。這個問題在交通環(huán)境的構(gòu)建中是極為重要的。

假設(shè)駕駛員可以由其自身經(jīng)驗歸納出不同類型道路的特點，當(dāng)一類特定的道路環(huán)境在物理外觀上性質(zhì)相同并且區(qū)別于其他類型，則其典型表征可以很容易地歸納出來。例如，如果要求駕駛員描述一條高速公路，那么關(guān)于道路元素和駕駛員以及它們之間的關(guān)系和定位會十分一致。如果讓駕駛員描述一條設(shè)計時速為80km/h的公路，那么答案就可能不一致，因為這些類型的道路不只是外形上沒有共同點，它們所呈現(xiàn)的特性也沒有共同點。當(dāng)一類道路在外型上沒有共同點的時候，駕駛員就會根據(jù)之前的一些經(jīng)驗來建立一個反映這類道路的有偏差的模型：例如，一個人根據(jù)每天上班時都走的設(shè)計時速為60km/h的道路建立的模型跟其他的設(shè)計時速為60km/h道路肯定是有差別的。

道路環(huán)境的分類建立在這些道路體現(xiàn)出的交通行為之上[1]。這意味著，一些產(chǎn)生相同類型交通行為的不同類型道路都會被主觀地歸為相同類型。一條所有車輛以60km/h的速度行駛的低等級城市道路和一條以相同速度運行的城市快速路會被以相同的方式分類。不適當(dāng)?shù)姆诸愂俏ｋU的，因為不適當(dāng)?shù)姆诸悓礤e誤的期望。

2 交通行為的影響

道路交通環(huán)境與道路的典型特征相一致。包含了道路元素與駕駛員之間關(guān)系的典型信息被稱為圖式[2]，圖式的概念來源于心理學(xué)，即人腦中已有的知識經(jīng)驗的網(wǎng)絡(luò)。對于一般的駕駛員而言，首先由道路的典型特征界定交通環(huán)境，然后再采取相應(yīng)的駕駛行為，也就是說交通環(huán)境決定了駕駛行為。而駕駛員心目中的交通環(huán)境既包括道路元素——道路典型特征本身，也包括道路元素與駕駛行為之間的典型關(guān)系信息。實際上，典型關(guān)系信息是由特定的道路環(huán)境激活的[3]?；诖耍诘缆吩O(shè)計中應(yīng)協(xié)調(diào)道路元素與駕駛員駕駛行為，以滿足駕駛員的正常預(yù)期，否則其會產(chǎn)生誤判，發(fā)生錯誤的駕駛行為。正確的駕駛行為來源于正確的信息，即道路元素的獲得及駕駛員記憶中的道路元素與駕駛行為間的典型關(guān)系信息。這是通過駕駛員觀察獲得道路總體信息，然后對儲存的記憶信息進(jìn)行搜索、加工而完成的。

通過測試可以看出日常交通場景中視覺搜索信息的影響，反應(yīng)出搜索目標(biāo)往往在某個場景中占據(jù)一個特定的位置。從這個測試可以反應(yīng)駕駛員對特定目標(biāo)對象的位置產(chǎn)生錯誤預(yù)期時錯誤的演變過程。圖1即為此測試中所用到的場景。

圖1 測試交通場景

受試者被要求尋找交通標(biāo)志牌，當(dāng)他們找到時回答“是”，當(dāng)他們認(rèn)為沒有交通標(biāo)志牌時則回答“否”。在圖1（a）中，交通標(biāo)志牌放在了常規(guī)的地方，搜索平均時間為1112ms，錯誤率為6%。在圖1（b）中，交通標(biāo)牌被放在了道路的左側(cè)——通常不是這個場景中人們想象的標(biāo)志牌應(yīng)該出現(xiàn)的位置。此圖中人們找到標(biāo)志牌的平均時間為1745ms，但有33%的人認(rèn)為圖中沒有交通標(biāo)志。兩張圖片在組成內(nèi)容上完全相同，也就是說，兩張圖片上的交通標(biāo)志的醒目性應(yīng)該是完全一致的，而在結(jié)果上的差別應(yīng)該可以歸因于場景的布局誘導(dǎo)的搜索策略。圖2給出了22個在不同的交通場景中搜尋不同目標(biāo)（如交通標(biāo)志牌、自行車、汽車）的平均反應(yīng)時間和錯誤率。

圖2 在自然交通場景中搜索在預(yù)期位置和非預(yù)期位置目標(biāo)的平均搜索時間和錯誤率

由圖2可知，視覺搜索行為依賴于由環(huán)境引導(dǎo)的期望。環(huán)境布局可以激活一個特定的圖式，這個測試明確地得出了搜索行為集中于目標(biāo)預(yù)期位置的結(jié)論。這種搜索機制在實際駕駛中的影響會更強，特別是在城市交通高峰期這種視覺負(fù)擔(dān)相對較高的條件下或是夜間行車這種視覺條件受限的情況下。在這些情況下，便捷而且基于人自身理念的特征搜索機制就顯得尤為重要。另外，由圖2易知，當(dāng)目標(biāo)位于意料之外的位置時并不會被發(fā)現(xiàn)的特別晚，不過在更多情況下根本不會被看到。也就是說，當(dāng)人們?nèi)ニ褜げ辉陬A(yù)期位置的目標(biāo)時會傾向于目標(biāo)根本不存在。事實上，交通事故實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)似乎已經(jīng)證明了這一觀點：大約37%的駕駛員在遭遇緊急情況的時候并非采取措施過晚，而是不采取任何措施。此外，由于對交通環(huán)境不適當(dāng)?shù)念A(yù)測或解讀造成的交通事故已經(jīng)占到了交通事故總數(shù)的59%。而如果駕駛員在預(yù)期的位置找到了目標(biāo)，正確的預(yù)期就會被不斷地加強，因為當(dāng)前交通環(huán)境是合理的、可預(yù)測的。

通過以上測試可以看出，視覺選擇并不是十分依賴于目標(biāo)的醒目程度，而是更多地取決于交通參與者自身的搜索。當(dāng)目標(biāo)自身與當(dāng)前的搜索無關(guān)時，即使它很明顯也不易被察覺。即，當(dāng)交通環(huán)境給了交通參與者錯誤的誘導(dǎo)時，就算是有醒目的標(biāo)志和其他基建方面的措施也難以糾正這些行為，因為這些東西往往會被直接忽視。

雖然目前還沒有關(guān)于這些預(yù)期有效時限的實驗數(shù)據(jù)，但可以明確的是這些預(yù)期一旦產(chǎn)生就很難被輕易改變。類型不明確的道路將使駕駛員產(chǎn)生混亂，如果一條道路的布局最初使駕駛員認(rèn)為這是一條高速公路，那么駕駛員將持續(xù)地將這條路當(dāng)作高速公路駕駛。因此，在交通網(wǎng)絡(luò)中具有相同功能的道路應(yīng)當(dāng)按照統(tǒng)一的道路類型進(jìn)行設(shè)計，連接相同區(qū)域的道路也應(yīng)該按照相同的原則進(jìn)行設(shè)計，同時，不同種類道路產(chǎn)生交叉的時候應(yīng)該有明確的標(biāo)識并有過渡緩沖。

3 結(jié)論

當(dāng)?shù)缆芬恢狈像{駛員預(yù)期的時候，道路就是在自我解釋。在荷蘭，高速公路一般都具有自我解釋特性及固有安全性，但是仍有很大一部分普通公路并不符合之前提到的安全原則。因為這些道路不易歸并出明顯的典型特征，也不具備特定的典型關(guān)系。這些道路具有如下特征：

（1）從道路設(shè)計上無法推斷出慢行交通發(fā)生的概率；

（2）經(jīng)常無法明確是否產(chǎn)生對向交通；

（3）沒有很好地標(biāo)記車道的出口以及交叉口的存在和位置；

（4）通常難以準(zhǔn)確地估計彎道的位置以及通過彎道所要求的最大速度。

所以，應(yīng)當(dāng)遵循“積極引導(dǎo)”和本著駕駛員預(yù)期的原則來構(gòu)建道路環(huán)境，應(yīng)用一些統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來減少駕駛員在駕駛過程中因為道路本身發(fā)生錯誤的可能性，并且還能體現(xiàn)駕駛員遇到不同的交通參與者的概率。

目前，關(guān)于交通環(huán)境分類的研究很少，道路元素與駕駛行為之間的典型關(guān)系信息通過何種方式來影響交通行為也不是很明確。但是，從理論角度出發(fā)，可以嘗試給出一些標(biāo)準(zhǔn)來增加道路自我解釋的特性。根據(jù)我國的道路狀況可以歸納出以下四類道路：高速公路、連接城市不同區(qū)域的城市快速路；一級公路、城市進(jìn)出口路；二級公路、連接城市主要分區(qū)的主干路；三級、四級公路和城市次干路及支路。從這四種分類出發(fā)，自解釋道路應(yīng)該滿足以下暫定標(biāo)準(zhǔn)：

（1）每一類型的道路都應(yīng)該具有區(qū)別于其他類型道路的獨特道路元素，例如，高速公路全封閉的特征；

（2）每一類的道路都能由其獨特的道路元素引導(dǎo)出其對應(yīng)的獨特的交通行為，例如，車輛在全封閉無行人與非機動車的高速公路上快速行駛；

（3）道路的交叉、路段和曲線的布置都應(yīng)當(dāng)與特定的道路分類獨特地連接起來，例如，高速公路和城市快速路的交叉布置無論是從形式上還是交通行為上都是完全區(qū)別于其他道路的交叉；

（4）交通參與者應(yīng)當(dāng)由其所進(jìn)行的交通行為選擇出行道路的類型，即，應(yīng)當(dāng)以道路承擔(dān)的不同的功能的角度來區(qū)分道路的類型；

（5）不同類型的道路銜接時應(yīng)有所過渡，以便交通行為的改變，例如，當(dāng)前方道路類型即將產(chǎn)生變化或與其他類型道路產(chǎn)生平交時應(yīng)用隆聲帶等措施提示駕駛員；當(dāng)從一種類型的道路過渡到另一種類型的道路時應(yīng)設(shè)置足夠的加減速車道；

（6）保證視距不良路段道路典型特征的可見性，便于道路類型的判別，以防止交通行為產(chǎn)生混亂；

（7）道路設(shè)計時應(yīng)該逐漸淡化道路在速度上的差異而轉(zhuǎn)為通過道路類型的區(qū)別進(jìn)行設(shè)計；

（8）交通控制系統(tǒng)應(yīng)該與道路類型關(guān)聯(lián)起來，如：高速公路的控制系統(tǒng)應(yīng)注重控制交通流量，鄉(xiāng)村公路的控制系統(tǒng)應(yīng)注重控制車速。

將自我解釋的理念引入道路的發(fā)展中，還可以使道路環(huán)境朝著更加智能的現(xiàn)代化的交通系統(tǒng)方向發(fā)展。例如，車用導(dǎo)航系統(tǒng)與沿路的可變交通指示牌整合，可以引導(dǎo)交通流量，減少導(dǎo)航路徑的不確定性并且可以消除交通流中的不穩(wěn)定因素（例如堵車），還可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況（交通強度，雨水，霧等）給出的速度建議，優(yōu)化交通流量。

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