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荧光色在人行横道交通事故预防中的作用分析与基层实践

提高事故预防水平

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赛文交通网 智能交通 智慧交管 交通标志

荧光材料是一种特殊材料,能把紫外线变成可见光,具有非常醒目、鲜艳的特点。运用于交通标志中,与标志逆反射技术叠加,可以实现“白天靠荧光、夜间靠反光”的效果,有利于增强视觉感知,增加标志的可视距离,在早晚、恶劣天气等视觉不良情况下,为驾驶人提前采取措施确保行车安全,提供更为充足的合理反应时间。

利用好荧光材料,发挥好荧光色在道路交通事故预防中的特殊作用,对推动交通事故预防由被动应对向主动防范转变具有现实意义。

四川省自贡市公安交警支队技术团队以问题为导向,对近年来自流井区人行横道事故进行了研判和分析,积极开展荧光技术在交通事故预防的工作实践,结合荧光材料的“前世今生”以及新国标要求,通过技术分析,对比应用前后的效果,就如何用好这种特殊的颜色,提高事故预防水平,摸索出了一套人行横道事故预防的“一揽子措施”,供业界和同行参考交流。

一、荧光色的“前世今生”

(一)荧光色与标志逆反射材料的结合过程

荧光材料利用的是一种很特别的物理结构,这种技术很复杂,已经用了几十年。美国从1985年开始,就在寻找一种人行横道和特殊的区域需要视认性问题的解决方案,以缓解人行横道事故中的人车问题。

直到1991年,美国联邦公路管理署(FHWA)邀请3M公司(明尼苏达矿业及机器制造公司)的交通产品部一起开发一个关于行人、学校区域和自行车过马路的安全方案。

3M公司交通安全产品部提供了一个荧光材料与浓黄绿色反光膜相结合的解决方案。1992年,在华盛顿地区,美国国家公园管理部门和Martin Parker顾问公司一起,在5个有行人和自行车横跨马路的地点,开展了关于荧光黄绿反光膜的试验,表明荧光黄绿对机动车驾驶员有正面的影响。

之后,更多的试验就被提上议程,1993年,美国联邦公路管理署开始在全美国57个获得批准开展试验的地点,进行了荧光黄绿的性能测试,在最后报告中,有24个推荐使用荧光黄绿来提高交通安全性,美国政府决定再次展开更多的测试。

1996年6月7日,美国联邦公路管理署发表了一个关于制定新法规的申请(FHWA Docket No. 96-9),申请将荧光黄绿作为一种备选非机动车横跨马路的交通标准颜色。“荧光”这个词也第一次正式加入FHWA的标准。

(二)国内外的一些应用和国家标准的迭代

荧光色的交通标志通常有荧光黄绿、荧光橙和荧光黄、荧光红(粉红)、荧光绿等。

其中应用最为广泛的是荧光黄绿、荧光橙,荧光黄绿,在日本、德国、荷兰、英国、俄罗斯等国广泛应用于在人行横道、医院、学校等行人和非机动车密集的地段,对保护路人的行走安全起到了非常重要的作用。

在国内GB5768.2的09版前,广州、武汉、深圳、长沙等已经开始用于弯道上的线性诱导标、限高危险路段的警令标志、学校路段容易发生事故路段注意儿童标志、的士出租车扬招点位指示标志、施工路段路况变化的施工标志、交通事故现场勘查相应的来车方向的警告标志等。

目前,重庆、成都等地已经开始在新改建道路中开始使用人行横道荧光黄绿边框。

22版中对交通标志的设施提出了5点原则性要求,

一是满足道路使用者需求;

二是引起道路使用者关注;

三是传递明确、简介的含义;

四是获得道路使用者的遵从;

五是给道路使用者的合理反应提供充足的时间。

这5点要求充分借鉴了美国《统一交通控制手册》(MUTCD)上的交通控制应该满足的五个基本条件的内容,荧光黄绿就符合第二点和第五点的原则。

通过各地的实践和运用,09版对荧光色做出了要求,在标准条文中的3.4增加了荧光色的规定。其中,荧光黄色表示警告,用于警告标志的底色;荧光橙色标志标识作业区的警告和指路;荧光黄绿表示注意行人和注意儿童。

22版进一步与国际接轨,在人行横道上增加了荧光黄绿边框使标志更加醒目;22版还增加了注意残疾人标志荧光黄绿的底色,增加了学校辅助标志的荧光色和道路交通事故的荧光红和荧光粉红底色的相关规定。

二、荧光色交通标志的作用应用的理论研究

(一)人因理论

荧光色交通标志的应用其重要理论支撑之一是“人因理论”,人因理论主要关注人参与交通活动中的心理生理特性

心理层面(Psychology)指道路使用者面对周边环境、道路信息时的意识、感应或认知能力及后续产生的一系列反应与相关行为。

生理层面(Physiology)指正常人的身体本能,例如体力、视力、动作反应能力等,这与年龄、性别等均有极大关系。

人在交通活动中不可能不犯错误,但我们可以通过工程、管理手段让道路使用者的“无心之失”不至于危及生命,交通工程的目的应该是避免这种情况的发生,或者减少损害后果的严重程度,所以必须充分认识到人因理论(Human Factors)和驾驶任务(Driving Task)在道路交通规划与设计领域中的主导作用。

世界道路协会(World Road Association,简称PLARC)针对道路的设计基本安全提出了三大要求:

一是驾驶员必须要有足够的反应时间。

二是视野范围内,道路必须提供安全的场景。

三是道路环境必须符合用路人的感知逻辑。

道路的几何线形与提供的信息传输,例如标志、标线、信号灯必须符合驾驶人期望(Driver's Expectation),与人因理论兼容。

(二)荧光材料基本原理及其视认性特征

荧光材料能吸收光源中的高频短波光能,通过电子能级的变迁,瞬间转换成低频长波的光能并进行释放,在光线较弱的条件下,尤其明显。

这类材料之所以具有这样的特性,是因为它含有一种荧光着色剂,荧光着色剂除了能像普通材料一样反射光线外,还能吸收光源中的高频短波光能,通过电子能级的变迁,转换成低频长波的光能并释放出来,荧光材料具有特别夺目耀眼的性能就源于此。

交通标志反光膜诞生于1939年,主要用于改善交通标志的夜间可视性,已经经历了八十多年的不断发展。荧光材料与反光膜的结合,能改善交通标志白天的可视性,尤其在照明度不高的清晨、黄昏,以及雨、雪、雾、霾等恶劣天气条件下,荧光交通标志被识别的几率远远高于普通标志。

美国对荧光标志牌和普通交通标志视认性数据进行了比较研究(图1),横坐标是驾驶者离标志牌的距离,纵坐标是识别概率,试验的天气是100%阴天。

从图中数据可以看出,在距离交通标志120m处,荧光黄绿标志的识别概率是普通标志的8倍以上,在距离交通标志20m处,荧光黄绿的识别概率依然高于普通标志牌20%~40%。

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研究数据表明:荧光色交通标志对于交通安全的提升作用非常明显,极早发现和认清标志,就有充足的时间作出应变,采取措施,事故发生的几率就越小。

三、荧光色在基层交管工作中的运用

一)事故原因分析

自贡市自流井区对2023年以来涉及人行横道的道路交通事故进行了统计,1月1日至6月15日,共发生人行横道交通事故35起,多数发生在没有信号控制的路段,而且事故中行人当事人的年龄多在60岁以上,事故发生时间和天气条件多为黄昏黎明、雨天。

根据逐案分析后得出的原因:

一是人因层面。大量的事故中驾驶员人行横道前避让横过道路的行人的意识不到位,通行权预判失误;同时发生事故中老年人占比较大,老年人行动慢,且多着深色衣服,黎明早起穿越道路比例较大,频次较高。

二是基础设施层面。道路照明受启停时间或者树木遮挡影响,人行横道特殊位置照度不符合规范要求,特别是在夜间不容易被发现;道路标志标线不明显,生命周期内更新维护不及时,逆反射效果差,不容易引起道路使用者的关注。

三是精细化设计与管理层面。干道双向六车道以上的道路横过道路,行人长时间暴露在车行道轨迹上,应设而未设二次过街驻足区导致的事故高发;根据GB5768还是GB51038等国家标准,无论是有没有信号灯控制,人行横道与停止线之间的距离都是采用1~3米的距离,容易造成车辆的停车视距不够,视区过小,车辆与行人之间的相互发现的时间和空间不足,“鬼探头”事故高发。

四是天气等特殊状况层面。雨天部分道路两侧行道树掉落的树叶,降低了路面的附着力,车辆轮胎防滑性能变低,车辆制动距离增大。

(二)路段人行横道交通事故预防的一揽子措施

在路段人行横道控制行人交通事故上,国际上通用的4种措施:随着人流和车流的逐渐增大,逐渐升级控制措施,分配人与车的通行权。相关数据请参考《道路交通信号灯设置与安装规范》GB14886-2016(简称:《信号灯设置规范》下同),中的5.2的设置要求。

第一种完全用交通标志标线控制;

第二种交通标志标线+闪光警告信号灯;

第三种交通标志标线+请求式信号灯;

第四种交通标志标线+传统的信号灯。

在具体实践中,近两年,自流井交警大队联合设计、设施管理部门按照《信号灯设置规范》在人车流量较大的3处人行横道设置了信号灯系统,解决了通行权分配问题,同时减少了车辆的启动延误和信号空放,既保证了车辆的通行效率,也降低了人车冲突的事故隐患。

以盐都大道富森美路段人行横道为例,连续三年共发生行人事故20起,从2023年1月建成路段信号控制系统以后,人车交通事故明显下降(见下图),今年以来仅发生2起,是因不遵守灯光信号造成,属于非机动车与机动车事故,没有发生行人交通事故。

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但在我们的具体工作中第一种场景明显更多,特别是没有信号控制的人行横道(行人穿越道),笔者综合国内外一些文献,归纳了交通工程类的一些预防措施。

一是增加人行横道与停止线之间的距离,由原来规范上的1~3米,增加到6~15米,根据不同限制时速进行调整,后退值为限速值的1S的车辆行驶的距离为宜(参考MUTCD推荐值,ft为英尺,1 英尺等于0.3048 米),主要是提供停车视距和视区的需求,在浙江地方性标准中已经调整到6~12米。

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二是在路段人行横道前增加网格线+车让人提示+“慢”字路面标识,强化对驾驶人的提示提醒,网格线增加停车距离和识别度。

三是用冷涂标线(或者热熔标线)在人行横道行人端也进行标注,路段人行横道标注内容为:左右瞭望、注意来车、抬手示意、谨慎通行。“抬手示意”来源于日本对儿童的教育,也是行人与驾驶员之间的互动与交流,同时这项工作还要利用各种途径,比如加强宣传和教育,特别是“一老一小”特殊群体的教育引导。

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四是人行横道标线建议选用(北京、南京、无锡、广州等选用的)双组份热熔标线+钢化玻璃凸起路标(也可选用太阳能主动发光突起路标),使用工艺用喷涂工艺或者甩涂工艺,增加路面摩擦力(上海已经广泛使用),提供更优良的视认和反射效果。

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五是使用纵向减速标线+人行横道指示标识荧光黄绿逆反射材料,为驾驶员的识别人行横道合理措施提供充分的反应时间。

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六是按照规范降低人行横道中心隔离栏或者绿化植物的高度,避免造成盲区,与公交站点、交叉口、报亭等构筑物之间保持相应距离,道路两侧有对向公交车站停靠的位置使用“尾对尾”设置。

七是强化对人行横道等区域照明,有植被严重遮挡的城区道路,如果树木移植存在难度,可以增加杆体带遮光罩的“腰灯”,对行人行横道进行特定区域照明,提高行人横道的亮度和对比度。

八是人行横道前的白色不可跨越标线(白色实线)的长度根据车辆的类型、限速、日均交通量(ADT),选择为30~50米,甚至可根据交织点分布适当使用长实线。

九是宽度超过16米以上的人行横道设置二次过街设置,路段可以使用错位式人行横道或者Z字型人行横道设置。

十是对落叶频繁的路段要强化维护和清扫,保持路面清洁,保持防滑等级要求。

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四、荧光色及其陪套措施的实施效果分析

(一)施效果分析

我们希望的交通安全设施应该是具有“易安装、低成本、好维护、生命周期长”的特点。为了开展预防事故工作,从今年4月15日开始,在自流井区道安委的领导下,在上级公安机关的指导下,公安交警会同市政设施部门、绿化工程队、路灯管理所等多个单位,对主城区人行横道进行了调研,经过了1个月的排查,主城区人行横道共计204条,有标志版面的人行横道标志共290面,事故比较集中的有31处。

自流井区拟定了计划,采取了修剪树枝、增加照明、后退停止线、设置荧光黄绿边框等低成本措施。

已经对其中的233面人行横道标志牌加装了荧光色边框,修剪了40多处植被遮挡物,重新施划标线30余处,持续开展老年人“平安出行”专题宣传活动。经过数据的观察和检核,从今年4月开始启动改善措施后,人行横道事故发生率已经明显呈下降趋势,今年5月、6月人行横道起数分别下降40%和60%。

(二)进一步的研究及相关建议

1.改造类技术建议。我们认为制定的改善方案,经过实践,具有实用性强、安装简便、投入低的特点,具备一定的推广价值。

22版国标,它要求的是在不影响原来人行横道边框尺寸的基础上,增加10cm的荧光黄绿的边框,这个需要焊接等工艺,费时费力,而且这种改造在实际操作中很难实现,施工即使达到了要求,也会增加改造成本。

所以我们给出的建议是,如果原来边长尺寸为100cm宽度的人行横道标志牌,可以采用10cm宽度,边长为80cm宽的人行横道标志牌,可以采用8cm宽度的边框更为协调,在各类反光膜中建议使用性价比较高的四类荧光黄绿反光膜,推荐使用耐久性、逆反射效果等方面业内有较好口碑的3M公司产品。

2.新建类技术建议。如果属于新建道路的人行横道标志,在设计阶段就应提前考虑。

我们建议,应按照22版的要求,在不影响原来尺寸的基础上,设置荧光色边框,并注意安装位置和安装角度。

特别是有乔木等大型植被遮挡的应及时与园林景观专业的协商,一并设置,综合考虑位置。

在没有红绿灯信号控制的路段,注意配合注意行人警告标志的一并设置,有弯道、行人过街需求量较大的位置更应该考虑周全。遇宽幅道路宜在中间带增加设置人行横道标志的补充标志牌。

有红绿灯控制的人行横道我们认为宜安装人行横道标志牌。无论是路段还是路口以及中间带的人行横道标志牌均宜使用双面设置,能够更好的提高驾驶员的识别距离,也是为不熟悉路况的行人提供位置指引。遇道路照明条件不佳、跨线桥、车流量人车比较大路口可以使用主动发光等人行横道标志。

五、结语

我们很欣慰的看到,去年生效的GB 5768.2-2022《道路交通标志与标线第二部分道路交通标志》(代替GB 5768.2-2009)中,再次强化荧光黄绿、荧光橙、荧光黄的设置要求,还推出了荧光红和粉红作为事故区域临时设施的要求,这无疑将极大地推动荧光色标志在国内的应用。

通过具体运用和实践,荧光色在特殊路段的效果明显,逆反射系数更高,增加了标志牌的可视距离,减少驾驶人的驾驶任务的负荷度,能够为道路使用者的合理反应提供充分的时间。

当然,人行横道的事故预防,也是一项多样性、综合性、理论性和实践性很强的技术,应该在规划、设计和建设的各环节进行考量,对已经建成的人行横道改善措施也需要不断地观察、总结和提炼,只有掌握好各类技术,开展专门的分析,具备了专业判断能力,获得了各方的支持和认可,再结合特有的场景才能将此项工作有效推进并取得实效。

本文中提到的荧光色的作用,不容忽视,基层公安交通管理部门可以借鉴和实践,相信在不久的将来,在国内的道路上,人们将看到越来越多的荧光色交通标志,交通设施水平也将大大提高。

【参考文献】

1.国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.道路交通标志和标线第2部分:道路交通标志GB5768.2-2022[s].中国标准出版社

2.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.道路交通标志和标线第2部分:道路交通标志GB5768.2-2009[s].人民交通出版社

3.刘勇.荧光色在交通标志上的应用.交通标准化.交通工程与安全[J].第222期,2010.

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9.徐耀赐.突起路标.交通安全设施[M]

10.徐耀赐.人因理论.视距、视区.道路交通工程设计理论基础[M].人民交通出版社股份有限公司,2020.

11.美国交通工程师学会(ITE).Traffic Engineering Handbook(交通工程手册)道路使用者.注意力和信息处理.行人[S].机械工业出版社,2023.


作者:王劲松 自贡市公安局交通警察支队副支队长

王  赟 自贡市公安局交通警察支队自流井区大队大

队长警务技术交通设施设置四级主任

2023年7月10日

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