高速公路振动优化设计方法

摘要：为降低车辆速度，避免车辆超速行驶，以山区高速公路为例，结合其特殊的场景、车辆的运动情况以及驾驶员的特性等，提出减速有效性原则、视认安全性原则与驾驶舒适性原则，对减速标线的设计思路进行优化，以期最终实现高速公路车辆行驶的安全性，使交通事故的发生率能够得到有效控制。

关键词：高速公路；振动减速；标线；优化设计

引言

通过设置相关的超速预警和减速设施等可以帮助车辆降低车速，使超速行驶的现象能够得到有效控制，进而保障车辆在高速公路行驶过程中的安全性。振动减速标线具有比较柔和的减速作用，而且减速效果十分明显，在如今山区的大部分高速公路减速设施设置中已经得到了十分广泛的应用。然而，关于振动减速标线的设置，我国对其的规范与指导仍然缺乏明确性，关于其设置参数与设计方法的分析研究都只是从车辆的减速效果这一方面考虑的，对驾驶员的考虑较少。因此，必须对振动减速的标线类型及其设置参数等进行介绍，做好振动减速的标线信息处理模型的建立工作，并通过对车辆的减速机理进行分析，增加驾驶员对其的认知和了解，以达到从驾驶员这一角度对车辆行驶速度进行控制的目的。

1减速的有效性

对振动减速标线进行设置时，一定要充分地考虑其减速的有效性。首先要考虑其重复条数，由对车速的下降率进行分析的结果可以看出，重复条数不同将会导致减速的效果出现较大的差性。无论是哪种减速标线的设置，9条重复条数的标线和3条重复条数的标线相比会有更好的减速效果，因为驾驶员通过该标线时，通常会在设置位置的前面使用较大减速度进行减速，大大地增加了车速的下降率。因此，可以通过增加重复条数的方式来达到减速的目的。其次，可以设置一些具有辅质的安全设施，例如振动减速标线的预告标志、限速标志、减速信号灯以及监控设施等来帮助车辆达到减速效果。通常情况下，车速在高速公路的出入口处以及隧道的入口处会具有较大的下降率，这是因为该处设置了相应的振动减速标线、限速的相关标志或者交通监控设施等。另外，还可以通过增加分组数与长度、选用表面凸起或比较粗糙的规格以及增加摩擦系数的方式来实现对车速的有效控制。

2视认的安全性

车辆在行驶的时候，驾驶员可以通过道路交通的环境信息来对其操作行为进行判断与决策，而驾驶员对这些信息的获取都是通过视觉来实现的。在驾驶员通过高速公路的减速标线处时，要想确保其能够进行很好的减速操作，就必须保证驾驶员对减速标线相关信息的获取，并且提供足够的时间让他们能够正常反应与操作，也就是说，驾驶员的视认距离和振动减速标线设置效果的发挥存在着很大的关系。因此，要结合驾驶员视认的安全性来对振动减速的标线进行优化设计。（1）对标线设置位置进行优化设计驾驶员处理振动减速相关标线信息的过程如图1所示。1中的A点是驾驶员的觉察点，B点是视认的起始点，C点是视认的完成点，D点是视线的消失点，E点是减速的起始点，F点是标线所在位置，G点是减速行为的完成点。要想使驾驶员有充足的时间在高速公路的减速标线信息消失之前对其进行认知、做出反应判断并且执行减速操作，那么，驾驶员从视认出减速标线之后到其通过此处时的距离必须大于可操作的距离，只有这样，车辆进入相应限速区域或者危险路段的时候才能达到限制车速或者安全车速。同时，还应对减速标线的前置距离设置相应的上限要求，因为如果其前置的距离太大会导致减速标线与实际限速区域或者危险路段的距离较远，在通过该处减速标线的时候，驾驶员就不会执行减速操作，而且前置的距离太大也会影响减速的效果，所以应严格遵循交通标志关于其前置距离的上限要求来做好前置距离的控制工作，最终在驾驶员的视认安全性得到有效保障的基础上，对减速标线设置的具置进行确定，并且结合其重复条数及其距离的设置来确保驾驶员的视认安全性及协调性等。（2）优化其他参数的设计可利用不同颜色等来确保驾驶员视认安全性的提高。当振动减速的标线为黄色时，最能引起车辆驾驶员的关注，其次是红色，而白色的标线最不明显的。这说明，当振动减速的标线为黄色或者红色时，驾驶员的视认效果比较好。所以，可以从颜色这一角度来优化设计振动减速的标线，尽可能少用或者不用白色的减速标线，多使用黄色或者红色的减速标线；对于已经设置好的路段，应该在减少成本和对正常行车影响的基础上对其进行重新涂色，涂成黄色或者红色来实现其视认性的改善。在对其进行涂色时，可以将其涂成一种颜色来促进其视认性特别是夜间视认性的提高，还可以采用红色和黄色相间的组合方式对其进行涂刷，也可以在不同的路段使用这两种颜色交替设置。（3）设置具有辅质的交通安全设施例如，设置相应的振动减速标线、限速的相关标志或交通监控设施等。因为在高速公路的相同位置设置限速标志牌比设置减速标线的提示效果更加明显，由此可见，与振动减速的标线相比，限速标志牌具有更好的视认性效果。所以，在具体的工程应用过程中，应该在高速公路的减速标线设置前或者同一处加装辅的交通安全设施，例如相应的振动减速标线、限速的相关标志或者是交通监控设施等，促进减速标线视认性的提高。

3驾驶的舒适性

车辆驾驶员心率的增长率和他们心理的舒适程度有着一定的相关关系。由相关研究结果可以看出，当车辆驾驶员心率的增长率大于20%时，驾驶员会感到紧张，出现一定程度的不适感；当车辆驾驶员心率的增长率大于30%时，驾驶员的紧张感会明显增强，此时容易导致事故的发生；当车辆驾驶员心率的增长率大于40%时，驾驶员的紧张感将会特别强烈，大大提高了事故发生的可能性，其具体情况如表1所示。因此，应该根据表1所述的研究成果，将驾驶员心率的增长率作为其心理舒适性程度的评价标准，来评价振动减速的标线优化设置过程中驾驶员的舒适程度，具体如表2所示。

4结语

本文以山区的高速公路为例，对振动减速的标线进行分析，研究对其各项设置参数进行优化设计的方法，并且结合振动减速的标线设置情况及其参数的问题所在，提出减速有效性原则、视认安全性原则与驾驶舒适性原则，对减速标线的设计思路进行优化，使驾驶员对其减速原因、视认性情况等有更好的了解，并且提出对其进行优化的一些设计思路及评价指标，以期最终实现高速公路车辆行驶的安全性，使交通事故的发生率能够得到有效控制。

参考文献：

[1]莫战春.高速公路减速标线的设计与应用研究[J].交通标准化，2008（11）：9-13.

[2]严婧，石庄彬，凌云.基于认知行为的高速公路减速标线研究[J].现代交通技术，2013，10（1）：55-58.

[3]徐翔，罗青.振动标线在宁杭高速公路上的应用与体会[J].公路，2005（3）：171-173.

[4]马艳丽.驾驶员驾驶特性与道路交通安全对策研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2007.

[5]褚端峰，李浩然，张存保，等.振动减速带对行车安全的影响及控速效果分析[J].中国安全科学学报，2014，24（6）：86-91.

[6]田芳.振动带（RS）与新型路面振动标线的应用[J].中国公路，2005（12）：64-65.

作者：余志芳 单位：江西省交通设计研究院有限责任公司