袁飛云 王劍波

(1.四川藏區(qū)高速公路有限責(zé)任公司 成都 610000； 2.四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系 成都 611130)

雅康高速公路地處川藏高原橫斷山區(qū)梯度帶，沿線地質(zhì)條件極其復(fù)雜，其中康定至瀘定段(以下簡(jiǎn)稱瀘康段)全長(zhǎng)30.08 km，海拔從2 460 m降至1 620 m，平均縱坡度2.44%，橋隧比高達(dá)89%，是國(guó)內(nèi)少見的高原山區(qū)長(zhǎng)下坡高橋隧比高速公路段。從國(guó)內(nèi)典型的山區(qū)高速公路長(zhǎng)下坡路段運(yùn)行安全狀況看，連續(xù)長(zhǎng)下坡使大型車輛易發(fā)生制動(dòng)失效情況，而高橋隧比又使駕駛?cè)松怼⑿睦韷毫υ龃?，加重了長(zhǎng)下坡路段的安全行車風(fēng)險(xiǎn)[1]。

因此，在雅康高速公路瀘康段，通過優(yōu)化高速公路交通安全設(shè)施的設(shè)計(jì)，以提高大型車輛在長(zhǎng)下坡路段的安全性，是十分必要的。

1 設(shè)計(jì)原則

1.1 系統(tǒng)性原則

山區(qū)高速公路交通安全設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)必須遵循人-車-路(環(huán)境)系統(tǒng)性。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮該路段的構(gòu)造物分布、平縱線形、交通流結(jié)構(gòu)、潛在不安全因素等條件，經(jīng)詳細(xì)考察分析后進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，才能達(dá)到有效引導(dǎo)、組織、控制車輛安全行駛，提高路段安全性的目的。

1.2 主動(dòng)安全原則

人-車-路(環(huán)境)系統(tǒng)中，人是導(dǎo)致交通事故的主因。2017年，四川省山區(qū)高速公路一般以上交通事故的成因中，89.76%是駕駛?cè)瞬僮鞑划?dāng)、違法造成的，因此，交通安全設(shè)施的優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)從主動(dòng)安全角度出發(fā)，以駕駛?cè)说陌踩刂茷橹鳎ㄟ^科學(xué)、系統(tǒng)的交通安全設(shè)施布設(shè)，使駕駛?cè)俗杂X、主動(dòng)采取安全駕駛策略，達(dá)到提高長(zhǎng)下坡高橋隧比路段行車安全的目的。

1.3 大型車重點(diǎn)防控原則

雅康高速瀘康段坡陡彎急、橋隧密布，從國(guó)內(nèi)外類似路段的事故統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，此類路段大型車特別是重型貨車事故率極高，若大型車在隧道內(nèi)發(fā)生較大事故，存在危害大、救援難、阻斷久的特征，若隧道內(nèi)大型車輛發(fā)生火災(zāi)，則幾乎不可控，因此，該路段的交通安全設(shè)施優(yōu)化還應(yīng)遵循大型車重點(diǎn)防控原則，從起點(diǎn)到終點(diǎn)，采取全程控制、防護(hù)措施，做到防控結(jié)合、預(yù)防為主[2]。

2 交通安全設(shè)施優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.1 基于駕駛?cè)诵畔z取的標(biāo)志標(biāo)線優(yōu)化設(shè)計(jì)

1) 視覺減速標(biāo)線設(shè)計(jì)。視覺減速標(biāo)線是運(yùn)用交通工程學(xué)、交通心理學(xué)原理，在車道邊緣線設(shè)置白色虛線塊或?qū)嵕€，長(zhǎng)度與間隔均為1 m，寬度為0.3 m(見圖1)，給駕駛?cè)嗽斐绍嚨雷冋囊曈X效果，使其主動(dòng)控制速度、謹(jǐn)慎駕駛。同時(shí)，視覺減速標(biāo)線突出了車道的輪廓邊界，增強(qiáng)了惡劣天氣條件下車道的辨識(shí)性，提高了行車安全性[3]。

圖1 視覺減速標(biāo)線示意圖

雅康高速瀘康段視覺減速標(biāo)線主要設(shè)置在橋隧路段，以及彎道半徑小于600 m的急彎前方過渡段，以降低因車輛進(jìn)出隧道和進(jìn)入彎道過快造成的危險(xiǎn)性。

2) 下坡急彎路段標(biāo)線優(yōu)化設(shè)計(jì)。雅康高速瀘康段共有4處位于長(zhǎng)下坡的急彎段，車輛在連續(xù)下坡急彎路段超車、壓線等行為會(huì)對(duì)同向行駛車輛造成干擾，帶來較大安全隱患，因此，為降低長(zhǎng)下坡急彎路段因車輛偏離車道帶來的安全隱患，特將連續(xù)長(zhǎng)下坡小半徑圓曲線段的車道分界線設(shè)置為白色單實(shí)線(見圖2)，并采用振動(dòng)式車道線，禁止在下坡急彎路段變換車道、超車，以減少安全隱患。

圖2 長(zhǎng)下坡急彎路段車道白色單實(shí)線示意圖

3) 長(zhǎng)下坡路段橫向振動(dòng)減速標(biāo)線組設(shè)計(jì)。振動(dòng)減速標(biāo)線有較好的光反射性能，同時(shí)在車輛壓線時(shí)會(huì)引起輕快的振動(dòng)，對(duì)駕駛員起到警示作用。振動(dòng)減速標(biāo)線設(shè)置時(shí)應(yīng)考慮其密度、顏色與外觀、色度性能、抗壓強(qiáng)度、耐磨性、耐水性、耐堿性、玻璃珠含量、流動(dòng)度、逆反射系數(shù)、振動(dòng)性等指標(biāo)符合要求，使其能夠滿足車輛行駛的物理、力學(xué)指標(biāo)，此外，還需考慮選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)線高度和設(shè)置間隔。

在雅康高速長(zhǎng)下坡及彎坡組合路段，為使振動(dòng)減速標(biāo)線起到很好的控速效果，特將振動(dòng)標(biāo)線設(shè)計(jì)為多道振動(dòng)標(biāo)線組使用。設(shè)計(jì)方案見表1、圖3。

表1 長(zhǎng)下坡路段振動(dòng)減速標(biāo)線組設(shè)置方案

圖3 長(zhǎng)下坡路段橫向振動(dòng)標(biāo)線組示意圖

2.2 面向駕駛?cè)说牡缆分鲃?dòng)安全信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

面向駕駛?cè)说牡缆分鲃?dòng)安全信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路是，從駕駛主動(dòng)安全角度出發(fā)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)道路沿線的標(biāo)志、標(biāo)線、標(biāo)牌及其他交通安全警示、警告信息，使駕駛?cè)私邮盏桨踩拘畔⒑?，提前做出?duì)前方路況的預(yù)判，并采取必要的安全駕駛操作。同時(shí)，與導(dǎo)航地圖相結(jié)合，將標(biāo)志牌信息融入現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)中，使其緊密結(jié)合，提高行車安全性[4-5]。

1) 連續(xù)下坡貨車安全行駛誘導(dǎo)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)。連續(xù)下坡路段貨車安全行駛誘導(dǎo)信息系統(tǒng)主要針對(duì)駕駛?cè)嗽O(shè)置，內(nèi)容包括：連續(xù)下坡整體情況預(yù)警信息，連續(xù)下坡余長(zhǎng)警示信息，避險(xiǎn)車道警示及誘導(dǎo)信息，下坡前、中駕駛?cè)税踩僮魈嵝研畔?，連續(xù)急彎預(yù)警信息等，見圖4。

圖4 連續(xù)下坡路段貨車安全行駛誘導(dǎo)信息系統(tǒng)示意圖

2) 連續(xù)下坡高橋隧比貨車安全行駛安全預(yù)警信息設(shè)計(jì)。連續(xù)下坡高橋隧比路段標(biāo)志牌預(yù)警信息內(nèi)容是駕駛?cè)藢?duì)前方風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判及提前采取防御性駕駛措施的關(guān)鍵，因此，信息內(nèi)容設(shè)計(jì)要具備科學(xué)、適用、警覺、主動(dòng)的特點(diǎn)，根據(jù)GB 5768-2009 《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》，連續(xù)下坡行駛標(biāo)志牌安全警示典型信息見圖5。

圖5 連續(xù)下坡路段標(biāo)志牌預(yù)警及安全操作信息

3) 橋隧路段行車安全警示信息設(shè)計(jì)。雅康高速瀘康段隧道群全長(zhǎng)28 km，單個(gè)隧道長(zhǎng)度多在3 km以上，隧道連接處距離短且無遮光棚連接，行車過程中必然經(jīng)過快速?gòu)?fù)雜的環(huán)境變化，會(huì)為行車安全帶來較大影響，因此，對(duì)隧道群路段標(biāo)志牌的設(shè)計(jì)要從形式和內(nèi)容兩方面著手?？紤]到隧道群可布置標(biāo)志牌的空間小且數(shù)量有限，但要表達(dá)的信息內(nèi)容多，特將隧道內(nèi)標(biāo)志牌設(shè)置為電子顯示屏，用于多種預(yù)警信息發(fā)布，隧道群路段典型標(biāo)志牌信息，見圖6。

圖6 隧道群路段電子顯示屏預(yù)警信息

2.3 應(yīng)急設(shè)施信息化設(shè)計(jì)

1) 緊急停車帶位置信息化設(shè)計(jì)。為提高臨時(shí)求救車輛的救援效率，使道路使用者緊急時(shí)刻快速高效地發(fā)出準(zhǔn)確的救援信息，除標(biāo)清所在樁號(hào)外，還將全路段緊急停車帶統(tǒng)一編號(hào)，以便報(bào)警人和救援人員第一時(shí)間確定準(zhǔn)確的救援位置，見圖7。

圖7 緊急停車帶編號(hào)方案

2) 避險(xiǎn)車道駛?cè)胱詣?dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)。連續(xù)下坡路段，大型貨車一旦失控駛?cè)氡茈U(xiǎn)車道，需第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并快速實(shí)施救援拖離，避免后續(xù)失控車輛無處避險(xiǎn)或者強(qiáng)行駛?cè)?，造成重大事故發(fā)生。因此，在瀘康段2處避險(xiǎn)車道入口處均設(shè)計(jì)了大型車駛?cè)雸?bào)警系統(tǒng)，便于監(jiān)控人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)駛?cè)胲囕v，并根據(jù)視頻和對(duì)講系統(tǒng)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，實(shí)施正確的救援方案。

3 交通安全設(shè)施優(yōu)化方案的仿真評(píng)價(jià)

3.1 評(píng)價(jià)方法

為評(píng)價(jià)雅康高速連續(xù)下坡高橋隧比路段交通安全設(shè)施優(yōu)化設(shè)計(jì)效果，特采用實(shí)車虛擬道路場(chǎng)景三維仿真系統(tǒng)的方法開展仿真評(píng)價(jià)，見圖8。仿真系統(tǒng)中，駕駛操作平臺(tái)為卡羅拉轎車，駕駛操作方式與真實(shí)開車保持一致，道路環(huán)境采用Vega Prime視景仿真軟件開發(fā)，根據(jù)道路設(shè)計(jì)圖紙將道路、橋梁、隧道及交通安全設(shè)施等元素建立道路仿真模型。

圖8 道路交通安全三維仿真系統(tǒng)

3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果

本仿真采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和常規(guī)設(shè)計(jì)方案2種模式進(jìn)行模擬駕駛對(duì)比評(píng)價(jià)，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是車速的穩(wěn)定性與駕駛?cè)说闹饔^適應(yīng)性，2種方案的評(píng)價(jià)結(jié)果見圖9。

圖9 交安優(yōu)化設(shè)計(jì)方案仿真評(píng)價(jià)速度變化曲線圖

從對(duì)2種設(shè)計(jì)方案的仿真評(píng)價(jià)結(jié)果看，采用常規(guī)方案模擬駕駛時(shí)，在陡坡急彎路段、橋隧路段行駛時(shí)，速度在60～85 km/h范圍內(nèi)波動(dòng)較大，而采用交通安全優(yōu)化方案模擬駕駛時(shí)，在新增警示標(biāo)志牌、道路標(biāo)線的作用下，駕駛員根據(jù)預(yù)警信息提前預(yù)判前方道路狀況，采取相應(yīng)的安全駕駛操作，使車輛在陡坡急彎路段、橋隧路段速度趨于平穩(wěn)，基本在車速75～82 km/h小范圍波動(dòng)，極大提高了交通流的穩(wěn)定性和車輛行駛安全性。

4 結(jié)語

隨著四川省高速公路不斷向西部高原山區(qū)縱深拓展，高原山區(qū)高速公路連續(xù)下坡高橋隧比路段日益增多，特殊交通環(huán)境下的大型車輛行駛安全新問題將不斷出現(xiàn)。因此，在道路建設(shè)設(shè)計(jì)方案已是最優(yōu)的情況下，基于人-車-路(環(huán)境)系統(tǒng)開展交通安全設(shè)施優(yōu)化研究來提高行車安全性意義重大。

本研究結(jié)果表明，從駕駛?cè)私嵌瘸霭l(fā)，科學(xué)設(shè)計(jì)山區(qū)高速公路長(zhǎng)下坡高橋隧比路段的交通安全信息預(yù)警體系，融入互聯(lián)網(wǎng)+交通安全的技術(shù)支撐，建立全方位的行車安全誘導(dǎo)保障系統(tǒng)，是提高大型車輛運(yùn)行安全水平的重要途徑，雅康高速瀘康段方案的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，也可為其他類似高速公路段的交通安全設(shè)計(jì)提供借鑒。