霧天道路交通安全保障措施及其成效分析

蔣賢才，黃 科

(哈爾濱工業大學交通研究所，150090哈爾濱)

公安部交通管理局發布的2009年全國道路交通事故情況［1］顯示，惡劣天氣導致的事故死亡人數同比在增加，特別是下半年全國雨、雪、霧等惡劣天氣條件下發生道路交通事故導致的死亡人數同比上升13.3%.此外，表1數據［2］表明，霧天發生交通事故的次數雖然只占全年事故數的3.80%，但平均每起交通事故死亡0.54人，遠高于其他天氣條件下的死亡率，可見霧天交通事故的嚴重性.

霧對道路交通行車安全的影響在發達國家也同樣存在.美國因霧引發的交通事故占高速公路事故的5%［3］，法國因霧引發的交通事故占公路交通事故的1.2%［4］.雖然不可能花費巨資去消除霧，但可以采取相應的管理與工程措施，對事故進行預防或減輕事故的危害程度.

2005年6月，交通運輸部公路科學研究院為了確定不利氣象條件下駕駛人受影響的程度，在京津唐高速公路馬駒橋服務區開展了較大規模的問卷調查，結果見表 2、3［5］.

表1 2005年不同天氣條件下高速公路事故分布［2］

表2 235份調查問卷中駕駛人認為影響交通安全的主要惡劣天氣

表3 235份調查問卷中駕駛人認為易發生重大交通事故的天氣

數據表明，霧天對行車駕駛影響比較突出，會使駕駛人增加較重的心理負擔.可見研究霧天環境下的道路交通安全保障措施是極其必要的.

1 霧對道路交通安全的影響

1.1 能見度

霧天行駛時，大氣能見度的降低使得司機可視距離縮短，造成車輛控制困難，以致發生交通事故;因為霧中的對比物減少甚至沒有參照物，導致司機在霧中往往判斷距離和速度不準，進而引發交通事故;冬季大霧天氣時，還會造成車窗內側有水汽凝結，使司機視線受損，難以分辨路況，增加了行車風險.

霧對公路行車安全的影響，不是霧物質本身，而是霧的光化學現象.研究表明，霧中能見度與霧滴數密度、霧含水量和霧滴散射消光因子有關.霧含水量相同時，大量的小霧滴融合成大霧滴時，能見度就會增加;霧含水量由于蒸發而減少時，能見度也會增加［6］.將這一理論應用于消霧措施時，應盡量使空氣中的小霧滴融合成大霧滴，以增加能見度;或直接采取措施降低空氣中的含水量來達到增加能見度的目的.

1.2 信息感知

駕駛人在行車過程中，80%～90%信息依靠視覺獲得，所有駕駛人期望的車速選擇行為都是以獲取的視覺信息為基礎，不管是受道路交通環境的影響，或者是根據經驗規律判斷、再經過動態視覺行為感知階段和判斷階段形成車速選擇動作［7］.

由于霧會使光線發生散射，并吸收光線，使得駕駛人估計車距、車速不準確，對交通標志、路面設施識別困難，容易造成追尾;由于不同路段大霧的嚴重程度可能有所不同，駕駛人很難根據各路段不同的能見度距離即時調整車速和車間距.此外，由于環境復雜，在霧中判斷速度、車間距等參照物減少，使得駕駛人難以及時、迅速、準確地判斷，增加了駕駛人的心理壓力，判斷時間增加，一旦發生意外難以及時采取適當措施.

1.3 附著系數

由于霧水與積灰、塵土混合，導致輪胎與路面的附著系數減小，特別是北方冬季時，冰霧會在高速公路路面形成一層薄冰，輪胎與路面的附著系數下降更為明顯，從而導致制動距離延長、行駛打滑、制動跑偏等現象發生，增加交通事故的發生幾率.英國在研究潮濕路面對交通安全的影響后建議:潮濕路面的停車距離至少應為干燥路面停車距離的兩倍［8］.

2 霧天道路交通安全保障措施

2.1 公路應急指揮系統

根據霧的地域性和周期性特點，在常發型霧區路網內宜建立一套較完善的霧天公路應急指揮系統，該系統實時采集路網內的天氣及交通狀況并制定適宜的交通控制策略，對幫助道路維護部門、緊急救援部門、交通管理部門和道路使用者進行科學決策具有十分重要的作用.它將公路及其環境等要素反應到系統中并對其分類存儲，通過較長時間的資料分析，就霧對道路交通安全的影響能形成一個較準確地評估，并對霧的發生規律有一個精確地預測，可有效安排人力、物理投入，減少霧對道路交通安全帶來的損失.圖1為公路 應急指揮系統數據庫框架圖.

圖1 公路應急指揮系統數據庫框架

公路應急指揮系統是實現霧天等不良天氣情況下緊急救援的一項有效措施，在單一路段實現完整的交通信息采集與交通運行狀況監視后，應逐步實現路網的信息共享.為達到此目的，全路網應統一規劃，為各種低能見度天氣設計不同的交通疏散方案，盡可能地預防和減少低能見度天氣下的交通事故.交通疏散方案的實施過程分為3個階段:情報收集→方案生成→指揮調度.具體描述如下:1)各路段通過公路應急指揮系統實時采集能見度等天氣信息、交通事故信息和交通流運行狀況，條件具備時啟動霧天疏散方案，對本路段進行交通組織和控制，并將路段交通疏散方案上報路網應急指揮中心.2)路網應急指揮中心實時接收各路段采集的能見度等氣象信息及上報的交通疏散方案，從全路網的角度協調各路段的疏散方案.在局部路段由于大霧關閉道路的情況下，路網應急指揮中心及時向與之相關的其他路段發布封路信息，并提出相應的交通管制和信息誘導方案，由各路段實施相關疏散方案.3)疏散方案實施前，各路段向相關部門通報，做好疏散方案實施準備.路網應急指揮中心對各路段的疏散方案實施情況進行監管.疏散方案實施方法見表4.

表4 疏散方案實現方法

2.2 霧天道路交通安全保障體系

2.2.1 道路維護部門保障措施

道路維護部門宜采取的措施包括:1)霧的監視與評估.道路維護部門從公路應急指揮系統獲取霧的信息后，對霧的危害范圍和程度進行評估.這些信息幫助管理者制定關于人員分配、時間安排及資源配置的決定.2)霧天行車環境改善.包括提高路面摩擦系數、開辟緊急避難車道、開啟輪廓指示系統、完善沿線照明系統、加強巡邏力度等，高速公路還應調整服務區及停車區位置(最好設置在霧區最高點或中點)等措施;它們可以為已在霧區段行車的車輛在霧突然發生或突然加大時，改善道路行車環境、提供暫避場所，減少霧引發的交通事故.3)霧的消散或延遲.在交通安全措施缺乏的情況下，或雖有交通安全措施，但霧區持續時間較長、能見度過低(如＜50米)，可采取消霧措施.

輪廓指示系統分為兩類:一類是護欄輪廓燈，另一類是車道輪廓燈.護欄透霧燈安裝在高速公路外側安全護欄上，間隔50 m.在濃霧情況下開啟，用于勾勒路形，給司機提供視線誘導，使司機看清楚道路輪廓.經試驗，在能見度接近100 m時，司機能看見200 m處的燈光，基本可保證車輛在霧天行駛時不會偏離車道，避免因車輛偏離車道造成的交通事故.車道輪廓燈安裝在車道線上，常用透霧型太陽能發光地燈，間隔20～50 m，在有霧情況下開啟，用于勾勒車道，給司機提供車道視線誘導，使司機看清楚車道輪廓.經試驗，在能見度接近100 m時，司機能看見車道輪廓，基本可保證車輛在霧天行駛時不偏離車道.

霧分成兩類:霧中溫度在0℃以下時為冷霧;霧中溫度大于0℃時為暖霧.消冷霧主要是向霧中播撒適當物質使之產生大量冰晶，冰晶與水汽和水滴共存時，由于冰面飽和水汽壓小于水面飽和水汽壓，霧中水汽凝到冰晶上，冰晶的增長抑制水滴增長，促使水滴不斷蒸發、數量減少，達到減少和消除霧滴的效果.消霧物質有制冷劑(液氮、丙烷和干冰等)、人工冰核(碘化銀等)和壓縮空氣.消暖霧主要方法有:向霧中播撒吸濕性核在霧中培植大水滴，拓寬霧滴譜，誘發沖并過程，造成霧的沉降，使霧消散;增加霧區局部區域溫度，使霧滴蒸發而消散;用噴氣發動機產生熱氣，靠熱動力振動氣流，使霧蒸發消散等.

表5對道路維護人員采取的措施、實現的目標及預期成效進行了總結.

表5 道路維護人員采取的措施

2.2.2 緊急事件管理措施

緊急事件管理人員通過公路應急指揮系統收集天氣、交通狀況等信息并進行預測，辨別出危險事件和受到影響的區域，確保疏散方案的順利實施.疏散策略通過降低行程延誤或者維持較高的通行能力提高道路的機動性，保障交通參與者的安全.緊急事件管理人員通過發布疏散順序、道路關閉等信息，減少霧天環境下道路潛在危險的可能性.表6列出了緊急事件管理采取的具體措施 及其對道路交通安全產生的效果.

表6 緊急事件管理人員采取的措施

2.2.3 交通管理部門安全保障措施

交通管理人員主要采取交通監視、交通控制和交通誘導3類方法，保障霧天環境下的行車安全.最常采用的交通控制策略是速度管理，限速通?？紤]能見度、路面狀況和交通條件，隨著安全行駛速度而調整.管理者可通過可變情報板和各種限速標志告知駕駛人降低行駛速度，以確保行車安全.表7列出了交通管理部門采取的措施及其可實現的目標和預期效果.

表7 交通管理人員采取的措施

2.2.4 乘客及道路使用者安全保障措施

所有道路使用者通過獲取天氣信息來影響其出行決策.道路天氣信息獲取可以通過公路應急指揮系統(可變信息板、限速標志等)、交互電話系統、網站和其他的廣播媒體實現.道路天氣信息幫助旅行者對出行方式、離開時間、路線選擇、車型裝備以及駕駛方式做出選擇.表8列出了促進道路使用者安全出行的緩解措施.

表8 道路使用者采取的措施

3 結論

1)道路維護部門應從霧的監視與評估、霧天行車環境改善、霧的消散或延遲3方面著手，改善霧天行車環境，提高道路交通運行的安全性、機動性和生產性.

2)緊急事件管理部門應從霧的監視與評估、交通疏散方案制定與實施保障、交通誘導信息發布3方面著手，提高霧天緊急事件的處理效率，降低霧對公眾的危害.

3)交通管理部門應從霧及交通運行狀況監視、交通控制策略制定與實施、交通誘導信息發布3方面著手，提高道路資源的利用效率、減少交通事故，確保霧天道路交通的機動性.

4)道路使用者應從多途徑獲取天氣信息來謹慎制定出行決策，提高霧天出行效率和出行安全.

［1］公安部交通管理局.2009年全國道路交通事故情況［EB/OL］.［2010 －01 -18］.http://www.mps.gov.cn/n16/n85753－/n85870/2450243.html.

［2］中華人民共和國公安部.全國道路交通事故統計白皮書［R］.北京:中華人民共和國公安部，2005.

［3］ US Department of Transportation.Examination of reduced visibility crashes and potential IVHS countermeasures［M］.Louis Tijerina:The National Technical Information Service，1995.

［4］ GISELLE D.Fog luminance evaluation in daytime［C］//16th Biennial Symposium on Visibility and Simulation.Lowa City，USA:TRB，2002:79 －85.

［5］張利，汪林.不利氣象條件對公路交通安全的影響及對策［J］.公路交通科技，2011，28(增刊1):126-131.

［6］鄧順熙.公路與長隧道空氣污染影響分析方法［M］.北京:科學出版社，2004:22－26.

［7］林雨，方守恩.災害性天氣環境下高等級公路車速管理［J］.自然災害學報，2007(5):35－39.

［8］李學軍，陳楓，劉祥彬.大霧天氣高速公路交通安全保障措施研究［J］.交通企業管理，2009(3):56－57.