高速公路路側振動帶優化設計方法

秦利瓊

（河北凱天路橋工程設計有限公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

近年來，因司機疲勞駕駛所導致的交通事故頻繁。為降低此類事故發生率，國內對其開展了大量分析研究，而路側振動帶主動預防疲勞駕駛的作用也得到越來越廣泛的關注。在眾多路側振動帶類型中，切削式振動帶具有較好的應用價值，并得到廣泛推廣應用。

二、路側振動帶設置設計

（一）作用原理

一般情況下，應該在硬路肩位置處設置路側振動帶。當車輛以小角度駛出行車道時，路側振動帶的不平表面，會使得車內出現振動噪聲，起到提醒駕駛員的作用。此外，路側振動帶設置位置應距離行車道較近，以確保車輛具有足夠的時間駛回原有路線。其作用原理為，當車輛貼近路側振動帶時，車輛輪胎與地面的沖擊力會使其出現變形，引起輪胎的振動，該種振動進而帶動周圍空氣出現振動，產生噪聲，如圖1所示。

圖1.路側振動帶作用原理

當前，國內較為常見的路側振動帶主要有切削式、陶瓷道釘式、熱熔型等幾種類型，如圖2所示。為使研究更具針對性，本文將以最為常見的切削式振動帶為研究對象。

圖2.路側振動帶類型

（二）振動帶平面布置設計

可以采取連續或間斷的方式設置切削式路側振動帶。連續的振動能夠有效提醒司機，避免其駕駛方向有所偏離，并且在緊急情況下，路側振動帶具有一定幫助車輛制動的作用。間斷式即按照一定的間斷距離設置一組長度相同的振動帶，一般情況下，以1800mm作為間斷距離。

（三）特殊路段振動帶組合設計

1.隧道進出口路段

對于山區高速公路而言，隧道進出口是交通事故的高風險路段，一般情況下此處多發重大事故。為全面保障隧道進出口路段的安全，可在隧道進出口設置切削式路側振動帶的基礎上，以雙排的方式增設熱溶式路側振動帶，從而起到三級警示作用。

2.隧道緊急停車帶

隧道緊急停車帶主要作用是為車輛提供緊急停靠的地點，對于長大隧道而言，若中途出現撞車停車事件，實施救援較為困難，若導致事故發生，后果則不勘設想，故可將路側振動帶設置到緊急停車帶區域處。

3.團霧易發路段

可在該路段設置連續式振動帶，以起到提醒駕駛員避免疲勞駕駛的作用。若具有較為充足的經費，則還可結合誘導系統一起使用。

三、振動帶視覺誘導設計

（一）視覺誘導設計方案

1.色彩誘導設置方案

色彩對于駕駛員的視覺以及心理而言具有一定的誘導作用，而在交通應用色彩中，橙黃色最具備吸引力。故本文在選取誘導色時選取了橙黃色。具體方案為：采用橙黃色進行標線涂漆，將切削式振動帶的凹槽進行充分地涂刷。

2.標志誘導設置方案

因山區高速公路路況較為復雜，因此需要多加設置警示牌，提醒駕駛員避免疲勞駕駛。為便于分析，本文分別設置了三種方案：色彩誘導；標志誘導；色彩+警示標識誘導。

3.眼動儀仿真試驗

本文采用SMI ETG眼鏡式眼動儀進行仿真實驗，由于實際的高速公路誘導試驗投入成本較大，并具有一定的危險性，故本文將采用軟件UC-win road對其開展仿真模擬試驗。

（1）駕駛員瞳孔變化率

在自由流的環境下，車輛駛入路側振動帶時，受色彩影響，駕駛員的瞳孔面積會出現不同變化。當標志牌初次出現在駕駛員視線時，因其視覺無法及時適應，此時的瞳孔面積存在波動情況。而當其行駛一段時間過后，瞳孔面積變化率則逐漸趨于平靜。

從仿真結果可以看出，色彩+標志誘導對駕駛員起到很好的誘導效果。基于相關研究可知，駕駛員瞳孔在20%的變化率下會出現較強的緊張感。故為避免對駕駛員造成心理負擔，對該實驗數據進一步分析可知，駕駛員的瞳孔面積在標志誘導下變化較大，其主要原因是標志牌對于駕駛員而言更具吸引力。鑒于路側振動帶的隱藏性較強，故在實際推廣時，建議將誘導警示標志進行涂漆，并設置在路側振動帶前邊位置，用于提醒駕駛員。

（2）視覺區域總駐留時間

駕駛員的視覺范圍對研究成果有著較大的影響。行駛過程中，駕駛員對路況信息進行不間斷地搜索，所以注視點也在不斷發生變化。但眼動儀能夠較為有效的對其注視點進行捕捉，從而分析路側振動帶與注視點之間的關系。為進一步固定駕駛員的注視點，本文對其通過建立坐標系的方式進行分析。同時，為進一步提高結果精確性，本文以建立邊界方程的方式劃分了視覺區域。

在該方程中捕捉駕駛員的注視點坐標，即準確的獲取各注視點區域范圍，從而對應注視時間進行統計。

表1.不同誘導方案駕駛員注視點分布情況

表2.不同視覺區域駕駛員的總注視時間（毫秒）

對駕駛員來說，其注視點與路側振動帶的誘導方案有一定聯系，并且與注視點的停留時間相關。因此，嚴格控制好注視時間，可以有效預測分析駕駛員的心理情況。

從所得結果可以看出，正前方區域有著最長的注視時間，約占據總時長的40%。所以在車輛行駛的過程中，正前方是駕駛員重點關注的區域。右側以及上方區域分別有著33%和11%的注視時間占比。在誘導方案不同時，各視覺區域有著相近的注視時間，并且對于駕駛員而言，右上側的標志具有較大的誘導性。注視地面和左側區域時間較少，由此可以判斷，警示標志誘導能夠更好地吸引其注意力。

四、結語

將路側振動帶設置到山區高速公路中，能夠較為有效降低事故發生率。本文針對山區高速公路中路側振動帶的設計進行了研究。結果表明，根據山區高速公路的特殊性，針對其特殊路段設置路側振動帶，例如在隧道進出口以及團霧易發路段布設，可進一步提高行車安全性，除此之外，還可通過采取視覺感知的方式來提醒駕駛員避免疲勞駕駛。