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关键词:公路景观;交通安全;交通环境
中图分类号: TU997 文献标识码: A
引言:驾驶员的心理、生理和行为之间的关系是外界刺激—心理变化—生理反应—行为改变的过程,其最终影响到行车安全。例如,驾驶员受到外界刺激时会出现注意力分散、判断能力和视觉敏锐性下降等心理变化,同时也会出现呼吸加剧、心率加快等生理反应,其结果可能导致交通事故[1]。波兰研究人员对汽车驾驶员的分析表明: 每个人的行为表现是其理解交通环境的结果,所产生的特有感由其心理、生理支配。公路景观不仅能提升美学效果、增加出行乐趣,还能使驾驶员时刻保持清醒的意识。良好的景观设计会给驾驶员创造愉悦的行车环境,有助于减轻疲劳,防止交通事故的发生和达到环保的效果。相反,不良的景观设计往往会对交通安全产生不利影响[2]。因此,研究公路景观对提高行车安全性、减少交通事故的发生具有重要意义。
1公路线形景观设计
夜上海论坛 公路平、纵、横组成的三维空间线形即为公路线形景观[3]。公路的线形决定了路线的位置和走向,在很大程度上影响行车的安全性与舒适性。公路的线形设计要在满通安全的前提下,尽量与地形地貌相适应,做到功能性与景观性相结合。线形设计是公路设计的重点,应综合考虑驾驶员的视觉和心理、车辆行驶的安全性、舒适性以及与周边环境的协调。
夜上海论坛 1.1避免长、短直线
车辆在长直线上行驶时,驾驶员由于希望尽快驶出长直线,会潜意识的加速前行。高速行驶和心理上放松警惕会使驾驶员的动视力下降,有效视野范围大大降低,清晰识别交通标志的能力也大大下降。在长直线上驾驶时间过长还会产生催眠现象,从而导致行车中的判断失误,对出现的各种情况易惊慌失措或者处理不当而引发交通事故。
夜上海论坛 短直线容易给驾驶员造成较大的心理误区。若平曲线间夹有短直线,则当驾驶员行驶在第一个曲线时,会把短直线误认为是第一个曲线或第二个曲线。驾驶员行驶到短直线时,会根据自己的判断,按第一个曲线上的车辆行驶轨迹前行或者提前做出将车辆转向第二个曲线的操作。由于直线较短,当驾驶员驶出曲线前而发觉操作失误时,车辆可能已经严重的偏离行驶轨迹而引发交通事故。
1.2平曲线
构成平曲线的要素有圆曲线和缓和曲线,圆曲线半径相关的基本计算公式为:
(1)
夜上海论坛 其中:R为圆曲线半径(m);V为车辆运行速度,(km/ h);为横向力系数;i 为超高横坡值。从式(1)可以看出:只有参数是可变的。考虑车辆的横向稳定,一般取。考虑乘客的舒适程度,取。因此,对于高等级公路在计算一般半径时取;对于低等级公路最大不应超过0.15,这样就可以结合实际的地形选择合适的曲线半径。为保证行车安全,现行的路线设计规范中对不同的设计速度规定了圆曲线半径的极限最小半径。但当平曲线半径大于7000m时驾驶员视线集中的300m~600m范围的视觉效果近乎直线,不利于驾驶员准确判断前方线形,因而平曲线半径大于7 000 m 的意义不大。在《公路工程技术标准》中规定对于直线与小于不设超高最小半径的圆曲线衔接处应设置缓和曲线。考虑安全、视觉和景观要求,缓和曲线的长度应尽量选用较大值。同时,根据缓和曲线的特点,当缓和曲线参数较大时缓和曲线曲率变化较缓慢,驾驶员容易感到线形的连续,易于操作。反之,缓和曲线参数较小时驾驶员不易操作,容易产生事故。因此应尽可能让缓和曲线参数取较大的值。
1.3竖曲线
竖曲线的设计与交通安全也紧密相关。当竖曲线坡度大于3%时,交通事故会骤增。当坡长过长,车辆下坡时重力沿纵坡的分力会导致车速越来越快,易造成车辆失控而导致交通事故发生。规范规定道路的纵坡坡度最大不得超过9%且合成坡度不允许大于10%。在此区间,5% ~ 8%的坡度是事故的高发坡度区,在道路路线设计时要格外注意,8%以上的坡度要力争避免。同时规范还对较大纵坡的坡长有明确的规定,其目的就是防止车辆在长纵坡上的超速行驶。
2公路构造物景观设计
公路构造物包括公路路基边坡、桥梁、隧道、中央分隔带等,这些构造物景观设计同样对交通安全有影响。
2.1公路路基边坡
夜上海论坛 公路路基边坡会直接影响驾驶员的视觉,边坡形式的多样性及色彩转换可以使驾驶员始终处于良好的环境中,从而减轻疲劳,保证安全行驶[4]。边坡景观设计具有保护路基边坡、稳定路基、减少水土流失、丰富公路景观和保障行车安全等功能。边坡景观设计应考虑以下方面:1)景观设计应随坡就势,通过不同色彩的调和对比弱化边坡形成的压抑感,创造良好的空间视觉享受,缓解驾驶疲劳。2)岩石边坡可采用垂直绿化形式,在碎落台种植垂直植物或攀援植物,形成上垂下攀之势。3)易进出的矮边坡地方,宜在防止进入的隔离网内栽植枝条坚硬多而密的有刺植物。4)挖方边坡绿化应对称布置。
2.2桥梁
桥梁的外观造型是公路宏观景观的重要组成部分,其对于提升周围景观的优美舒适性有着重要作用。桥梁桥型的选择,应充分考虑到施工的可行性,因地制宜。桥梁的景观设计包括桥型、景观元素、线型、色彩等方面。进行桥梁景观设计时,应以桥梁结构设计为主,其它的景观设计均依托于桥梁优美的造型[5]。因此,我们也应注重桥梁的整体景观效果,避免细节设计过于繁琐。
2.3隧道
由于隧道的特殊性,长隧道往往会给驾驶员带来巨大的心理压力,使其产生烦躁感。隧道洞口环境是隧道与外部环境的过渡段,设计优美的洞口可以缓解驾驶员忧虑的心情。故隧道洞口设计应尽量使其融入周边环境中,避免洞口的突兀感。
由于隧道内外的亮度相差过大,驾驶员在隧道进出口过渡段常常没有足够的反应时间适应亮度变化,故隧道口成为了交通安全的黑点。为了减少隧道通事故,在隧道进出口要加强照明设施建设,减小隧道内外的亮度差,同时设立交通标志提醒和引导驾驶员,保证安全行驶。
夜上海论坛 长隧道内部基调多为灰色,时间过长会使驾驶员会感到烦躁,产生急于驶离隧道的心态,造成车速过快,危害交通安全。因此,隧道内部景观设计通常以色彩设计为主,采用合理的色彩搭配来缓解驾驶员的疲劳和心理压力,从而保障行车安全。
2.4中央分隔带
夜上海论坛 中央分隔带作为高速公路的重要组成部分,具有减轻事故后果、隔离防眩、诱导视线、美化环境、保障行车安全等功能。基于交通安全考虑,中央分隔带景观设计应注意以下问题:
1)在长直线路段,中央分隔带绿化设计应通过种植不同植被形成不同形状的图案,同时每隔几百米可适当点缀数株小乔木,有意识地变化绿化景观,消除驾驶者的视觉疲劳和乘客的心理单调感。
2)布置形式上,在车速较快路段,宜以5~10km为一个标准段,按沿线两旁不同风光设计出若干个标准段,不同色彩植物交替使用,并在排列上考虑其渐变和韵律,使其满足动视觉的基本规律,形成景观序列,冲击司乘人员的视觉感官,减少视疲劳,增进舒适感。
夜上海论坛 3)在中央分隔带内栽植一定高度和冠幅的花灌木,加高防眩植物高度。
夜上海论坛 4)有目的地在弯道外侧种植较高大的行道树,以树木为诱导体,使前方路段给人以曲径通幽之感;弯道内侧绿化应以低矮花灌木为主,以保证驾驶员视线通畅。
夜上海论坛 3公路附属设施景观设计
公路标志牌有很多种,每一种都有其自身的功能,提供的信息也各不相同。这些标志牌除了满通功能、提供必要的交通信息外,还要满足可视度高的要求。交通标志一般是利用图像或是文字来提供交通信息。在设置交通标志时以图像为主,文字为辅[3]。
护栏不仅可以避免车辆冲出路侧,而且还能诱导驾驶员视线。护栏景观是通过色彩设计与护栏结构共同构成的。护栏的颜色要与周围环境背景合理搭配。护栏既要保证能给人一定警示感,同时也要避免给驾驶员过多的心理压力。应将护栏设计与地方风格结合,尽量避免与设计风格和周围设施发生冲突。
夜上海论坛 4公路路侧绿化景观设计
公路路侧绿化是最直观的景观设计,其对于交通安全有着无法替代的保障作用。因此,研究公路路侧绿化景观对交通安全的影响就显得尤为重要。通过分析交通事故,我们发现绿化树木对视距的影响是比较常见的问题。若公路绿化设计不当,驾驶员的行车视距往往会受到限制,这通常是因绿化景观造成的交通事故的直接成因。此外,公路绿化过于繁杂和运用过多会分散驾驶员的注意力、加重视觉负荷,遇到突发事件时容易对复杂情况做出错误的判断。
5结语
夜上海论坛 保障交通安全的重要因素之一是交通环境,而公路景观作为交通环境的重要组成部分对交通安全有着极大的影响。在进行公路景观设计时,要对公路景观进行分类,根据各项景观对交通安全的影响,同时结合交通事故发生原因,找出景观在交通安全中的作用,继而进行设计和改善,减少交通事故的发生。
参考文献:
[1]郑柯. 基于驾驶员心理生理反应的高速公路线形研究[D]. 北京工业大学,2003.
[2]张福忠,王彦杰,候翠荣. 道路景观对交通安全的影响[J]. 内蒙古科技与经济,2011
[3]赵宏彧. 基于交通安全的公路景观设计与评价[D]. 长安大学,2011.
[4]陈太华,万冬华,马良成. 基于交通安全的公路景观设计[J]. 公路交通技术,2011
作者简介:
【关键词】道路景观;交通安全;影响分析
1前言
夜上海论坛 道路交通是由人、车、道路及其环境等诸多因素组成的完整系统,系统内各因素相互作用、相互影响,共同影响着道路交通的行车安全性。而道路景观直接影响驾驶员的驾驶状况,从而对交通安全产生直接影响。良好的道路景观对改善道路周边环境,舒缓驾驶员的紧张情绪,提高交通的安全性,减少交通事故具有不可忽视的作用[1-2]。在分析比较国内外道路景观设计优缺点的基础上,分析了道路景观设计对交通安全性能的影响。
2国内外道路景观发展现状分析
夜上海论坛 2.1西方及日本等发达国家发展状况
在道路景观的规划设计中,西方及日本等发达国家,充分体现以人为本的设计理念,利用道路沿线自然环境,适当增加人文景观,在20世纪初美国就开始采用由道路和园林设计人员分工协作共同设计道路及其沿途景观的方法,在设计勘察道路线形时应充分考虑当地的地形地貌,合理利用沿线自然景物及地形地貌美化道路。60、70年代,又相继颁布了《道路美化条例》和《公路绿化技术规范》[3],80年代末,运用先进的勘测勘察设备和现代栽植技术对有关条例和规范进行了完善修订,现已形成比较完备的技术体系。德国建设高速公路的历史始于20世纪初,由公路建设的实践形成了系统的道路景观绿化理论[4]。特别是在道路与周围景观;道路本身线形的视觉质量及道路的线形组合问题等方面,积累了丰富的实践经验。日本在道路景观学研究方面位于世界前列,在道路景观学研究方面开发了道路高新绿化技术。制定了包括《公路边坡绿化技术》、《景观仿真技术》、《高速公路绿化技术五年计划》、《高速公路十年及长期发展规划的绿化办法》和《立体绿化》等绿化新技术[3]。形成了系统完善的技术体系,为道路景观学的发展奠定了基础。20世纪70年代起,恢复生态成为各国道路绿化的目标。
2.2国内发展状况
欧美发达国家的道路景观研究, 已经十分注重从驾驶人的行为活动、环境心理出发, 创造舒适宜人的景观环境。而我国对道路景观的研究尚处于起步阶段, 理论研究和实际应用都还处于探索阶段,远远落后于西方及日本等发达国家。1983年, 我国交通部制定颁发了《公路标准化美化标准》, 要求道路畅通、整洁、绿化、美化, 道路景物协调, 构成流畅、安全、舒适、优美的道路环境, 1998年又制定颁发了《公路环境保护设计规范》[6-7]。但是, 我国的道路景观环境建设尚未建立起完整的理论体系, 对道路景观绿化效果也没有完善的评价方法。
3 道路景观对交通安全的影响分析
夜上海论坛 3.1 绿化对交通安全的影响
道路绿化景观主要涉及树种的选择、植被高度、株距及绿化效果, 这些方面都对交通安全有着十分重要的影响。常用的道路绿化树种有三种类型: 少量阔叶乔木+花灌木+草地, 针叶乔木+花灌木+草地, 自然乔灌木+自然草地[8]。三种绿化类型可根据具体情况循环交替使用。在总体风格统一的前提下每段稍作变化, 避免单调的景观引起驾乘人员的视觉疲劳, 简单的方法是改变树木、花卉的品种。另外, 也不宜选用色彩过于缤纷的灌木作防眩主体, 它会分散驾驶人的注意力, 同样会影响驾驶安全。植被高度对交通安全影响较大, 尤其中央分隔带是道路绿化的重点。设计时要以确保驾驶人视线开阔为原则, 要求植物能起到夜间防眩光的作用,当对面车辆接近时, 能够减轻驾驶人心理上的危险感, 及频繁会车、长途行驶引起的精神疲劳感, 有利于车辆的安全行驶, 同时也最能体现景观特色。树株间距的选择也十分重要。连续不断的绿篱群体, 夜间能够起到遮光作用。但植株过密, 易枯死, 反而会影响驾驶安全; 株距过远, 夜间防眩效果不理想。因此每条道路要根据道路的宽度以及道路上行驶速度限制值的大小来选择树株间距。
夜上海论坛 3.2交通设施对交通安全的影响
科学、合理地设置交通设施, 有利于交通安全。交通标志标线能预告车辆驾驶人和行人前方某一路段、某一地点的地理与环境状况。交通设施能够解除驾驶人因路线不明而产生的犹豫、疑虑、焦躁或烦恼, 减少交通阻塞, 保障交通安全; 能够提供视线诱导, 增加道路美观, 排除各种纵、横向干扰, 对减轻交通事故的严重程度等起着重要的作用。交通设施的设置应遵循视觉可靠性、诱导有效性和失效保护性原则, 并结合道路两侧的地形、植被、构造物以及公路线形等综合考虑进行, 力图对道路环境中存在的潜在危险因素进行弥补[9]。
3.3灯光照明对交通安全的影响
道路上的照明条件是影响交通安全的重要因素。交通事故统计资料表明[10], 交通事故多发生在机动车照明条件差的道路上, 特别是夜间行车。因此,路灯的设置是十分讲究的, 它既有美化道路景观的作用, 也是一个涉及交通安全的问题。路灯的设置应遵循交通连续性原则, 不能忽明忽暗, 也不能嘎然而止, 要有缓和段,让人感觉到自然。灯光的强度要以安全和舒适为目标, 切忌刺眼和过分暗淡。灰暗的灯光, 加上单一的灰、黑色混凝土路面, 对驾驶人大脑皮层某些点产生重复刺激, 会导致一些神经细胞呈现抑制状态, 使驾驶人精神萎靡甚至入睡, 从而严重影响道路交通安全。
4 结语
道路景观作为交通环境的重要组成部分,二者相辅相成、相互影响,科学合理的道路景观设计不仅美化道路环境,而且对交通事故有重要的影响。所以,在道路规划、建设、管理过程中,在以人为本,充分考虑行车安全性的前提下,合理利用自然环境与人文景观,达到人、车、路及景观的和谐统一,为驾驶人员提供更加安全、舒适、愉悦的道路交通环境,确保安全畅通的行驶。
参考文献
夜上海论坛 [1] Jeonghun Mok, Landphair H C,Naderi JR. Landscape improvement impacts on roadside safety in Texas[J]. Landscape and Urban Planning,2006,78(3):263-274.
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[9]吴家弊. 景观形态学[M]. 叶南,译. 北京: 中国建筑工业出版社, 1999.
夜上海论坛 关键词:景观照明设计光球透光性光源照度补偿电容器程序化控制
承德市内有一条武烈河自北向南贯穿而过,因近年干旱缺水,河道断流,杂草丛生,蚊蝇孳生,不仅影响到城市市容,还影响到周边生态环境。2006年5月承德市动工兴建橡胶坝工程。坝址选在距上游承德大桥188.5处,设计坝轴线与河岸垂直,轴线方向NE39.5,采用三段充水式棉纶坝袋结构,每段长56.0m,中间设隔墩,深浅槽布置,中间深槽段坝高4.0m,底板高程291.40m,两侧浅槽段坝高3.0m,底板高程292.0m,充水泵房布置于右岸,泵房面积16.5×8.4m(长×宽),下部为泵房,上部为配电室、控制室、值班室,泵房内设置2台双吸离心泵,埋设3条充水管路,分别向三段坝袋充水。
夜上海论坛 橡胶坝的建设,一可以改善市城生态环境,还武烈河以碧绿水面,在蓄水的第一天就吸引了4只天鹅落客水面;二可以提供市城生活用水,解决水源危机;三可以提供观光娱乐场所,划船、戏水、垂钓等。
由于橡胶坝位于市区,其景观照明设计就显得尤为重要,既要满足工程运行管理要求,又应该与周边照明设施融合辉映。
1方案比选
夜上海论坛 方案一,在坝袋间的2个隔墩上各设一支高杆灯,杆高选多少米才合适呢?30m、40m…,经过计算机效果仿真,否定了这一方案。因为高杆灯安装于河槽,地势低,所以无论从独自视觉效果,还是与周边灯光层次配合上,均不适合。
方案二,在坝袋间的2个隔墩上各设一组百叶华灯,虽然照度效果达到了,但灯型与右岸市府广场类同,没有新意。
夜上海论坛 方案三,沿橡胶坝布设霓虹灯,考虑防洪安全要求,需接一条架空线安装霓虹灯,另外,与左岸步行街灯型类同,且照度不够。
夜上海论坛 方案四,在2个隔墩上分别设置自动旋转投光灯,以两条移动光束照射水面及两岸,虽然增加了动感,但其强烈的眩光会影响慢步河边的游人眼睛。
方案五,在2个隔墩上各装设1个直径为4m的玻璃钢球,球内装设照明光源,利用透光原理,当燃亮球内光源时,两支光球尤如两颗硕大无比的夜明珠,与周边景观配合,真有画龙点睛之效。球体颜色选用浅蓝色,以满足透光性好,且与周边景观相协调的要求。对球内光源要求发光效率高,使用寿命长,光通量大,选用飞利浦HPI-T-2000W金卤灯(技术参数见表1),它是在高压汞灯的基础上,添加金属卤化物,使金属原子或分子参与放电,发出可见光,调配金属卤化物的成分和配比,可得到全光谱(白光)的光源。每只球体内装设三只HPI-T 2000W金卤灯,三角布置于球心支架上。
表1飞利浦HPI-T 2000W金卤灯技术参数
灯泡型号 电流
(A) 光通量
(Lm) 光效
(Lm/W) 电压
(V) 显色性
(CRI) 色温
(K) 平均
寿命(Hours)
HPI-T-2000W/220V 16.5 189000 97 130 65 4900 10000
经过设计评审,最终选定方案五为实施方案(效果图见图1)。
夜上海论坛 图1 橡胶坝工程夜景照明设计效果图
2方案设计
以下仅就设计中的几个技术问题说明如下。
2.1球体透光性检测
球体透光性直接关系到球内光源功率的确定,透光性差,则需配置光源功率大、效率低、运行费用高,透光性好,则反之。经国家玻璃质量监督检验中心检测(检测数据见表2),球体玻璃钢选用浅蓝色,既可满足透光性要求,又兼顾了与周边景观的协调。
表2浅蓝色玻璃钢透光性检测技术参数
检验
项目 标准要求
《热反射玻璃》
JC693-1998 样品
编号 实测值 单项
结论
可见光透射比 偏差≤±2% 2、4、6 平均值33.56%,偏差-0.11%~+0.10% 合格
夜上海论坛 可见光反射比 偏差≤±3% 2、4、6 平均值15.17%,偏差-0.24%~+0.14% 合格
夜上海论坛 色差 ΔEж≤3 1、3、5 ΔEж≤0.25 合格
2.2光源照度计算
采用Philips HPT-T-2000W/220V,光源光通量189000Lm,球体表面积S=4πR2=πD2=51.84m2,球体表面光亮度M=Φ×80%/S=875cd/m2,按照周围无其它光源影响60m处照度E=I/r2=8.7Lux,即在河岸边的亮度值接近《水力发电厂机电设计技术规范》SDJ173-85规定的主要通道照度标准10Lux的要求。
2.3加装补偿电容
夜上海论坛 因卤化灯功率因数很低,本工程所选光源cosφ=0.44,经以下照明负荷计算及压降损失计算,可以看出通过加装补偿电容,减小工作电流近1倍,减小压降损失近4倍,从而降低了电缆截面,提高了用电效率。
夜上海论坛 ⑴照明负荷工作电流计算
夜上海论坛 加装补偿电容前:Ijs1=PΣ/(√3Uncosφ)=6×2000W/(√3×380×0.44)=41.44A;
加装补偿电容后:Ijs2=PΣ/(√3Uncosφ)=6×2000W/(√3×380×0.85)=21.44A。
⑵照明网络线路损失计算
夜上海论坛 加装补偿电容前:ΔP1=I2R=I2(rL)=41.442×(3.4347×0.12)=176.95V;
电源电缆选用JHS-3×6+1×4型防水橡套软电缆,
夜上海论坛 其r=3.4347,L=0.12km。
加装补偿电容后:ΔP2=I2R=I2(rL)=21.442×(3.4347×0.12)=47.37V。
⑶补偿电容计算
夜上海论坛 Qc=P(tgα1- tgα2)=2000×(tg63.9°-tg31.8°)=2842.5Var,
其中:α1=cos-1(0.44)=63.9°, α2=cos-1(0.85)=31.8°;
夜上海论坛 Qc=ωCU2,C= Qc/ωU2=2842.5/(100×3.14×2202)=187μF。
2.4程序控制
夜上海论坛 光源采用程序化控制,设有4种运行工况。第一种为全亮,遇有重大节日或重要事件可投入该种运行方式;第二种仅燃亮每只光球内面向河岸布置的2盏光源,造成明暗视觉差,而河岸侧亮度不减,节省了能源;第三种只燃亮光球内面向河内布置的1盏光源,隔岸而望,有一种朦胧之感;第四种则轮流燃亮光球内的3盏光源,造成动感,但闪动频率不易过快,以免频繁启动光源,影响其使用寿命。
2.5通风散热
光球内3盏2000W光源燃亮时,散发出的热量,如果密闭在球体中,势必造成球内温度升高、过热,将直接影响到球体玻璃钢贴膜及光源使用寿命,故提出在球体上开设通风窗的问题,其中需注意以下三点:①通风窗应考虑防雨,不能开在球体上部,②通风窗应考虑防洪,不能低于河道最高洪水位,③通风窗应考虑防虫,需设防虫隔网。
3结束语
通过承德橡胶坝工程景观照明设计使我们更进一步理解到“绿色照明”的深刻含义及现实意义,具体表现为:①节能,通过加装补偿电容,降低了线路损耗,减小了电缆截面。②协调,方案设计除考虑自身特点外,还需兼顾周边景观设计,统筹规划,整体协调。③长寿,玻璃钢球开设通气窗,延长光源使用寿命。④人文,通过程序化控制,使之更趋人性化。⑤环保,采用浅蓝色光球,夜晚光源燃亮时提高透光性,并避免眩光,白天光源不亮时增加观赏性等。
参考文献
[1]《橡胶坝技术规范》(SL227-98)