公路隧道空間路權(quán)分析及駕駛?cè)艘虬踩u價研究

蒙磊 任元喧 牟星宇

摘 要：對比公路各路段，隧道由于其特殊性，交通事故較多發(fā)，有必要針對隧道交通的重要因素空間路權(quán)和駕駛?cè)艘蜻M行深入研究，結(jié)合有關(guān)實驗論證，找到隧道空間路權(quán)特點，并提出基于隧道駕駛?cè)艘虻陌踩u價思路，為提升公路隧道使用效率和通行安全提供一種研究方法。

關(guān)鍵詞：公路隧道;空間路權(quán);駕駛?cè)艘?交通安全

中圖分類號：U492.8 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

我國公路隧道建設(shè)發(fā)展迅速，截止到2019年末，全國公路隧道已達19 067處/1 896.66萬米[1]。公路隧道駕駛環(huán)境特殊，有必要對其進行專項研究，以更好地指導(dǎo)隧道交通光環(huán)境設(shè)計，對進一步提高隧道交通的安全水平具有重要意義。樊兆董[2]研究指出隧道交通工程設(shè)施設(shè)置不合理是釀成各類型交通事故的重要原因之一。黃婷等[3]研究發(fā)現(xiàn)環(huán)形塊立面標(biāo)記比矩形塊立面標(biāo)記更能改善隧道入口洞門的視認(rèn)性。因此，可以通過改善隧道光環(huán)境來誘導(dǎo)駕駛員安全行駛，進而提高隧道交通安全。目前，國家和行業(yè)內(nèi)尚無關(guān)于隧道光環(huán)境的專項研究，有必要其進行專項研究分析，提出基于隧道空間路權(quán)和駕駛?cè)艘虻墓猸h(huán)境系統(tǒng)設(shè)置方法和評價標(biāo)準(zhǔn)，為提升公路隧道交通安全水平提供一種方法，以彌補國內(nèi)的研究空白。

1 隧道空間路權(quán)分析

空間路權(quán)是指道路交通主管部門根據(jù)道路交通法規(guī)，通過交通控制設(shè)施來規(guī)范道路使用者使用道路的權(quán)利。隧道空間路權(quán)主要涉及動態(tài)空間路權(quán)，即在有通行路權(quán)的前提下，車輛可以合法行駛的長度（即距離）、寬度與高度。但是，擁有路權(quán)不代表絕對安全，交通設(shè)施缺失、不明確或設(shè)置不當(dāng)將會導(dǎo)致駕駛?cè)藢β窓?quán)的困惑?？紤]到高速公路隧道相對普通道路有著特殊的行駛環(huán)境，更應(yīng)提供給駕駛?cè)肆己玫目臻g路權(quán)感知環(huán)境，要求其在道路邊線、突起路標(biāo)、檢修道路緣、隧道側(cè)壁、洞頂?shù)任恢妹魑慕缍?，分離人流車流，明確隧道輪廓感，避免車輛撞擊側(cè)壁事故發(fā)生。

根據(jù)前人相關(guān)研究[4]，在隧道內(nèi)行駛時駕駛?cè)?0%以上注視點分布在隧道的車道內(nèi)，注視點主要分布在視野內(nèi)右下方位置，且視認(rèn)概率右下>左下>上方。因此，隧道內(nèi)空間路權(quán)信息顯著度及重要度為道路邊線位置（右下）>檢修道路緣位置（右下）>隧道側(cè)壁位置（左下）>洞頂位置（上方）。依據(jù)路權(quán)信息顯著度及重要度進行排序，提出如下的空間路權(quán)評價體系。同時，路權(quán)設(shè)置應(yīng)滿足清晰明確、一致性、給予駕駛?cè)顺渥愕囊曊J(rèn)-反應(yīng)時間三點要求。

基于空間路權(quán)的安全評價體系，主要通過檢測隧道各區(qū)域內(nèi)，是否設(shè)置了用于指示路權(quán)信息的視線誘導(dǎo)設(shè)施來對系統(tǒng)的有效性進行評價。橫向路權(quán)需要向駕駛?cè)颂峁┣逦靼椎能嚨佬畔?，防止行車軌跡偏移過大，造成交通沖突或碰撞側(cè)壁，包括車道分界線和車道邊線。明確隧道的豎向路權(quán)旨在給駕駛?cè)颂峁┟鞔_的隧道內(nèi)部輪廓信息，防止車輛碰撞側(cè)壁或者超高碰撞洞頂。縱向路權(quán)主要針對其視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置的連續(xù)性、一致性以及協(xié)調(diào)性進行評價，具體而言，就要求隧道及相鄰路段各種設(shè)施的色彩、尺寸、形狀、頻率、設(shè)置位置都應(yīng)連續(xù)一致、成比例且無相互影響。

2 隧道駕駛?cè)艘蜓芯?/p>

2.1 駕駛?cè)艘蚝喗?/p>

由于人的身體、感知和認(rèn)知的限制，駕駛?cè)私?jīng)常犯錯誤，這些錯誤可能不會導(dǎo)致事故，人因研究的目的是通過對人的特征和限制進行設(shè)計來減少系統(tǒng)內(nèi)的人為錯誤以及相關(guān)的傷害和死亡。

2.2 評價依據(jù)

（1）視距視區(qū)評價。視距指駕駛?cè)诵熊嚳汕逦饕暻胺降木嚯x，視區(qū)是指駕駛?cè)诵熊嚳汕逦饕暻胺降膹V度。隧道外視區(qū)廣、視距遠(yuǎn)、參照物豐富，隧道內(nèi)視區(qū)窄、視距不足、參照物少，這種環(huán)境劇烈過渡使駕駛?cè)穗y以發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)車輛、路側(cè)障礙物，易發(fā)生事故。當(dāng)設(shè)施高度能滿足車輛遠(yuǎn)距離觀察時，就可以給車輛提供很好地駕駛視距條件，清楚地觀察到前方縱向車道/檢修道信息，對駕駛?cè)诉M行安全誘導(dǎo)。大致分為四個高度：大貨車遮擋高度、小汽車遮擋高度、小汽車車燈高度、路緣石輪廓標(biāo)高度。逆反射設(shè)施的尺寸越大顯著性越強，駕駛?cè)吮憧梢栽谶h(yuǎn)距離就觀察到前方隧道交通環(huán)境，將駕駛操作與其適應(yīng)。其中誘導(dǎo)效益是反光環(huán)>反光條>側(cè)壁輪廓標(biāo)。

（2）視錯覺評價。視錯覺是指由于經(jīng)驗的主觀引導(dǎo)或者參照系的不當(dāng)選取，人們在觀察物體時會出現(xiàn)判斷錯誤。隧道環(huán)境下主要存在速度錯覺、距離錯覺、方向錯覺等。

1）速度錯覺控制。試驗不同尺度信息交通標(biāo)線的布設(shè)距離對駕駛?cè)怂俣雀兄绊懀l率范圍為0.1 Hz～32 Hz（速度為80 km/h）（圖1、2）。

從圖中可看出：當(dāng)隧道內(nèi)沒有視覺參照系時，被試產(chǎn)生速度低估，速度低估錯覺率高達20.48%;頻率為0.1 Hz～1 Hz之間的視覺信息流使被試產(chǎn)生顯著的速度低估，且隨著頻率的逐漸增大，被試的低估趨勢逐漸減小;頻率為2 Hz～32 Hz之間的視覺信息流使被試產(chǎn)生速度高估。

因此，通過設(shè)置小尺度高頻信息流（2 Hz～4 Hz）可以使駕駛?cè)水a(chǎn)生適當(dāng)?shù)乃俣雀吖酪愿纳岂{駛?cè)怂淼纼?nèi)行駛的視錯覺現(xiàn)象。依據(jù)設(shè)置小尺度設(shè)施閃現(xiàn)率對駕駛?cè)怂俣儒e覺程度影響，以及保證駕駛?cè)嗽谒淼纼?nèi)行駛時適當(dāng)高估速度（不大于20%）的優(yōu)化目標(biāo)，最終確定隧道內(nèi)提升駕駛?cè)怂俣雀械男〕叨雀哳l信息設(shè)置滿足“4 Hz>閃現(xiàn)率≥2 Hz”為最佳方案。

2）距離錯覺控制。隧道內(nèi)不良的照明環(huán)境會導(dǎo)致駕駛?cè)水a(chǎn)生嚴(yán)重的距離錯覺，影響駕駛?cè)藢η昂筌嚲嚯x的準(zhǔn)確感知，導(dǎo)致高估跟車距離，從而跟車過近，容易造成追尾事故。由于反光環(huán)在遠(yuǎn)光燈的反射作用下會給予車輛駕駛?cè)司嚯x感的提示，通過反光環(huán)間距的合理設(shè)置，車輛在追趕前車的過程中，車輛能在碰撞上前車之前觀察到前車與反光環(huán)的多次切割，并留出充足的調(diào)整時間，從而提醒駕駛?cè)思皶r調(diào)整車速、保持車距，進而避免由于視覺環(huán)境差看不清前車車尾，而導(dǎo)致的追尾等交通事故的發(fā)生。

當(dāng)反光環(huán)設(shè)置間距滿足上述方案時，駕駛?cè)耸艿角败嚱?jīng)過大于等于3次反光環(huán)的刺激后，對前后車距離的準(zhǔn)確感知能得到很大提升。

3）方向錯覺控制。隧道在克服地形限制、改善線形的同時，也受地形等因素制約，存在平面線形為小半徑彎道的隧道，駕駛?cè)嗽陂L距離行駛時易迷失方向感，具體表現(xiàn)為對隧道內(nèi)曲率感知錯誤，不能判定前進方向，整體空間感不足。

綜上所述，駕駛?cè)嗽谒淼乐胁康姆较蝈e覺可采用其視野范圍內(nèi)可見的反光環(huán)/反光條數(shù)量進行評價，并將駕駛?cè)艘曇胺秶鷥?nèi)可見3個反光環(huán)設(shè)定為最佳方案。

3 結(jié)語

以改善隧道光環(huán)境為目的，結(jié)合行業(yè)規(guī)范和專家經(jīng)驗，充分研究隧道空間路權(quán)和駕駛?cè)艘颍岢鲆环N隧道空間路權(quán)評判和駕駛?cè)艘蚍治龇椒?，以促進隧道工程設(shè)施的科學(xué)設(shè)置，進而提升隧道交通安全水平。目前限于經(jīng)費和研究水平，相關(guān)指標(biāo)仍有待進一步優(yōu)化。

參考文獻：

[1]交通運輸部.2019年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報[N].2020-05-12.

[2]樊兆董.特長隧道特殊交通安全設(shè)施評估及優(yōu)化方法研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2018.

[3]黃婷，張世娟，蔣錦港，等.公路隧道入口洞門立面標(biāo)記視認(rèn)性實驗研究[J].公路，2019，64（12）：204-210.

[4]〔美〕亞伯拉罕·馬斯洛.許金聲，等譯.動機與人格[M].中國人民大學(xué)出版社，2007：28+29.