雅康高速長下坡高橋隧比路段交通安全設施優化設計研究*

袁飛云 王劍波

(1.四川藏區高速公路有限責任公司 成都 610000； 2.四川交通職業技術學院汽車工程系 成都 611130)

雅康高速公路地處川藏高原橫斷山區梯度帶，沿線地質條件極其復雜，其中康定至瀘定段(以下簡稱瀘康段)全長30.08 km，海拔從2 460 m降至1 620 m，平均縱坡度2.44%，橋隧比高達89%，是國內少見的高原山區長下坡高橋隧比高速公路段。從國內典型的山區高速公路長下坡路段運行安全狀況看，連續長下坡使大型車輛易發生制動失效情況，而高橋隧比又使駕駛人生理、心理壓力增大，加重了長下坡路段的安全行車風險[1]。

因此，在雅康高速公路瀘康段，通過優化高速公路交通安全設施的設計，以提高大型車輛在長下坡路段的安全性，是十分必要的。

1 設計原則

1.1 系統性原則

山區高速公路交通安全設施的優化設計必須遵循人-車-路(環境)系統性。設計時應考慮該路段的構造物分布、平縱線形、交通流結構、潛在不安全因素等條件，經詳細考察分析后進行系統性的設計，才能達到有效引導、組織、控制車輛安全行駛，提高路段安全性的目的。

1.2 主動安全原則

人-車-路(環境)系統中，人是導致交通事故的主因。2017年，四川省山區高速公路一般以上交通事故的成因中，89.76%是駕駛人操作不當、違法造成的，因此，交通安全設施的優化設計應從主動安全角度出發，以駕駛人的安全控制為主，通過科學、系統的交通安全設施布設，使駕駛人自覺、主動采取安全駕駛策略，達到提高長下坡高橋隧比路段行車安全的目的。

1.3 大型車重點防控原則

雅康高速瀘康段坡陡彎急、橋隧密布，從國內外類似路段的事故統計結果看，此類路段大型車特別是重型貨車事故率極高，若大型車在隧道內發生較大事故，存在危害大、救援難、阻斷久的特征，若隧道內大型車輛發生火災，則幾乎不可控，因此，該路段的交通安全設施優化還應遵循大型車重點防控原則，從起點到終點，采取全程控制、防護措施，做到防控結合、預防為主[2]。

2 交通安全設施優化設計方案

2.1 基于駕駛人信息攝取的標志標線優化設計

1) 視覺減速標線設計。視覺減速標線是運用交通工程學、交通心理學原理，在車道邊緣線設置白色虛線塊或實線，長度與間隔均為1 m，寬度為0.3 m(見圖1)，給駕駛人造成車道變窄的視覺效果，使其主動控制速度、謹慎駕駛。同時，視覺減速標線突出了車道的輪廓邊界，增強了惡劣天氣條件下車道的辨識性，提高了行車安全性[3]。

圖1 視覺減速標線示意圖

雅康高速瀘康段視覺減速標線主要設置在橋隧路段，以及彎道半徑小于600 m的急彎前方過渡段，以降低因車輛進出隧道和進入彎道過快造成的危險性。

2) 下坡急彎路段標線優化設計。雅康高速瀘康段共有4處位于長下坡的急彎段，車輛在連續下坡急彎路段超車、壓線等行為會對同向行駛車輛造成干擾，帶來較大安全隱患，因此，為降低長下坡急彎路段因車輛偏離車道帶來的安全隱患，特將連續長下坡小半徑圓曲線段的車道分界線設置為白色單實線(見圖2)，并采用振動式車道線，禁止在下坡急彎路段變換車道、超車，以減少安全隱患。

圖2 長下坡急彎路段車道白色單實線示意圖

3) 長下坡路段橫向振動減速標線組設計。振動減速標線有較好的光反射性能，同時在車輛壓線時會引起輕快的振動，對駕駛員起到警示作用。振動減速標線設置時應考慮其密度、顏色與外觀、色度性能、抗壓強度、耐磨性、耐水性、耐堿性、玻璃珠含量、流動度、逆反射系數、振動性等指標符合要求，使其能夠滿足車輛行駛的物理、力學指標，此外，還需考慮選擇適當的標線高度和設置間隔。

在雅康高速長下坡及彎坡組合路段，為使振動減速標線起到很好的控速效果，特將振動標線設計為多道振動標線組使用。設計方案見表1、圖3。

表1 長下坡路段振動減速標線組設置方案

圖3 長下坡路段橫向振動標線組示意圖

2.2 面向駕駛人的道路主動安全信息系統設計

面向駕駛人的道路主動安全信息系統的設計思路是，從駕駛主動安全角度出發，系統設計道路沿線的標志、標線、標牌及其他交通安全警示、警告信息，使駕駛人接收到安全警示信息后，提前做出對前方路況的預判，并采取必要的安全駕駛操作。同時，與導航地圖相結合，將標志牌信息融入現有導航系統中，使其緊密結合，提高行車安全性[4-5]。

1) 連續下坡貨車安全行駛誘導信息系統設計。連續下坡路段貨車安全行駛誘導信息系統主要針對駕駛人設置，內容包括：連續下坡整體情況預警信息，連續下坡余長警示信息，避險車道警示及誘導信息，下坡前、中駕駛人安全操作提醒信息，連續急彎預警信息等，見圖4。

圖4 連續下坡路段貨車安全行駛誘導信息系統示意圖

2) 連續下坡高橋隧比貨車安全行駛安全預警信息設計。連續下坡高橋隧比路段標志牌預警信息內容是駕駛人對前方風險預判及提前采取防御性駕駛措施的關鍵，因此，信息內容設計要具備科學、適用、警覺、主動的特點，根據GB 5768-2009 《道路交通標志和標線》，連續下坡行駛標志牌安全警示典型信息見圖5。

圖5 連續下坡路段標志牌預警及安全操作信息

3) 橋隧路段行車安全警示信息設計。雅康高速瀘康段隧道群全長28 km，單個隧道長度多在3 km以上，隧道連接處距離短且無遮光棚連接，行車過程中必然經過快速復雜的環境變化，會為行車安全帶來較大影響，因此，對隧道群路段標志牌的設計要從形式和內容兩方面著手。考慮到隧道群可布置標志牌的空間小且數量有限，但要表達的信息內容多，特將隧道內標志牌設置為電子顯示屏，用于多種預警信息發布，隧道群路段典型標志牌信息，見圖6。

圖6 隧道群路段電子顯示屏預警信息

2.3 應急設施信息化設計

1) 緊急停車帶位置信息化設計。為提高臨時求救車輛的救援效率，使道路使用者緊急時刻快速高效地發出準確的救援信息，除標清所在樁號外，還將全路段緊急停車帶統一編號，以便報警人和救援人員第一時間確定準確的救援位置，見圖7。

圖7 緊急停車帶編號方案

2) 避險車道駛入自動報警系統設計。連續下坡路段，大型貨車一旦失控駛入避險車道，需第一時間發現并快速實施救援拖離，避免后續失控車輛無處避險或者強行駛入，造成重大事故發生。因此，在瀘康段2處避險車道入口處均設計了大型車駛入報警系統，便于監控人員第一時間發現駛入車輛，并根據視頻和對講系統了解現場情況，實施正確的救援方案。

3 交通安全設施優化方案的仿真評價

3.1 評價方法

為評價雅康高速連續下坡高橋隧比路段交通安全設施優化設計效果，特采用實車虛擬道路場景三維仿真系統的方法開展仿真評價，見圖8。仿真系統中，駕駛操作平臺為卡羅拉轎車，駕駛操作方式與真實開車保持一致，道路環境采用Vega Prime視景仿真軟件開發，根據道路設計圖紙將道路、橋梁、隧道及交通安全設施等元素建立道路仿真模型。

圖8 道路交通安全三維仿真系統

3.2 評價結果

本仿真采用優化設計方案和常規設計方案2種模式進行模擬駕駛對比評價，主要評價指標是車速的穩定性與駕駛人的主觀適應性，2種方案的評價結果見圖9。

圖9 交安優化設計方案仿真評價速度變化曲線圖

從對2種設計方案的仿真評價結果看，采用常規方案模擬駕駛時，在陡坡急彎路段、橋隧路段行駛時，速度在60～85 km/h范圍內波動較大，而采用交通安全優化方案模擬駕駛時，在新增警示標志牌、道路標線的作用下，駕駛員根據預警信息提前預判前方道路狀況，采取相應的安全駕駛操作，使車輛在陡坡急彎路段、橋隧路段速度趨于平穩，基本在車速75～82 km/h小范圍波動，極大提高了交通流的穩定性和車輛行駛安全性。

4 結語

隨著四川省高速公路不斷向西部高原山區縱深拓展，高原山區高速公路連續下坡高橋隧比路段日益增多，特殊交通環境下的大型車輛行駛安全新問題將不斷出現。因此，在道路建設設計方案已是最優的情況下，基于人-車-路(環境)系統開展交通安全設施優化研究來提高行車安全性意義重大。

本研究結果表明，從駕駛人角度出發，科學設計山區高速公路長下坡高橋隧比路段的交通安全信息預警體系，融入互聯網+交通安全的技術支撐，建立全方位的行車安全誘導保障系統，是提高大型車輛運行安全水平的重要途徑，雅康高速瀘康段方案的設計與應用，也可為其他類似高速公路段的交通安全設計提供借鑒。