一种高速公路出口下坡匝道诱导系统以及设计方法

技术领域

本发明涉及道路交通安全技术领域，特指一种高速公路出口下坡匝道诱导系统的设计方法。

背景技术

匝道是在保障高速公路封闭的特性下为满足与其他联通道路交通需求而设置的连接通道，是高速公路向地方道路交通转换的唯一道路。高速公路交通安全是道路交通安全中的一大问题，然而高速公路出口匝道事故多发。

据国内外对高速公路交通安全事故统计研究表明：出口匝道的事故数量在高速公路全部交通安全事故数量中的占比大约为40％，而出口匝道事故的主要表现形式为：撞击构造物(约50％)、车辆追尾(约20％)、车辆倾翻(约20％)。车辆在高速公路主线车道变入减速分流进入出口匝道的过程中，驾驶员可能因为没有足够的视区视野及良好的诱导信息，车辆需在短时间、短距离内进行变换车道、减速分流及交织运行等复杂操作，另外交通流冲突明细、速度离散大，从而增加了驾驶员的驾驶任务，进而造成驾驶员心理负荷偏高，况且大部分出口匝道为弯坡组合设计，弯道及坡道错觉严重，加之不良的诱导信息，驾驶员容易做出错误的决策，大大增加了事故发生的可能性。因此，有效的交通工程设施诱导信息能够时刻提醒、警惕驾驶员，保障良好的控速与足够的诱导信息，将有效改善现有高速公路出口匝道的安全状况。

高速公路出口匝道诱导设施已有一定的研究基础，出口匝道线形诱导标的使用和设置也有一定理论基础。在现有的高速公路出口匝道交通工程设施设计主要有多级出口预告标志、加减速车道预警标志、分合流警示标志等。而在匝道区域，现有的现行诱导标设置方法是从匝道小半径处才开始设置，大多数设置的高度小、形式单一，视认性较差，无法刺激驾驶员视觉及心理，只有在驶入匝道口才能被驾驶员发现，尤其是在夜间，反光性能差，未起到诱导作用，驾驶员极易无法视认出匝道口的大致位置；现有的匝道区域车道边缘线为白色实线，设置作用单一，在夜间驾驶员无法良好判断出口匝道的位置与线形；现有的防撞桶设置只是为了警示匝道区域鼻端分流与简易的防撞功能。此外，现有高速公路匝道区域逆反射交通安全设施设置略显不足，不利于车辆的安全行驶。

同时逆反射材料及技术也日趋成熟，逆反射技术在交通附属设施上的使用已十分普遍，成本也逐渐降低。逆反射最大的技术特点既是充分利用了车辆前大灯的照射亮度，通过交通工程设施表面上的逆反射材料反光，使驾驶员感知，优化驾驶员的视认性，使驾驶员做出正确的决策。高速公路出口匝道诱导系统设计考虑弯道诱导设施设置原则，应用逆反射技术，并从驾驶员视觉需求出发，设置多频多尺寸的信息组合和线形诱导设施，丰富出口匝道视觉环境，辅助驾驶员正确判断和控制行驶状态，有效降低高速公路出口匝道交通事故发生概率。国内的高速公路出口匝道交通安全改善措施中大部分都是基于速度控制的减速措施及被动防护的护栏防撞措施，缺乏一个系统性从驾驶员安全需求出发的改善原理。因此亟需根据驾驶员的视觉与心理需求，将主动诱导与被动防护相融合，充分利用逆反射材料技术，改善驾驶员的视觉视认性，提升高速公路出口匝道的诱导性，保障高速公路出口匝道运营安全。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种高速公路出口下坡匝道诱导系统，针对高速公路出口匝道弯道与坡度错觉严重、诱导性差、驾驶员易错过出口匝道，出口匝道车速过高的特点，通过线形诱导标、黄色反光铝板、猫眼道钉、防撞桶以及振荡标线的组合设置，通过多频率视觉信息刺激缓解驾驶员的弯道及坡度错觉，提升驾驶员的导向感及满足驾驶员的速度与方向感，以此满足驾驶员的视觉与心理需求，保障高速公路出口匝道交通安全。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高速公路出口下坡匝道诱导系统，包括设于出口匝道鼻端护栏后的多个低频单层线形诱导标、设于出口匝道鼻端护栏后的多个低频多层线形诱导标、设于出口匝道左侧护栏上的中频黄色反光铝板、设于出口匝道减速车道开始车道边缘线连续的高频猫眼道钉、设于出口匝道鼻端紧靠护栏内侧的多个防撞桶以及设于出口匝道车道边缘线的反光振动标线，单层线形诱导标、多层线形诱导标、黄色反光铝板与猫眼道钉对应设置构成多频率主动诱导视觉信息，单层线形诱导标、多层线形诱导标、黄色反光铝板与猫眼道钉设置结束位置为匝道弯道结束的横断面处，防撞桶、反光振动标线以及护栏对应设置构成被动防护设施。

进一步而言，所述单层线形诱导标与多层线形诱导标的低频视觉信息频率为0.412HZ-0.617HZ，反光铝板的中频视觉信息频率为1.235HZ-1.852HZ，猫眼道钉的高频视觉信息频率为3.704HZ-5.556HZ。

进一步而言，所述单层线形诱导标的面板色彩采用黄底黑线，附于护栏外侧，根据高速公路主线设计速度按18m-27m的间距设置，单层线形诱导标的尺寸为500mmⅹ600mm，单层线形诱导标上涂抹有钻石级反光膜。

进一步而言，所述多层线形诱导标的面板色彩采用黄底黑线，附于护栏外侧，且按18m-27m的间距设置，多层线形诱导标包括尺寸为500mmⅹ1200mm的双层线形诱导标、尺寸为500mmⅹ1800mm的三层线形诱导标以及尺寸为500mmⅹ2400mm的四层线形诱导标，多层线形诱导标上涂抹有钻石级反光膜。

进一步而言，所述黄色反光铝板采用氧化铝反光结构，根据高速公路主线设计速度按6m～9m间距设置，黄色反光铝板的尺寸为1000mmⅹ100mm。

进一步而言，所述猫眼道钉根据高速公路主线设计速度按2m-3m间距设置，猫眼道钉的直径为100mm。

进一步而言，所述防撞桶上贴有线形诱导标识，线形诱导标识的色彩采用黄底黑线，线形诱导标识上涂抹有钻石级反光膜。

进一步而言，所述反光振动标线的宽度采用150mm，基底加突起部分高度为5mm～7mm，所述反光振动标线采用反光材料。

一种高速公路出口下坡匝道诱导系统的设计方法，包括以下步骤：

1)在高速公路的出口匝道上，调查高速公路出口匝道的布置方式；

2)调查高速公路出口匝道的平面线形设计值，以及主线、出口匝道的平均车速及限速；

3)根据主线、减速车道以及出口匝道的车速与匝道区域的各项平面线形设计值计算单层线形诱导标与多层线形诱导标的设置间距；

4)根据诱导系统低频信息设置间距与频率，按比例对照已安装好的单层线形诱导标、多层线形诱导标设置黄色反光铝板，按照一定的间距与频率从减速车道右侧车道边缘线开始以及分流区域左侧车道边缘线20m内与分流域右侧车道边缘开始设置猫眼道钉；

5)高速公路出口匝道鼻端设置一个双侧通行、一个左侧通行以及一个右侧通行的贴有线形诱导标识的防撞桶；

6)高速公路出口匝道从减速车道开始设置反光振荡标线。

本发明有益效果：

1.本发明针对高速公路出口下坡匝道弯道与坡度错觉严重、诱导性差、驾驶员易错过出口匝道、出口匝道车速过高的特点，通过线形诱导标低频率视觉信息、反光铝板中频率视觉信息与猫眼道钉高频率视觉信息的组合，并按照频率1：3：9设置，通过低、中、高频率视觉信息共同构成空间多频率视觉信息流刺激驾驶员视觉及心理，保障良好的诱导性，缓解驾驶员的弯道及坡度错觉；

2.本发明通过设置多个线形诱导标，以线形诱导标在纵断面高度与层次上的变化在空间视觉上提醒驾驶员匝道坡度的存在；通过在沿弯道设置线形诱导标、黄色反光铝板、猫眼道钉，以平面线形的变化提醒驾驶员匝道弯道的存在，以此来防止驾驶员高速公路在匝道下坡弯道处做出错误的判断；

3.本法明通过设置贴有线形诱导标识的防撞桶以及振荡标线形并结合护栏形成多级被动防护，保护车辆及驾驶员的安全；

4.本发明通过采用逆反射材料，考虑高速公路出口匝道特性，正确指示车辆行进方向，同时提醒驾驶员出口匝道位置，降低了驾驶员错过出口匝道的可能性。

附图说明

图1是出口匝道诱导系统设计图；

图2是出口匝道多层线形诱导标设计图；

图3是出口匝道单层线形诱导标设计图；

图4是出口匝道左侧通行防撞桶设计图；

图5是出口匝道双侧通行防撞桶设计图；

图6是出口匝道右侧通行防撞桶设计图；

图7是出口匝道振荡标线示意图；

图8是根据不同主线设计速度线形诱导标、反光铝板、猫眼道钉对应的低、中、高频率视觉信息设置间距。

1.单层线形诱导标；2.多层线形诱导标；3.黄色反光铝板；4.猫眼道钉；5.线形诱导标识；6.防撞桶；7.反光振荡标线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。

如图1至图8所示，本发明所述一种高速公路出口下坡匝道诱导系统，包括设于出口匝道鼻端护栏后的多个低频单层线形诱导标1、设于出口匝道鼻端护栏后的多个低频多层线形诱导标2、设于出口匝道左侧护栏上的中频黄色反光铝板3、设于出口匝道减速车道开始车道边缘线连续的高频猫眼道钉4、设于出口匝道鼻端紧靠护栏内侧的多个防撞桶6以及设于出口匝道车道边缘线的反光振动标线7，单层线形诱导标1、多层线形诱导标2、黄色反光铝板3与猫眼道钉4对应设置构成多频率主动诱导视觉信息，单层线形诱导标1、多层线形诱导标2、黄色反光铝板3与猫眼道钉4设置结束位置为匝道弯道结束的横断面处，防撞桶6、反光振动标线7以及护栏对应设置构成被动防护设施。以上所述构成本发明基本结构。

本发明针对高速公路出口匝道弯道与坡度错觉严重、诱导性差、驾驶员易错过出口匝道，出口匝道车速过高的特点，通过单层线形诱导标1、多层线形诱导标2、黄色反光铝板3、猫眼道钉4、防撞桶6以及振荡标线7的组合设置，通过多频率视觉信息刺激缓解驾驶员的弯道及坡度错觉，提升驾驶员的导向感及满足驾驶员的速度与方向感，以此满足驾驶员的视觉与心理需求，保障高速公路出口匝道交通安全。

更具体而言，所述单层线形诱导标1与多层线形诱导标2的低频视觉信息频率为0.412HZ-0.617HZ，反光铝板3的中频视觉信息频率为1.235HZ-1.852HZ，猫眼道钉4的高频视觉信息频率为3.704HZ-5.556HZ。采用这样的结构设置，通过低、中、高频率视觉信息共同构成空间多频率视觉信息流刺激驾驶员视觉及心理，保障良好的诱导性，缓解驾驶员的弯道及坡度错觉。

如图2所示，所述单层线形诱导标1的面板色彩采用黄底黑线，附于护栏外侧，根据高速公路主线设计速度按18m-27m的间距设置，单层线形诱导标1的尺寸为500mmⅹ600mm，单层线形诱导标1上涂抹有钻石级反光膜。

如图3所示，所述多层线形诱导标2的面板色彩采用黄底黑线，附于护栏外侧，且按18m-27m的间距设置，多层线形诱导标2包括尺寸为500mmⅹ1200mm的双层线形诱导标、尺寸为500mmⅹ1800mm的三层线形诱导标以及尺寸为500mmⅹ2400mm的四层线形诱导标，多层线形诱导标2上涂抹有钻石级反光膜。

实际应用中，单层线形诱导标1与多层线形诱导标2的设置方式为：按照主线设计速度120km/h、100km/h、80km/h、60km/h设置线形诱导标间距分别为18m、21m、24m、27m(如图8所示)。按照设置间距设置的线形诱导标的层数依次排列为：4、3、2、1、3、2、1、1、2、1、1、1、1、1、1、1。

实际应用中，所述单层线形诱导标1与多层线形诱导标2均采用护栏附着式固定，若匝道弯道较长，将弯道长度三等分为入口段、中间段、出口段三部分，入口段线形诱导标层数采用4、3、2、1循环设置，中简段线形诱导标层数采用3、2、1、1循环设置，出口段线形诱导标层数采用2、1、1、1循环设置。

更具体而言，所述黄色反光铝板3采用氧化铝反光结构，根据高速公路主线设计速度按6m～9m间距设置，黄色反光铝板3的尺寸为1000mmⅹ100mm。

实际应用中，所述黄色反光铝板3采用金属色氧化铝反光结构材料，贴于匝道鼻端匝道护栏后开始，按照主线设计速度120km/h、100km/h、80km/h、60km/h设置间距分别为6m、7m、8m、9m(如图8所示)。

更具体而言，所述猫眼道钉4根据高速公路主线设计速度按2m-3m间距设置，猫眼道钉4的直径为100mm。

实际应用中，所述设于从减速车道右侧车道边缘线开始以及分流区域左侧车道边缘线20m内与分流区域右侧车道边缘线开始的猫眼道钉直径约为100mm，按照主线设计速度120km/h、100km/h、80km/h、60km/h设置间距分别为2m、2.33m、2.66m、3m(如图8所示)。

更具体而言，所述防撞桶6上贴有线形诱导标识5，线形诱导标识5的色彩采用黄底黑线，线形诱导标识5上涂抹有钻石级反光膜。本法明通过设置贴有线形诱导标识5的防撞桶6以及振荡标线7并结合护栏形成多级被动防护，保护车辆及驾驶员的安全。

实际应用中，所述设于出口匝道鼻端紧靠护栏处的贴有钻石级反光膜线形诱导标识5的三个防撞桶6，左侧设置一个贴左侧通行线形诱导标识5的防撞桶6(如图4所示)，右侧设置一个贴右侧通行线形诱导标识5的防撞桶6(如图5所示)，中间设置一个贴双侧通行线形诱导标识5的防撞桶6(如图6所示)。

如图7所示，所述反光振动标线7的宽度采用150mm，基底加突起部分高度为5mm-7mm，反光振动标线7采用反光材料。

一种高速公路出口下坡匝道诱导系统的设计方法，包括以下步骤：

1)在高速公路的出口匝道上，调查高速公路出口匝道的布置方式；

2)调查高速公路出口匝道的平面线形设计值，以及主线、出口匝道的平均车速及限速；

3)根据主线、减速车道以及出口匝道的车速与匝道区域的各项平面线形设计值计算单层线形诱导标1与多层线形诱导标2的设置间距；

4)根据诱导系统低频信息设置间距与频率，按比例对照已安装好的单层线形诱导标1、多层线形诱导标2设置黄色反光铝板3，按照一定的间距与频率从减速车道右侧车道边缘线开始以及分流区域左侧车道边缘线20m内与分流域右侧车道边缘开始设置猫眼道钉4；

5)高速公路出口匝道鼻端设置一个双侧通行、一个左侧通行以及一个右侧通行的贴有线形诱导标识5的防撞桶6；

6)高速公路出口匝道从减速车道开始设置反光振荡标线7。

以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。