公路隧道空間路權分析及駕駛?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和駕駛?cè)艘蜻M行深入研究，結(jié)合有關實驗論證，找到隧道空間路權特點，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。

關鍵詞：公路隧道;空間路權;駕駛?cè)艘?交通安全

中圖分類號：U492.8 文獻標識碼：A

0 引言

我國公路隧道建設發(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，以更好地指導隧道交通光環(huán)境設計，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施設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)形塊立面標記比矩形塊立面標記更能改善隧道入口洞門的視認性。因此，可以通過改善隧道光環(huán)境來誘導駕駛員安全行駛，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和駕駛?cè)艘虻墓猸h(huán)境系統(tǒng)設置方法和評價標準，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 隧道空間路權分析

空間路權是指道路交通主管部門根據(jù)道路交通法規(guī)，通過交通控制設施來規(guī)范道路使用者使用道路的權利。隧道空間路權主要涉及動態(tài)空間路權，即在有通行路權的前提下，車輛可以合法行駛的長度（即距離）、寬度與高度。但是，擁有路權不代表絕對安全，交通設施缺失、不明確或設置不當將會導致駕駛?cè)藢β窓嗟睦Щ蟆？紤]到高速公路隧道相對普通道路有著特殊的行駛環(huán)境，更應提供給駕駛?cè)肆己玫目臻g路權感知環(huán)境，要求其在道路邊線、突起路標、檢修道路緣、隧道側(cè)壁、洞頂?shù)任恢妹魑慕缍ǎ蛛x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，且視認概率右下>左下>上方。因此，隧道內(nèi)空間路權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)路權信息顯著度及重要度進行排序，提出如下的空間路權評價體系。同時，路權設置應滿足清晰明確、一致性、給予駕駛?cè)顺渥愕囊曊J-反應時間三點要求。

基于空間路權的安全評價體系，主要通過檢測隧道各區(qū)域內(nèi)，是否設置了用于指示路權信息的視線誘導設施來對系統(tǒng)的有效性進行評價。橫向路權需要向駕駛?cè)颂峁┣逦靼椎能嚨佬畔ⅲ乐剐熊囓壽E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。縱向路權主要針對其視線誘導設施設置的連續(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施的色彩、尺寸、形狀、頻率、設置位置都應連續(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、感知和認知的限制，駕駛?cè)私?jīng)常犯錯誤，這些錯誤可能不會導致事故，人因研究的目的是通過對人的特征和限制進行設計來減少系統(tǒng)內(nèi)的人為錯誤以及相關的傷害和死亡。

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、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。當設施高度能滿足車輛遠距離觀察時，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。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、路緣石輪廓標高度。逆反射設施的尺寸越大顯著性越強，駕駛?cè)吮憧梢栽谶h距離就觀察到前方隧道交通環(huán)境，將駕駛操作與其適應。其中誘導效益是反光環(huán)>反光條>側(cè)壁輪廓標。

（2）視錯覺評價。視錯覺是指由于經(jīng)驗的主觀引導或者參照系的不當選取，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線的布設距離對駕駛?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?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)設置小尺度設施閃現(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)行駛時適當高估速度（不大于20%）的優(yōu)化目標，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)境會導致駕駛?cè)水a(chǎn)生嚴重的距離錯覺，影響駕駛?cè)藢η昂筌嚲嚯x的準確感知，導致高估跟車距離，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，而導致的追尾等交通事故的發(fā)生。

當反光環(huán)設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和駕駛?cè)艘颍岢鲆环N隧道空間路權評判和駕駛?cè)艘蚍治龇椒ǎ源龠M隧道工程設施的科學設置，進而提升隧道交通安全水平。目前限于經(jīng)費和研究水平，相關指標仍有待進一步優(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施評估及優(yōu)化方法研究[D].北京工業(yè)大學，2018.

[3]黃婷，張世娟，蔣錦港，等.公路隧道入口洞門立面標記視認性實驗研究[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].中國人民大學出版社，2007：28+29.