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如何破局强阳下道路“阴影效应”安全困局

着力建设安全可靠的韧性城市

今年7月中央城市工作会议在北京召开,提出了创新、韧性、宜居、美丽、文明、智慧城市的城市优化发展的目标体系,“着力建设安全可靠的韧性城市”作为7项城市工作重点任务之一,会议提出提升城市基础设施建设的系统性、完整性、协同性,这对于优化城市交通布局,减少因基础设施不合理导致的交通安全隐患具有重要意义。

在韧性城市设计建设中,道路景观、街道照明、多杆合一和交安设施设计需要多元融合。行道树作为道路空间中的重要元素,不仅构成城市绿色网络,改善生态环境,也直接参与交通活动的组织与安全维护。

然而,夏季强阳光下茂密树荫带来的“阴影效应”或者强烈眩光——即明暗交替导致驾驶员出现短暂性视觉障碍,已成为不容忽视的行车安全隐患。

在规划、设计、管理和维护环节,我们该如何异业同心、多业融合,以安全为第一要务,通过多专业协同,从各环节规避风险,实现景观与安全的深度融合。

由于涉及人因工程、风景园林、交通工程、城市规划等内容,大学里没有一个直接名为“景观与交通工程结合”的独立本科专业,但是一名合格的现代景观设计师,需要懂得基本的交通工程要求和规范;同样,一名有前瞻性的交通工程师,也应该具备一定的生态和美学素养。

我们所关注的行道树与交通安全的问题,正是这两个学科在实践中必须共同协商、解决的关键交叉点。

笔者以西南某市骨干乔木为分析对象,进行一些前期调研,结合人因工程理论和照明设计原则进行了一些粗浅分析,为交通安全和事故预防的提出一些有益的建议。

 一、道路光环境不佳可能造成事故风险 

近年来各地都发生过因道路线形与道路环境光不佳等问题造成的“闪光恢复”“阴影效应”“眩光效应”等安全风险。比如浓密的树荫下、对向车道之间、隧道出入口、高架桥下、信号灯灯色被环境光弱化等情况,加之用路人在防御性驾驶和安全自我管理意识不强,预见性不足,没有实施减速措施、惯性思维以及驾驶能力差异等原因,如超速、分心、疲劳驾驶、慢行动线不规范等交通违法等行为叠加,造成的事故不同程度存在。     

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迎光树阴区域容易出现“黑洞效应”(树阴下有行人行走),应有预防性驾驶思维

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树阴下有行人过街,需要驾驶人有更多的控制预判

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“眩光效应”会增加驾驶负荷(DWL)

 二、用交通人因工程理解几个概念 

(一)阴影效应:是指在道路沿线,由于构筑物(如桥梁、隧道、高架路)或自然物(如茂密的树木、山体)遮挡光线,在路面上形成明暗交替、亮度对比强烈的区域,可能出现高闪现率。这种亮度的急剧、反复变化,会对驾驶人的视觉功能、认知判断和车辆操控产生一系列负面影响,从而构成安全隐患。“阴影效应”远不止是“路上有块阴影”这么简单。它是一个系统性风险因素,其危险性在于它会在短时间内,急剧改变驾驶人的视觉环境与信息获取能力,从而诱发一系列连锁反应,最终可能导致交通事故。

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强光下的树荫斑驳会让驾驶人产生视觉疲劳和“闪光恢复”

(二)闪光恢复(明暗适应、黑白洞效应):人的生理特征和心理特性因年龄、体质、性别、学历等各异,对外界同一场景的感知是存在差异的。还有很重要一点不容忽视,人是有可能因为这些差异化在完成交通任务中犯错误的。另外,人眼是接收外界信息的主要器官,在驾驶中90%以上信息来自视觉,但人眼对光亮程度的变化又具有适应性,适应需要时间。眼睛从亮度大的观察部位转移到亮度小的观察部位,或者人从光亮的地方进入黑暗的地方,眼睛不能一下子就看清楚物体,需要经过一段适应时间后,才能够清晰,这个适应过程称之为“暗适应”。相反的情况和适应过程,称之为“明适应”。眼睛的瞳孔放大和缩小有一个过程,“暗适应”因为人眼视网膜参加工作的视锥细胞和视杆细胞的转变过程,需要更多的视锥细胞转变为视杆细胞,视杆细胞逐渐增加的过程较缓慢,时间需要4~6秒才能基本适应,30秒左右才能完全适应。

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双向隧道照明灯光设施图

“明适应”因为视杆细胞退出工作时间较快,所以时间较短1秒后就能适应。也就是说“亮到暗”的适应时间长于“暗到亮”。例如,在长隧道的洞口端,为了消弭或者减轻驾驶人闪光恢复的视觉负荷,在洞口端增设半遮光的构造物,起到光环境的过渡作用。

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高架桥下方空间容易产生“阴影效应”

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(三)眩光及危害:物体表面刺眼和耀眼的强烈光线,称为眩光。由天然光或者前列的人工光源直接照射物体表面而引起的眩光是直接眩光;由视野内天花板、墙壁、机器或者其他表面放射而引起的眩光是反射眩光。危害在于,一是使眼睛的瞳孔缩小,在视野内亮度一定的条件下,降低了视网膜上的照度。

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二是眩光在眼球媒质内散射,减弱了被看对象与背景间的对比度。三是视觉细胞受强光刺激,引起大脑皮质细胞间产生相互作用,使得被看对象的观察呈现模糊的现象。可以通过减少眩光源的亮度面积,调整眩光源的位置,增加视线与眩光源之间的角度,提高眩光源周围区域的亮度来解决。

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(四)道路光环境设计原则

一是行车道的亮度(照度标准)适宜;二是亮度均匀,路面不出现光斑;三是控制光源的直射眩光、放射眩光和光幕放射;四是适当显现行车道两侧的相邻区域,提供安全驾驶参考;五是具有良好的视觉诱导性;六是具有良好的光源色及显色性;七是节约电能;八是便于维护管理;九是要多业融合和沟通,与道路景观协调。

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广告灯光较多引起“城市光害”对交通有不利影响

 三、西南某市行道树的树种情况 

(一)按照《某市城市绿地系统规划》(2012版),以该市为例,绿植骨干行道树的选型为:

一是骨干乔木

常绿乔木:香樟、大叶樟、天竺桂、小叶榕、秋枫、广玉兰、小叶榕等。

落叶乔木:黄葛树、银杏、重阳木、柳树、羊蹄甲、法国梧桐、复羽叶栾树、加拿大杨、水杉、二乔玉兰、青桐、臭椿等。

二是灌木

山茶、杜鹃、红叶石楠、毛叶丁香、金叶女贞、海桐、十大功劳、蚊母、南天竹、迎春、金叶小檗、豆瓣黄杨、山茶、毛叶丁香、金丝桃、小叶女贞、海桐、(金边)六月雪、木槿、紫叶小檗等。

注:部分行道树如小叶榕、黄葛树等已经属于二三十年前就已经选型种栽的树种,具有一定的城市记忆价值。

(二)树木对交通安全影响分类

一是遮挡型:树木枝叶过密或位置不当,遮挡交通信号灯、标志标线、路口视线等,比如行道树遮挡斑马线标识,或路口乔木遮挡驾驶员对横向行人的观察,易引发误判,树阴斑驳,强光下造成光斑也是“阴影效应”。小叶榕、黄葛树、樟树、加拿大杨、法国梧桐等生长过快、树冠过密的树种,需要市政(绿化)等管理部门制定高频次、精细化的修剪计划,以确保交通标志、信号灯和监控头的可视性和透光性。

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二是干扰型:树木枝条、果实等干扰通行,如行道树低垂枝条刮擦车辆,或果实坠落砸中车辆、行人,影响行车稳定性与行人安全。

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三是破坏型:树木根系发达,挤压道路路基、人行道地砖,导致路面开裂、地砖松动,易使车辆颠簸、行人绊倒,破坏道路设施完整性。小叶榕、黄葛树、法国梧桐对人行道和路面的破坏力非常显著,需要采用更大型的树池或新型透气铺装技术来缓解。

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四是隐患型:树木本身存在安全隐患,如枯树、病弱树,在大风、暴雨等天气下易倒伏,砸向车辆、行人或阻断交通,造成安全事故与通行障碍。另外如产生果实的银杏、李子树、桂圆树会引发路人采摘,特别是路中绿化隔离带,有引发交通安全风险,小叶榕叶面产生的植物油较多,雨后落叶后对路面的影响也很大。

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五是较理想行道树:天竺桂、广玉兰、秋枫、水杉、二乔玉兰等树种对交通安全和道路设施的影响较小,是相对理想的选择。

 四、“阴影效应”的安全风险与成因分析 

“阴影效应”在具体实践中,反映出道路一侧或上方乔木、高架桥等构筑物投下的阴影,与阳光直射区域形成强烈明暗对比。徐耀赐教授在“人因工程”理论中强调,驾驶人的视觉感知与反应是影响行车安全的核心。强光突然转为阴影或反向变化,会导致瞳孔调节延迟,短时间内视力下降,出现“闪光盲”现象。此时若阴影区内有低速车辆、行人或障碍物,极易因察觉延迟而引发事故。

研究显示,该效应多发于以下场景:一是路侧乔木群或林荫道,尤其在树冠茂密、分枝低矮路段;二是宽型高架桥、互通立交下方空间;三是道路线形复杂、视距受限的弯道或出入口。

此外,树木本身若管理不当,还可能带来遮挡交通标志、信号灯、监控设备被遮挡风险,根系隆起破坏路面,枝叶侵入行车净空,以及倒伏、落果、路人采摘等二次风险,进一步放大安全隐患。

 五、多专业融合的源头治理策略 

(一)科学选树与合理配置

树种选择是规避阴影效应及其他负面影响的第一道关口,一个城市绿植选型应该是多样性的综合。应优先选用深根性、抗风性强、枝下高较高、冠幅适中的乡土树种,避免选择生长过快、叶冠过密或落果严重的树种。例如,南方地区应慎用根系发达易破坏路面的榕树,北方需注意避免枝干脆弱易倒的树种。

冠层设计:保持合理枝下高(机动车道≥4.5m,非机动车道≥2.5m),控制种植间距,避免树冠过度交织形成连续暗区。色彩与质感:利用植物色彩引导视线,如采用红、黄色系叶色或花色提高警示性,但避免过多鲜艳色彩分散驾驶注意力。

(二)道路与绿化一体化设计

在规划设计阶段,就应同步考虑道路线形、照明布设与绿化布局,具体可以参考《城市道路绿化规划与设计规范》:

一是视距保障:严格保护路口“视距三角形”范围,避免植物遮挡视线;绿化带端头采用低矮通透配置,保障驾驶员视野。

  二是分区段设计:按车速与道路等级配置植物尺度与节奏。快速路及主干道应简化层次、减少视觉干扰,支路可适当丰富景观,但需严格控制植株高度与冠幅。

  三是安全净空与根系管理:确保树木距路缘石足够距离,预留树池空间,防止根系破坏路面;定期检查并及时修剪侵入净空的枝叶。

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(三)照明补光与智能调控

针对阴影区域,可通过照明设计进行补光,消除明暗突变,可以具体参考《城市道路道路照明设计标准》:

一是阴影区增设照明:在高架桥下、隧道出入口及浓荫路段增设低眩光、高均匀度的照明设施,树木的树冠(尤其是成熟后的高度和宽度)与路灯的光束角度,安装高度须协调处理,树木不能侵入路灯的照明空间。如有必要,可以参考无锡的一些做法,增加腰灯(半高灯)照明,采用与自然光色温相近的LED光源,实现平滑过渡。

二是智能感光系统:根据日照强度自动调节路灯亮度,在黄昏、清晨及阴影区提高照度,和光照强度的适时转换,黑夜和白天的平稳过渡很重要,减少瞳孔调节压力。

三是考虑防眩设计:采用截光型灯具或格栅设计,防止直射眩光,同时避免灯具被枝叶遮挡。见光不见灯是一种对照明很恰当的比喻。

四是调节栽种位置:将行道树与路灯位置进行合理布局,将部分行道树从设计之初放置在人行道位置,而不是机非隔离带或者中央隔离带位置,减少维护保养和与路灯、标志、监控和信号之间的相互遮挡。

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(四)定期养护与动态监测

建立多部门协同养护机制,由园林、交管、交通、市政部门联合开展。修剪管理:定期修剪影响视距、信号设施及照明的枝条,保持合理树形。健康监测:对老龄、病害树木及时加固或更换,防范倒伏风险。隐患巡查:结合智慧交通系统,对阴影区、急弯、坡道等事故易发段进行重点监测与预警。

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六、结语:走向安全与景观融合的未来道路 

景观设计好了能够提升道路安全、服务水平和风景价值,同时道路安全是景观设计的核心要求,道路景观和安全的关系是多元互动的。道路景观不应仅是城市的“装饰”,而应是安全、功能、生态与美学的统一体。

主干道植物景观研究显示,良好的绿化设计能有效诱导视线、缓解驾驶疲劳、提升环境质量,但前提是必须将安全作为设计的核心约束。景观与安全,绝非取舍关系,而是相辅相成。

每一株树木的定位,每一盏灯光的安排,都关乎生命与幸福,这是我们作为设计者必须扛起的责任。

参考文献:

1.交通工程规划设计8000问.坦途通远路.北京交通工程协会. 徐耀赐,2025

2.交通人因工程.人的视觉与光环境设计 袁泉 王涛 清华大学出版社,2023

3.我们误读了的交通工程学.荣建,广州大学,2025

4.人行横道照明.张福生,北方工业大学,2025

5.关于隧道照明的一个疑惑,行走的F,王文斌,2024

6.行道树对交通活动的负面影响研究,黄秋燕杨建欣和太平,林业调查规划,2022


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