廣東省韶關(guān)市翔宏公路勘察設(shè)計有限公司 / 楊斌

引言

在道路行車過程中，視覺承擔了十分重要的觀察責任，是駕駛員獲取交通信息量的主要途徑。駕駛員通過視覺獲得的道路情況、交通量、天氣情況等信息對行車安全有著不可忽視的影響，因此，視覺分析在道路設(shè)計、交通安全中有著重要的價值和作用。隨著經(jīng)濟民生的不斷發(fā)展，道路上的車輛通行量不斷增加，各類交通事故也頻繁發(fā)生，人們對于道路交通安全越來越重視。設(shè)計出更安全、更舒適的行車道路，是群眾、市場的共同期待。

一、視覺分析相關(guān)概述

視覺分析是一種從駕駛員視覺心理出發(fā)，圍繞道路空間線形、沿線建筑景觀、道路標識等內(nèi)容展開，保持駕駛員視覺連續(xù)、舒適、安全的綜合分析設(shè)計活動。根據(jù)行車測試可知，駕駛員的注意力集中點和視野距離會隨著車速的增加而增大，當車速不超過97km/h時，駕駛員的注意力集中點在600m以外，當車速大于97km/h，前方細節(jié)開始被駕駛員忽略；駕駛員的視野會隨著車速的增加而變窄，當車速不超過72km/h時，駕駛員的視野范圍在30～40°，車速在72～97km/h之間，視野范圍縮小至20°，車速超過97km/h，視野范圍縮小到道路線形上，直接忽視兩側(cè)視野。由此可見，駕駛員的視覺判斷敏銳度與行車安全、行車效率密切關(guān)系，基于視覺分析進行道路設(shè)計能夠有效降低行車事故發(fā)生率，提高道路行車安全程度。

二、道路設(shè)計簡述

道路設(shè)計是一項綜合性設(shè)計工作，涉及到道路的行車安全、行車效率、與周邊景物和諧、交通量、經(jīng)濟效益等多個領(lǐng)域。綜合考慮道路的多方因素，反復進行平縱面設(shè)計、橫斷面檢查等調(diào)整，才能設(shè)計出實用、安全、性價比更高的道路?，F(xiàn)階段，道路設(shè)計普遍采用二維設(shè)計，但駕駛員對道路的觀察是三維立體線形，這就容易導致設(shè)計人員和駕駛員對道路的感知有差距，不僅可能導致駕駛員目視效果不佳，還有可能給駕駛員造成錯覺。業(yè)內(nèi)常用的方法是借助透視圖來反映駕駛員的視點情況，借助BIM技術(shù)對道路進行三維立體設(shè)計以滿足駕駛員的視覺連續(xù)性要求。

三、駕駛員行車視覺問題產(chǎn)生的原因分析

（一）道路線形引起駕駛員視錯覺

道路線形引起視錯覺的原因在于道路線形滿足了設(shè)計規(guī)范卻沒有充分考慮人類視覺效果，從而使駕駛員在行車過程中受視錯覺誤導而采用了錯誤的駕駛行為，導致了行車事故的發(fā)生。比如：一段較長的下坡路段中，設(shè)計人員采用了“陡坡+緩坡”的組合，干擾駕駛員的視覺，導致發(fā)生交通事故的頻率上升。

（二）路側(cè)環(huán)境引起駕駛員視錯覺

駕駛員行車過程中視覺范圍內(nèi)不僅有道路、指示標志，還有道路兩側(cè)的環(huán)境，這些環(huán)境也會對駕駛員的駕駛行為產(chǎn)生影響，影響交通安全。比如：高大樹木種植在道路轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)，樹干和樹冠干擾駕駛員對轉(zhuǎn)彎后路段情況的判斷，容易引發(fā)交通事故。又比如：駕駛員從開闊路段駛?cè)肼穳q路段，容易因可視范圍的急劇縮小而受到兩側(cè)坡路的干擾，給安全駕駛帶來隱患。

（三）長直線道路引起視覺疲勞

長直線道路通常行車視野好，但行車過程單調(diào)，駕駛員容易產(chǎn)生心理上的視覺疲勞，對車速、車距的感知敏銳度下降。這樣的狀態(tài)下，駕駛員非常容易反復加速而超速行駛，與前車距離過近，出現(xiàn)嚴重追尾等行車安全事故的可能性不斷增加。在道路設(shè)計時，設(shè)計師應(yīng)當在長直線道路兩側(cè)人為設(shè)置一些能夠轉(zhuǎn)移駕駛員部分注意力的構(gòu)造物，從而使駕駛員有一些參照物來控制行車速度、緩解疲勞。

四、視覺分析在道路設(shè)計中的應(yīng)用策略

（一）遵循視覺需求開展道路設(shè)計

設(shè)計師進行道路設(shè)計需要遵循一些行業(yè)內(nèi)的設(shè)計原則，其中就包括駕駛員的視覺需求。駕駛員是公路、城市道路的主要使用者，是各類交通事故中受到直接影響的人群，他們的需求必須得到設(shè)計師的重視。在駕駛行為中，駕駛員需要通過視覺來獲取超過80%的信息，路線的線形、分叉、標志和車輛的速度、間距等信息對駕駛員作出駕駛行為有著不可忽視的影響，駕駛員能否對眼前的情況作出有效的、及時的反應(yīng)決定了道路行車安全程度。設(shè)計師在道路設(shè)計過程中應(yīng)當充分考慮駕駛員的視覺距離、視覺范圍、視覺感受，避免設(shè)計出為駕駛員帶來錯覺、疲勞、心理壓力的道路環(huán)境。

（二）盡可能消除視錯覺的影響

設(shè)計師在進行道路設(shè)計時應(yīng)盡量避免設(shè)計容易產(chǎn)生視錯覺的設(shè)計方式，比如中間暗凹的線形、反復起伏的線形、短直線插入同向彎曲的豎曲線等，這類平縱面設(shè)計會使得交通事故率大幅度上升。設(shè)計師應(yīng)全面掌握可能引發(fā)視錯覺的因素，比如：控制道路的前后坡度差和坡長有助于消除坡度錯覺。不同路段上產(chǎn)生坡度錯覺的臨界值有所不同，設(shè)計師需要謹慎使用，比如凸形豎曲線上坡路段坡差超出3%時，駕駛員更容易將凸形豎曲線看作最高點，認為后坡為下坡路段，從而換擋減速行駛，從而導致車輛爬坡吃力有熄火的可能性。設(shè)計師應(yīng)將道路設(shè)計的數(shù)值盡可能遠離臨界值，將道路的實際情況呈現(xiàn)得更加清楚，對駕駛員進行視覺矯正。

（三）改善道路路側(cè)環(huán)境

在道路設(shè)計中，道路兩側(cè)的路側(cè)環(huán)境對駕駛員的視覺感知也存在不可忽視的影響，路側(cè)環(huán)境同樣在引導著駕駛員的駕駛行為。

1.設(shè)置護欄

護欄是道路上十分重要且常見的結(jié)構(gòu)之一，能夠為駕駛員提供良好、明確的視線誘導，有效提高道路交通的安全性，增加駕駛員的視覺心理舒適程度。護欄的應(yīng)用能夠減少凹形豎曲線造成視錯覺的可能性，幫助駕駛員明確道路的真實方向、坡度，提高行車安全程度。而且，護欄在設(shè)置時應(yīng)當根據(jù)駕駛員的視覺修正需求來進行處理，比如當駕駛員行駛在一條長下坡上時，由于長時間傾斜行駛，駕駛員對坡度的感知會逐漸傾斜的地面影響，對道路的真實坡度和前路情況形成錯誤的認知。如下圖所示，圖1為實際的道路坡度情況，圖2為駕駛員在長時間坡路行駛后產(chǎn)生的錯誤認知。

圖1 實際的道路坡度情況

圖2 駕駛員產(chǎn)生的錯誤認知

想要解決這種情況，設(shè)計師可以在坡路上設(shè)置垂直于水平面的護欄，護欄在坡路上呈現(xiàn)出一定的傾斜角度，在不讓駕駛員一眼分辨出是傾斜的護欄的基礎(chǔ)上，來從視覺上提醒駕駛員“你正處于下坡狀態(tài)”。如圖3所示。傾斜護欄的設(shè)計傾斜角度應(yīng)控制在具有良好誘導效果，又不會一眼看出，且不能影響對向車輛駕駛員駕駛行為的范圍內(nèi)。通常來講，坡度為5%的道路上，傾斜護欄與路面豎直方向的傾斜角應(yīng)控制在15～30°范圍，能夠消除坡度視錯覺；這個范圍的傾斜角對向爬坡車輛有一定的影響，但還不會影響對向車輛的行駛安全。

圖3 傾斜護欄安裝后的三維視圖效果

在凸形豎曲線道路上，頂部的視線誘導十分重要，通?？梢杂米o欄來完成。設(shè)置護欄后，位于豎曲線頂部的護欄能夠為駕駛員提供道路線形提示，讓駕駛員提前知曉凸形豎曲線后的道路究竟是直還是彎，是右轉(zhuǎn)還是左轉(zhuǎn)，幫助駕駛員進行安全行駛。

2.設(shè)置路側(cè)景觀

道路路側(cè)景觀是道路設(shè)計中的重要組成，不僅可以美化道路，還能夠為駕駛員提供一定的視覺參照，減少駕駛員因為視錯覺而發(fā)生行駛安全事故的可能性。比如：設(shè)計師在道路需要減速的部位設(shè)計種植密集高大的樹木，會誘導駕駛員產(chǎn)生道路變窄的錯覺，促使駕駛員做出正確的減速行為。又比如：設(shè)計師在凹形豎曲線底部位置設(shè)計種植植物，可以一定程度上消除駕駛員看到的前后道路上的坡度，避免讓駕駛員以為在上坡很陡，避免駕駛員為了爬坡做出過度加速的駕駛行為。但這種通過路側(cè)景觀來為駕駛員提供視覺參照的方式并不適用于所有的坡度道路，如果設(shè)計師在凸形豎曲線的頂部設(shè)計種植樹木或景觀，會給駕駛員造成坡度更陡的錯覺。

（四）處理好道路交叉口的視覺問題

道路交叉口通常是交通事故多發(fā)的地點，也是一旦發(fā)生交通事故就有較大影響的部位。在處理道路交叉口時，設(shè)計師應(yīng)為駕駛員提供交叉口的信息提示，讓即使行車速度較快的駕駛員也能夠快速分辨出合流、分流、橫穿的位置，分辨出轉(zhuǎn)向彎道的內(nèi)外側(cè)位置，分辨出彎道后段部位的道路情況。設(shè)計師可以在道路交叉口設(shè)計種植高大的樹木，并保持駕駛員的通視效果。高大的樹木作為垂直要素能夠把交叉路的岔道路口明確標示出來，使駕駛員明確行車方向；樹冠高大但樹干處沒有多余枝干，能夠保證彎道內(nèi)側(cè)有足夠的視距，有助于駕駛員在轉(zhuǎn)彎前掌握彎道內(nèi)道路情況。

結(jié)語

駕駛員是道路的主要使用人群，在進行道路設(shè)計時，設(shè)計師必須要充分參考他們的使用需求。視覺分析使設(shè)計師了解駕駛員行車駕駛過程中對道路線形等因素的感受，為設(shè)計師消除視錯覺、緩解駕駛疲勞、提供鮮明提示、保持開闊通視范圍奠定基礎(chǔ)。視覺分析在道路設(shè)計中的應(yīng)用，有效增強了道路設(shè)計效果，減少了因道路設(shè)計、視覺問題導致的交通事故數(shù)量。