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(1.遵義公路局　遵義　563000;　2.貴州省橋梁建設(shè)集團有限責任公司　遵義　563000)

不等長邊緣率標線對跟車車速和車頭時距的影響

余彪1甘睿1曾明剛2邵文秀1

(1.遵義公路局遵義563000;2.貴州省橋梁建設(shè)集團有限責任公司遵義563000)

摘要通過在高速公路上進行路上試驗，研究不等長邊緣率標線對跟車速度和車頭時距的影響。試驗結(jié)果顯示：不等長邊緣率標線對跟車速度影響顯著，標線長度差越大則速度減小幅度越大；對跟車車頭時距影響顯著，標線長度差越大則車頭時距增大幅度越大。駕駛員速度感知，以及距離感知可能因鋪設(shè)邊緣率標線后出現(xiàn)變化，進而導(dǎo)致速度與車頭時距的改變。通過鋪設(shè)不等長邊緣率標線，可以增大跟車駕駛?cè)说淖陨砀兄俣?，并實現(xiàn)主動降速，進而增大跟車車頭時距，提高行車安全性。

關(guān)鍵詞跟車行駛車頭時距邊緣率標線感知速度

跟車行駛是行車過程中極為常見的運行狀態(tài)，跟車過程的安全性影響著整個交通運行的安全水平。不良的跟車行駛將會導(dǎo)致嚴重的交通事故，常見如追尾碰撞事故。根據(jù)我國道路交通事故統(tǒng)計白皮書[1]，2010年追尾事故已占據(jù)我國道路交通事故的40.4%，并造成了嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。研究顯示，追尾事故的發(fā)生多與駕駛員跟車過緊、車速過高有直接的聯(lián)系。因此，如何有效控制車速、促使駕駛員調(diào)整車距至關(guān)重要。

然而，駕駛員對于速度和距離的判斷依賴其獲取的視覺信息。研究指出，80%的交通事故都與駕駛員的錯誤或失誤有關(guān)，而駕駛員獲取的90%的信息都是視覺信息[2]。Boer[3]認為行車過程中一系列的感知變量被用來指導(dǎo)駕駛員的決策和控制。Rakha等[4]采用了等長等間距的邊緣率標線，通過分析實地觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)平均速度下降6 km/h，85%位車速下降8 km/h。Retting等[5]在高速公路出口匝道上鋪設(shè)了長度為20. 32 cm，周期長度為4 m的邊緣率標線，鋪設(shè)后平均車速降低了7.5%。劉兵等[6]在實地路上實驗中分別設(shè)置了0.5，1和1.5 m的等長、等間距的邊緣率標線，發(fā)現(xiàn)平均速度比鋪設(shè)前分別降低了8.8%，7.1%和5.0%。另外，丁乃侃等[7]在研究邊緣率和車型對跟車的影響時也采用了1 m長、1 m間隔的等長等間隔的邊緣率標線設(shè)置，并同樣得到了速度減小的結(jié)果。

然而，以上研究均僅僅考慮了標線長度與間隔相等的情形，若標線長度與間隔不相等是否會對速度產(chǎn)生不同的影響效果呢？另外，以上研究大多只考慮了邊緣率標線對速度的影響，而未深入分析邊緣率標線對車距的作用。而車距，尤其是車頭時距更能夠評價跟車的安全性。除此之外，還可以看到，以上研究所采用邊緣率標線長度各不相同，試驗路段、交通環(huán)境也存在顯著差異，因而難以比較邊緣率標線長度對跟車安全性的影響。

鑒于此，本文將考慮邊緣率標線長度與間隔不等的情況，并通過控制性路上試驗，研究分析不等長邊緣率標線對跟車行為的影響。

1實驗

1.1　試驗地點

試驗地點選擇主要考慮了2方面的因素：①路段車流量(以及車輛構(gòu)成)滿足試驗觀測和統(tǒng)計分析的要求；②路段道路條件本身對駕駛員行車的影響較小。鑒于以上2方面的考慮，在相關(guān)高速公路管理部門的許可下，選定武漢市岱黃高速(編號S1)K6+500~K8+000段作為試驗路段。該路段為平直線路段，設(shè)計速度100 km/h，雙向4車道，車道寬度為3.75 m。試驗段前后300 m范圍內(nèi)無隧道、立交，以及違章抓拍系統(tǒng)。

1.2　試驗設(shè)計

邊緣率標線長度與間隔的設(shè)置見表1。試驗中單根邊緣率標線的寬度(與行車方向垂直為寬)及其與原道路標線的橫向間距保持不變，均為15 cm，具體的邊緣率標線布設(shè)形式見圖1。

表1　邊緣率標線設(shè)置控制參數(shù)

a)　布設(shè)形式示意

b)　路上布設(shè)實景

(此處僅顯示了方案a)(單位：m)

1.3　數(shù)據(jù)采集

本試驗中將6個NC200型便攜式交通流分析儀，按照車流行進方向依次間隔地鋪設(shè)在行車道的中央(即每個分析儀對應(yīng)一個觀測斷面，其布設(shè)見圖2)，來采集通過試驗區(qū)域各個觀測斷面的車輛車速、車頭時距以及車型(通過車輛長度來區(qū)分)。斷面1~6的觀測數(shù)據(jù)用于自由流車輛的剔除。為便于計算，車輛經(jīng)過斷面2至斷面5的平均速度以及平均車頭時距作為分析使用數(shù)據(jù)。為了提高數(shù)據(jù)的有效性，觀測過程中采用6臺攝像機在6個觀測斷面處對車輛運行情況進行拍攝(攝像機每秒拍攝50幀1 920×1 080像素的畫面)，且攝像機的系統(tǒng)時間與NC200分析儀一致。此外，在數(shù)據(jù)采集過程中為了避免儀器可能出現(xiàn)的故障，采用人工使用雷達槍采樣記錄的方法對車速數(shù)據(jù)進行校核，若出現(xiàn)顯著差異則重新觀測。為了防止駕駛員誤將攝像機認作違章抓拍設(shè)備而影響車流數(shù)據(jù)的真實性，用道路附近的灌木對6臺攝像機進行了簡單的遮掩。本次試驗中所有試驗均選擇在晴天進行，且所有的數(shù)據(jù)均采集于上午08：30-11：30或下午14：00-17：00。

圖2　NC200交通流分析儀布設(shè)示意

1.4　數(shù)據(jù)處理

(1) 過濾自由流車輛。當行車不受上游和下游車輛影響時，稱之為自由流。根據(jù)本研究的目的，為了保證分析所用數(shù)據(jù)的有效性和可靠性，需要采用一定標準來剔除自由流狀態(tài)車輛。本研究采用與劉兵等[6]的研究一致的車輛剔除判別標準，即考查車輛經(jīng)過斷面的車頭時距大于其瞬時停車時間(由停車視距計算)，該車輛被判定為自由流車輛，并剔除分析樣本。另外，我們規(guī)定，車輛在這6個斷面中的任何一個斷面出現(xiàn)自由流狀態(tài)，則該車都需要被剔除。

(2) 過濾中途變道車輛。由于車輛在行駛過程中可能存在中途變道情況(意味著車輛沒有依次連續(xù)地越過6個NC200分析儀)而造成數(shù)據(jù)失真，因此為了避免這種錯誤數(shù)據(jù)的混入，采取了視頻畫面識別的方法來排除這類車輛。通過一幀一幀地觀看6臺攝像機所拍攝的6個斷面視頻畫面上車輛行駛情況，來檢查是否存在中途變道的車輛。如在任何一個斷面出現(xiàn)變道，則根據(jù)攝像機拍攝畫面捕捉到車輛變道的時刻，來確定NC200分析儀中記錄的相應(yīng)車輛，并將其從樣本中剔除。

2結(jié)果

2.1　不等長邊緣率標線對速度的影響

圖3呈現(xiàn)了不等長布設(shè)情形下的速度分布情況?？梢钥闯?，鋪設(shè)不等長邊緣率標線后試驗路段平均速度均有所減小，其中方案c情形下速度減小幅度最大，減小3.5 km/h。單因素方差顯示，不同標線長度對速度具有顯著影響(F(21 864)=133.52，p<0.05)。圖3顯示了不同標線長度差下的速度均值和標準誤差?？梢钥闯?，標線長度差越大，則平均速度越??；且沿車流行進方向，各試驗中平均速度總體呈現(xiàn)減小的趨勢。

圖3　不同方案下的速度比較

2.2　不等長邊緣率標線對車距的影響

圖4呈現(xiàn)了不等長布設(shè)情形下的車頭時距分布情況?？梢钥闯?，鋪設(shè)不等長邊緣率標線后試驗路段平均車頭時距均呈現(xiàn)一定程度的增大，其中方案c情形下車頭時距增大幅度最大，增大0.31 s。單因素方差顯示，不同標線長度對速度具有顯著影響(F(21 864)=152.18，p<0.05)。圖4顯示了不同標線長度差下的車頭時距均值和標準誤差?？梢钥闯觯瑯司€長度差越大，則平均車頭時距越大；且沿車流行進方向，各試驗中平均車頭時距總體呈現(xiàn)增大的趨勢。

圖4　不同方案下的車頭時距比較

3討論與分析

本研究中的時間頻率變化區(qū)間內(nèi)，速度降低的同時車頭時距增大。這種時間頻率引起的減速效果與朱順應(yīng)等[8]和劉兵等[6]的研究是一致的。當時間頻率在[13,14 Hz]內(nèi)時，跟車車頭時距變化并沒有表現(xiàn)出一致的增大趨勢，這或許是由于本次試驗中高速行駛車輛樣本較少。事實上，感知速度對車頭時距的影響或許可以從其對減速度的影響來解析。朱順應(yīng)和劉兵的邊緣率標線對減速行為的影響機理研究均顯示，當時間頻率在一定的范圍內(nèi)時，減速度的絕對值隨著時間頻率的增大而逐漸增大，跟車駕駛員的減速效果逐漸增強。其原因解釋為時間頻率增大引起駕駛員感知速度增大，即駕駛員產(chǎn)生速度高估，而為了保障行車安全則主動減速，并表現(xiàn)為較大的車頭時距。

4結(jié)論

(1) 不等長邊緣率標線可以顯著減小行車速度，且標線長度差越大速度減小的幅度越大。

(2) 不等長邊緣率標線可以顯著增大跟車車頭時距，且在試驗路段區(qū)間范圍內(nèi)，標線長度差越大則車頭時距增大的幅度越大。

(3) 通過在路面加鋪不等長的邊緣率標線可以為改善跟車安全性提供一種新的途徑。

本研究僅僅考慮了增大邊緣率標線的長度，而未考慮將長度減小形成的不等長，同時也沒有考慮間隔變化的情形。因此，在未來的研究中將考慮以上2個因素并開展重復(fù)性試驗。

參考文獻

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[6]劉兵,朱順應(yīng),王紅,等.邊緣率標線長度對減速行為的影響現(xiàn)象和機理研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2013,23(10):114-120.

[7]丁乃侃,朱順應(yīng),王紅,等.車型與時間頻率對跟車車頭時距的影響研究[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2014,24(10):120-125.

[8]朱順應(yīng),張子培,王紅,等.路面邊緣率標線減速效果的影響機理[J].中國安全科學(xué)學(xué)報,2013,23(6):110-115.

收稿日期：2015-09-15

DOI 10.3963/j.issn.1671-7570.2015.06.043