CN107387113A

CN107387113A - 一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法

Info

Publication number: CN107387113A
Application number: CN201710766170.4A
Authority: CN
Inventors: 杜志刚; 徐弯弯; 吕宁生; 李海光
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Zhejiang star Amperex Technology Limited
Priority date: 2017-08-30
Filing date: 2017-08-30
Publication date: 2017-11-24
Anticipated expiration: 2037-08-30
Also published as: CN107387113B

Abstract

本发明涉及交通安全技术领域，特指一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，包括设于车道路侧位置和车道中心分隔线两侧位置的多个猫眼道钉、设于车道侧墙位置的多个反光环、设于车道侧墙位置的多个反光条、设于车道侧墙位置的多个诱导标与设于检修道外侧壁位置的多个轮廓标，多个诱导标与反光环对应设置构成箭头形结构设置。本发明针对隧道弯道视觉环境单调、诱导性差、驾驶员易偏离车道、撞击侧墙或驶入对向车道的特点，通过猫眼道钉、反光环、反光条、诱导标与轮廓标的组合，可以满足驾驶员对隧道弯道和坡道驾驶方向感、速度感、距离感的需求，从而有效提升低等级公路隧道弯坡路段的交通安全。

Description

一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法

技术领域

本发明涉及交通安全技术领域，特指一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，采用该设计方法有效保障低等级公路隧道弯道的行车安全。

背景技术

低等级公路是和农村公路相类似，并被规定成县道、乡道及村道的总称，划分的依据为公路的行政等级，一般来说，在公路等级上主要是三、四级公路。随着社会经济的快速发展，我国农村机动车数量急剧增加，但是由于经济和技术原因，低等级公路的行驶环境以及农村驾驶员车辆行驶水平没有得到相应的提升，使得低等级公路交通事故多发。

隧道和弯道、坡道是典型的交通事故黑点，隧道与弯道、坡道组合极易导致交通事故发生，低等级公路隧道驾驶环境昏暗、单调，属于弱视觉参照系，驾驶员在隧道内驾驶无法获取足够的视觉信息，从而导致其速度误估和距离误估，同时驾驶员也无法判断道路线形。另外，驾驶员在弯道行驶时由于线形条件不良，驾驶员视距和视野有限，存在视觉盲区，在缺乏诱导设施时驾驶员无法准确判断道路走向，极易导致其偏离车道或撞击路侧。当隧道与弯道组合时，驾驶员便及其不良，隧道弱视觉参照系和不良线形级合会导致驾驶员的速度错觉、距离错觉、弯度错觉、坡度错觉等视错觉，引发驾驶员超速、偏离车道等不良驾驶行为，导致与对向车辆相撞或撞击侧墙等交通事故。

普通路段弯道线形诱导设施已有一定研究基础，弯道线形诱导标的使用和设置已有一定理论基础。同时逆反射材料及技术也日趋成熟，逆反射技术在交通附属设施上的使用已十分普遍，成本也逐渐降低。低等级公路隧道弯道诱导系统考虑弯道诱导设施设置原则，应用逆反射技术，并从驾驶员视觉需求出发，设置多频多尺寸多色彩的信息组合和线形诱导设施，丰富隧道视觉环境，辅助驾驶员正确判断和控制行驶状态，有效降低隧道弯道交通事故发生概率。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种低等级公路隧道弯道诱导系统，针对隧道弯道视觉环境单调、诱导性差、驾驶员易偏离车道、撞击侧墙或驶入对向车道的特点，通过猫眼道钉、反光环、反光条、诱导标与轮廓标的组合，以满足驾驶员对隧道弯道驾驶方向感、速度感、距离感的需求，提升低等级公路隧道弯道的交通安全。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，包括设于车道路侧位置和车道中心分隔线两侧位置的多个猫眼道钉、设于车道侧墙位置的多个反光环、设于车道侧墙位置的多个反光条、设于车道侧墙位置的多个诱导标与设于检修道外侧壁位置的多个轮廓标，多个诱导标与反光环对应设置构成箭头形结构设置。

进一步而言，所述设于车道路侧位置和车道中心分隔线两侧位置的多个猫眼道钉采用间隔10～15cm循环设置。

进一步而言，所述反光环采用双色反光环结构设置，包括两块黄色反光条与两块白色反光条，两块黄色反光条与两块白色反光条采用交替组合拼接而成，且构成一定角度使表面凸起。

进一步而言，所述反光条的宽度为8cm。

进一步而言，所述诱导标采用单面反光且反光面朝向来车方向设置，多个诱导标对应组成菱形结构，单个诱导标的长为25～35cm，宽为20～30cm，相邻两个诱导标之间横向间距为25～35cm，纵向间距为20～30cm。

进一步而言，所述反光环与诱导标对应设置构成的箭头形诱导标识的箭头高为1～2m，宽为2～3m。

进一步而言，所述诱导标沿行车方向倾斜60～75度角度。

进一步而言，所述轮廓标与猫眼道钉之间的间距为2.5～4m。

一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，在弯道半径为200～1000m的低等级公路隧道弯道上，其设置方法包括以下步骤：

步骤一，调查设置隧道的半径，计算反光环设置间距并确定隧道类型，从而选取诱导系统设置方案类型；

步骤二，根据确定诱导系统设置方案类型和计算所得反光环间距，在ZY点安装第一个反光环，并按反光环间距依次设置反光环直到直线路段；

步骤三，根据诱导系统高中低频信息设置频率，按比例对照已安装好的反光环设置反光条、猫眼道钉和轮廓标；

步骤四，在反光环两侧设置诱导标，组成箭头形诱导标识，需要注意反光面组成的箭头指向与行车方向保持一致；

步骤五，在对向车流分隔线两侧安装猫眼道钉，与路侧猫眼道钉保持水平。

本发明有益效果：

1.本发明针对隧道弯道视觉环境单调、诱导性差、驾驶员易偏离车道、撞击侧墙或驶入对向车道的特点，通过猫眼道钉、反光环、反光条、诱导标与轮廓标的组合，可以满足驾驶员对隧道弯道驾驶方向感、速度感、距离感、坡度感的需求，从而有效提升低等级公路隧道弯道的交通安全；

2.本发明利用逆反射材料的特点，考虑低等级公路隧道为双向两车道的特性，提出双色反光环和单面反光的诱导标，正确指示车辆行进方向，同时提醒驾驶员行驶车道位置，降低了驾驶员在弯道偏离车道可能性；

3.本发明通过采用逆反射材料制作，在无电的情况下仍可正常工作，大大降低了隧道照明能源消耗，符合低等级公路隧道地区经济条件。

附图说明

图1是隧道弯道诱导系统设计立面图；

图2是隧道弯道诱导系统设计俯视图；

图3是半径＞400m弯道诱导系统设计侧视图；

图4是半径≤400m弯道诱导系统设计侧视图；

图5是半径＞400m弯道诱导系统设计俯视图；

图6是半径≤400m弯道诱导系统设计俯视图；

图7是双色反光环结构示意图；

图8是以右转弯内侧行车方向为模型计算示意图；

图9是反光环间距取值曲线图。

1.猫眼道钉；2.反光环；3.反光条；4.诱导标；5.轮廓标；6.黄色反光条；7.白色反光条。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

本发明所采用的原理：

为了控制驾驶员的行驶速度，降低车辆在弯道上驶离本车道和驶过中线或离开车道的可能性，降低车辆在弯道上偏离车道所产生事故的严重程度，本发明考虑驾驶员存在的视野及视距范围有限性、瞳孔追踪亮度性、会产生视错觉等视觉特性，基于边缘率理论和弯道线形诱导标设置原则，提出由逆反射材料制作的诱导系统。

本发明利用反光环2增加驾驶员空间感和方向感，同时在反光环2上设置箭头形结构设置的诱导标4增加了方向诱导性。根据《道路交通标志和标线GB5768-1999》规定弯道线形诱导标志其设置间距应保证驾驶员至少能看到三个线形诱导标志或能辩明前方进入弯道运行，故本发明提出保证驾驶员可以看到三个的反光环2的设置原则，并且当驾驶员看到三分之一的反光环2即可保障反光环2的诱导性，故以驾驶员能看到第三个反光环的三分之一为原则计算弯道反光环2间距。

因指示性诱导标志应设置在主曲线半径较小或通视较差，对行车安全不利的外侧，故以右转弯道内侧行车方向为模型计算(结果也可满足外侧行车方向驾驶员的视觉要求)，如附图8所示：A点为驾驶员的位置点，距车道中心距离为a，隧道宽度为L，C为视野的极限位置，即能看到最后一条反光环的1/3处，O点为曲率半径圆心，通过计算OA，OB，OC的长度，然后通过三角关系求得∠1，∠2的角度，则可计算出驾驶员在隧道弯道线形处的可视范围弧线AC的长度(弧长的半径近似为R)。关于反光环的间距计算，只要保证极限位置处驾驶员恰好看到三个反光环，则在任意位置均满足要求。假设极限位置为驾驶员距第一个反光环的纵向距离为b(单位m)。因此将弧线AC减去b，再除以3，即可求得反光环设置的间距长度x，公式具体如下：

x＝(2πR×(∠1+∠2)/360-b)/3

式中：l_OA——点O到点A的距；l_OB——点O到点B的距离；l_OC——点O到点C的距离；R——所求路段的曲线半径；a——观察点距车道中心的距离；b——观察点距第一个反光环的纵向距离；L——隧道横截面宽度；Π——取3.1415926；x——反光环间距。

根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2014)，公路隧道宽度由行车道宽度、隧道内左侧侧向宽度与右侧侧向宽度、检修道或人行道宽度组成，对于低等级公路隧道限速为20～40km/h，故根据规范，单车道宽度取3.5m，侧向宽度取0.25m，检修道或人行道宽度取0.75m。假设车辆在内侧车道中心行驶，车辆外边缘与中心线距离为1m，驾驶员观察点距车门0.5m，故a取1.5m，b＝(4.5+1.5)*tan61.3°＝11m。由于低等级公路车辆行驶速度较低，低等级公路隧道弯道半径一般为200～1000m，根据上述计算得不同半径弯道所对应的反光环2间距取值，如附图9所示。

同时反光环2间距也要与反光条3和路侧猫眼道钉1间距相符合，基本频率比为：反光环2：反光条3：猫眼道钉1＝1:4:16，隧道区段全程猫眼道钉1间距不变，取2.5～4m，按比例计算得反光条3间距10～16m，反光环2间距40～64m。综合弯道反光环2间距取值两个条件，把隧道弯道分为半径≤400m和半径＞400m两种类型，半径＞400m弯道符合一个低频单元要求间距，故采用低频反光环2、中频反光条3以及高频猫眼道钉1组合形式，对于半径≤400m弯道根据公式计算反光环2距离不满足一个低频单元要求，故反光环2与反光条1间隔设置，频率比为：反光环2：反光条3：猫眼道钉1＝1:2:8，同时信息较密设置也可提高小半径弯道处驾驶员的注意力。

另根据《道路交通标志和标线GB5768-1999》规定线形诱导标志的设置高度为标志下缘距地面1.2～2m，同时考虑驾驶员的视线高度，本发明提出的诱导标4组成的箭头形指示标识设置于隧道侧墙距检修道2.0～2.2m高处。

如图1至图7所示，本发明所采用的技术方案是：

本发明针对隧道弯道视觉环境单调、诱导性差，驾驶员易偏离车道、撞击侧墙或驶入对向车道的特点，利用反光环2和诱导标4的指示性并与反光条3、猫眼道钉1和轮廓标5组合，以满足驾驶员对弯道驾驶方向感、速度感、距离感的需求，结合线形诱导标设置原则和边缘率理论，根据农村公路隧道弯道区段实际特点，计算确定反光环2设置间距，并把隧道弯道划分为半径≤400m和半径＞400m分别设计。同时为防止驾驶员驶入对向车道，采用双色反光环2和双侧猫眼道钉1分隔线来提醒驾驶员注意。

更具体而言，根据弯道线形诱导标设置原则，以满足隧道弯道驾驶员可看到三个反光环2且第三个反光环2保障至少看到三分之一为要求建立反光2环间距计算模型，不同弯道半径对应不同的反光环2间距取值，取低等级公路隧道弯道半径为200～1000m，计算得反光环2间距取值为25～65m。

更具体而言，基于边缘率的高中低频信息组合隧道诱导系统，在根据线形诱导标设置原则计算所得反光环2间距的基础上，反光环2间距还需同时满足高中低频组合对应间距。在两条件的共同限制下，把隧道弯道划分为半径≤400m和半径＞400m分别设计。

更具体而言，为提高驾驶员对隧道弯道线形的判断准确性，在反光环2两侧设置由诱导标4组成的箭头形诱导标识，诱导标4尺寸比普通诱导标尺寸偏大，为普通诱导标的1.5～2倍大小。由于低等级公路为双向两车道，故箭头形诱导标4设置于反光环2两侧构成菱形，为确保箭头指向与行车方向一致，诱导标4采用单面反光形式，反光面朝向来车方向并组成箭头指向与行进方向相同。

更具体而言，为防止驾驶员驶入对向车道，采用双色反光环2，由黄色6和白色7组成，使行车方向车道部分驾驶员所见反光环2为白色同时对向来车方向车道部分反光环2为黄色，从而起到提醒驾驶员行驶车道的作用。同时对向车流分界线两侧设置猫眼道钉1组成双侧凸起分隔线。

更具体而言，半径≤400m隧道弯道诱导系统频率比值取：低频：高频＝1:8，反光环2与反光条3间隔设置，都为低频信息，高频信息为猫眼道钉1和轮廓标5，间距取值为2.5～4m，猫眼道钉1设置于车道外边线外侧，轮廓标5设置于检修道外侧壁。反光条1，间距取值为20～32m，设置于隧道侧墙，由检修道延伸至隧道2.0～2.2m高处，反光条3宽度取8cm。反光环2间距取值为20～32m，采用双色反光环2，由检修道延伸至隧道顶部，箭头形诱导标4设置于反光环两侧。

更具体而言，半径＞400m隧道弯道区段诱导系统频率比值取：低频：中频：高频＝1:4：16，高频信息为为猫眼道钉1和轮廓标5，间距取值为2.5～4m，猫眼道钉1设置于车道外边线外侧，轮廓标5设置于检修道外侧壁。中频信息为反光条3，间距取值为10～16m，设置于隧道侧墙，由检修道延伸至隧道2.0～2.2m高处，反光条3宽度取8cm。低频信息为反光环2和诱导标4，反光环2间距取值为40～64m，采用双色反光环2，由检修道延伸至隧道顶部，箭头形诱导标4设置于反光环2两侧。

更具体而言，双色反光环由2块白色逆反射反光条和2块黄色逆反射反光条3拼接而成，黄色和白色交替组合，纵向拼接的两黄白反光条成一定角度使表面凸起，确保某一行车方向上的驾驶员只能看到两块反光条3组成的反光环2。

更具体而言，箭头形诱导标4设置于反光环2两侧，即反光环2与反光条3之间且贴近反光环2，单个箭头形诱导标识由7个轮廓标组成，组成箭头高1～2m，宽2～3m，其中线距检修道2.0～2.2m。单个轮廓标长25～35cm、宽20～30cm，且轮廓标间横向间距为25～35cm、纵向间距为20～30cm。

本发明所采用的设置方法：

在弯道半径为200～1000m的低等级公路隧道弯道上，其设置方法包括以下步骤：

1)调查设置隧道的半径，计算反光环2设置间距并确定隧道类型，从而选取诱导系统设置方案类型；

2)根据确定诱导系统设置方案类型和计算所得反光环2间距，在ZY点安装第一个反光环2，并按反光环2间距依次设置反光环2直到直线路段；

3)根据诱导系统高中低频信息设置频率，按比例对照以安装好的反光环2设置反光条3、猫眼道钉1和轮廓标5；

4)在反光环2两侧设置诱导标4，组成箭头形诱导标识，需要注意反光面组成的箭头指向与行车方向保持一致；

5)在对向车流分隔线两侧安装猫眼道钉1，与路侧猫眼道钉1保持水平。

注意事项：

1)本方法适用于低等级公路隧道弯道，对于半径小于200m的急弯路段不适用。

2)本方法中的设施设置间距可根据实际情况微调。

3)本方法中逆反射材料安全设施应注意保养、维护，当其反光系数降低到设计数值的70％以上时，应注意更换反光膜。

4)本方法中的计算模型采用简单圆曲线且不考虑加宽，若隧道实际情况相差较大则需重新计算。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：包括设于车道路侧位置和车道中心分隔线两侧位置的多个猫眼道钉(1)、设于车道侧墙位置的多个反光环(2)、设于车道侧墙位置的多个反光条(3)、设于车道侧墙位置的多个诱导标(4)与设于检修道外侧壁位置的多个轮廓标(5)，所述多个诱导标(4)与反光环(2)对应设置构成箭头形结构设置。

2.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：所述设于车道路侧位置和车道中心分隔线两侧位置的多个猫眼道钉(1)采用间隔10～15cm循环设置。

3.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：所述反光环(2)采用双色反光环结构设置，包括两块黄色反光条(6)与两块白色反光条(7)，两块黄色反光条(6)与两块白色反光条(7)采用交替组合拼接而成，且构成一定角度使表面凸起。

4.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：所述反光条(3)的宽度为8cm。

5.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：所述诱导标(4)采用单面反光且反光面朝向来车方向设置，多个诱导标(4)对应组成菱形结构，单个诱导标(4)的长为25～35cm，宽为20～30cm，相邻两个诱导标(4)之间横向间距为25～35cm，纵向间距为20～30cm。

6.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：所述反光环(2)与诱导标(4)对应设置构成的箭头形诱导标识的箭头高为1～2m，宽为2～3m。

7.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：所述诱导标(4)沿行车方向倾斜60～75度角度。

8.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，其特征在于：所述轮廓标(5)与猫眼道钉(1)之间的间距为2.5～4m。

9.根据权利要求1所述一种低等级公路隧道弯道诱导系统的设计方法，在弯道半径为200～1000m的低等级公路隧道弯道上，其设置方法包括以下步骤：

步骤一，调查设置隧道的半径，计算反光环(2)设置间距并确定隧道类型，从而选取诱导系统设置方案类型；

步骤二，根据确定诱导系统设置方案类型和计算所得反光环(2)间距，在ZY点安装第一个反光环(2)，并按反光环(2)间距依次设置反光环(2)直到直线路段；

步骤三，根据诱导系统高中低频信息设置频率，按比例对照已安装好的反光环(2)设置反光条(3)、猫眼道钉(1)和轮廓标(5)；

步骤四，在反光环2两侧设置诱导标4，组成箭头形诱导标识，需要注意反光面组成的箭头指向与行车方向保持一致；

步骤五，在对向车流分隔线两侧安装猫眼道钉1，与路侧猫眼道钉1保持水平。