导语：交叉口、弯道路段用路人会存在心理旋转效应，视距视区受限，难以及时、准确辨识视线诱导设施，容易诱发交通事故。针对交叉口、弯道、交通安全岛等交通场景，城市隔离栏、城市隔离栏端头、隧道轮廓带、车止石等诱导设施，可从形状恒常性和色彩恒常性角度来调控用路人心理旋转效应。在线性诱导系统基础上，采用球形、圆柱形、半圆柱形、拱形视线诱导设施的合理布设，从而提升驾驶人对道路环境的感知能力。本文在分析交叉口、弯道等路段事故风险基础上，提出优化诱导设施的设计思路，供参考。

交叉口、弯道等路段事故风险分析

统计表明：城市交叉口安全风险较大，事故数量约占城市交通事故总量的30%。其中交叉口视线诱导设施设置不良是导致交叉口交通事故多发的重要原因之一。现有安全岛缺乏统一的设置规范，普遍存在标准化低、安全性差、维护运营不佳等问题。安全岛成为道路中央合法而致命的障碍物，当在夜间和不良天气下，安全岛警示诱导效果不足，驾驶人难以及时发现，容易造成车辆撞“岛”的情况，给等待“二次过街”的行人带来较大的安全隐患。一般情况下，交叉口内有三、四个方向来车需要观察中分带岛头，因此，中分带安全岛的可视性和显著性尤为重要（图1）。

图1：交叉口安全岛

公路弯道事故风险同样较高，主要原因在于：

①弯道会增加驾驶人的视野盲区，在临山、临崖、临坎路段上很难观察到道路另一侧的情况；

②驾驶人对前方弯道线形和车辆位置的判断力不足，容易出现转弯操作失误的情况；

③驾驶人没有预先观察弯道，准备时间不充足，减速、转向不及时；

④存在规避效应，驾驶人担心车身刮碰到山体，就挨着路边转弯，一旦出现紧急情况就会发生侧滑坠崖事故，特别是雨雪天气中，事故风险更高；

⑤夜间受车灯照射范围及弯道线形影响，驾驶人会有较大范围、远距离的视线诱导设施看不到（图2）。

图2：弯道存在较大视野盲区，较大区域的诱导设施看不到

交叉口、公路弯道路段存在以下交通需求：

①不同方向交通流视认需求：正常的平面逆反射设施只能满足一个方向上的视认，但实际上的视认需求是多个方向（比如交叉口需要满足4个方向视认、弯道的视认方向是逐渐变化的）；

②不同视距视区需求：实际道路环境交通流构成复杂（人流、机动车流、非机动车流），存在不同的车速/步速、不同注视点高度，导致视距视区需求存在较大差异；

③不同障碍物警示需求：比如不同高度、不同大小的护栏端头、安全岛，杆柱、隧道端墙等；

④警示诱导设施组合需求：警示诱导设施往往是多个设施组合在一起，高度、尺寸、角度有较大差异。

心理旋转效应及恒常性

01

心理旋转的含义

在认知心理学中，心理旋转（mental rotation）是一种想象自己或客体旋转的空间表征转换能力，它是表象转换加工的一个重要组成部分。任何一种空间表征都需要依照参照系来定义客体内部或者客体之间的关系，也需要运用各种参照系对这些表征进行不同的心理转换。例如，我们倒拿着一本书，每读一个字，都要让它来个180度的旋转，我们阅读倒写的字就会觉得吃力（图3）。相关研究发现，在某些交通场景中，驾驶人会产生心理旋转效应，由于参照系的不一致，导致驾驶人需要不断地转换和对比大脑与现实中的方位，以便更好地获取交通环境信息，从而完成驾驶任务。此种情况在弯道、交叉口等场景中也比较常见。

图3：倒转的文字视认困难

02

形状恒常性

形状恒常性是指观察物体的角度发生了变化，但我们仍把它感知为一个标准形状。如果从多个方向观察不同形状物体，尤其是球形和圆柱形的组合，从水平面各个方向看起来完全一样，辨识很容易（图4）。

图4：圆柱体的建筑物

形状恒常性比较：球形/半球形（钢化玻璃突起路标）>圆柱形（弹性交通柱） >半圆柱形（拱形）>V形（反光环）>普通薄片形（平面反光条、平面逆反射标志）。因此交叉口、弯道路段诱导设施的形状建议为球形、圆柱形、半圆柱形（拱形）（图5、表1）。

图5：不同形状诱导设施的可视角度

表1：不同形状诱导设施可视角度及逆反射强度

03

色彩恒常性

色彩恒常性是指不同情境（如阳光、树阴、灯光条件）下，人们对物体的颜色知觉仍相对不变。诱导设施的搭配颜色建议为白黑、白红、黄黑，能更好地体现色彩恒常性（图6、图7）。

图6：物体颜色在不同环境下认知相同

图7：不同颜色的诱导设施在夜间的视认效果

诱导设施优化设计

01

不同外观形式的诱导设施对比

从外观形式、发光形式、设置高度和可视距离等方面对诱导设施进行对比分析（图8），并对其优缺点进行总结，分析出不同外观形式的诱导设施的应用场景（表2）。

图8：不同外观形式的诱导设施的高度、可视距离对比

表2：不同外观形式的诱导设施的优缺点及应用场景分析

02

圆柱形与球形结合的设施

以英国贝丽莎灯（Belisha Beacon）为例，采用球形灯＋高杆柱组合设计，一般高2.5~3.5m，存在很强的形状恒常性，并且高杆柱体采用黄黑相间或白黑相间颜色，顶部球形灯会闪烁发光，有着很强的可视性，便于驾驶人、行人远距离视认，在英国、新加坡地区广泛应用于交叉口转角岛、路段行人过街处（图9）。

图9：英国贝丽莎灯在交叉口的应用

圆柱形设施的优点： 

◆ 可视性好：驾驶人、行人在不同视角下进行观察，能保持恒常性，不会显著增加视认难度；

◆  发光舒适：低照度下360°发光，光线柔和，无眩光；

◆  规避效应影响较少：无锐角，视觉刺激相对较小；

◆  结构稳定性好：各个方向抗弯能力较强，同时作为标志支撑杆，风荷载较小；

◆  便于养护清洗：如隧道内洞顶拱形反光环、拱形反光环设置不容易沾灰，也较容易用机器来清洁（图10）。

图10：圆柱形诱导设施

03

圆柱形或半圆柱形诱导设施

常规薄片状逆反射设施可视角度较小，驾驶人辨识过程中有暗—亮—暗的进程感，对于行驶方向发生变化的道路环境并不友好。采用圆柱形或半圆柱形（拱形）诱导设施，可使车辆行进过程中诱导设施亮度不会剧烈变化，有利于对道路线形、轮廓的准确认知。比如弯道反光环/Led轮廓带的视认效果：拱形＞V形＞片状。对于高亮度环境下隧道拱形轮廓带如采用彩色LED发光式，与环境色彩、亮度均有显著差异，会更为舒适、美观，对隧道小半径路段、螺旋隧道环境改善具有积极意义（图11）。

图11：不同形状结构的轮廓带

应用案例分析

01

城市隔离栏端头

设置于中分带的警示型线形诱导标，目前大都设置成单面薄片状，建议做成双面弧形，或者做成红白相间杆柱+双面标志组合，便于多个方位的驾驶人较远距离就能观察到障碍物。较高速度行驶道路上，城市护栏端部也需设置警示型线形诱导标和防撞设施（图12、图13）。

图12：城市隔离栏警示型线形诱导标

图13：城市隔离栏/护栏端头处理

02

城市隔离栏

为维护通行秩序，通常在城市道路上设置分隔设施栏杆，包括机动车隔离栏、机非隔离栏、行人隔离栏。隔离栏通常在竖杆设置多点反光膜，对道路线形走向的勾勒效果较差，驾驶人对于竖向路权感知模糊，并且反光设施间距容易过密，点状信息冗余，对驾驶人的视觉负荷及信息干扰程度大（图14）。

图14：隔离栏设置现状

根据“线性诱导”理念，并考虑心理旋转效应，城市隔离栏改善方案建议如下：

①正常路段隔离栏：底部点状反光膜起到突起路标作用；条形反光膜起到轮廓诱导作用；条形反光膜采用间隔设置的方式，可减少闪现率，降低不适感。

②接近端头处的隔离栏：顶部小球设置反光膜，可引起多个方向驾驶人注意；隔离栏横杆设置反光膜，提高线形诱导效果；竖杆连续设置反光膜，增强轮廓诱导效果。

③弯道路段隔离栏：隔离栏横杆设置反光膜，与竖杆反光膜形成十字形，可提高线形、轮廓诱导效果（图15）。

图15：城市隔离栏改善方案

03

交通安全岛

现有大多数的交通安全岛端头设置低位置的逆反射设施，可视距离短，发光效果差，警示性不足。对于非信号控制交叉口，可使用贝丽莎灯，高位球形灯闪烁发光，可视距离远，并且能保证从各个方位均可视，发光效果好，警示性强，可警示远处驾驶人。对各类交通安全岛设施的发光效果进行对比，贝丽莎灯＞菱形反光片＞车道指示标＞岛头反光柱/片。同时岛头路缘石也应设置连续的座式轮廓标或者突起路标以确保较近距离的视认效果，保证良好的轮廓诱导、线形诱导的连续性、一致性（图16、图17）。

图16：常用安全岛诱导设施

图17：各类交通安全岛设施的发光效果

04

车止石

在小区门口、学校门前或者是广场旁边的车止石，主要起到安全警示和阻挡车辆驶入的作用，但是车止石一般与路面色差较小或有涂鸦，障碍物轮廓不显著，警示性不足，容易发生剐蹭或绊阻事故。为避免上述问题，建议可将线条状红白反光膜粘贴石墩表面，凸显障碍物轮廓，增强各个方向上的可视性；或可增设具有条形反光膜的橡胶轮胎（图18）。

图18：车止石改善方案

结语

◆ 低照度复杂场景（如交叉口、弯道路段），驾驶人存在心理旋转效应，难以快速辨识诱导信息。在线性诱导系统基础上，可利用形状恒常性、色彩恒常性，对诱导设施进行优化设计，增强复杂环境的可视性，优化驾驶人视距视区。

◆ 形状恒常性：球形>圆柱形（半圆柱形）>拱形>V形>薄片形，色彩恒常性：白黑>白红>黄黑。

◆ 非信号控制的交叉口安全岛可采用贝丽莎灯与圆柱式杆（白黑或黄黑配色），以满足各个方向行人、驾驶人的远距离视认需求；同时岛头路缘石也需要设置座式轮廓标或者突起路标以确保较近距离的视认效果，保证良好的轮廓诱导、线形诱导的连续性、一致性。

◆ 隧道弯道轮廓带设施的形状建议为半圆柱形、拱形，普通公路隧道可采用逆反射形式，城市隧道可采用LED发光形式。

◆ 可采用多种诱导设施组合构建线性诱导系统，提升复杂道路环境的线形诱导、轮廓诱导功能，可实现道路交通安全与照明节能的和谐统一。

参考文献：

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[7]徐耀赐. 道路交通工程设计理论基础[M]. 北京：人民交通出版社, 2020.

（文 / 武汉理工大学 教授、博士生导师 杜志刚，武汉理工大学博士生 韩磊、许富强、

梅家林）

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编校 | 王政阳 刘林

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