基于道路环境的公路最大直线长度灵活性设计研究

Highway long tangent sections can easily cause driving fatigue and safety issues. In China, 20×(design speed [km/h]) is often used as the maximum length (m) of long tangents. Due to the vast territory, the maximum tangent length should be flexible and based on safety reasons rather than be limited to one standard within the whole country. However, the method of determining the maximum length of tangents and improving their safety level for local conditions is not mature yet, which hinders the improvement of flexibility in design..Driver fatigue feelings, which are the root of long tangent safety issues, will be quantified through experiment design and electroencephalogram data analysis. And then the relational model will be built between refined road environment characteristics and the maximum length of tangents. Finally the maximum-tangent-length design method will be proposed based on the fuzzy theory. This method not only can be used to determine the maximum tangent length in different regions, but also can be used to guide the design of sight inducing facilities and evaluate their effectiveness..This is an interdisciplinary research between Road Engineering and Psychology. The results will provide a workable way for maximum tangent length design and therefore improve road safety on highway tangent sections, which is in line with the trend of China's road traffic development.

公路长直线容易引起驾驶疲劳、危害行车安全。我国最大直线长度（以m计）的设计惯例是20倍的设计速度（km/h）。但是我国幅员辽阔，最大直线长度不应设定统一标准，而应以安全为基础灵活掌握。然而，目前面向因地制宜确定最大直线长度、提高长直线安全性的方法尚不成熟，阻碍了最大直线长度灵活性设计的实现。.本项目抓住长直线安全问题的根源，通过实验设计和脑电数据分析等方法量化驾驶人的疲劳感受，并以之为桥梁搭建起标准细化的道路环境视觉线索与安全的最大直线长度之间的关系模型，引入模糊理论提出基于道路环境的最大直线长度灵活性设计方法。该方法既能用于不同地区道路环境中最大直线长度的确定，又能用于指导长直线视线诱导设施的设计并评价其效果。.本项目将为设计和安全评价人员实现最大直线长度的灵活性设计提供可操作性强的途径，提高直线路段的行车安全，符合我国灵活和安全的道路交通发展趋势，强化道路工程学和心理学之间的学科交叉。

公路长直线容易引起驾驶疲劳、危害行车安全。我国最大直线长度（以m计）的设计惯例是20倍的设计速度（km/h）。但是我国幅员辽阔，最大直线长度不应设定统一标准，而应以安全为基础灵活掌握。然而，目前面向因地制宜确定最大直线长度、提高长直线安全性的方法尚不成熟，阻碍了最大直线长度灵活性设计的实现。.本项目在对直线路段上驾驶人视觉中道路环境的运动特征进行理论分析的基础上，结合国内外相关文献的研究成果，首先解析出了5种视觉线索：视觉物体距驾驶人的横向距离、视觉物体距地面的高度、视觉物体的尺寸、视觉物体的颜色对比度和边缘率等。接着，通过对驾驶人进行问卷调查，进一步确定出显著影响驾驶人主观疲劳感受的2种视觉线索：视觉物体垂直于驾驶人注视方向的尺寸和视觉物体边缘距驾驶人的横向距离。然后，通过模拟驾驶实验，采用重复测量双因素方差分析方法，进一步量化研究发现视觉物体的垂直尺寸显著影响驾驶疲劳的生成。最后，采用模拟驾驶实验，研究视觉物体的垂直尺寸对道路最大直线设计长度的影响。研究发现：当视觉物体的垂直尺寸过大或过小时，由于驾驶人更容易疲劳，所以能保证行驶安全的最大直线长度较短；当视觉物体的垂直尺寸在中等水平（10m左右）时，驾驶人的疲劳生成时间较长，因此能保证行驶安全的最大直线长度较长。基于道路环境的最大直线长度灵活性设计思路为：在既有视觉环境条件下设计道路几何线形时，根据环境视觉线索的情况，确定可以保证安全的最大直线设计长度；在评价或改善既有道路几何线形时，根据现有环境视觉线索的情况确定可以设计的最大直线长度，如果既有设计值偏大，则为了保证驾驶安全，需要更改设计采用较短的直线，或者设置视线诱导设施使视觉线索达到中等水平。.本项目将为设计和安全评价人员实现最大直线长度的灵活性设计提供可操作性强的途径，提高直线路段的行车安全，符合我国灵活和安全的道路交通发展趋势。