摘要：本文針對(duì)隧道與互通式立交小間距路段事故頻發(fā)，對(duì)隧道與互通凈距較小路段的標(biāo)志視認(rèn)性進(jìn)行分析研究。在分析“國(guó)標(biāo)”文字高度模型的基礎(chǔ)上，綜合考慮車輛運(yùn)行速度、標(biāo)志信息量、駕駛員出隧道后的明暗適應(yīng)等多種因素，分析出隧道后駕駛員交通標(biāo)志的視認(rèn)性，并分別從漢字高度、視認(rèn)距離兩方面進(jìn)行綜合分析，提出基于運(yùn)行速度、標(biāo)志信息量、明適應(yīng)條件下的漢字高度及視認(rèn)距離的計(jì)算模型，并給出不同因素條件下漢字高度、視認(rèn)距離的最小計(jì)算值。最后依托工程項(xiàng)目實(shí)例，采用該計(jì)算模型對(duì)隧道出口與互通式立交出口小間距路段出口預(yù)告標(biāo)志的視認(rèn)性進(jìn)行分析，并提出加強(qiáng)標(biāo)志視認(rèn)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

關(guān)鍵詞：道路工程；互通式立交；隧道；標(biāo)志視認(rèn)性；小間距路段

中圖分類號(hào)：U491.521""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文章編號(hào)：1673?6478（2023）S1?0175?05

Study on the Identification of Signs in Tunnel and Interchange with Small Spacing Section

WANG Xiaoyu LIU Guoshan CHEN Ze LIU Jianguo WANG Xu LI Zhixiao

（1. Shandong Provincial Communications Planning and Design Institute Group CO.， LTD.， Ji'nan Shandong 250101， China; 2. Shandong High?speed Infrastructure Construction Co.， LTD.， Jinan Shandong 250000， China）

Abstract： Aiming at the frequent accidents in the sections with small spacing between tunnels and interchanges， the visibility of signs in sections with small clearance between tunnels and interchanges is analyzed and studied. On the basis of analyzing the \"national standard\" text height model， comprehensively considering various factors such as vehicle running speed， sign information， and driver's adaptation after exiting the tunnel， the visual recognition of the driver's traffic sign after the tunnel is analyzed， and the comprehensive analysis is carried out from the aspects of Chinese character height and visual distance， and a calculation model based on running speed， sign information， Chinese character height and visual distance under the condition of clear adaptation is proposed， and the minimum calculation value of Chinese character height and visual distance under different factors is given. Finally， based on the project example， the calculation model is used to analyze the visual recognition of the exit warning signs of the small?pitched road section of tunnel exit and interchange exit， and an optimization design scheme to strengthen the visibility of the sign is proposed.

Key words： road works; interchange; tunnel; sign visibility; small?pitch segments

0 引言

高速公路的規(guī)劃建設(shè)中，互通式立交及隧道的設(shè)置是一項(xiàng)重要的規(guī)劃內(nèi)容，隨著我國(guó)高速公路路網(wǎng)的不斷加密，山區(qū)高速公路比例越來(lái)越多，導(dǎo)致部分路段互通立交與隧道相距較近。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，中國(guó)30%以上的高速公路事故發(fā)生在互通立交出口及其影響區(qū)域內(nèi)[1]，若隧道出口與互通出口間距較近，則更容易發(fā)生交通事故。對(duì)于凈距較小路段，隧道內(nèi)外照度差異會(huì)導(dǎo)致駕駛員產(chǎn)生視覺(jué)障礙，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致交通事故，隧道出口前100m至出口后200m是事故高發(fā)、頻發(fā)路段[2]。

目前互通立交與隧道小間距路段研究國(guó)內(nèi)外已經(jīng)取得眾多成果，相關(guān)研究比較成熟。我國(guó)《公路立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》中對(duì)互通式立交與隧道之間的凈距給出了相關(guān)取值要求，各科研單位以及高校等研究人員也針對(duì)我國(guó)實(shí)際狀況做了很多相關(guān)的研究。張弛等?[3]應(yīng)用交通仿真，構(gòu)建了小凈距出入口路段風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型，確定不同工況下出入口凈距長(zhǎng)度取值；陳荔等[4]采用VISSIM仿真研究不同交通量、大型車比例條件下交通流特性，得出不同交通流狀況下組合凈距長(zhǎng)度；安欣等[5]通過(guò)分析互通出口與互通出口之間車輛轉(zhuǎn)換車道、標(biāo)志判識(shí)、明適應(yīng)等過(guò)程，建立了高速公路隧道互通出口最小凈距模型；趙一飛等[6]通過(guò)分析標(biāo)志識(shí)別完整性、出口識(shí)別及明適應(yīng)等因素，提出在二級(jí)服務(wù)水平下隧道出口至主線側(cè)最小間距推薦值。

綜上所述，我國(guó)對(duì)于隧道與互通小間距路段的研究多基于車輛運(yùn)行速度、車輛變換車道、交通流理論、駕駛行為、明適應(yīng)、路段位置等因素進(jìn)行分析，考慮標(biāo)志視認(rèn)性的研究較少，而對(duì)于隧道出口與互通出口凈距較近時(shí)，互通出口標(biāo)志信息尤其重要，標(biāo)志信息的判讀過(guò)程對(duì)駕駛員的駕駛行為影響很大，尤其是車輛行駛速度、變換車道等行為。本文綜合考慮駕駛員明適應(yīng)、車輛運(yùn)行速度、標(biāo)志信息量等因素，分析隧道與互通式立交小間距路段標(biāo)志的視認(rèn)性，提出標(biāo)志視認(rèn)性的優(yōu)化方案，并通過(guò)實(shí)例分析優(yōu)化相關(guān)設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高該路段車輛運(yùn)行的安全性。

1 隧道與互通立交間距分析

隨著我國(guó)山區(qū)高速公路的發(fā)展，高速公路隧道與前方互通立交主線出口之間的凈距偏小的情況越來(lái)越多。《立體交叉設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T D21—2014）中對(duì)隧道與前方主線出口之間的最小凈距僅考慮了車輛出隧道后駛離主線的運(yùn)行過(guò)程所需的最小距離，該過(guò)程包括駕駛員明適應(yīng)、尋找間隙、變換車道和出口確認(rèn)等，而出口預(yù)告標(biāo)志的辨認(rèn)、讀取和行動(dòng)決策等過(guò)程均假定在出隧道之前完成，故同時(shí)規(guī)定應(yīng)采取提前在進(jìn)入隧道之前開始設(shè)置完善的出口預(yù)告標(biāo)志等交通管理措施。

當(dāng)隧道與前方互通立交主線出口之間間距較小時(shí)，如果交通組織不到位，將可能會(huì)出現(xiàn)在隧道出口處駕駛?cè)诉€在明適應(yīng)的過(guò)程中出現(xiàn)變換車道，出隧道口緊急剎車、短距離內(nèi)強(qiáng)行變更車道或因錯(cuò)過(guò)出口出現(xiàn)停車、倒車等不利情況，存在較大安全隱患。

因此，在受地形、地貌等條件制約而出現(xiàn)隧道與前方互通立交主線出口之間間距較小或不滿足相關(guān)要求的情況下，在隧道前、隧道內(nèi)設(shè)置一系列完善的出口預(yù)告標(biāo)志，采取合理的限速措施等交通組織及安全保障措施，可有效提升該路段的行車安全性。但是交通管理及安全保障措施均沒(méi)有相對(duì)明確的建議，僅憑具體設(shè)計(jì)人員根據(jù)安全性評(píng)價(jià)結(jié)論、工程經(jīng)驗(yàn)及項(xiàng)目特點(diǎn)等設(shè)置相應(yīng)的安全保障措施，無(wú)法提供足夠的安全保障。圖1為隧道與互通立交間凈距示意圖。

2 項(xiàng)目概況

臨臨高速公路所經(jīng)地帶地形復(fù)雜，微地貌類型多，有山嶺重丘區(qū)、低山丘陵區(qū)。沿線溝谷縱橫，高低起伏變化較大，地形條件復(fù)雜。地貌單元種類較多，微地貌十分發(fā)育。全線的地貌單元有低山、丘陵、山前沖洪積平原、河床階地、河漫灘等?；旧媳辈繛槲⑶饏^(qū)，中部、南部為山嶺重丘區(qū)。由于路線經(jīng)過(guò)中南部多處存在隧道及大挖方，對(duì)路線布設(shè)及互通立交選址有較大制約，因此出現(xiàn)了黑鐵山隧道與淄博東樞紐互通式立交、黑鐵山隧道與張店互通式立交、岳陽(yáng)山隧道與博山互通式立交等隧道出口與互通式立交出口間距較小的狀況，對(duì)交通標(biāo)志的布設(shè)具有較大難度，更重要的是對(duì)駕駛員行駛安全影響較大。

3 標(biāo)志視認(rèn)性研究

3.1 “ 國(guó)標(biāo)”漢字高度模型

我國(guó)于1986年、1999年、2009年、2022年頒布的《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》[8]規(guī)定交通標(biāo)志中文字高度與行車速度之間的關(guān)系見(jiàn)表2。

3.2 標(biāo)志視認(rèn)性分析

4 工程項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用

本文以“臨臨”高速為依托工程，對(duì)隧道與互通式立交小間距路段的標(biāo)志視認(rèn)性進(jìn)行分析。臨臨高速為雙向六車道高速公路，橫斷面布設(shè)圖如圖3所示。該項(xiàng)目隧道路段較多，且部分隧道與互通立交出口相距較近。對(duì)于在外側(cè)車道行駛的車輛，行駛路線較為穩(wěn)定，不存在車輛變道的情況，可直接駛出高速；對(duì)于在內(nèi)側(cè)車道行駛的車輛，若其駛離高速不利因素較多，首先出隧道后駕駛員存在明適應(yīng)的過(guò)程，明適應(yīng)過(guò)程后才能有效識(shí)別互通立交出口信息，然后尋找外側(cè)車道可通過(guò)的間隙，調(diào)整行駛方向及行駛速度，最后在成功轉(zhuǎn)換車道后駛?cè)牖ネ⒔怀隹谠训馈?/p>

根據(jù)標(biāo)志視認(rèn)性分析計(jì)算得出的不同速度、不同信息量的視認(rèn)距離和漢字高度，選取本項(xiàng)目黑鐵山隧道與張店互通立交為研究對(duì)象進(jìn)行分析。黑鐵山隧道與張店互通出口之間凈距為745m，張店互通入口與黑鐵山隧道之間凈距為156m，雖然兩者間凈距滿足規(guī)范要求，但是根據(jù)《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》中標(biāo)志設(shè)置的規(guī)定，出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置情況復(fù)雜，存在互通立交出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置在隧道內(nèi)且隧道出口與出口預(yù)告標(biāo)志相距較近等不利因素，尤其在隧道出口路段，駕駛員存在“明適應(yīng)”的情況，對(duì)于標(biāo)志信息的識(shí)別更不利。

本項(xiàng)目張店互通立交出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置情況為：2km出口預(yù)告標(biāo)志采用單懸臂式，距離黑鐵山隧道入口前150m；1km出口預(yù)告標(biāo)志采用附著式，設(shè)置在隧道頂部，采用主動(dòng)發(fā)光式標(biāo)志；500m出口預(yù)告標(biāo)志采用單懸臂式，距離黑鐵山隧道出口后95m；0m出口預(yù)告標(biāo)志采用門架式，設(shè)置在張店互通立交出口漸變段起點(diǎn)處，距離黑鐵山隧道出口后595m。由此可以看出最不利于駕駛員識(shí)別標(biāo)志信息的是500m出口預(yù)告標(biāo)志，該標(biāo)志版面設(shè)計(jì)內(nèi)容如圖4所示。

本項(xiàng)目全線路段設(shè)計(jì)速度為120km/h，500m出口預(yù)告標(biāo)志采用單懸臂式，由圖3可知文字高度采用70cm，文字個(gè)數(shù)為5個(gè)。通過(guò)對(duì)比表2視認(rèn)距離最小計(jì)算值可知，文字個(gè)數(shù)為5個(gè)時(shí)視認(rèn)距離最小值為162m，而黑鐵山隧道出口后95m既為500m出口預(yù)告標(biāo)志，由此可知視隧道出口駕駛員視認(rèn)距離不足；對(duì)比表3中文字高度最小計(jì)算值可知，設(shè)計(jì)文字高度可滿足駕駛員對(duì)標(biāo)志的識(shí)別性。綜合考慮視認(rèn)距離和文字高度兩個(gè)因素，可將該500m出口預(yù)告標(biāo)志調(diào)整為400m出口預(yù)告標(biāo)志，設(shè)置在隧道出口后200m，或?qū)υ撀范尾扇∠匏俅胧?，降低車輛的運(yùn)行速度，減少駕駛員的視認(rèn)距離。

綜上所述，在設(shè)計(jì)隧道與互通小間距路段交通標(biāo)志時(shí)，應(yīng)結(jié)合兩者實(shí)際凈距，適當(dāng)調(diào)整出口預(yù)告標(biāo)志的設(shè)置位置，可參照本文優(yōu)化的標(biāo)志視認(rèn)距離，綜合考慮駕駛員明適應(yīng)過(guò)程，不局限于規(guī)范中要求的出口預(yù)告標(biāo)志設(shè)置距離，同時(shí)應(yīng)盡量對(duì)隧道與互通出口小間距路段進(jìn)行限速設(shè)置，降低車輛的運(yùn)行速度，減少駕駛員視認(rèn)距離，保證駕駛員有效識(shí)別互通出口信息，若出口標(biāo)志信息較多，可適當(dāng)增加文字高度，提高交通標(biāo)志的視認(rèn)性。

5 結(jié)語(yǔ)

隧道與互通式立交小間距路段是事故多發(fā)地，本文針對(duì)隧道與互通式立交小間距路段，綜合考慮車輛運(yùn)行速度、標(biāo)志信息量、駕駛員出隧道后明適應(yīng)等多種因素，對(duì)兩者相距較近時(shí)交通標(biāo)志的識(shí)別性進(jìn)行分析。通過(guò)分析“國(guó)標(biāo)”文字高度模型存在的不足之處，結(jié)合標(biāo)志視認(rèn)性的影響因素提出基于運(yùn)行速度、標(biāo)志信息量、明適應(yīng)條件下的漢字高度及視認(rèn)距離的計(jì)算模型，并給出不同條件下的最小計(jì)算值。依托臨臨高速公路工程項(xiàng)目實(shí)例，根據(jù)漢字高度、視認(rèn)距離的計(jì)算模型對(duì)黑鐵山隧道出口與張店互通立交出口之間的出口預(yù)告標(biāo)志進(jìn)行視認(rèn)性分析，并提出加強(qiáng)標(biāo)志視認(rèn)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高該路段車輛運(yùn)行的安全性，同時(shí)為其他類似項(xiàng)目提供借鑒參考。

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