夜間道路標線亮度對駕駛行為的影響

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道路標線作為一種常見交通基礎設施，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，而標線在夜間的亮度則體現在標線的逆反射性能。標線的逆反射過程是指車輛燈光照在標線上并反射回駕駛員眼睛中的過程，逆反射程度取決于逆反射系數，逆反射系數越高，逆反射能力越強。對此，國內外學者進行了標線亮度對駕駛行為的相關研究分析。Horberry等人通過模擬夜間潮濕駕駛條件下的標線相對有效性，表明增強標線能夠更好地讓參與者保持車道位置和速度[1]。BabicD,CajnerH等人通過是否包含道路標線的駕駛模擬實驗分析夜間條件下駕駛員的行為，結果表明，標線能夠提供及時的信息，從而使參與者調整駕駛行為[2]。張開冉等人通過行車實驗表明，在夜間時邊緣標線能夠促進駕駛行為[3]。據統計，道路標線能夠提高30%以上的運輸效率，且對交通事故的影響很大，相關概率高達70%，因此道路標線對交通安全非常重要[4]。以上學者的分析研究道路標線對交通安全的影響具有很大的啟發作用，夜間標線亮度會對駕駛行為的各項指標，如行駛速度、方向盤轉角、橫向位移、加速度等產生影響。而本文通過模擬夜間干燥駕駛條件下的不同等級的標線亮度對速度、橫向位移以及方向盤轉角的影響，通過分析模擬實驗結果來確定參與者最佳夜間標線的亮度范圍，為安全合理的實際道路標線施劃提供理論依據。

1駕駛模擬實驗設計

（1）實驗設備：駕駛模擬器，Prescan仿真，matlab2018。（2）實驗人員：參與者20人，視力良好或矯正視力良好。（3）駕駛模擬環境搭建：通過咨詢專家意見，可以通過調整車輛燈光不同的照射距離和位置來調整駕駛員前方標線的不同亮度，達到標線不同逆反射水平的效果，以此來代表不同的標線逆反射系數。由于公路行業交驗評標準F80/1將標線逆反射系數標準劃分為4個等級，因此場景共設置4個實驗路段對應4個等級，路段標號依次為a、b、c、d，對應關系為路段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，標線亮度依次遞減。每段路長設置為500米，為保證只有標線逆反射一個影響因素，只提供車輛遠光燈一種光源，不設置其他影響因素。（4）實驗方法：①駕駛員熟悉模擬駕駛約10分鐘；②每人進行一次實驗；③設置數據記錄頻率為0.05s，收集模擬駕駛過程中速度、橫向位置、方向盤轉角等數據。環境搭建3D模型的駕駛員視角如圖1所示。

2實驗數據分析

通過對模擬實驗數據進行單因素方差分析（ANOVA），置信度為95%，得到20名參與者的各表征數據組間、組內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＞速度波動標準差＞方向盤標準差＞橫向位移標準差，說明駕駛人在各路段速度差異較大，整體平穩性適中，各路段的橫向位移差異較大。總體而言，各指標數據在不同路段存在一定差異，符合統計學規律P(＜0.05)，說明對4個研究路段的劃分合理。為確定夜間標線亮度與駕駛行為各指標之間的相關性，是否存在線性關系，對其進行相關性分析，檢驗結果如表2所示。夜間標線亮度與每路段行駛速度均值、橫向位移均值之間的相關系數分別為0.991、-0.997，其在置信度（雙側）為0.01時，相關性是顯著的，因此可以認為夜間標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關系，且與速度均值成正相關、與橫向位移之間為負相關。同時看出，每路段平均速度與橫向位移平均值之間的相關系數為-0.992，因此在置信度（雙側）為0.01時，其內部的相關關系是顯著的，即可認為駕駛員在進行速度變化的過程中會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，4個實驗路段的車輛駕駛模擬過程中速度均值變化如圖2所示。整體來看，隨著4個實驗路段標線亮度的變暗，參與者平均速度逐次降低。進入b路段之后，標線亮度降低一個等級，速度均值隨之降低11%；進入c、d路段之后，標線亮度依次降低一等級，速度均值分別降低15.7%、26.6%。結果表明，模擬駕駛實驗過程中，標線亮度變暗會影響行駛速度。

2.2橫向位移分析橫向位移能夠反映出駕駛員在行駛過程中的方向保持性，整個過程中的車輛橫向位移均值如圖3所示。整體來看，標線亮度會對模擬駕駛的橫向偏移量產生一定影響，隨著夜間標線亮度的變暗，橫向位移也逐漸增加。

3結論

（1）隨著夜間標線亮度的降低，參與者的行駛速度也隨之降低。（2）夜間標線亮度的變化會影響參與者駕駛的橫向位移，且隨著標線亮度變暗，橫向位移增加。（3）參與者在4個路段正常行駛時，方向盤轉角相對平穩，但在標線亮度發生變化時，方向盤轉角變化較為頻繁，隨著標線亮度的降低，方向盤轉角變化率及其轉動幅度增大。實驗結果表明，在夜間道路標線的亮度會對參與者的駕駛行為產生一定影響，包括行駛速度、橫向位移、方向盤轉角等，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驗的3個指標結果，可以選擇b實驗路段標線亮度對應的逆反射系數，即450mcd·m-2·lx-1＞RL≥350mcd·m-2·lx-1，以此達到行駛穩定性，保障行車安全。但是在實際道路標線施劃時，要考慮其在夜間對駕駛的影響，但僅依靠對此3個指標的分析是不夠的，還要綜合考慮對其他指標的影響以及道路環境、駕駛人等各項因素來合理選擇標線的逆反射系數。

作者:趙魯華 徐小倩 亓建鋒 仉元野 單位:山東科技大學