CN101603294A - 城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种只需测量简单参数，即可确定出交通标志的前置距离，进而设置标志板色彩指示条及路面彩色引导标线的城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法。所述的彩色交通标志标线，由路面彩色引导标线和路边交通标志牌组成，路面标线设置在行车道中央，左转引导箭头为红色，右转引导箭头为绿色，直行引导箭头为黄色，引导标线以反光材料绘制。路边交通标志牌设置于人行道一侧，指示方向的箭头和汉字的颜色与路面标线引导箭头的颜色一致，指示方向的汉字指示条颜色与路面彩色引导标线的引导箭头的颜色一致，指示条以反光材料绘制。本发明的彩色标志标线原理简单，施工难度低且速度快，工程投资少，利于推广应用。

Description

城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法

(一)技术领域

本发明涉及交通科学，具体说就是一种城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法。

(二)背景技术

道路交通标志是用图形符号、颜色和文字向交通参与者传递特定信息，路面标线主要是对车辆行驶提供诱导、分流、提示或限制等作用，以保证道路上车辆的正常行驶，避免交通事故的发生。

交通标志设置的位置合理与否将关系到标志功能的发挥。由于驾驶员对标志信息的记忆有一定时间限制，若交通标志前置距离太长，驾驶员在长时间内还没有到达需要改变驾驶行为的时刻，那么标志信息在他们脑中的记忆将变得模糊，从而无法判断改变行驶方式，更严重的可能会对标志产生一定的不信任；如果前置距离设置过短，那么驾驶员没有充分的时间来改变行驶行为，此时标志如同虚设，即要求科学合理的设置交通标志位于交叉口进口道的位置。

交通标志一般与交通标线配合使用，向交通参与者传递道路信息。交通标志的特点是点状设置，且设置在路面以外，反映的信息较为精确，但具有信息不连续的特点；相对交通标志而言，交通标线为带状，喷注在路面上，信息较连续，在行进过程中驾驶员绝大部分时间集中在路面上，不仅不会分散驾驶员的注意力，而且在一定时间内发挥持续提醒其注意路径选择的作用。但目前交通标线颜色单一，基本上为白色或黄色，且施划过程缺乏与标志设置的统筹考虑，致使无法充分发挥二者的联合引导功能，因而迫切要求在城市道路交叉口交通标志标线设置中充分考虑二者功能的相互补充而进行联合设计。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种原理简单、工程投资少、施工难度低且速度快、利于推广应用的城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法。

本发明的目的是这样实现的：所述的城市道路交叉口彩色交通标志标线，它是由路面彩色引导标线和路边交通标志牌组成的，路面彩色引导标线设置在行车道中央，左转引导箭头为红色，右转引导箭头为绿色，直行引导箭头为黄色，路面彩色引导标线长45厘米，宽7厘米，每个进口道设置三条路面彩色引导标线，分别设置于交通标志支撑件处、禁止变化车道线起始位置及停车线处，引导标线以反光材料绘制。

路边交通标志牌设置于人行道一侧，路边交通标志牌上指示方向的箭头和汉字的颜色与路面彩色引导标线引导箭头的颜色一致，路边交通标志牌在指示方向的汉字下面标注彩色指示条，指示条颜色与路面彩色引导标线的引导箭头的颜色一致，指示条以反光材料绘制。

本发明城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法，所述的路边交通标志牌的位置D_s由下式确定：

式中E₀——正常状态下动视力；

h——交通标志字高(mm)；

α——驾驶员眼睛与标志板中心的连线与道路平面的夹角(°)；

γ₀——交通标志转角(°)；

H——标志板中心到地面的垂直距离(m)；

g——驾驶员到路侧的垂直距离(m)(垂足与标志板的连线平行于道路中线)；

V₁——认读交通标志时的速度(km/h)；

V₂——采取行动后的速度(km/h)；

f——滚动阻力系数；

i——道路纵坡(％)；

——路面上附着系数；

n——车道变换次数；

t₁——标志视认时间(s)；

t₂——反应时间(s)；

t₃——变换一次车道时需要的时间(s)。

本发明城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法，所述的城市道路交叉口处交通标线着色后用于指引车辆行进方向，具有连续性的特点，有利于增强驾驶员的空间认知心理，纠正人们的错误视觉表象及其方位观念，减缓因路径选择判断造成焦虑和迷惑，进而引发的心理疲劳，形成长时间有效记忆与判断。

使用本发明方法只需简单的测量出一些简单参数，即可确定出交通标志的前置距离，进而设置标志牌彩色指示条及路面彩色引导标线，以引导驾驶员按行进需要合理停车。城市交通管理部门可根据本方法架设和喷注管理效果最佳的交通标志标线。本发明的城市道路交叉口彩色交通标志标线原理简单、施工难度低且速度快、工程投资少，利于推广应用。

(四)附图说明

图1为本发明的交通标志视认模型；

图2为本发明的交通标志视认距离示意图；

图3为本发明的彩色标志标线设计示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明作进一步说明。

实施例1，结合图1-图3，本发明城市道路交叉口彩色交通标志标线，它是由路面彩色引导标线和路边交通标志牌组成的，其特征在于：路面彩色引导标线设置在行车道中央，左转引导箭头为红色，右转引导箭头为绿色，直行引导箭头为黄色，路面彩色引导标线长45厘米，宽7厘米，每个进口道车道设置三条路面彩色引导标线，分别设置于交通标志支撑件处、禁止变化车道线起始位置及停车线处，引导标线以反光材料绘制；

路边交通标志牌设置于人行道一侧，路边交通标志牌上指示方向的箭头和汉字的颜色与路面彩色引导标线引导箭头的颜色一致，路边交通标志牌在指示方向的汉字下面标注彩色指示条，其颜色与路面彩色引导标线引导箭头的颜色一致，指示条以反光材料绘制。

本发明城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法，所述的路边交通标志牌的位置D_s由下式确定：

式中E₀——正常状态下动视力；

h——交通标志字高(mm)；

α——驾驶员眼睛与标志牌中心的连线与道路平面的夹角(°)；

γ₀——交通标志转角(°)；

H——交通标志中心到地面的垂直距离(m)；

g——驾驶员到路侧的垂直距离(m)；

V₁——认读交通标志时的速度(km/h)；

V₂——采取行动后的速度(km/h)；

f——滚动阻力系数；

i——道路纵坡(％)；

——路面上附着系数；

n——车道变换次数；

t₁——标志视认时间(s)；

t₂——反应时间(s)；

t₃——变换一次车道时需要的时间(s)。

实施例2：结合图1-图3，由于交通标线连续设置，可与点状设置的交通标志相互弥补，即利用彩色标线来弥补标志板信息不连续的缺点。本发明充分利用颜色的辨识性、敏感性强的特点，施划彩色交通标线，合理确定交叉口处交通标志的布设位置，并在标志板上喷绘彩色指示条，与地面彩色引导标线配合指引路径，即一种颜色表示一条行进路径，以引导交叉口处机动车辆的有序停驶、通畅行进。

本发明包括城市道路交叉口进口道的交通标志前置距离D_s的计算公式、直行指示箭头的设置g、标志牌上直行指示条的设置c、左转指示箭头的设置f、标志牌上左转指示条e、右转指示箭头h、标志牌上右转指示条d以及路面引导标线的设置位置i、j、k。

1本发明城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法，包含以下步骤：

(1)设认视距离为S，正常状态下动视力为E₀，交通标志字高为h，驾驶员眼睛与交通标志中心的连线与道路平面的夹角为α，交通标志转角为γ₀，交通标志中心到驾驶员眼睛的垂直距离为H，驾驶员到交通标志所在平面的垂直距离为g，交通标志牌的高度为q，认读交通标志时的速度为V₁，采取行动后的速度为V₂，变换车道数为n，道路纵坡为i，滚动阻力系数f，路面上附着系数

H(s)标志信息量，t₁为标志视认时间，t₂为驾驶员反应时间，t₃为驾驶员一次车道变换时间，t₁₁为阅读完标志板上内容所需时间，ω₁为文种修正系数，ω₂为汉字复杂性修正系数，μ为信息处理速率。

(2)建立交通标志视认模型

驾驶员视认交通标志要经历发现、认读、理解和行动等过程，根据“认读-反应”过程构建交通标志视认模型如图1所示。假定图中标志S为路侧标志，行驶过程中于A处发现标志S，从B点起可看清标志内容并开始读取标志信息，到C点时读完标志信息，B到C这段距离称为标志认读距离l；读完标志后，驾驶员在C点开始作出相应反应，行驶至D点反应完毕，这段距离称为反应距离j；之后驾驶员需完成变换车道、改变方向、减速或停车等动作，从行动点D到行动完成点E的距离称为行动距离L。从B点到标志S的距离称为标志视认距离s，物理意义为驾驶员在某距离外可以清楚辨认标志的含义。标志S到动作完成点E的距离称为交通标志前置距离D_s。

(3)标定交通标志前置距离计算参数

标志认读距离l：交通标志视认时间t₁为与视读距离l相对应的车辆行驶时间，其值大小与标志信息量直接相关，定义为

$t_1=t_{11}{\mathrm{\ω}}_1{\mathrm{\ω}}_2+\frac{H\left(s\right)}{\mathrm{\μ}}$

标志板信息的单位为bit，若信息源s中含有j＝1，2，3，…，n个相互独立的不同信号，其中信号s_j出现的频率为p_j，则信息源s中包含的总信息量H(s)为：

$H\left(s\right)=-\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{p}_j{\log }_2{p}_j$

考虑驾驶员的平均情况及驾驶安全性，阅读完标志板上信息内容所需时间t₁₁取决于标志牌上的字数，一般驾驶员10个汉字以下可取为2.5s。对文种修正系数ω₁和汉字复杂性修正系数ω₂而言，10划汉字及以下ω₁取2，以标志板上最复杂的汉字为对象，10划以下ω₂取1，10～15划ω₂取为1.1，超过15划则ω₂取为1.2。我国驾驶员的信息处理速率μ可取为4bit/s。

交通标志认读距离l满足：

$l=\frac{V_1}{3.6}{t}_1$

反应距离j：驾驶员读完标志后，反应时间t₂内车辆驶过的距离为反应距离j，其值大小满足：

$j=\frac{V_1}{3.6}{t}_2$

行动距离L：读懂标志信息后驾驶员按照标志内容采取相应措施，包括变换车道、减速等，直至停靠于停车线处，这段时间内行驶的距离满足：

视认距离s：标志视认距离s指从认读开始点到交通标志间的距离，其值大小决定着驾驶员是否有充足的时间认读交通标志。结合图2中的几何关系，可得交通标志视认距离满足：

$s=\sqrt{{[0.69E_{0}h\cos (\mathrm{\α}-{\mathrm{\γ}}_0)}^2-H^2-g^2}$

(4)计算交通标志前置距离D_s

为了使驾驶员在交叉口之前按照标志内容减速、变换车道或采取其它必要措施，交通标志应设置在距交叉口停车线之前一定距离处，这个距离称为交通标志前置距离，记为D_s。由交通标志视认模型(图

1)可知D_s满足：

D_s＝L+j+l-s

在上述计算参数分析的基础上，可进一步得到：

另需要说明的是：由于道路交通标志属于短时间内能吸引注意力但易遗忘的客体，前置距离设置D_s太大并不能给行经此处的车辆驾驶人员以明确指导，故本方法在使用的时候需将所计算结果做一定最大值限制。为减少驾驶员记忆消退的影响，参考国内外相关规定，限定交通标志前置距离D_s不超过500m，既满足D_s≤500m。

(6)彩色引导标线与指示条的联合设计

本发明目的在于提供一种城市道路交叉口处彩色交通标志标线的联合设计方法，根据前置距离D_s设置好交通标志后，需进一步喷注路面彩色引导标线和标志板上的彩色指示条。

交叉口进口道路面彩色引导标线施划于车道中央，长约40-50cm，宽约6～8cm，每个进口道车道宜设置3条，分别设置于交通标志支撑件处、禁止变化车道线起始位置及停车线处。采用箭头形式指示车辆行进方向，以左转引导标线喷绘成红色，右转引导标线喷绘成绿色，直行引导标线喷注成黄色。交通标志中标志板大小面积根据信息内容多少设置。在标志板指示汉字下面标注彩色指示条，指示条颜色与路面车道上喷绘的彩色引导标线的颜色一致，以引导车道按行驶方向有序停车和行进，如图3所示。

为增强夜间交通标志标线的交通引导功能，地面彩色引导标线、标志板汉字信息及彩色指示条均采用反光材料喷绘而成。

实施例3：结合图1，交通标志前置距离D_s的计算方法及彩色引导标线、彩色指示条的设置的应用案例(以图3中所示案例)：

①标志认读距离l计算

标志牌上12个汉字，总笔画超过15，则t₁取2.5、w₁取2，w₂取1.2。12个汉字分为6组，路出现频率为1/3，黄、河、江出现频率均为1/6，长、珠出现频率均为1/12，则

$H\left(s\right)=-(\frac{1}{3}{\log }_2\frac{1}{3}+3\×\frac{1}{6}{\log }_2\frac{1}{6}+2\×\frac{1}{12}{\log }_2\frac{1}{12})=2.4183\mathrm{bit},$ 取驾驶员信息处理速率为4bit/s，则阅读时间为2.4183/4＝0.61s

由此得到t₁＝2.5×2×1.2+0.61＝6.61s

取城市道路行程速度为60km/h，则标志认读距离 $l=\frac{60}{3.6}*6.61=110.17\left(m\right)$

②反应距离j计算

取判断时间为3.5s，驾驶员初次发现交通标志时车速为60km/h，则反应距离j计算为：

$j=\frac{60}{3.6}\×3.5=58.33\left(m\right)$

③行动距离L计算

车速变化前速度V₁取60km/h，车速变化后速度V₂取40km/h，变换车道次数n取1，变换一次车道时需要的时间取3s，道路纵坡度i取为3.5％。城市道路一般为沥青路面，其滚动阻力系数f及路面附着系数

分别取为0.02、0.7，则行动距离计算为：

$L=\frac{{60}_1}{3.6}\×3+\frac{({60}^2-{40}^2)}{254(0.02+0.035+0.7)}=60.43\left(m\right)$

④视认距离s计算

对应于60km/h行车速度的驾驶员动视力E₀取为240m，交通标志字高h取为300mm，驾驶员眼睛与交通标志中心的连线与道路平面的夹角α取为12.5°，交通标志转角γ₀分别取为15°(悬臂式或门式交通标志)或12.5°(柱式交通标志)；交通标志中心到驾驶员眼睛的垂直距离H取为4.5m，驾驶员到交通标志所在平面的垂直距离g一般取0，则对悬臂式或门式交通标志、柱式交通标志分别计算视认距离如下：

$s=\sqrt{{\{0.69\×0.3\×240\×\cos [(12.5-15)\×\mathrm{\π}\÷360\left]\right\}}^2-{4.5}^2}=49.46\left(m\right)$

$s=\sqrt{{\{0.69\×0.3\×240\×\cos [(12.5-12.5)\×\mathrm{\π}\÷360\left]\right\}}^2-{4.5}^2}=49.48\left(m\right)$

⑤交通标志前置距离计算

由D_s＝L+j+l-s计算可得，悬臂式或门式交通标志相对于机动车停车线的前置距离为D_s＝110.17+58.33+60.43-49.46＝179.47(m)，可取为180m。同理对柱式交通标志，可计算相应的前置距离为179.45m，取整为179m。

⑥路面彩色引导标线设计

1为左转车道；m为直行车道；n为右转车道；e为标志板上左转指示条；c为标志板上直行指示条；d为标志板上右转指示条；i为标志设置的位置；f为左转指示箭头；g为直行指示箭头；h为右转指示箭头；j为第二个右转指示箭头设置的位置；k为第三个右转指示箭头设置的位置。

⑦路面彩色引导标线指示箭头位置设计

i设置在交通标志牌处；j设置在禁止变化车道线起始位置；k设置在停车处。

⑧路面彩色引导标线颜色设计

e、f为红色；d、h为绿色；c、g为黄色。

⑨标志板上彩色指示条设计

c、d、e宽度为汉字中横线宽度，离标志牌上指示的汉字距离为指示条的宽度。

Claims (2)

1.一种城市道路交叉口彩色交通标志标线，它是由路面彩色引导标线和路边交通标志牌组成的，其特征在于：路面彩色引导标线设置在行车道中央，左转引导箭头为红色，右转引导箭头为绿色，直行引导箭头为黄色，路面彩色引导标线长45厘米，宽7厘米，每个进口道车道设置三条路面彩色引导标线，分别设置于交通标志支撑件处、禁止变化车道线起始位置及停车线处，引导标线以反光材料绘制；

路边交通标志牌设置于人行道一侧，路边交通标志牌上指示方向的箭头和汉字的颜色与路面彩色引导标线引导箭头的颜色一致，路边交通标志牌在指示方向的汉字下面标注彩色指示条，其颜色与路面彩色引导标线引导箭头的颜色一致，指示条以反光材料绘制。

2.一种城市道路交叉口彩色交通标志标线联合设计方法，其特征在于：所述的路边交通标志牌的位置D_s由下式确定：

式中E₀——正常状态下动视力；

    h——交通标志字高(mm)；

    α——驾驶员眼睛与标志牌中心的连线与道路平面的夹角(°)；

    γ₀——交通标志转角(°)；

    H——交通标志中心到地面的垂直距离(m)；

    g——驾驶员到路侧的垂直距离(m)；

    V₁——认读交通标志时的速度(km/h)；

    V₂——采取行动后的速度(km/h)；

    f——滚动阻力系数；

    i——道路纵坡(％)；

    

——路面上附着系数；

    n——车道变换次数；

    t₁——标志视认时间(s)；

    t₂——反应时间(s)；

    t₃——变换一次车道时需要的时间(s)。

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