高速公路雾区安全保障技术与设施

我国每年由雾引发的交通事故所导致的经济损失是十分巨大的。有数据显示我国高速公路发生的交通事故有超过三成的死伤人数和近四成的直接经济损失发生在恶劣的大雾气候环境中。随着我国高速公路通车里程的不断增加，交通事故率也随之增加，提高高速公路雾天低能见度条件下的交通安全具有极其重要的经济效益和社会效益。
1.高速公路雾区交通安全保障技术
1.1 拟解决的关键问题
本课题根据交通特点、地形特点和交通动态系统中人、车、路及环境的交通特性，对搜集到的雾天交通事故资料进行统计分析，综合应用交通工程学的原理和各种数学工具，分析雾对交通状况和驾驶行为的影响以及高速公路雾区交通事故的特征机理、发生原因及其发展规律。同时，吸纳国内外先进的研究成果，通过理论分析和实践检验的方法，确立交通分级控制指标体系及控制标准，最终从雾区安全保障体系的建立、交通管控、工程技术措施方面，研究高速公路雾区安全保障技术。
为此，需要解决的关键技术问题如下：
（1）雾天高速公路上的交通特性；
（2）雾对高速公路交通安全影响规律的研究；
（3）高速公路沿线雾的观测与识别方法的研究。
1.2 实施的具体内容及实施方案
1.2.1 雾天高速公路上的交通特性
在雾天交通事故中, 追尾事故率最高。主要原因是车头间距过小、超速行驶及灯光的不正确使用。
（1）车距估计错误
由于大雾从产生到消散需要一定的时间,这一过渡过程使驾驶员很难正确判断自己的行车位置而产生距离错觉。在这种情况下,一旦前车紧急制动后车就会由于安全车距过小而导致追尾事故。
（2）超速行驶
车辆行驶速度过快是导致雾天事故产生的重要原因。高速行驶的车辆在进入能见度突然变差的雾区时,驾驶员做出的反映一般是减速。减速过慢,则会与前方在雾区里已减速或停下的车辆相撞;减速过快时,行驶在后面的驾驶员常会因视线不清,刹车不及而发生追尾相撞,尤其是车速过快时这样的事故会加剧。
（3）灯光的使用
发生大雾时,90%左右的驾驶员没有打开机动车灯,特别是雾灯。在大雾刚刚发生时,灯光的使用特别重要。在能见度较大时使用灯光,使驾驶员对当前灯光条件下的车距有更清楚的认识,并能在进入能见度较低的雾区时保持安全车距。此外,在雾中行车,应打开雾灯、近光灯,但应避免使用远光灯。这是因为远光灯的光线被大雾折射后容易射入对向行驶的驾驶员眼中,使其视线模糊。
1.2.2雾对交通安全影响规律的研究
(1)雾区交通事故发生原因及其发展规律的研究
本项目选择代表性高速公路为依托工程进行研究，主要收集依托工程高速公路雾区近三年的交通事故数据，采用统计学及交通工程学原理，分析交通事故的发生原因及其发展规律，并探索成因中天气因素的影响，为研究雾对交通安全的影响提供基础性数据。
(2)雾气候环境下驾驶行为特征的研究
①通过车辆检测器，收集雾环境条件下的交通数据，比较有雾和无雾条件下驾驶行为的不同。同时利用心理学、人机工程学原理，进行有雾和无雾条件下驾驶员心理、生理状况的研究；
②运用心理学、人机工程学原理，对雾气候下驾驶人员的心理、生理状况进行研究；
③研究雾条件下驾驶员的驾驶行为特征。
(3)雾气候环境下交通流状态及其分布特征的研究
应用交通流的研究成果和相关理论，通过观测调研，分析雾环境条件下的交通流状态及其分布特征，并寻找其可能存在的安全隐患。
①通过采集的交通流数据，分析雾气候环境下的交通流状态及分布特征；
②研究雾气候环境下交通流状态与交通安全之间的关系。
1.2.3高速公路沿线雾的观测与识别方法的研究
雾区公路为线形结构物，所经地区的地形、地貌、水文和大气环境有较大变化，因此形成的雾也会不断变化。在局部路段（小区域）形成的雾团是影响安全的重大因素。通过合理设置的气象检测设备检测能见度、风力、空气温度和湿度、降雨量等气象数据，并结合路面状况(如干燥、结冰等)预报，观测雾的形成和分布、雾浓度和雾消散，从而可以有效的对雾进行识别。
（1）对不同地形、地貌、水文和大气环境的公路路段，观测调查雾的生成和消散规律，研究公路沿线雾的成因及持续时间；
（2）针对道路交通安全管理的要求，研究雾的观测内容和方法，包括观测指标值的确定，观测设备的选择，观测设备的设置方法；
（3）通过对依托工程高速公路雾区雾的分析，作出示范段地区雾分布图。
1.3 拟采取的技术路线
以实际调研数据为基础，借鉴国内外已有成果，集理论分析、专家经验与基于大量样本的统计分析为一体，研究雾区高速公路的动态监控及交通控制策略，从而真正达到高速公路雾区交通安全保障的目的。以便对其它恶劣天气下的道路安全保障问题进行系统、深入研究，高速公路雾区安全保障技术基本技术路线如下图所示：

2.高速公路雾区交通安全保障设施
2.1设置限制车速和安全警示设施
大雾天气路面比较潮湿，抗滑能力严重下降，并且视距严重不足。常见的事故形态为追尾和侧向刮擦，可以设置限速标志警示驾驶员谨慎驾驶、禁止紧急制动或者设置警示闪光灯等。
2.2 设置雾预报系统和可变信息板
雾预报系统可有气象站的宏观预报系统和在高速公路沿线多雾路段设置专用气象要素检测系统构建的微观预报系统相结合，气象台站通过公众信息网与高速公路监控系统相连，传送雾预报信息。监控系统收到预报信息后，及时启动预警机制，安排交通控制措施和交通组织方案。雾检测系统包括气象要素检测器和能见度检测器。气象检测器置于公路多雾段的起点、中点、终点。气象检测器除了检测能见度之外，还可以检测路面干湿状态、风速、风向、降水情况、结冰状况等指标。监控系统将能根据能见度情况以及具体气象状况决定限速、限车距、警示信息等具体控制措施。为使驾驶员能够准确理解前方的天气信息，配合设置信息发布设备如可变情报板以及必要的事故防治措施和交通组织与预案，为驾驶员提供必要的气象信息和路况信息服务。同时设置测速设备，利用可变式情报为驾驶员提供必要的气象信息和路况信息服务。当该路段发生恶劣气象条件或发生交通事故时，信息发布设施用以提示主线行驶车辆能够及时分流或采取其他有效控制措施。
2.3 设置护栏
根据中央分隔带开口处交通事故的调查分析来看，大雾天气下容易发生车辆碰撞活动护栏，可见如果不够坚固，容易发生车辆冲入对向车道，造成二次重大交通事故，对高速公路的安全运营产生不利影响；另外，小型车辆碰撞衔接处时，容易撞上中分带护栏端头，对驾乘人员造成严重冲击伤害。因此，对雾区路段中央分隔带的活动护栏结构强度进一步加强，在护栏端头设置防撞桶或水马。设计中要考虑提高防撞桶的缓冲吸能效果，在分流出口匝道三角端采用已广泛使用的“可导向防撞垫”，从而起到缓冲、吸能、降低事故严重程度的作用。
2.4 路面加设隆声带
大雾天气下，空气透明度失调，严重影响视距，车辆及其驶出路基，从而造成交通事故。此时，在路测设置隆声带可有效提醒驾驶员回到正确的行驶车道上，避免交通事故的发生。
2.5 曲线路段标志设置
在小半径、急弯路段前方设置减速带，强迫驾驶员降低车速，使车辆安全通过危险路段。如果雾区路段处在山区，其曲线较多，应设置线形诱导标志，从而强化小半径曲线的线形诱导。