基于驾驶人视觉特性的交通安全设施设计研究

摘要

高速公路具有行车速度高、车流量大的特点，相对于其他道路，一旦发生交通事故，将产生更加严重的生命、财产损失，因此，在高速公路建设、运营过程中，必须保证交通安全设施的有效性，以提高高速公路运营安全性与舒适性。车辆在行驶时，有80％的交通信息是驾驶人依靠视觉获得的，视觉条件的好坏将直接影响到驾驶人的驾驶状态，减速标线、突起路标、防眩设施作为高速公路的安全设施，在保障高速公路交通安全发挥较大作用，三者安全性功能的发挥与驾驶人视觉特性密切相关，本文从驾驶人视觉特性的角度出发，选取减速标线、突起路标、防眩设施三种安全设施作为研究对象。
　　在视错觉减速标线研究方面，通过研究驾驶人视知觉、视错觉和色彩视错觉等视觉特性，对减速标线单元图形形状、轮廓线、尺寸拉伸、颜色组合及路面背景搭配进行设计，拟定初始设计方案，利用3DMAX创建减速标线效果仿真实验场景，分别运用BIB-LCJ评价法和语义分析法对设计方案进行初步筛选和最终筛选，得到三维立体视错觉减速标线的设计方案；在突起路标研究方面，通过分析驾驶人视觉连续性、闪现视觉刺激、曲率感知等视觉特性，结合突起路标反光特性和车辆灯光性能，根据路段线形的不同，分别对长直线路段、平曲线路段、竖曲线路段、长大下坡进行突起路标设置间隔研究，确定了高速公路特殊地点，如：出入口匝道、收费站广场的布设形式及设置间隔，并通过ADAMS/CAR仿真软件对设置形式和设置间隔进行振动仿真分析，对其振动警示效果进行评价；在防眩设施研究方面，通过分析视觉适应和眩光影响特性，基于高速公路不同道路线形，研究防眩设施设置高度、遮光角等参数，针对平直线路段，研究最不利车道组合的防眩设施高度设置、防眩板设置间距；平曲线路段分别基于停车视距和超高研究防眩设施高度、防眩板间距设置；凹形竖曲线路段基于眩光纵距研究中间段、过渡段防眩设施高度设置。
　　论文以河北省沧州至千童（冀鲁界）公路第一合同段（K140+502.028~K167+300）两阶段施工图设计为例，对三种设施的设计方案应用所研究的理论方法进行了优化。验证了论文的研究成果能够为高速公路安全设施设计与优化提供理论参考与技术支持。