基于霧天低能見度條件下的車速安全限制

郄巖 唐心亮

摘要：根據(jù)行車速度的各種影響因素建立車速安全限制計算關(guān)系，最大限度的降低霧天低能見度條件下的行車安全事故。通過對影響車速的各種因素進行分析，基于停車視距計算當(dāng)前能見度條件下的安全車速，提供當(dāng)前惡劣條件下的限制車速，對高速公路發(fā)揮最大優(yōu)勢，順暢通車提供良好的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：霧天；低能見度；安全車速；停車視距

經(jīng)濟越來越快發(fā)展的同時，我國對高速公路建設(shè)的需求也越來越緊迫，一方面不斷加大對高速公路建設(shè)的投入力度，另一方面宏觀調(diào)控提高高速公路交通通行概率。雖然經(jīng)過長期努力高速公路帶來的便利已經(jīng)非常顯著，但遇到霧天低能見度的特殊情況時，行車安全隱患極度加劇，此時發(fā)生交通事故的概率也大大增加。大量的交通事故中由于霧天低能見度原因造成的占很大一部分，由于霧天低能見度造成汽車在高速公路上行駛視野快速下降，對人們的生命安全以及社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生了巨大的威脅。

一、霧天低能見度對車輛行車安全影響因素

由于霧天對能見度的影響使得在高速公路發(fā)生的交通事故中霧天低能見度條件下的事件占了交通事故總事件的最高比重，且在霧天低能見度條件下的交通事故多為惡性事故。高速公路行車安全在霧天這一特殊天氣影響下的主要危險主要有以下幾點（圖1）：

（一）低能見度

當(dāng)處于霧天低能見度條件下，駕駛員的視物明度減小，行車過程中視線受到阻礙，造成駕駛員此時的可視距離急速下降。同時霧天低能見度條件下駕駛員對道路交通設(shè)施和交通標志的認知顯得尤其吃力，使得司機不能及時準確地獲取交通信息。高速公路的能見度在霧天低能見度條件下都低于100米，有時能見度會降低到20-30米，這種狀況下駕駛員極易錯誤接收交通信息做出錯誤的操作。同時在路上駕駛員若突然發(fā)現(xiàn)障礙物，極有可能因為沒有足夠的時間采取制動措施而造成交通事故，且發(fā)生事故后由于能見度低，若后面的車輛無法及時判斷前方的交通狀況，會引起更嚴重的二次事故。

（二）路面附著系數(shù)低

高速公路穩(wěn)定運行一部分原因得益于路面能夠提供給汽車足夠的制動摩擦力，但在霧天路面附著系數(shù)會產(chǎn)生顯著變化。干燥路面的摩擦系數(shù)與潮濕路面的摩擦系數(shù)差異很大，另一方面，不同的公路自身材料狀況同時影響著路面摩擦系數(shù)。瀝青公路表面的摩擦系數(shù)要明顯小于水泥混凝土公路路面，因此在瀝青公路行駛的車輛需要更長的制動距離，若駕駛員反應(yīng)不及時極易發(fā)生交通事故。如果遇到霧天且氣溫較低時，高速公路路面會出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象，此時路面的附著系數(shù)進一步降低，行駛車輛從開始剎車動作直到車輛停止運行需要的距離更遠，且此時車輛自身穩(wěn)定性下降，眾多微量變化因素不容易被車輛駕駛員發(fā)覺，行駛過程中的安全隱患急劇加大。不同狀況下路面附著系數(shù)會不同，車輛的制動距離不同，且不同車輛自身的因素也會影響制動距離的大小，霧天對其影響明顯，稍有不慎便會威脅人們的生命安全。

（三）車輛駕駛員心里負荷增大

能見度的高低影響著車輛駕駛員在高速公路上行駛時對行駛車速的判斷和感知。以往學(xué)者對相關(guān)現(xiàn)象長期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)霧天條件對駕駛員的行車速度的感知產(chǎn)生的影響是雙向的：一方面，若當(dāng)前能見度為50米以下則車輛駕駛員通常會過低的估計當(dāng)前的車輛行駛速度；另一方面，若當(dāng)能見度為100米以上則車輛駕駛員通常會過高的估計當(dāng)前的車輛行駛速度。 也就是說，能見度越低，估計你的駕駛速度就越容易?；诖搜芯拷Y(jié)果，當(dāng)駕駛員在霧天條件下行駛在高速公路上，由于低能見度影響車輛駕駛員對自身車速的估算，因此在行駛過程中車輛駕駛員會處于高度緊張狀態(tài)，增大心里負荷，影響其在高速公路上行駛的安全感和舒適感。

二、安全車速限制理論

高速公路實現(xiàn)安全車速限制要在實現(xiàn)經(jīng)濟，安全，舒適目標的同時，最大化體現(xiàn)高速公路的運營效率。因此在公路安全車速限制時考慮下列四方面情況：第一，為了達到高速公路的車輛運行效率高的目標在條件允許的情況下盡量提高最高車速限制值；第二，明確安全車速限制的目的是為了降低事故發(fā)生的嚴重程度，即將事故發(fā)生概率保持在一個可以接受的范圍內(nèi)；第三，安全車速限制能夠在確保高速公路運行效率以及車輛安全的前提下使高速公路的行駛車輛收到最好的經(jīng)濟效益；第四，安全車速限制下車輛駕駛?cè)藛T應(yīng)該沒有不舒適感。

三、安全車速計算模型

（一）車速安全限制模型的選擇

通常基于停車視距模型和交通標志認知距離模型對霧天低能見度條件下的道路安全車速計算進行理論研究基礎(chǔ)，但是認知距離模型主觀性影響較大，不同的車輛駕駛員擁有不同的駕駛習(xí)慣和駕駛經(jīng)驗，他們遇到狀況時對于自身車輛行駛速度的估計、對事件的反應(yīng)能力、制動反應(yīng)時間等方面會有很大的差異性，無法確定固定的安全車距。同時車輛在行駛過程中能見度也會隨時間以及地點不同逐漸發(fā)生變化，因此，在建立預(yù)警系統(tǒng)時選擇基于停車視距模型來分析霧天低能見度條件下車輛的安全車速限制。

霧天低能見度條件下車輛在高速公路上行駛，為了保護車輛駕駛員的生命安全，前后車輛應(yīng)保持一定的安全車距，更好的保證車輛在高速公路上行駛的安全性。本文采用停車視距模型分析霧天低能見度條件下的安全車速限制，原理如圖2所示。

四、結(jié)語

高速公路在當(dāng)今社會經(jīng)濟中發(fā)揮著巨大的經(jīng)濟效益，帶動我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，然而只有車輛以較高的車速行駛，高速公路的運營經(jīng)濟效益才得以最大的實現(xiàn)，因此車輛行駛速度的合理限速和智能控制是高速公路交通安全研究的重要方向。本文針對霧天低能見度條件下，車輛在高速公路行駛時與路面附著系數(shù)減小，基于停車視距模型建立了安全車速限制計算模型，對霧天低能見度情況下限制車輛行駛車速有重大意義，能夠緩解霧天高速公路交通事故頻發(fā)的壓力，保證人員生命安全降低財產(chǎn)損失。

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[HTH]項目：河北省科技支撐計劃項目，項目名稱：基于圖像的分布式大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)研究與實現(xiàn)（項目編號：16273705D）

作者簡介：郄巖（1993），女，碩士，河北科技大學(xué)，研究方向：智能化儀器儀表。