智能交通安全设施的规划设计

智能交通安全设施的规划设计

[摘 要]:随着我国高速公路的不断建设,机动车保有量的持续增加,交通事故呈上升趋势,要有效改善交通安全问题,则必须落实交通安全设施的引导、警告、管制和防护四大功能.因此,如何采用智能交通系统的智能理念与先进技术进行即时动态的侦测、警告、引导和管制,来实现交通安全的目标,是十分重要的研究课题.本文以目前国内常见的交通安全设施产品为基础进行论述,重点介绍了国内外最新的智能交通安全设施以及应用范例.最后提出未来运用智能交通安全设施改善交通安全的具体建议．

　[关键词]:交通安全;设施设计;安全管理

[前言]:交通安全设施是公路的重要组成部分,直接影响着公路“快速、安全、舒适”功效的发挥以及经济效益的好坏,主要包括交通管理设施和防护设施2个部分. 交通管理设施主要包括交通标志和标线. 通过标志、标线可以对道路使用者进行正确的引导和指示,保证交通流的有序运行,充分发挥高速公路安全、快速和舒适的特点从而大幅度减少由于无序行驶而造成的交通事故,安全防护设施主要包括护栏、隔离栅、防眩设施及防落网等主要防止行人、动物及杂物进入或落入高速公路,减少夜间对向车灯造成的眩光,使正常行驶车辆免受不必要的干扰.同时. 在发生交通事故时将事故损失降至最低. 尽量避免二次事故的发生,并起到保护沿线其他设施安全的作用.目前,国内外交通安全问题日益严重,要有效改善交通安全问题,则必须落实交通安全设施的引导、警告、管制和防护四大功能. 同时,智能运输系统是未来交通运输发展的趋势,如何开发和运用智能交通安全设施,以增进交通效率和改善交通安全是产官学各界努力的两大目标. 智能交通安全设施,主要是利用有效能源,例如太阳能或先进技术,并运用自动侦测和控制等,用即时动态道路诱导和警示标志、标线等交通设施或管理策略,取代过去静态保守的方式.目前国内常见的交通安全设施为基础进行论述,重点介绍了国内外最新的智能交通安全设施及应用范例. 最后提出未来运用智能交通安全设施改善交通安全的具体建议。

1　智能交通安全设施

交通安全设施的主要功能是引导道路使用者正确使用路权,并且在容易肇事或者应该特别注意的路段警告驾驶员提高注意力,它对减轻事故的严重度,排除各种纵、横向干扰,提高道路服务水平,提供视线诱导,增强道路景观等起着重要的作用. 以下将就现今国内外已有而且可以结合人性化执法的先进智能交通安全设施作一介绍,提供给相关单位作为参考.

1. 1　智能可变信息板

可变信息标志系统( changeable message sign,下面简称CMS)的主要功能是透过文字或图形符号来传达各种动态的控制或警告信息给道路使用者,由于可变信息板给驾驶员提供了明确的交通状况信息,帮助他们选择合适的出行路径,避免了盲目选择带来的时间延误,提高了快速道路设施的利用率,同时减少了意外事故.在道路上利用信息板提供信息服务,看似简单,其实不然. 版面的设计、显示内容和方式、设置的地点及方式都需要非常专业的考虑,它涉及人在驾驶中的视觉特性和标志的识认性、人的反应时间、人的心理和对信息的反应、信息对驾驶的实际影响、车辆行驶中的动力学特性、道路的物理结构和交通工程设施的设置等. 交通信息通过科学设计、合理布局的显示装置发布给驾车者和公众,对缓解交通拥堵、提高道路资源利用水平具有非常显著的作用.虽然近年来我国已致力于其硬件设施的设置,但是在设置位置及数量的考虑,以及显示个数和信息内容的设计上却没有一个完整的规划应用准则,而且其显示个数及信息内容的规划多半是依赖规划人员的判断,使得可变标志系统无法充分发挥其效用,甚至间接影响整体路网的效率. 本研究利用模糊理论中的模糊逻辑控制来设计CMS控制器,借以控制当高速公路上突发事故发生时,可以利用车辆侦测器及闭路摄影机回传的数据或是处理人员回报的数据,来规划可变标志系统在事故发生时所应显示的指示信息. 作者参考过去文献和目前交通控制中心的作法,同时加入相关交通管理人员以及专家的经验法则,对于各状态变数的认知,将事故造成的影响范围以及此路段的车辆占有率作为设计FLC的输入变数,而将影响车流的严重程度作为输出变数,来设计高速公路上可变信息标志的模糊逻辑控制器,经过MATLAB程序里的Fuzzy Logic Toolbox来进行模糊逻辑控制器的计算和测试,产生此事故影响车流的严重程度等级,作为GMS显示个数以及警告信息内容选取的依据,以期达到自动化的CMS显示.

1. 2　太阳能警示标志和太阳能护栏警示灯

太阳能用于交通安全设施上已多年,美国和日本使用最为普遍. 美国是最早将太阳能技术应用于交通标志的国家,美国公路在夜间施工时,传统的道路预警设施不容易取得电源,线路连接复杂,而且机动性和安全性差,所以研究开发了太阳能警示标志来取代传统的预警设施. 美国、欧洲将太阳能标志应用于“停”、“平交道”、“学校”及施工区域、紧急电话等. 日本和韩国则于山区弯道起点假设太阳能安全引导标志1～3面,再配合传统反光牌面延续整个弯道,有效减少山区视线不清及恶劣环境、路段的肇事率.太阳能交通警示标志是利用太阳能电池的光电转换原理设计的主动发光式交通警示工具,在有阳光的白天警示牌将太阳能转换成电能储存起来,在光线昏暗或夜幕降临时能自动将电能释放,通过发光元件发出强烈、耀眼的闪烁光,可以使驾驶员在行车时能注意

行车动向并随时注意路旁的警示标志,以提早发现前方路口、危险弯道等位置或应注意遵守的规定,其警示效果大大优于现有反光膜式交通警示牌,实现了由被动发光到主动发光的转变,在一些高危路段可有效避免重大交通事故的发生,而且可以节约能源、减少养护费用. 太阳能警示标志配合侦测器应用,能有效地提供主动式道路引导和警示,可克服一般传统反光标志碍于天气、路况、车头灯远近等因素,而无法发挥反光功能的问题. 这种智能化设施不但可以解决一般民众常因路旁警告、指示标志过于隐蔽或不堪辨认所造成违规,因而不服执法员取缔的困扰;还可落实人性化执法的目标.在夜间几气候不明朗时,高速公路两边护栏常常使路人错误判断或因视觉误差而发生危险,将太阳能交通警示灯安装在高速公路两旁的护栏上,可以大大减少交通事故发生的机率. 太阳能护栏警示灯的外层是折射率佳的强化树脂,上方装有照射阳光后便会发电的太阳能板,可将电能储存在蓄电池里,提供LED使用;由电路板控制高亮度LED的闪动,太阳能护栏警示灯整体防水防尘,可适用于户外各种恶劣的环境. 我国地域广阔,用电人口多,电力缺乏,在能源获取困难的情况下,为有效地提升行车的安全性,更需要这样的交通安全系统.

1. 3　猫眼( 360 度本体色强化玻璃反光路面标志)

美国交通车辆事故统计资料显示: 1981 ～1990年间,美国车辆夜间行车肇事率是日间的3.4倍. 因此设置耐久性、高亮度的路面反光标志,以弥补标线在下雨夜晚无法反光的缺点,以提高夜间行车安全,并借由反光标志辅助标线引道行车的功能,为行车提供良好的视觉环境,以确保行车安全. 猫眼由强化玻璃制成,目前已公认为世界上反光小及抗压强度最好的交通导引安全设施之一,在世界各国得到广泛使用. 猫眼反光原理为镜面反射,其反光不受其他因素影响. 成品猫眼表面硬度高达HV400,抗压强度达20, 000kg,经车辆重复碾压亦不轻易损坏,可有效取代传统塑料反光标记. 我国广大地区车载严重而且车辆车道变换频繁,如果车道之间铺设塑料反光标记,其损坏比较严重,维修价格高,且维修期间车辆拥挤及交通安全的社会成本更高,而猫眼这样先进的安全设施就不会出现这些问题.

1. 4　彩色沥青混凝土

彩色沥青混凝土的研究与应用可追溯到20世纪50年代,并先后在莫斯科、哈尔科夫等城市铺筑数万平方米的彩色沥青混凝土路面. 彩色沥青混凝土路面的定义:所谓彩色沥青混凝土路面是指脱色沥青与各种颜色石料、色料和添加剂等材料在特定的温度下混合拌和,即可配置成各种彩色的沥青混合料,再经过摊铺、碾压而形成具有一定强度和路用性能的彩色沥青混凝土路面.彩色沥青混凝土路面的优缺点:

1)彩色沥青混凝土路面具有普通沥青混凝土路面的良好性能,如足够的