對交通標志信息管理系統中標志版面拓撲結構設計分析

代菲菲

摘要：本文針對交通標志版面設計提出視認性與規范性要求，在滿足上述要求的基礎上進行拓撲結構設計，包括基礎層、標志層與元信息層三個層次，最后提出交通標志的輔助設計方法，力求通過形狀檢測、構建分類模型等方式，提高系統設計的質量和效率。

關鍵詞：交通標志;標志版面;拓撲結構

中圖分類號：U491.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0177-01

1 交通標志版面的設計要求

1.1 視認性要求

在交通標志設置方面，應與視認性要求相符合，主要是版面設計時標志尺寸、文字大小方面，要使駕駛員能夠準確識別。通過實踐觀察，視認距離不但與版面、文字大小相關，還與車輛行駛速度相關。在車速相同的情況下，版面與文字高度增加，視認距離也隨之增加;在版面與文字高度相同的情況下，車速越快，視認距離越小。通常情況下，視力為0.9的駕駛員視認距離為文字高度的200倍，在視認過程中還會受到氣候、視力反應、文字內容、車速等因素影響，國內對標志文字高度公式進行統一表示，即：

式中，n代表文字數量;S代表視認距離;的數值為15°;V代表車輛行駛速度，單位為km/h;K代表內側車道中線與路邊的距離，單位為m。

從上述公式中能夠看出，文字高速與車速、內側中線與路邊距離等指標有關，與車速成反比。因此，文字高速、版面尺寸均可根據車速進行確定。在實際工程中，根據我國頒布實施的交通標志規定，當車速為100-120km/h時，字高設置為60-70cm;當車速為71-99km/h時，字高設置為50-60cm;當車速為40-70km/h時，字高設置為35-50cm;當車速小于40km/h時，字高設置為25-30cm。

1.2 規范性要求

在人機功效指導下，標志版面設計還應滿足規范性、美觀性的要求，在規定性方面，版面中的元素如字體粗細、英文字高、邊框寬度等，均應與國家頒布的交通標志規定相符合，具體為：文字之間的間隔應超過字高的1/10h;在字體粗細方面，應為字高的1/14h-1/10h之間;在文字行距方面，應為字高的1/5h-1/3h之間;在拼音字母方面，應為字高的1/2h-1/3h之間;在邊緣最小距離方面，應為字高的2/5h;在阿拉伯數字方面，高度、寬度、粗細之比為h：1/2h-4/5h：1/6h-1/5h。另外，還要保障標志版面以黃金比例進行分割，遵循對稱性原則，使其具有較強的藝術性與美觀性[1]。

2 交通標志版面拓撲結構設計方法

標志拓撲結構分析主要應從標志基礎、標志版面兩方面著手，根據視認性、規范性要求，對交通標志基礎進行綜合分析，將整個交通標志劃分為三個拓撲結構，即基礎層、標志層與元信息層。

2.1 基礎信息層

標志基礎以特定的方式設置在道路中，將標志牌的支撐結構安裝到道路設施中，一個標志基礎中可同時安裝多個交通標志，標志基礎與牌一同組成交通標志。在牌的位置選擇上，應以基礎結構為依據，同一結構上的標志牌也可通過相對位置的不同進行區別。在基礎信息層中，主要涵蓋標志基礎的相關參數，將其放置于三維空間中，以基礎的底部為定點，可計算出該點在坐標系中的位置，將其計為（x，y，z），且具有一定方向性。因此，該層可對標準向量、坐標軸角度進行描述，并根據標志基礎所處的位置與方向確定其空間位置。在道路中，交通標志的作用由各個樁號體現，一般具有上下行方向，標志通常為某一方向而服務。標志基礎的種類眾多，包括單柱、T桿、3F桿等等，基礎信息層參數中還涵蓋道路名稱、基礎類型、上下行方向等等。

2.2 標志信息層

該層主要包括單個標志版面的具體信息，如位置、版面尺寸、標志種類等。按照基礎層中的信息，利用公路系統明確標志所處的位置和方向。對于同一個基礎來說，可以設置不同的標志，在明確標志在基礎中的具體位置，便可明確標志在空間中的精準數據。將基礎的底部作為原點構建坐標系，將標志的左側作為插入點，坐標計為（x，y），因標志方向與基礎相同，即可得出標志的方位。

2.3 元信息層

該層包括所有標志的文字、圖形信息。為了與版面圖形化顯示要求充分符合，在明確標志種類后，便可以確定標志的大小、形狀與底色，在對具體的圖形、文字顏色、內容、屬性等進行確定后，放到版面適宜的位置即可。元信息包括文字與圖片兩種，其中文字又分為中文和英文，在圖形符號與文字方面還可因顏色不同繼續細化。元信息可對文字信息中的字符進行描述，例如（x，y）即可代表元信息矩形左側的位置，可用寬度與高度參數將元信息中的寬度、高度進行表示，同樣的道理，屬性參數也可描述元信息的屬性，但在中文含義上可能存在區別。

3 交通標志版面的輔助設計方法

交通標志在設計完畢后需要進行檢測和識別，在檢測方面通常根據標志形狀、色彩特征進行檢測，對設計優良但可靠性較低的版面進行完善，在識別階段，可對標志含義和有效性進行準確判斷，確保交通設施設計的規范性。

3.1 利用形狀進行檢測

此種檢測方式作為基本，在空間選擇方面十分重要，應達到產品精確造型的目標。為了減少空間轉換、噪聲等方面的影響，將參數化設計引入其中，在神經網絡學習基礎上建立繪圖系統，使參數值進行變化后改變相關尺寸。

3.2 優化分類模型的構建

單純的依靠顏色信息無法精確的檢測交通標志，可將圖像梯度指標引入其中，對上述問題進行補充，減輕工作者的作業強度。同時，與基元組合模板進行匹配，將實際的、抽象化的實體展示出來，具有結構簡單、泛化性強等特征，有助于在多個領域推廣和實施。在對受噪聲影響較大的模型進行識別時，可將版面中實體位置看成拓撲參數，利用分布式信息進行儲存，在幾何實體與參數間建立緊密聯系，從而將數值特征更加精準的提取出來。

3.3 交通標志區域檢測

將標志區域劃分為多個部分，采用預處理技術將光照、噪聲、運動模糊等因素消除，探究標志版面的設計原理，將相關特征進行分解，利用分類器進行簡化設計。在模型識別方面，可將版面中字高、邊框寬度等看成幾乎參數，利用分類器進行識別，再與車速相結合確定最終版面大小。

4 結語

綜上所述，本文從基礎層、標志層與元信息層三個層次著手，對標志的內在聯系進行分析，并提出形狀檢測、構建分類模型等輔助設計措施，力求交通標志設計能夠更加科學規范，在實際應用中取得更加理想的效果。

參考文獻

[1] 王波.關于道路交通標志版面輔助設計分析[J].中國科技縱橫，2017（1）：124，126.