夜間道路標(biāo)線亮度對(duì)駕駛行為的影響

序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]一篇夜間道路標(biāo)線亮度對(duì)駕駛行為的影響范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。

道路標(biāo)線作為一種常見(jiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施，向交通參與者傳遞著重要的交通信息。在夜間，更需要有足夠的可視性為駕駛員提供信息，保障駕駛行為安全，而標(biāo)線在夜間的亮度則體現(xiàn)在標(biāo)線的逆反射性能。標(biāo)線的逆反射過(guò)程是指車輛燈光照在標(biāo)線上并反射回駕駛員眼睛中的過(guò)程，逆反射程度取決于逆反射系數(shù)，逆反射系數(shù)越高，逆反射能力越強(qiáng)。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了標(biāo)線亮度對(duì)駕駛行為的相關(guān)研究分析。Horberry等人通過(guò)模擬夜間潮濕駕駛條件下的標(biāo)線相對(duì)有效性，表明增強(qiáng)標(biāo)線能夠更好地讓參與者保持車道位置和速度[1]。BabicD,CajnerH等人通過(guò)是否包含道路標(biāo)線的駕駛模擬實(shí)驗(yàn)分析夜間條件下駕駛員的行為，結(jié)果表明，標(biāo)線能夠提供及時(shí)的信息，從而使參與者調(diào)整駕駛行為[2]。張開(kāi)冉等人通過(guò)行車實(shí)驗(yàn)表明，在夜間時(shí)邊緣標(biāo)線能夠促進(jìn)駕駛行為[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，道路標(biāo)線能夠提高30%以上的運(yùn)輸效率，且對(duì)交通事故的影響很大，相關(guān)概率高達(dá)70%，因此道路標(biāo)線對(duì)交通安全非常重要[4]。以上學(xué)者的分析研究道路標(biāo)線對(duì)交通安全的影響具有很大的啟發(fā)作用，夜間標(biāo)線亮度會(huì)對(duì)駕駛行為的各項(xiàng)指標(biāo)，如行駛速度、方向盤轉(zhuǎn)角、橫向位移、加速度等產(chǎn)生影響。而本文通過(guò)模擬夜間干燥駕駛條件下的不同等級(jí)的標(biāo)線亮度對(duì)速度、橫向位移以及方向盤轉(zhuǎn)角的影響，通過(guò)分析模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定參與者最佳夜間標(biāo)線的亮度范圍，為安全合理的實(shí)際道路標(biāo)線施劃提供理論依據(jù)。

1駕駛模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備：駕駛模擬器，Prescan仿真，matlab2018。（2）實(shí)驗(yàn)人員：參與者20人，視力良好或矯正視力良好。（3）駕駛模擬環(huán)境搭建：通過(guò)咨詢專家意見(jiàn)，可以通過(guò)調(diào)整車輛燈光不同的照射距離和位置來(lái)調(diào)整駕駛員前方標(biāo)線的不同亮度，達(dá)到標(biāo)線不同逆反射水平的效果，以此來(lái)代表不同的標(biāo)線逆反射系數(shù)。由于公路行業(yè)交驗(yàn)評(píng)標(biāo)準(zhǔn)F80/1將標(biāo)線逆反射系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)劃分為4個(gè)等級(jí)，因此場(chǎng)景共設(shè)置4個(gè)實(shí)驗(yàn)路段對(duì)應(yīng)4個(gè)等級(jí)，路段標(biāo)號(hào)依次為a、b、c、d，對(duì)應(yīng)關(guān)系為路段a≥450mcd·m-2·lx-1、路段b≥350mcd·m-2·lx-1、路段c≥250mcd·m-2·lx-1、路段d≥150mcd·m-2·lx-1，標(biāo)線亮度依次遞減。每段路長(zhǎng)設(shè)置為500米，為保證只有標(biāo)線逆反射一個(gè)影響因素，只提供車輛遠(yuǎn)光燈一種光源，不設(shè)置其他影響因素。（4）實(shí)驗(yàn)方法：①駕駛員熟悉模擬駕駛約10分鐘；②每人進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)；③設(shè)置數(shù)據(jù)記錄頻率為0.05s，收集模擬駕駛過(guò)程中速度、橫向位置、方向盤轉(zhuǎn)角等數(shù)據(jù)。環(huán)境搭建3D模型的駕駛員視角如圖1所示。

2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），置信度為95%，得到20名參與者的各表征數(shù)據(jù)組間、組內(nèi)的均方比值及顯著性水平如表1所示，其均方比值F值排序：速度均值＞橫向位移均值＞速度波動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)差＞方向盤標(biāo)準(zhǔn)差＞橫向位移標(biāo)準(zhǔn)差，說(shuō)明駕駛?cè)嗽诟髀范嗡俣炔町愝^大，整體平穩(wěn)性適中，各路段的橫向位移差異較大?？傮w而言，各指標(biāo)數(shù)據(jù)在不同路段存在一定差異，符合統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律P(＜0.05)，說(shuō)明對(duì)4個(gè)研究路段的劃分合理。為確定夜間標(biāo)線亮度與駕駛行為各指標(biāo)之間的相關(guān)性，是否存在線性關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析，檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。夜間標(biāo)線亮度與每路段行駛速度均值、橫向位移均值之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.991、-0.997，其在置信度（雙側(cè)）為0.01時(shí)，相關(guān)性是顯著的，因此可以認(rèn)為夜間標(biāo)線亮度與不同路段的行駛速度均值、橫向位移均值具有顯著性的相關(guān)關(guān)系，且與速度均值成正相關(guān)、與橫向位移之間為負(fù)相關(guān)。同時(shí)看出，每路段平均速度與橫向位移平均值之間的相關(guān)系數(shù)為-0.992，因此在置信度（雙側(cè)）為0.01時(shí)，其內(nèi)部的相關(guān)關(guān)系是顯著的，即可認(rèn)為駕駛員在進(jìn)行速度變化的過(guò)程中會(huì)伴隨著橫向位置的偏移。

2.1車輛速度分析車輛速度能夠反映車輛的行駛狀態(tài)，4個(gè)實(shí)驗(yàn)路段的車輛駕駛模擬過(guò)程中速度均值變化如圖2所示。整體來(lái)看，隨著4個(gè)實(shí)驗(yàn)路段標(biāo)線亮度的變暗，參與者平均速度逐次降低。進(jìn)入b路段之后，標(biāo)線亮度降低一個(gè)等級(jí)，速度均值隨之降低11%；進(jìn)入c、d路段之后，標(biāo)線亮度依次降低一等級(jí)，速度均值分別降低15.7%、26.6%。結(jié)果表明，模擬駕駛實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，標(biāo)線亮度變暗會(huì)影響行駛速度。

2.2橫向位移分析橫向位移能夠反映出駕駛員在行駛過(guò)程中的方向保持性，整個(gè)過(guò)程中的車輛橫向位移均值如圖3所示。整體來(lái)看，標(biāo)線亮度會(huì)對(duì)模擬駕駛的橫向偏移量產(chǎn)生一定影響，隨著夜間標(biāo)線亮度的變暗，橫向位移也逐漸增加。

3結(jié)論

（1）隨著夜間標(biāo)線亮度的降低，參與者的行駛速度也隨之降低。（2）夜間標(biāo)線亮度的變化會(huì)影響參與者駕駛的橫向位移，且隨著標(biāo)線亮度變暗，橫向位移增加。（3）參與者在4個(gè)路段正常行駛時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)角相對(duì)平穩(wěn)，但在標(biāo)線亮度發(fā)生變化時(shí)，方向盤轉(zhuǎn)角變化較為頻繁，隨著標(biāo)線亮度的降低，方向盤轉(zhuǎn)角變化率及其轉(zhuǎn)動(dòng)幅度增大。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在夜間道路標(biāo)線的亮度會(huì)對(duì)參與者的駕駛行為產(chǎn)生一定影響，包括行駛速度、橫向位移、方向盤轉(zhuǎn)角等，從而在一定程度上影響行車安全。綜合考慮此次駕駛模擬實(shí)驗(yàn)的3個(gè)指標(biāo)結(jié)果，可以選擇b實(shí)驗(yàn)路段標(biāo)線亮度對(duì)應(yīng)的逆反射系數(shù)，即450mcd·m-2·lx-1＞RL≥350mcd·m-2·lx-1，以此達(dá)到行駛穩(wěn)定性，保障行車安全。但是在實(shí)際道路標(biāo)線施劃時(shí)，要考慮其在夜間對(duì)駕駛的影響，但僅依靠對(duì)此3個(gè)指標(biāo)的分析是不夠的，還要綜合考慮對(duì)其他指標(biāo)的影響以及道路環(huán)境、駕駛?cè)说雀黜?xiàng)因素來(lái)合理選擇標(biāo)線的逆反射系數(shù)。

作者:趙魯華 徐小倩 亓建鋒 仉元野 單位:山東科技大學(xué)