摘 要

本文主要研究了在冰雪气候条件下的高速公路上的诱导标志应该如何改善设计。

现阶段中国的高速公路路网正在飞速发展当中，因为汽车出行的自主性和点到点的特点，所以在中短距离的出行上大部分人选择汽车。但是在北方的冬天，降雪属于不可避免的现象，然而降雪所造成的视觉干扰和驾驶难度的加大，使得交通事故发生率大大增加。

本文通过改善诱导标志的颜色图形以及摆放的方式，从而达到减弱视觉疲劳和视觉误判，能够给驾驶员提供更合理的诱导，综合心理学，视觉与色彩的关系以及对于冰雪天气的特殊性，通过递进式和提前预警形式的诱导标志结合逆反射材料，创造出一套全新的诱导标志系统，从而改善目前现状。

关键词：冰雪气候；诱导标识；改善；色彩；递进式；逆反射材料

Abstract

This paper mainly studies how to improve the design of guidance signs on freeway under the condition of ice and snow.

At the present stage, the expressway network in China is developing rapidly. Because of the autonomy and point to point of the car, most people choose cars in the short distance travel. But in the northern winter, snowfall is an inevitable phenomenon. However, the visual interference and driving difficulty caused by the snowfall have greatly increased the incidence of traffic accidents.

By improving the color graphics and arrangement of the induced signs, this paper can reduce visual fatigue and visual misjudgment, and can provide more reasonable guidance to drivers, comprehensive psychology, the relationship between vision and color, and the particularity of ice and snow weather, through the induction of progressive and early warning forms. Combining reverse reflection materials to create a brand new guidance sign system, so as to improve the current situation.

Key Words：Ice and snow climate; inducement; improvement; color；Progressive type

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.1.1 研究背景 1

1.1.2 研究意义 2

1.2 国内外研究现状及分析 3

1.2.1 国内研究现状 3

1.2.2 国外研究现状 6

1.3基本内容和技术方案 7

1.3.1研究目标 7

1.3.2研究基本内容 7

1.3.3研究方法 7

1.3.4研究技术路线 8

第2章 冰雪高速道路的事故成因和交通特性 9

2.1 冰雪条件下高速路面交通运行特性 9

2.2 冰雪条件下驾驶员心理生理特性 9

2.3冰雪条件下汽车制动及操纵稳定性 10

2.4本章小结 11

第3章 冰雪高速道路的诱导标志现状和特性 12

3.1 诱导标志的设置标准与方法 12

3.2 冰雪条件下诱导标志的现状 18

3.3 冰雪条件下诱导标志的特性 20

3.3 本章小结 20

第4章 冰雪高速道路的诱导标志改善方案 21

4.1 诱导标志的细节改善 21

4.1.1颜色改善 21

4.1.2形状改善 23

4.2 冰雪条件下诱导标志的改善设计 25

4.3 备选方案设计 29

4.4 实验设计 31

4.5本章小结 34

第 5章 总结 35

5.1 总结 35

5.2设计中的不足 35

5.3展望 36

参考文献 37

致谢 39

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

我国交通运输的主要形式之一——高速公路在“十一五”期间公路发展十分迅速， 3.3万公里的新增公路里程可见国家对其的重视程度，7.4万公里的总里程，稳居世界第二位如图1.1所示。由于高速公路网络逐步完善，并具有快速、高效、全封闭、路况好等特点，我国70%的道路交通量都汇集在高速公路之上。然而，高速公路的安全形势并不乐观，2011年全国20个省份的高速公路事故死亡人数出现了上升。因此，从交通事故发生的角度分析和研究高速公路事故特点、成因以及从源头上消除安全隐患的管理对策，是十分必要且紧迫的。其中冰雪气候条件的事故发生率在近几年有着明显的上升。

图1.1 全国高速公路里程数

我国许多山岭地区山高谷深、坡陡流急、地形复杂，在路线的选定和设计上都有非常大的难度。因此，高填方曲线路段、连续短坡路段、设置小半径平曲线的连续长陡坡路段，平曲线与竖曲线组合不良路段等普遍存在。由于前期的规划设计，投资方案等原因，没有办法规避这些有安全隐患的路段。其中最为关键的是我国公路的设计是按设计速度为准，不是以实际速度为准，容易造成工程竣工后，设计车速小于实际的车速，从而使得本来是符合原本规范的道路不再符合规范，为此，在道路线性变化较大的路段，需要架设诱导标志，对驾驶者引导或警告前方公路平面线形的变化，需要驾驶员适当的改变驾驶的方向或者驾驶的速度，使其拥有一个更加安全的驾驶环境。随着交通的发展，科技的提高，线形诱导标在高等级公路所起到的作用与日俱增，成为了道路安全保障的一把利刃。交通安全设施是道路沿线设施的重要组成部分，通过对于安全设施的设计，一方面能确保高速公路运行的安全畅通，另一方面也有美化环境、改善驾驶员心理状态的作用。近年来,随着我国高速公路建设突飞猛进的发展，结合国内外高速公路设计经验，已有一套较为完善的高速公路安全设施设计思路。

然而这套设计思路主要是根据我国东部高速公路网较为发达地区的项目经验得来的，并不能完全适用于我国北方冰雪地区高速公路的建设情况。因此本文准备设计出一套适用于冰雪环境下的高速公路视线诱导标志来改善驾驶者的视觉感官，引导驾驶者能够在被冰雪气候影响的高速公路路段做出恰当的反应。从而尽可能的降低冰雪条件下的高速公路事故发生率。

1.1.2 研究意义

在北方的冬天，长时间的降雪会引起高速公路路段的大面积积雪，降低了道路的通行能力，模糊了行驶道路的轮廓。长距离多时间的行驶在冰雪气候下的高速公路，会使得驾驶员处于极度疲劳的状态，引起误判或者操作失误，且冰雪反射阳光强度通常达到12000～30000lx，会使驾驶员的视觉产生不适，长时间注视会影响驾驶员产生严重的疲劳反应，降低对前方道路情况的辨别能力。高速公路上的车辆行驶速度都偏快，则在交通安全方面有着极大的隐患，又因为冰雪环境高亮度，色调单一等特点，长时间的冰雪环境驾驶，会使驾驶员更加疲劳，更容易出现误判，而诱导标志作为指示标志，由代表行驶方向的简易箭头和轮廓色彩线条组成，广泛应用于难以辨识道路轮廓的特殊道路上。但是目前的高速道路上针对冰雪气候条件的研究与设计少之又少。

通过调查高速公路交通事故的成因和地点，我们不难得到一些宏观的数据。先从成因分析，疲劳驾驶和超速成为了罪魁祸首，在冰雪气候条件下，对于视觉的影响程度不言而喻，易疲劳程度更是正常道路条件下的两倍之多。而且在冰雪条件下，因为视觉环境亮度高，参照系多被冰雪覆盖，驾驶员更难把控自身车速，更容易超过安全车速。再从地点的角度去考虑，可以发现转弯，下坡等地段是事故多发地，我们知道高速公路的道路线型变化不是太大，但是一旦周围覆盖冰雪，会极大程度的干扰驾驶员，使得驾驶员产生误判。而本文则准备在符合国标的前提下，适当改善目前的诱导标志，使得事故发生率降低。

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 国内研究现状

徐良杰^[1] 在建立了冰雪道路的仿真模型的基础上，研究了不同色彩下驾驶员的视认距离与行驶速度的关系及驾驶员对标志色彩的视认距离，得出以下结论：(1)通过模拟仿真，可以得出，线性诱导标志的运用可以有效的降低驾驶员的疲劳程度。(2)通过对冰雪环境中蓝、绿、红、黄 4 种标志色彩的视认距离与速度进行回归分析，获取了有效的线性回归方程，实现了视认距离与速度关系的定量化^[1]。(3) 在冰雪环境中，不同色彩对驾驶员视认距离的影响效果表现出较大差异，蓝色和红色在 20～50 km/h速度范围内对应的负相关视认区间为( 36，73，41，47) ，( 33，42，39，82) ，拥有较高的视认距离值，其递减比例分别为 17.5% 和 22.3%，表现出良好的视认稳定性，黄色和绿色因为递减比率较大和视认距离较小，其视认效果较差^[1]。

谢荣发^[2]通过研究冰雪环境下的道路通行能力，首先对于理论公式进行分析，考虑到车辆在冰雪条件下所具有的特点，选取的计算模型条件为前后刹车距离相同时，然后分析车辆在运动时的几何结构，中心偏移以及摩擦相关的系数，建立了速度预测模型，验证该模型的正确与否，并且可以分析冰雪气候条件下的车辆运行能力。分析车辆的速度分布以及变化趋势结合几何结构的分心，建立出冰雪环境下的速度预测模型，通过实测数据验证，证明该模型满足精度要求^[2]。根据经典的通行能力模型，考虑前后车刹车距离相等的情况，计算冰雪环境情况下的公路通行能力模型。在车辆运行的质量上提供了强有力的保障。

徐良杰^[3]冰雪道路环境对驾驶人感知特性有重要影响，冰雪环境色彩信息枯燥单调，易引起驾驶员的生理和心理疲劳，影响弯道的车辆行驶操控行为。通过研究色彩对于驾驶员的影响，可以为交通安全等很多领域提供理论支撑。在冰雪环境下，如果在弯道设置诱导标志，可以很好的降低交通流的速度，能够有效的提高驾驶员的警觉性，为冰雪道路下的道路安全提供一些保证。冰雪环境不同路面的心理效应存在差异，冰雪路面3种颜色的心理效应区别较大，红色最强为0.630，绿色为0.277，蓝色最弱为0.067^[3]。对于检测点，良好路面条件下驾驶员各色彩的心理效应分布较为稳定，而冰雪路面时具有明显差异，心理效应分布较为分散。如果可以科学合理的设置诱导标志，则可以为驾驶员提供更好的视觉环境，产生更强烈的视觉刺激。

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