雅康高速长下坡高桥隧比路段交通安全设施优化设计研究*

袁飞云 王剑波

(1.四川藏区高速公路有限责任公司 成都 610000； 2.四川交通职业技术学院汽车工程系 成都 611130)

雅康高速公路地处川藏高原横断山区梯度带，沿线地质条件极其复杂，其中康定至泸定段(以下简称泸康段)全长30.08 km，海拔从2 460 m降至1 620 m，平均纵坡度2.44%，桥隧比高达89%，是国内少见的高原山区长下坡高桥隧比高速公路段。从国内典型的山区高速公路长下坡路段运行安全状况看，连续长下坡使大型车辆易发生制动失效情况，而高桥隧比又使驾驶人生理、心理压力增大，加重了长下坡路段的安全行车风险[1]。

因此，在雅康高速公路泸康段，通过优化高速公路交通安全设施的设计，以提高大型车辆在长下坡路段的安全性，是十分必要的。

1 设计原则

1.1 系统性原则

山区高速公路交通安全设施的优化设计必须遵循人-车-路(环境)系统性。设计时应考虑该路段的构造物分布、平纵线形、交通流结构、潜在不安全因素等条件，经详细考察分析后进行系统性的设计，才能达到有效引导、组织、控制车辆安全行驶，提高路段安全性的目的。

1.2 主动安全原则

人-车-路(环境)系统中，人是导致交通事故的主因。2017年，四川省山区高速公路一般以上交通事故的成因中，89.76%是驾驶人操作不当、违法造成的，因此，交通安全设施的优化设计应从主动安全角度出发，以驾驶人的安全控制为主，通过科学、系统的交通安全设施布设，使驾驶人自觉、主动采取安全驾驶策略，达到提高长下坡高桥隧比路段行车安全的目的。

1.3 大型车重点防控原则

雅康高速泸康段坡陡弯急、桥隧密布，从国内外类似路段的事故统计结果看，此类路段大型车特别是重型货车事故率极高，若大型车在隧道内发生较大事故，存在危害大、救援难、阻断久的特征，若隧道内大型车辆发生火灾，则几乎不可控，因此，该路段的交通安全设施优化还应遵循大型车重点防控原则，从起点到终点，采取全程控制、防护措施，做到防控结合、预防为主[2]。

2 交通安全设施优化设计方案

2.1 基于驾驶人信息摄取的标志标线优化设计

1) 视觉减速标线设计。视觉减速标线是运用交通工程学、交通心理学原理，在车道边缘线设置白色虚线块或实线，长度与间隔均为1 m，宽度为0.3 m(见图1)，给驾驶人造成车道变窄的视觉效果，使其主动控制速度、谨慎驾驶。同时，视觉减速标线突出了车道的轮廓边界，增强了恶劣天气条件下车道的辨识性，提高了行车安全性[3]。

图1 视觉减速标线示意图

雅康高速泸康段视觉减速标线主要设置在桥隧路段，以及弯道半径小于600 m的急弯前方过渡段，以降低因车辆进出隧道和进入弯道过快造成的危险性。

2) 下坡急弯路段标线优化设计。雅康高速泸康段共有4处位于长下坡的急弯段，车辆在连续下坡急弯路段超车、压线等行为会对同向行驶车辆造成干扰，带来较大安全隐患，因此，为降低长下坡急弯路段因车辆偏离车道带来的安全隐患，特将连续长下坡小半径圆曲线段的车道分界线设置为白色单实线(见图2)，并采用振动式车道线，禁止在下坡急弯路段变换车道、超车，以减少安全隐患。

图2 长下坡急弯路段车道白色单实线示意图

3) 长下坡路段横向振动减速标线组设计。振动减速标线有较好的光反射性能，同时在车辆压线时会引起轻快的振动，对驾驶员起到警示作用。振动减速标线设置时应考虑其密度、颜色与外观、色度性能、抗压强度、耐磨性、耐水性、耐碱性、玻璃珠含量、流动度、逆反射系数、振动性等指标符合要求，使其能够满足车辆行驶的物理、力学指标，此外，还需考虑选择适当的标线高度和设置间隔。

在雅康高速长下坡及弯坡组合路段，为使振动减速标线起到很好的控速效果，特将振动标线设计为多道振动标线组使用。设计方案见表1、图3。

表1 长下坡路段振动减速标线组设置方案

图3 长下坡路段横向振动标线组示意图

2.2 面向驾驶人的道路主动安全信息系统设计

面向驾驶人的道路主动安全信息系统的设计思路是，从驾驶主动安全角度出发，系统设计道路沿线的标志、标线、标牌及其他交通安全警示、警告信息，使驾驶人接收到安全警示信息后，提前做出对前方路况的预判，并采取必要的安全驾驶操作。同时，与导航地图相结合，将标志牌信息融入现有导航系统中，使其紧密结合，提高行车安全性[4-5]。

1) 连续下坡货车安全行驶诱导信息系统设计。连续下坡路段货车安全行驶诱导信息系统主要针对驾驶人设置，内容包括：连续下坡整体情况预警信息，连续下坡余长警示信息，避险车道警示及诱导信息，下坡前、中驾驶人安全操作提醒信息，连续急弯预警信息等，见图4。

图4 连续下坡路段货车安全行驶诱导信息系统示意图

2) 连续下坡高桥隧比货车安全行驶安全预警信息设计。连续下坡高桥隧比路段标志牌预警信息内容是驾驶人对前方风险预判及提前采取防御性驾驶措施的关键，因此，信息内容设计要具备科学、适用、警觉、主动的特点，根据GB 5768-2009 《道路交通标志和标线》，连续下坡行驶标志牌安全警示典型信息见图5。

图5 连续下坡路段标志牌预警及安全操作信息

3) 桥隧路段行车安全警示信息设计。雅康高速泸康段隧道群全长28 km，单个隧道长度多在3 km以上，隧道连接处距离短且无遮光棚连接，行车过程中必然经过快速复杂的环境变化，会为行车安全带来较大影响，因此，对隧道群路段标志牌的设计要从形式和内容两方面着手。考虑到隧道群可布置标志牌的空间小且数量有限，但要表达的信息内容多，特将隧道内标志牌设置为电子显示屏，用于多种预警信息发布，隧道群路段典型标志牌信息，见图6。

图6 隧道群路段电子显示屏预警信息

2.3 应急设施信息化设计

1) 紧急停车带位置信息化设计。为提高临时求救车辆的救援效率，使道路使用者紧急时刻快速高效地发出准确的救援信息，除标清所在桩号外，还将全路段紧急停车带统一编号，以便报警人和救援人员第一时间确定准确的救援位置，见图7。

图7 紧急停车带编号方案

2) 避险车道驶入自动报警系统设计。连续下坡路段，大型货车一旦失控驶入避险车道，需第一时间发现并快速实施救援拖离，避免后续失控车辆无处避险或者强行驶入，造成重大事故发生。因此，在泸康段2处避险车道入口处均设计了大型车驶入报警系统，便于监控人员第一时间发现驶入车辆，并根据视频和对讲系统了解现场情况，实施正确的救援方案。

3 交通安全设施优化方案的仿真评价

3.1 评价方法

为评价雅康高速连续下坡高桥隧比路段交通安全设施优化设计效果，特采用实车虚拟道路场景三维仿真系统的方法开展仿真评价，见图8。仿真系统中，驾驶操作平台为卡罗拉轿车，驾驶操作方式与真实开车保持一致，道路环境采用Vega Prime视景仿真软件开发，根据道路设计图纸将道路、桥梁、隧道及交通安全设施等元素建立道路仿真模型。

图8 道路交通安全三维仿真系统

3.2 评价结果

本仿真采用优化设计方案和常规设计方案2种模式进行模拟驾驶对比评价，主要评价指标是车速的稳定性与驾驶人的主观适应性，2种方案的评价结果见图9。

图9 交安优化设计方案仿真评价速度变化曲线图

从对2种设计方案的仿真评价结果看，采用常规方案模拟驾驶时，在陡坡急弯路段、桥隧路段行驶时，速度在60～85 km/h范围内波动较大，而采用交通安全优化方案模拟驾驶时，在新增警示标志牌、道路标线的作用下，驾驶员根据预警信息提前预判前方道路状况，采取相应的安全驾驶操作，使车辆在陡坡急弯路段、桥隧路段速度趋于平稳，基本在车速75～82 km/h小范围波动，极大提高了交通流的稳定性和车辆行驶安全性。

4 结语

随着四川省高速公路不断向西部高原山区纵深拓展，高原山区高速公路连续下坡高桥隧比路段日益增多，特殊交通环境下的大型车辆行驶安全新问题将不断出现。因此，在道路建设设计方案已是最优的情况下，基于人-车-路(环境)系统开展交通安全设施优化研究来提高行车安全性意义重大。

本研究结果表明，从驾驶人角度出发，科学设计山区高速公路长下坡高桥隧比路段的交通安全信息预警体系，融入互联网+交通安全的技术支撑，建立全方位的行车安全诱导保障系统，是提高大型车辆运行安全水平的重要途径，雅康高速泸康段方案的设计与应用，也可为其他类似高速公路段的交通安全设计提供借鉴。