道路限速标志设计

标志的分类
国标中按照标志的功能、设置方式、牌面大小、设置的时间长短、牌面发亮方式、显示方式、显示变动方式共分为七大类，每大类又根据不同的特性分为不的小类。

基于本文需要，只对标志按照其功能分类进行介绍。

标志的功能主要体现在提供不同的信息内容来指引交通参与者完成相应的动作行为，从而安全、快捷地达到相应的行驶目的。

按照标志的功能分类是最基本的分类方式，具体可分为以下五类:
(1)警告标志:是警告车辆、行人注意危险地点及应采取相应措施的标志。

形状为等边三角形，顶角朝上，黄底、黑边、黑图案。

(2)禁令标志:是根据道路和交通情况，为保障交通安全而对车辆行为加以禁止或限制的标志。

形状为圆形，白色底，红圈红斜杠，黑色图案。

(3)指示标志:是指示车辆和行人按规定方向、地点进行的标志。

形状为圆形和矩形，蓝色底，白色图案。

(4)指路标志:用来指示市镇村的境界，目的地方向、距离，著名地点等。

形状为矩形，城市道路指路标志为蓝底白字。

(5)辅助标志:是附设在主标志下起辅助说明作用的标志。

不能单独设立，与主标志一起联合表达信息含义。

形状也为矩形，白底黑字。

研究方法建立
由于目前城市道路交通标志设计中存在的许多不合理问题，使得标志系统不能发挥其应有的功能，道路使用者对标志的使用感到困惑，导致误驶、延误、迷失方向，甚至发生交通事故等。

本章在已有交通标志研究成果基础上，结合城市道路交通特点，分析驾驶员、车辆、道路环境等因素对交通标志视认性的影响。

从驾驶员视觉特征和心理特征，利用模拟道路条件和驾驶行为，研究交通标志对驾驶人员视觉刺激及由此引起的认知、联想、思维及行为过程等系列响应，构建驾驶员视觉模型、车辆行驶模型和道路环境模型，结合数学逻辑公式推导出一系列适合城市道路交通特点的交通标志设计参数。

以期为我国现有城市道路交通标志的设计提供补充、完善和合理改进的理论依据，解决现阶段交通标志版面设计或位置设置不当等诸多问题。

交通标志对人、车、路作用机理确定影响标志设计的因素从外部条件考虑主要有三方面:其一，标志的直接参与者—驾驶员，驾驶员的驾驶行为、视觉特征、心里特征对标志的设计参数都有着重要的影响;其二，与道路上行驶的车辆有关，包括车辆行驶的速度、车辆的动力性能以及车辆的制动性能等;其三，与道路环境有关，包括道路混合交通、道路断面型式以及路面性能等。

交通标志对驾驶员的作用机理驾驶员对交通标志的认知过程分析驾驶员对标志信息的认知和处理过程是一个极其复杂的过程，一般来说可以分为发现、识别、认读、理解和反应五个阶段：
(1)发现:此阶段是认识交通标志的初始阶段，在视野范围内察觉到有标志，
但辨不清标志的形状，更识别不出标志的内容。

(2)识别:是进一步了解交通标志的阶段，在此阶段，随着车辆的前进，能看
出标志的外形轮廓，但不能读出标志牌上的内容。

(3)认读:看清了标志的形状，并能读出标志牌上的内容。

(4)理解:在读清标志的基础上，了解标志的含义
(5)反应:大脑根据所得到的标志的信息，随即支配行动，对所驾车辆是否与
路面性能
驾驶员看到标志后采取相应的驾驶动作使车辆减速或加速，使之在适当的地点范围内能够完成动作。

那么，在加、减速过程中除与车辆的动力性能和制动性能有关(下节讨论)外，还与
道路阻力有关。

其中道路阻力是由弹性轮胎变形和道路的不同路面类型及纵坡度而产生的阻力，主要包括滚动阻力和坡度阻力。

其中滚动阻力计算的一个重要参数是阻力系数f ，它与路面类型有关;坡度阻力计算的一个重要参数是道路纵坡度i ，这在道路设计时就已经确定;另外与路面性能有关的参数是路面附着系数ϕ。

由这三个参数即可计算出车辆由速度V1，减速至V2所行驶的距离S ，S 对确定标志设计的前置距离有着重要影响。

)i f (2542221ϕ++-=V V S
式中：
V1——是车辆正常行驶的速度
V2——是驾驶员看到交通标志而采取减速后能够安全改变行驶状态的行驶速度。

标志设置的位置确定
标志设置的位置(需要改变行驶行为点的前置距离)合理如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的时间限制，如果前置距离太长，驾驶员在长时间内还没有到达改变行驶行为点，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。

在实地调查中发现，标志设置的前置位置存在很大的随意性，因此，通过合理的行驶模型来计算前置距离具有重大意义。

下面通过构建驾驶员行驶模型和对标志的认知模型来分析相关的计算参数：
图1驾驶员行驶模型和对标志的认知模型图
图中标志F 为路侧指路标志，G 点为交叉口停车线位置，通常在行驶过程中的驾驶员在视认点A 处已发现指路标志F ，但在这点不能看到其内容;行驶到B 点时可以看清标志的内容，此时开始读取标志上的信息，到C 点时读完该信息，B 到C 这段距离称为认读标志的距离(R ’);读完标志后，驾驶员在C 点开始作出相应的反应，行驶至E 点反应完毕，这段距离称为反应距离(J)，从这一刻开始采取行动，从行动点E 到行动完成点G(交叉口停车线位置)的距离称为行动距离(L)，司机在这段时间内必须安全顺畅的完成必要的动作，如:变换车道、改变方向、减速或停车等。

从读完点C 到标志牌F 之间这段距离，可以用图2加以描述:
图2认知标志的消失距离图
从B 点到标志F 的距离称为标志的视认距离（S)，从读完点C 到标志F 的距离记为(R)，从消失点D 到标志F 的距离称为消失距离(M)，如果距离(R)比消失距离(M)要短，就意味着驾驶员不能从容的读完标志，换言之，在行动L 内，驾驶员不能完成变换车道和减速两个动作行为。

这一条件可以用下式
)(254)l n (2221*
φϕ+-+-≥-+=V V L J D R L αtan 0H H M R -=
≥
式中： *l n L ）（-——车道所必需的距离(m)，n 为车道数;
L*——变化一个车道所需的距离（m);
)(2542
221ϕφ+-V V ——减速(停车或改变方向)所必需的距离(m)
V1——认读标志时的速度(Km/h)(也可采用85%的运行速度，或限制速度);
V2——采取行动后的速度(Km/h)
φ——阻力系数(i f +=φ)其中f 为滚动阻力系数，其中f 为滚动阻力系数，i 为道路纵坡度; ϕ——路面上附着系数
J ——反应距离(m);
H ——上缘离地面高度(m);
H0——司机的视线高，取1.2m; α——消失点与路侧标志顶边标志的仰角
L *的计算
汽车从一个车道变换到另一个车道的行驶过程比较复杂，与车流密度和行驶速度以及道路条件有很大的关系。

在计算该值的时候应从最不利的情况来分析，这样才能保证计算结果的有效性。

在城市道路中变换车道行驶的最长距离发生在超越相邻车道上的汽车后变换到该车道上来，基于该行车过程与超车的行车过程有很大的相似性，可以运用相关的试验研究成果来计算L*。