城市指路标志版面设计呈现方式的系统性研究

李鹏飞,贾志绚

(太原科技大学 交通与物流学院,太原 030024)

指路标志是交通系统的重要组成部分,指路标志设计虽有规范的指引,但由于各地路网存在差异,标准涵盖的内容并不能适用于所有应用需求[1]。各地的指路标志也因城市文化、城市定位不同,指路标志版面设计也不一致,易使道路使用者产生歧义,无法起到正确引导道路使用者迅速、安全地抵达目的地的作用。张俊斌[2]设计了指路标志版面信息认知室内模拟试验,调查驾驶员对指路标志版面信息的信息需求与理解程度,并给出满足驾驶员视认需求的指路标志版面设计新方案;张伟[3]采用理论分析与实验研究相结合的方法,得到交通指路标志版面信息的位置及字符排列方向对信息的理解水平存在显著性影响;王宏然[4]建立了道路交通标志设置效果综合评价模型;刘毅超等[5]基于层次分析法,对成都双流机场T2航站楼外部区域交通标志的有效性进行分析;周月明利用AHP法对区域路网指路标志系统现状进行评价研究[6]。

上述研究仅针对单个指路标志展开,并未对连续指路标志的理解性及系统性进行研究,有必要开展相应实验研究,进而得到一种道路使用者可以在最短时间正确识别道路位置的指路标志版面设计呈现方式(简称式样)。本文选取太原市某一区域道路网,对该区域的指路标志版面设计呈现方式的系统性进行了实验研究,用改进层次分析法(IAHP)进行评价,以期改进指路标志的版面设计式样,研究式样M的系统性效果。

1 研究区域的城市道路网情况

以太原市万柏林区为研究对象,研究区域如图1所示,北至玉门河沿岸,南至虎峪河沿岸,西至西中环路,东至滨河西路。区域内共有134个指路标志,采用了5种式样,其中两种式样为出口标志,式样简单不易产生歧义。本文主要研究如图2所示的不同的交叉口指路标志,记作式样1、式样2、式样3、研究区域中此三种式样共76个。把这76个指路标志用式样类型进行标注,以两个顺次指路标志为一组,顺次延续下去就可以研究整条道路的指路标志,可在一定程度上反映区域中指路标志的系统性。故对两个顺次的指路标志式样进行归类,得到的组合式样有式样1+1(2组)、式样1+2(1组)、式样2+1(2组)、式样2+2(11组)、式样2+3(3组)、式样3+2(2组)、式样3+3(7组)、式样1+3(4组)、式样3+1(2组)九种组合方案。

图1 研究路网区域

图2 现状交叉口指路标志式样

1.1 改进指路标志

解晅[7]通过设计选择题的方式对指路标志版面内容的理解性进行了实验,验证了图3式样单个指路标志的路网符合率比现状指路标志路网符合率高。在此研究的基础上,将式样1、式样2、式样3均改进为图3式样,记作式样M.本文采用“填空题”的方式研究区域内改进指路标志的系统性。

图3 改进指路标志式样(式样M)

2 指路标志式样的系统性理解实验

2.1 实验准备

本文研究现状及改进后式样组合进行理解性实验,式样组合情况如表1所示。

表1 式样组合情况

现状的九种式样组合改进后式样均一致,区别在于道路信息内容不同;个别改进后的式样与现状指路标志相比增加了1～2条道路信息。为了将式样1、式样2、式样3道路信息数都考虑在内,并结合实际路网指路标志顺序情况,选取式样M1+M2与式样M3+M2作为改进后式样进行研究。

2.2 实验过程

选取具有交通工程专业背景的98名在校学生进行系统性理解实验,将现状式样1+3(记作A)、式样2+3(记作B)、式样3+2(记作C)、式样2+1(记作D)、式样3+1(记作E)、式样1+2(记作F)、式样1+1(记作G)、式样2+2(记作H)、式样3+3(记作I)以及改进后式样M1+M2(记作GF)、式样M3+M2(记作GC)十一种方案,制作成幻灯片,使用投影仪依次播放,被测试者坐在投影仪之前,视认每个指路标志不同方向的道路信息,将理解的各道路信息填写在路网道路上。实验时两人一组,一人作答,一人记录时间。从放映ppt开始计时到被测试者完成该指路标志填写为止记作“识读+填写”时间。

2.3 数据处理

2.3.1 “识读+填写”时间

对实验的98份样本进行处理,有效份数为95份。由于前32人进行实验时,只记录了该组整体完成最快的时间,不能反应被测试者全部情况,故进行时间数据处理时,只对后63份进行处理。

只有识读速度最快、错误率最低、符合率最高才认为是好的指路标志式样,故对C、F、GF、GC四个组合式样方案进行时间同比分析,得到表2.差值为负值代表63名被测试者“识读+填写”改进指路标志的总完成时间比同式样现状指路标志的总完成时间短,相反代表总完成时间长。

表2 对比方案各样本的同比变化情况(s)

GF和GC中均增加了两条道路信息,但GF增加的道路信息字数比GC多,理解性实验时书写量增加,造成GF“识读+填写”时间加长。从人均同比变化的角度看,改进前后“识读+填写”时间的变化在±0.001左右,改进后式样虽增加了道路条数但“识读+填写”时间几乎相同。

2.3.2 理解性数据

给定指路标志各组合式样中每条道路在路网中的真实位置,判断被测试者填写道路位置与实际路网是否符合、遗漏或错误。

被测试者填写道路位置和实际路网位置相符条数,与该指路标志组合式样中道路总条数的比值记作样本符合率;

填写的道路和实际路网不符合条数,与该指路标志组合式样中道路总条数比值记作样本错误率;

被测试者未填写的道路条数与该指路标志组合式样中道路总条数比值记作样本遗漏率;

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

计算指路标志式样组合道路符合率、道路遗漏率、道路错误率处理,结果如表3所示。实验表明:改进后的指路标志组合在增加道路条数的情况下道路符合率由现状38%以下上升到73%以上。

表3 理解性实验数据处理结果

3 指路标志式样系统性IAHP评价模型

3.1 改进层次分析法[8](IAHP)

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是一种简便、灵活、实用的定性与定量相结合的方法。但是传统的层次分析权重计算繁琐,且需要进行一致性校验,计算量大,实现困难[9]。改进的层次分析法在构造判断矩阵后,引入了判断矩阵的最优传递矩阵,省去了一致性校验,减少了计算量,使可操作性大大增强[10]。通过判断矩阵的最优传递矩阵作为桥梁,使理论权重值计算更加简便。

(1)构造比较矩阵A

根据3标度理论,对要素进行两两比较,确定比较矩阵为:

(6)

(2)计算最优传递矩阵C

(7)

(3)确定判断矩阵D

(8)

式中:dik=exp(cik),因该判断矩阵具有较好的一致性,故又叫一致性矩阵。

村干部谭体庆介绍，村里利用地势落差，将村民生活污水通过管道流入格栅池，然后依次进入调节池、A级生化池、O级生化池，最后排入人工湿地，让植物吸收处理，当水质达到标准后才进行排放，使污水变成清水再循环到大自然中。“污水的处理效果很理想，流出来的水很清澈，村里的群众都很高兴。”2015年，村里投入50万元启动了污水处理系统，使全村的生活污水实现了集中处理。

(4)计算权重系数

根据判断矩阵,运用乘积方根法计算出对于上一层某要素而言本层次与之有关的要素的权重系数,求解公式如下所示:

ω=[ω1,ω2,…,ωn]T

(9)

式中:ω=[ω1,ω2,…,ωn]T为本层次n个要素的权重向量。

3.2 评价模型指标选取

(1)祖永昶等[11]通过室内模拟实验和室外实车驾驶实验数据对比给出指路标志版面信息量的合理建议值为5～6条,故以6作为信息量标准值,用各组合式样每一个指路标志的道路信息量除以信息量标准值,得到该式样的信息量适合度,将一个组合式样中的两个式样信息量适合度求平均值作为评价模型中的道路信息量适合度。信息量适合度数值越小,更有利于道路使用者识别指路标志,故在运用改进层次分析法评价时,数值取负值。

(2)在指路标志理解性实验中,统计了被测试者填写完成各组合式样每个指路标志的时间,取组合式样中各个指路标志的中位数大小代表该组合中此指路标志的理解时间,将各组合中的两个式样中位数求平均值记为该组合理解难易度。时间越长说明指路标志越难被驾驶者理解,故在运用层次分析法评价时,数值取负值。

(3)道路符合率越大,说明指路标志系统性效果越好,故在运用改进层次分析法评价时,数值取正值,但道路遗漏率与道路错误率越大,侧面反映出指路标志版面内容不易被理解,故数值取负值。

(4)通过请教交通专业专家对五指标重要度进行排序,重要度顺序依次是道路符合率=道路错误率>理解难易度>道路遗漏率>道路信息量适合度。

3.3 建立指路标志式样系统性评价模型层次结构

(1)指路标志式样系统性评价目标是为了选出好的指路标志式样组合,层次结构中间层为准则层,最下面的为方案层。层次结构示意图如图4所示。根据选取的五指标和理解性实验获得的实验数据,得到各方案每个指标的数值表,如表4所示。

表4 各方案各指标的数值表

图4 层次结构示意图

3.4 方案层改进层次分析法计算

表5 各方案五指标积求权重表

3.5 准则层改进层次分析法计算

根据判断矩阵,运用乘积方根法计算出对于上一层某要素而言本层次与之有关的要素的权重系数,根据式(9)得到准则层权重W0,道路符合率权重为0.316,道路遗漏率权重为0.116,道路信息量适合度权重为0.078,理解难易度权重为0.173,道路错误率为0.316.

3.6 综合评价优劣表

对A-I以及GF、GC共11种方案,计算以上各方案各指标的Wi*W0并求和,据此进行综合优劣排序,见表6.

表6 综合评价优劣表(改进层次分析法)

从综合评价优劣表可以看出,GF与GC分别排在11种指路标志组合方案前两位,说明改进后指路标志式样M系统性更优。

4 结论

(1)设计并进行了指路标志版面设计呈现方式的系统性实验,实验表明改进后的指路标志式样组合在增加道路条数的情况下,道路符合率由现状38%提升到73%以上;

(2)对比改进前后指路标志组合的“识读+填写”所用时间,改进后的指路标志组合在增加道路条数的情况下,所用时间人均同比基本保持不变;

(3)IAHP评价模型得到的优劣顺序与实验结果保持一致,说明改进后指路标志系统性效果良好;

(4)指路标志版面设计呈现方式的系统性理解实验采取室内模拟法进行,被测试者仅需完成实际驾驶过程中的部分工作,实验结果优于实车实验,更能反映指路标志设计中存在的问题。