姬生強(qiáng)，艾力·斯木吐拉

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械交通學(xué)院，新疆 烏魯木齊830052）

道路交通安全設(shè)施配置是公路建設(shè)的重要組成部分，在保障道路行車安全、降低道路交通事故率方面起著重要作用。高原道路環(huán)境具有的特殊性，會(huì)對(duì)人的生理、心理特性造成一定的影響，再加上高原公路安全設(shè)施的配置不十分完善，而且損壞后有時(shí)得不到及時(shí)修補(bǔ)，這些都對(duì)駕駛員的心理產(chǎn)生影響，會(huì)反應(yīng)到駕駛行為上，進(jìn)而影響到行車安全。因此，研究道路安全設(shè)施與駕駛員的生理、心理特性間的潛在關(guān)系具有重要意義。

1 道路安全設(shè)施概述

安全設(shè)施作為道路基礎(chǔ)設(shè)施的一部分對(duì)于安全行車起著至關(guān)重要的作用，不僅有利于保障交通秩序的正常，還能提供給駕駛員各種交通信息。道路安全設(shè)施主要包括道路標(biāo)志、標(biāo)線、護(hù)欄、視線誘導(dǎo)標(biāo)、防護(hù)網(wǎng)、隔離柵、道路照明及服務(wù)區(qū)等。道路交通安全設(shè)施的設(shè)置按照道路等級(jí)與沿線的地形地貌及公路幾何設(shè)計(jì)參數(shù)（平曲線半徑、縱坡、路基寬度等）設(shè)定，我國交通部于2006年頒布了推薦性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD81－2006）和《公路交通安全設(shè)施設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG／TD81－2006），對(duì)交通標(biāo)志、標(biāo)線、視線誘導(dǎo)標(biāo)、護(hù)欄防撞等級(jí)、路面標(biāo)記尺寸與重復(fù)設(shè)置次數(shù)等安全設(shè)施的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做出了規(guī)定，為我國在交通安全設(shè)施設(shè)置方面走向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化奠定了基礎(chǔ)。

由于現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)主要是針對(duì)高速公路制定，對(duì)于地形復(fù)雜、環(huán)境相對(duì)惡劣的特殊地區(qū)，特別是對(duì)高原的山區(qū)公路來說，交通設(shè)施的設(shè)置并沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在設(shè)施的配置上存在著一些缺陷。為發(fā)揮安全設(shè)施應(yīng)有的作用，在參照國家現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，還應(yīng)綜合考慮當(dāng)?shù)氐牡匦巍⒌孛?、海拔、道路線形、沿線景觀環(huán)境、人文以及其他各種有可能對(duì)車輛和駕駛員造成影響的因素，對(duì)安全設(shè)施的配置進(jìn)行優(yōu)化，以保證安全設(shè)施作用發(fā)揮的最大化，盡可能的降低交通事故率，提高高原區(qū)的行車安全。

2 駕駛員特性介紹

2.1 駕駛員生理特性

車輛駕駛員不僅需要有健康的心理狀態(tài)，更需要健康的身體、充沛的精力和體力，以及人體各器官功能的相互協(xié)調(diào)和配合，便于在行車過程中及時(shí)通過自身的感覺器官接收信息，并實(shí)行車輛控制，避免交通事故的發(fā)生。

2.1.1 駕駛員血壓、脈搏特性

血壓、脈搏是駕駛員生理特性的最直接表現(xiàn)，當(dāng)駕駛員在環(huán)境惡劣、視距嚴(yán)重不足、線形復(fù)雜的道路上行車時(shí)，血壓和脈搏的激烈變動(dòng)，往往導(dǎo)致人的不安感、緊張感、焦躁感，使之精力不集中，注意力及判斷力下降，容易造成交通事故。研究認(rèn)為，駕駛員長時(shí)間的心理緊張與高血壓的患病率有較大關(guān)系。良好的道路安全設(shè)施的配置對(duì)緩解由于血壓、脈搏異常而引起的不良反應(yīng)具有不可替代的作用，例如在轉(zhuǎn)彎路段配置限速、警告標(biāo)志及曲線反光鏡等安全設(shè)施，雖然不能從根本上解決問題，但可以有效地輔助駕駛員認(rèn)清道路交通環(huán)境，緩解由緊張、不安等心理因素而引起的血壓、脈搏激烈變動(dòng)，在很大程度上提高了行車安全。

2.1.2 視覺特性

視覺是人體最重要的感官功能，對(duì)駕駛員來說，90%以上的道路信息是通過視覺獲得，因此，駕駛員的視覺特性是影響駕駛員操縱汽車的最主要因素。視覺特性包括視力、視野等功能，視力分為靜視力和動(dòng)視力兩種，動(dòng)視力在一般情況下比靜視力效果低10%～30%，特殊情況時(shí)其效果會(huì)降低到30%～40%。因此，動(dòng)視力對(duì)駕駛員獲取道路交通信息有著不可忽視的作用。眼睛除所注視的目標(biāo)外，還能看見一定空間范圍內(nèi)的物體，這個(gè)空間范圍就是視野。通常情況下，人的雙眼水平綜合視野可達(dá)180°，但隨著車速的增加，駕駛員的視野會(huì)逐漸減小。視覺特性的好壞直接影響到駕駛員獲取道路信息的準(zhǔn)確性，視覺特性與行車速度成反比，因此，在車速的影響下，道路標(biāo)志牌的設(shè)置參數(shù)、顏色選擇、反光效果等對(duì)行車安全具有潛在隱患。

2.1.3 生理反應(yīng)特性

在行車過程中，駕駛員需要對(duì)各種與行車安全密切相關(guān)的信息迅速做出判斷處理，其基本過程包括感知、判斷、動(dòng)作，稱之為生理反應(yīng)特性。反應(yīng)特性主要包括反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)錯(cuò)誤次數(shù)。駕駛員從感覺器官獲得外界信息傳入大腦，經(jīng)大腦處理發(fā)出指令而產(chǎn)生動(dòng)作，這一段時(shí)間就是反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間的長短及穩(wěn)定性，取決于車速、駕駛員的心理和生理狀態(tài)、情緒及肢體靈活性等。反應(yīng)錯(cuò)誤次數(shù)多、反應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定性差的駕駛員更易出現(xiàn)交通事故。標(biāo)志牌的前置距離、尺寸、顏色等與反應(yīng)特性也有較大關(guān)系，特別是在行駛過程中，對(duì)道路信息做出正確判斷并及時(shí)反應(yīng)采取措施的駕駛員發(fā)生事故的概率更小。因此，交通標(biāo)志配置的是否完善，對(duì)駕駛員的行車安全有很大影響。

2.1.4 駕駛疲勞特性

駕駛疲勞是駕駛員在行車過程中，眼睛和神經(jīng)長時(shí)間持續(xù)保持緊張狀態(tài)，最終造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)疲勞，使駕駛員的知覺能力下降、對(duì)事物認(rèn)識(shí)不全、反應(yīng)遲鈍、判斷失誤，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使駕駛員出現(xiàn)打瞌睡等現(xiàn)象。引起駕駛員疲勞的主要因素包括長時(shí)間的連續(xù)駕駛、道路彎道多且視距不足、道路沿線景色單調(diào)，缺乏振奮駕駛員精神的道路交通設(shè)施等。為保障道路行車安全、降低事故率，應(yīng)加強(qiáng)道路服務(wù)設(shè)施（如服務(wù)站、強(qiáng)制休息處）及沿線道路景觀的安全設(shè)施配置，對(duì)緩解駕駛員的疲勞駕駛具有重要作用。

2.2 駕駛員的心理特性

駕駛員健康的心理素質(zhì)是行車安全的必要保障，研究表明，交通事故的發(fā)生和駕駛員的心理素質(zhì)有著密切關(guān)系。駕駛員在行車過程中情緒、注意力分配的變化就是心理素質(zhì)的表現(xiàn)，尤其是在行車過程中，這些不良的心理變化，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。駕駛員的心理變化具有隨意性，因時(shí)因地而變，特別是在特殊道路環(huán)境下，變化會(huì)更加明顯。時(shí)愛軍認(rèn)為:車內(nèi)環(huán)境噪亂會(huì)引起駕駛員情緒不穩(wěn)定；道路平坦會(huì)誘發(fā)駕駛員單調(diào)駕駛并形成道路催眠；車輛的多次連續(xù)轉(zhuǎn)彎會(huì)使駕駛員產(chǎn)生厭煩情緒；車輛擁擠和堵車會(huì)使駕駛員產(chǎn)生急躁情緒；看到交通事故會(huì)產(chǎn)生恐慌心理等，這些都是心理變化的反應(yīng)。心理變化還會(huì)使駕駛員出現(xiàn)呼吸急促、血壓升高等一系列的生理問題。駕駛員在實(shí)際行車過程中遇到這些危險(xiǎn)時(shí)，會(huì)在心理和生理的共同作用下表現(xiàn)出各種不良情感，在這種情感的支配下，常常會(huì)使駕駛員的動(dòng)作敏捷性下降，操作失誤頻發(fā)，更容易發(fā)生交通事故。駕駛員的心理變化因人而異，根據(jù)其年齡、駕齡、社會(huì)經(jīng)歷的不同而不同。為防止駕駛員在行車過程中的心理不良變化，合理地配置安全設(shè)施對(duì)緩解駕駛員心理變化具有不可替代的作用。加強(qiáng)道路線形的自然誘導(dǎo)，保持路與地形、地貌的良好視距，良好的線性誘導(dǎo)設(shè)施，完整、清晰的交通標(biāo)志牌等和諧的道路交通環(huán)境都可以為駕駛員提供一個(gè)安全、順暢、便捷的駕駛環(huán)境，有效地降低駕駛員的心理反應(yīng)程度，減少交通事故的發(fā)生。

3 高原地區(qū)公路交通事故中人的因素

為掌握高原地區(qū)交通安全現(xiàn)狀及事故成因分布特征，課題組收集了我國青藏高原上的主要道路以及新疆葉城、塔什庫爾干境內(nèi)國道上發(fā)生的986起較為完整的事故記錄資料。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，由于駕駛員本身原因而發(fā)生的交通事故是高原交通事故發(fā)生的主要原因（見表1）。在高原行車過程中，由于受低氧及道路條件的影響，引起駕駛員的生理及心理變化，加上高原道路安全設(shè)施的配置不完善，導(dǎo)致人為因素的道路交通事故頻繁發(fā)生。研究和掌握車輛駕駛員在高原行車過程中駕駛員所受到的影響以及由此引起的生理及心理特性的不同表現(xiàn)，合理配置道路安全設(shè)施已成為目前急需研究和解決的問題。

表1 高原地區(qū)公路交通事故成因

4 駕駛員特性在高原地區(qū)公路上的表現(xiàn)

由于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“高原低氧區(qū)駕駛特性及行車安全研究”的研究需要，近兩年項(xiàng)目組多次前往我國典型高原地區(qū)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，同時(shí)在G314線分別選擇了三個(gè)地點(diǎn)（平均海拔為3 700m）作為實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，采用問卷調(diào)查和隨機(jī)攔車檢測的方式對(duì)駕駛員的特性（血壓、心跳、視力特性、復(fù)雜反應(yīng)特性、速度估計(jì)特性、處置判斷特性）進(jìn)行現(xiàn)場測試。對(duì)調(diào)查和測試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析顯示，駕駛員各項(xiàng)特性在高原地區(qū)的表現(xiàn)與一般的平原公路有較大區(qū)別。

4.1 高原地區(qū)駕駛員血壓、脈搏特性分析

通過對(duì)檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，高原地區(qū)公路駕駛員的收縮壓均值一般為17.36kPa，舒張壓均值為10.8kPa；脈搏平均跳動(dòng)次數(shù)為83次／min，與平原區(qū)人體的血壓、脈搏相比（見表2），高原區(qū)平均值明顯偏高。調(diào)查結(jié)果與醫(yī)學(xué)研究提出的隨海拔高度的增加收縮壓、舒張壓升高，并且收縮壓升高幅度大于舒張壓的結(jié)果一致。通過對(duì)駕駛員調(diào)查問卷的統(tǒng)計(jì)分析，有31%的駕駛員認(rèn)為在高原區(qū)自身血壓升高，也驗(yàn)證了上述結(jié)論。血壓、脈搏的升高，會(huì)給駕駛員帶來頭暈、身體不適、緊張等生理和心理影響，會(huì)直接反應(yīng)到駕駛行為上，影響行車安全。

表2 平原區(qū)公路和高原地區(qū)公路駕駛員血壓、脈搏情況

4.2 駕駛員適宜性在高原地區(qū)公路的表現(xiàn)

根據(jù)實(shí)地檢測，高原低氧區(qū)駕駛員的靜視力與動(dòng)視力平均值為1.2和0.6，駕駛員動(dòng)視力相對(duì)于靜視力平均下降幅度為62.77%，下降幅度遠(yuǎn)大于平原公路駕駛員動(dòng)視力下降幅度，表明在高原區(qū)公路駕駛員的動(dòng)視力更容易受到環(huán)境影響。同平原公路（全國平均，不包括新疆）的靜、動(dòng)視力均值相比較（見表3），高原區(qū)駕駛員視力水平與全國平均水平相當(dāng)，因此，視力水平較好。

高原醫(yī)學(xué)方面的研究表明，隨著海拔的增加，人體的心率增快，血氧飽和度、肺通氣量、耗氧量降低，人體的反應(yīng)時(shí)間會(huì)明顯延長，手工操作的敏捷度下降。根據(jù)對(duì)駕駛員檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，高原低氧區(qū)公路駕駛員的平均反應(yīng)時(shí)間為0.843s，復(fù)雜反應(yīng)錯(cuò)誤次數(shù)平均為3.2次（見表3），均明顯高于平原地區(qū)公路。表明高原地區(qū)駕駛員的反應(yīng)認(rèn)知行為能力降低，會(huì)對(duì)駕駛員在行車過程中及時(shí)處理突發(fā)事件產(chǎn)生影響，同時(shí)，安全設(shè)施配置的完善與否在很大程度上也影響著駕駛員的心理素質(zhì)，嚴(yán)重影響駕駛?cè)藛T及乘客的安全。

表3 不同公路駕駛員適宜性檢測單項(xiàng)指標(biāo)結(jié)果對(duì)比

速度估計(jì)特性是檢測駕駛員對(duì)速度判斷及性格焦躁性的重要指標(biāo)。檢測結(jié)果顯示，高原公路駕駛員速度估計(jì)特性平均值為1.8s，明顯大于平原公路，說明在高原環(huán)境下駕駛員容易對(duì)前方車輛的速度估計(jì)不準(zhǔn)確，造成追尾、正碰事故。

處置判斷主要用于檢測駕駛員在行車過程中注意力分配及其轉(zhuǎn)移的能力，其直接表現(xiàn)為對(duì)信息的選擇及做出相應(yīng)反應(yīng)的過程。由表3可知，高原公路駕駛員處置判斷錯(cuò)誤次數(shù)的平均值為120次，明顯高于平原公路的101次，可見，在相同的道路條件下，高原區(qū)駕駛員在行車過程中對(duì)道路信息處理的正確率比平原區(qū)要低。高原低氧環(huán)境造成駕駛員的注意力分散，而且避障能力大幅度下降，對(duì)道路信息不能做出正確的處理，如果沒有完善、合理的安全設(shè)施作為彌補(bǔ)，將會(huì)給駕駛員的行車安全帶來極大的威脅。

綜上所述，高原地區(qū)公路駕駛員的生理和心理特性的表現(xiàn)不同于平原公路。認(rèn)知能力降低、對(duì)速度判斷失誤、行駛過程中注意力不集中等現(xiàn)象是高原區(qū)駕駛員駕駛行為的錯(cuò)誤表現(xiàn)，從而對(duì)駕駛員處理突發(fā)事件和獲取道路信息產(chǎn)生影響。因此，為完善高原地區(qū)道路交通安全設(shè)施的配置，應(yīng)綜合考慮低氧環(huán)境下駕駛員生理和心理特性的特點(diǎn)，在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上做出相應(yīng)調(diào)整，使其更加適應(yīng)高原道路低氧環(huán)境的特點(diǎn)，保障道路行車安全。

4.3 高原地區(qū)駕駛員自我感受

駕駛員的生理和心理是相互影響的，心理影響是在生理影響的基礎(chǔ)上表現(xiàn)出來的。通過對(duì)調(diào)查問卷的統(tǒng)計(jì)，76%的駕駛員認(rèn)為高原公路比一般平原公路更容易疲勞，同時(shí)，駕駛員表現(xiàn)出不同程度的頭痛、情緒急躁、頭重腳輕、注意力不集中、乏力等現(xiàn)象，如圖1所示。

圖1 高原公路駕駛員生理自我感受

由圖1可以看出，受高原低氧環(huán)境的影響，有25.93%的高原公路駕駛員出現(xiàn)注意力不集中現(xiàn)象，33.33%的駕駛員有頭痛癥狀等。所有這些都會(huì)影響到駕駛員獲取道路交通安全設(shè)施信息的準(zhǔn)確度，給行車安全帶來隱患。

高原公路駕駛員的心理感受如圖2所示，在行車過程中，有29%的駕駛員有孤獨(dú)感；91%的駕駛員會(huì)特別注意車輛儀表，擔(dān)心出現(xiàn)事故；還有53%的駕駛員認(rèn)為高原行車車速比實(shí)際車速慢。高原地區(qū)公路由于行駛里程長、景色單調(diào)、人煙稀少等獨(dú)有的特點(diǎn)給駕駛員心理上帶來開快車、孤獨(dú)等負(fù)面影響，再加上道路沿線缺少一些振奮精神的安全設(shè)施標(biāo)識(shí)，也給駕駛員的安全行車增加了潛在的威脅。

圖2 高原公路駕駛員心理自我感受

綜上所述，高原公路沿線自然地理?xiàng)l件特殊，道路線性復(fù)雜，彎多且急，交通流量少，低氧、低氣壓，視距嚴(yán)重不足，給駕駛員的心理及生理上造成不同程度的影響，因而，也會(huì)對(duì)道路安全設(shè)施提出特殊要求。

5 例證分析

以高原區(qū)公路G314線雙車道三級(jí)瀝青公路為例，設(shè)計(jì)車速為60km／h，最大禁止車速40km／h，判斷時(shí)間t3取為3s，速度修正系數(shù)a3為0.66，變換車道距離L＊為120m，則前置距離與行動(dòng)距離、判斷距離、認(rèn)讀距離、視距之間的關(guān)系為

式中:a為減速度，取0.75m／s2；K為認(rèn)讀距離；h為漢字高度；a1為文字修正系數(shù)，取0.6；a2為漢字筆畫修正系數(shù)，取0.85；d為駕駛員視高；m為消失距離；θ為標(biāo)志與消失點(diǎn)的夾角，取7°；f取值為5.67。

由上述公式得出認(rèn)讀距離K＝82m，消失距離m＝48m，根據(jù)公式得到前置距離D≥145m，與國標(biāo)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值相比較，計(jì)算結(jié)果比標(biāo)準(zhǔn)值大，說明由于高原公路的特殊環(huán)境因素對(duì)駕駛員的反應(yīng)特性造成的影響，使駕駛員在行車過程中反應(yīng)遲鈍，不能及時(shí)、準(zhǔn)確地處理隨時(shí)變化的道路信息，因此，安全設(shè)施配置不能直接使用現(xiàn)有的公路標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便更好地為道路使用者服務(wù)。

6 結(jié) 論

高原地區(qū)公路交通事故原因的特殊性及駕駛員特性的表現(xiàn)有別于一般平原地區(qū)公路，一般平原道路地區(qū)的配置標(biāo)準(zhǔn)不能起到應(yīng)有的作用，為掌握高原公路駕駛員特性與交通安全設(shè)施配置間的關(guān)系，通過對(duì)長期使用高原公路的駕駛員群體進(jìn)行實(shí)地檢測數(shù)據(jù)的整理分析，結(jié)合交通安全設(shè)施設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)及高原環(huán)境特點(diǎn)，得出以下結(jié)論:

1）高原公路駕駛員特性有別于平原區(qū)，尤其在動(dòng)視力、反應(yīng)時(shí)間方面，因此，高原公路安全設(shè)施在按照國家標(biāo)準(zhǔn)配置的同時(shí)，應(yīng)考慮低氧、雨雪及紫外線對(duì)人體、交通標(biāo)志的腐蝕影響，對(duì)道路標(biāo)志的尺寸及重復(fù)次數(shù)、材料、顏色的選擇等進(jìn)行重新配置；

2）低氧環(huán)境不僅會(huì)對(duì)人體的心理機(jī)能產(chǎn)生影響，還會(huì)伴隨有生理上的負(fù)面影響，使駕駛員產(chǎn)生疲勞、頭痛、呼吸困難等癥狀，嚴(yán)重影響到交通安全。所以，應(yīng)對(duì)高原公路增加服務(wù)站等服務(wù)場所的規(guī)劃，并考慮是否增加氧氣設(shè)施和應(yīng)急救護(hù)站、維修設(shè)施等服務(wù)設(shè)施；

3）針對(duì)高原道路線形復(fù)雜、坡陡彎較多的實(shí)際情況，在行車過程中極易引起駕駛員血壓、脈搏的升高，給駕駛員的生理帶來負(fù)面影響，急彎、長下坡路段配置減速標(biāo)線、反光鏡、線性誘導(dǎo)標(biāo)志等設(shè)施，保證安全設(shè)施全面、完善，為緩解駕駛員生理、心理影響提供安全保障，視線誘導(dǎo)標(biāo)志的規(guī)劃參數(shù)應(yīng)在國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。

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