道路線形設(shè)計中視覺影響因素的研究

米 軍

光作用于視覺器官,使其感受細(xì)胞興奮,這些信息經(jīng)視覺神經(jīng)系統(tǒng)加工后便產(chǎn)生視覺(vision),人至少有80%以上的外界信息經(jīng)視覺獲得。駕駛員在駕駛過程中對道路周圍的景觀、道路的線形、駕駛特性、道路標(biāo)識等相關(guān)信息,大多是通過眼睛獲取的,并且把這些信息傳遞給大腦等中樞神經(jīng),駕駛員根據(jù)以往經(jīng)驗以及大腦的分析判斷,把結(jié)果反饋給人的各個生理單元,并做出各種生理機(jī)能的反映。這些反應(yīng)使駕駛員做出下一步的判斷,并導(dǎo)致其駕駛行為。在綜合考慮各種可能的視覺影響因素后,今后在進(jìn)行道路設(shè)計時,勢必將重視視覺感受對道路線形設(shè)計的影響。

1 道路景觀設(shè)計過程中需要考慮的因素

1)駕駛心理。對駕駛心理造成影響的因素很多：不同國家、種族、地域的人,不同生活經(jīng)歷、行為習(xí)慣、性格特征,甚至車輛行駛過程中駕駛者的心理狀態(tài)等都可以形成并影響駕駛員的駕駛行為。一般情況,對駕駛員影響最大的可能是線形的流暢與否,行駛的舒適度、安全性,因此通過針對性的道路景觀設(shè)計可以發(fā)掘交通美感,在滿足行車安全、舒適度的同時給人以愉悅感。

2)運(yùn)動感受。在車輛行駛過程中,駕駛員通過選擇視覺參照物,人體可能感受的空氣阻力而產(chǎn)生運(yùn)動感。道路周圍環(huán)境的變化,以及道路線形蜿蜒起伏的變化,使我們感知汽車運(yùn)動,準(zhǔn)確把握行車速度。連貫、流暢并且富于變化的環(huán)境因素,避免了因長時間簡單重復(fù)的道路景觀產(chǎn)生的駕駛疲勞而引發(fā)的交通事故。

3)空間感受。結(jié)合縱、平面設(shè)計的組合使道路線形形成了空間立體的構(gòu)型。如果設(shè)計得當(dāng),道路就能較好的融入到和周圍地形、地貌相協(xié)調(diào)的環(huán)境當(dāng)中,特別是一些地形復(fù)雜、起伏較大的地區(qū)這點(diǎn)就顯得尤其重要。另一方面在駕駛過程中,通過遠(yuǎn)、近、高、低處的不同參照物使駕駛員可以更好的判斷行車條件,這些參照物還有可能是太陽、月亮。

4)視覺感受。實際上述三點(diǎn)或多或少和視覺感受相關(guān)。由于道路景觀是動態(tài)變化的,這恰好說明了行車視覺感受的特殊性。汽車在行進(jìn)過程中,駕駛員看到的景觀一般是遠(yuǎn)處的、動態(tài)的、外表特征明顯的物體。因為車速的影響,駕駛員一般來不及細(xì)看近處、細(xì)節(jié)物體,而且隨著車速的提高,注意細(xì)處的可能性就更小,更多的是看遠(yuǎn)處,通過這種觀察對周圍環(huán)境有個宏觀的評價。

5)各景觀要素之間的組織藝術(shù)。隨著人與自然相協(xié)調(diào)理念的提出,在道路設(shè)計中應(yīng)該注重道路(設(shè)計)和自然的協(xié)調(diào)性。對于道路設(shè)計工作者來說今后要注重考慮的問題是：怎么樣在道路設(shè)計、施工過程中使道路能很好地融入到與它相協(xié)調(diào)的環(huán)境中去。當(dāng)然這個相協(xié)調(diào)也是一個對多個學(xué)科的理論知識融合提煉的過程,如：地理學(xué)、美學(xué)、哲學(xué)、環(huán)保學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物學(xué)、人文歷史等。如何處理好這個協(xié)調(diào)是今后我們在規(guī)劃、設(shè)計、實施道路過程中要著重考慮的問題?？上驳氖墙陙砦覈鴤€別地方道路建設(shè)過程中已經(jīng)開始考慮和重視這個協(xié)調(diào)性,一些示范路段已經(jīng)顯現(xiàn)了很好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。

2 視覺感受對線形設(shè)計的影響

2.1 行車視距對線形設(shè)計的影響

行車視距包括停車視距、會車視距、錯車視距和超車視距,另外還有彎道視距、縱坡視距及平面交叉口視距。行車視距的大小與機(jī)動車制動效率、行車速度和駕駛員克服障礙所采取的措施有關(guān)。由于多數(shù)車輛以接近或略低于計算行車速度運(yùn)行,因此,按計算行車速度計算行車視距,既有利于保證安全,又有利于行車效率的提高。對于城市道路,停車視距和會車視距較為重要;而對于公路,上述后四種視距對安全行車影響較大。比如：汽車上到坡頂之前,汽車前方是一片盲區(qū),汽車接近坡頂時視距幾乎為零。這時若坡頂對向有汽車駛來,因中間坡頂遮擋視線,使得雙方彼此不能看到,常常造成碰撞事故。因此設(shè)計凸形豎曲線時,最重要的條件是滿足行車視距的要求。通常用設(shè)置凸形豎曲線半徑的方法來保證會車視距。平曲線上的停車視距是汽車沿著弧形車道行駛的曲線長度。平曲線內(nèi)側(cè)及中間帶設(shè)置護(hù)欄或其他人工構(gòu)造物而不能保證視距時,可加寬中間帶、路肩或?qū)?gòu)造物后移;當(dāng)挖方邊坡妨礙視線時,則應(yīng)按所需橫凈距繪制包絡(luò)線。

2.2 視覺感受與運(yùn)行速度的相互影響

設(shè)計速度是我們確定不同等級公路技術(shù)指標(biāo)的依據(jù)之一,但實際上多數(shù)情況駕駛員是根據(jù)道路情況、視覺條件以及經(jīng)驗等因素選擇車速。這種車速的選擇有時是潛意識的,即駕駛者自我感覺合適的駕駛速度。汽車在指標(biāo)較高的路段上以遠(yuǎn)大于計算運(yùn)行速度的速度行駛,當(dāng)遇到較低指標(biāo)的曲線時,駕駛員未必能意識到行駛速度過高或當(dāng)感覺速度過高時已來不及減速或減速不夠,就可能發(fā)生交通事故。在長直線路段,由于線路缺乏變化,使駕駛員產(chǎn)生壓抑感,有“快點(diǎn)駛出直線段”的強(qiáng)烈愿望,會不知不覺中加快速度,極有可能超過設(shè)計速度。而且在高速行駛時,駕駛員的動視力會下降,隨著行車速度的加大,有效視野范圍會變窄。駕駛時間太長會產(chǎn)生催眠現(xiàn)象,反應(yīng)也變遲鈍,從而導(dǎo)致行車中判斷失誤,對突然出現(xiàn)的情況驚慌失措,處理措施不當(dāng)而極易發(fā)生交通事故。相反在駕駛條件不良的路段,駕駛員會下意識的放慢速度,反而不易發(fā)生交通事故。

2.3 駕駛錯覺對線形設(shè)計的影響

通常情況下,當(dāng)知覺條件發(fā)生變化時,知覺映像在一定的范圍內(nèi)保持恒定,它傾向于反映事物的真實狀態(tài)和屬性。然而常常會出現(xiàn)這種情況,知覺不能正確反映外界事物的特性,并且出現(xiàn)種種歪曲,這就是錯覺。錯覺是一種似是而非的感覺,甚至有時明明知道錯了,可是還是改不過來。駕駛錯覺是指駕駛員在駕車行駛中,由于生理、心理或環(huán)境等主客觀因素的影響而發(fā)生的對事物的感知失誤。駕駛錯覺會使駕駛員作出錯誤判斷,引發(fā)交通事故。

由于錯覺,駕駛員在不超過半圓的圓弧曲線路上,會總覺得它的彎度比實際彎度要小;在蛇形彎道行駛時,由于視線方向不斷改變,會認(rèn)為生彎道更彎;下坡行駛到坡度變緩的路段時,由于路邊景觀和路面傾斜度降低的影響,會認(rèn)為下坡段已經(jīng)結(jié)束;同樣,在上坡時,也會因中途坡度變緩而誤認(rèn)為上坡段結(jié)束。這些錯覺勢必給駕駛員的正常行駛造成干擾,甚至引發(fā)交通事故。

我們不僅要消除和避免可能產(chǎn)生的不利駕駛錯覺,還要積極利用這種錯覺。比如,通過路面畫線、標(biāo)識牌設(shè)置、環(huán)境因素的營造等措施,促使駕駛員在一些事故多發(fā)路段不由自主的放慢速度,注意行車安全。

3 結(jié)語

通過對以上內(nèi)容的闡述,可見在道路的設(shè)計和使用過程中要充分考慮視覺效果影響的重要性。針對現(xiàn)在道路設(shè)計、使用中存在的問題,提出如下建議：1)在道路規(guī)劃階段就充分考慮道路景觀設(shè)計的重要性,把各相關(guān)學(xué)科的理論知識應(yīng)用起來;2)線形設(shè)計體現(xiàn)“以人為本”的理念,把駕駛員的感受作為一個要考慮的重要因素,要營造一個舒適的駕駛條件和環(huán)境,真正體現(xiàn)道路交通的服務(wù)性;3)在設(shè)計中不僅要消除不良的駕駛錯覺,而且可以有目的地在事故隱患路段人為的“制造”錯覺,誘導(dǎo)駕駛員按照安全的方式行駛;4)多從一些道路事故中總結(jié)經(jīng)驗、分析原因、找出規(guī)律,提出相應(yīng)設(shè)計理論;5)對于視覺對駕駛員心理、行為的影響應(yīng)該結(jié)合醫(yī)學(xué)理論和實驗,找出原理;6)由于我國幅員遼闊,各地自然環(huán)境、氣候、生活習(xí)慣差異大,各交通科研、主管部門應(yīng)該結(jié)合本地情況考慮視覺影響形成本地特色的設(shè)計理論。

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Research on the visual influencing factors for highway alignment design