王清洲 陳佳夢(mèng) 范 鑫 國(guó)騰飛

(1.河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)院 天津 300401；2.河北省土木工程技術(shù)研究中心 天津 300401；3.天津鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道運(yùn)輸系 天津 300240)

0 引 言

近10年國(guó)內(nèi)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，山區(qū)旅游公路因線形復(fù)雜，導(dǎo)致交通事故頻發(fā)，自駕游的安全性亟待關(guān)注。山區(qū)旅游公路為避免破壞原有地貌、植被和景致順勢(shì)而建，舍棄高技術(shù)等級(jí)、高橋隧比作為路線設(shè)計(jì)的目標(biāo)[1]，因此,常出現(xiàn)技術(shù)等級(jí)低、路窄、坡陡、彎急的路段，甚至突破設(shè)計(jì)規(guī)范中部分參數(shù)的極限值以克服復(fù)雜地形，加重駕駛員的生理負(fù)荷，易造成交通事故，危及司乘人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

國(guó)內(nèi)外對(duì)普通公路、山區(qū)公路的安全性研究，以及對(duì)駕駛員生理心理負(fù)荷的研究取得許多成果。美國(guó)、英國(guó)和澳大利亞的專(zhuān)家學(xué)者P. Bhalla, S. Tripathi和S. Palria.[2]經(jīng)過(guò)對(duì)大量事故的深入研究，認(rèn)為人作為影響因素之一，影響程度最大，均超50%。S. F. Kazemi和Y. Shafahi[3]對(duì)道路線形的設(shè)計(jì)理念提出靈活使用，順應(yīng)地形，兼顧考慮汽車(chē)動(dòng)力和車(chē)身設(shè)計(jì)與道路周?chē)h(huán)境、所處地形、駕駛員操作行為等因素，制定寬泛線形指標(biāo)，根據(jù)實(shí)際地形特征選用。S. Kang和S. M. Lee[4]通過(guò)1996-2000年的大量觀測(cè)數(shù)據(jù)及地理信息系統(tǒng)(GIS)輔助測(cè)試和研究，提出在交通事故中的風(fēng)險(xiǎn)因子，發(fā)現(xiàn)平曲線與事故率顯著相關(guān)。曹友露[5]利用Smart Eye Pro 5.7型眼動(dòng)儀及GNSS接收機(jī)進(jìn)行雙車(chē)道公路駕駛員眼動(dòng)試驗(yàn)，記錄了行駛過(guò)程駕駛員眼動(dòng)參數(shù)，確定視覺(jué)負(fù)荷強(qiáng)度值，根據(jù)視覺(jué)負(fù)荷強(qiáng)度對(duì)雙車(chē)道公路線形進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。潘曉東[6]研究人體信息技術(shù)，通過(guò)駕駛員脈搏數(shù)和血壓值建立評(píng)價(jià)駕駛員心理生理上的反應(yīng)指標(biāo)，研究道路交通環(huán)境對(duì)駕駛員形成的心理上的影響和生理上的負(fù)擔(dān)，用以評(píng)價(jià)道路線形的安全視距及優(yōu)劣性，并提出改善方案。

已有研究成果主要針對(duì)高速公路、山區(qū)干線公路駕駛員生理負(fù)荷與線形的關(guān)系，對(duì)于線形更復(fù)雜且有較多不滿(mǎn)足規(guī)范設(shè)計(jì)值的旅游公路的安全性評(píng)價(jià)鮮有報(bào)道，使山區(qū)旅游公路的線形設(shè)計(jì)缺少可參考的理論依據(jù)。通過(guò)分析山區(qū)旅游公路駕駛員心率變化與道路線形、運(yùn)行速度的關(guān)系，研究雙向2車(chē)道山區(qū)旅游公路幾何線形布置對(duì)駕駛員心理的影響，揭示駕駛員、道路線形指標(biāo)、運(yùn)行速度相互作用機(jī)理，建立N(i),N(r) ,N(i,r,v)的關(guān)系模型，提出敏感路段的技術(shù)特征，為山區(qū)旅游公路安全性研究提出理論依據(jù)。

1 山區(qū)旅游公路的特點(diǎn)

旅游公路的概念與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)在我國(guó)尚未統(tǒng)一，綜合目前研究成果[7-9]，滿(mǎn)足下述之一者且修建于山嶺之上的公路便可認(rèn)為廣義的山區(qū)旅游公路：連接景區(qū)與景區(qū)或景區(qū)內(nèi)部各個(gè)景點(diǎn)的道路；通往景區(qū)入口的道路；雖不直接通往景區(qū)入口，但旅游車(chē)輛在該道路的交通量組成中超過(guò)一定的比例；車(chē)流量具有明顯的旅游淡旺季差別；道路本身是等級(jí)公路、國(guó)省道或縣鄉(xiāng)道，但沿途風(fēng)光別致優(yōu)美，帶給乘客和駕駛員愉快的旅途感受。

1.1 特點(diǎn)

1) 線形復(fù)雜，個(gè)別路段超過(guò)規(guī)范極限最小半徑。平面線形中，直線線形較少，多以緩和曲線、圓曲線組成，且圓曲線半徑基本小于200 m，主要分布在20～60 m半徑范圍內(nèi)，但由于小汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的行駛速度多集中在30～40 km/h，使得極限最小半徑不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；縱斷面線形中，與平面線形組合出現(xiàn)很多彎坡線形，縱坡坡度分布在3%～15%，甚至更高，常見(jiàn)縱坡坡度分布在4%～10%。與JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》[10]中規(guī)定的各級(jí)公路圓曲線極限最小半徑及最大縱坡(見(jiàn)表1)相比，一些山區(qū)旅游公路線形指標(biāo)已突破規(guī)范。

表1各級(jí)公路圓曲線極限最小半徑及最大縱坡

Tab.1Minimumradiusofthelimitofroadcircleandmaximumverticalslopeatalllevels

設(shè)計(jì)速度/(km/h)1201008060403020極限最小半徑/m650400250125603015最大坡度/%3456789

2) 車(chē)型組成單一。根據(jù)已有文獻(xiàn)[11]和對(duì)實(shí)驗(yàn)路車(chē)流量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，山區(qū)旅游公路的車(chē)型以轎車(chē)為主，占總車(chē)流量的80%以上。車(chē)輛間速度差較小，同向行駛的車(chē)輛協(xié)調(diào)性較好，通行效率較高。

3) 車(chē)流量與旅游淡旺季緊密相關(guān)。由于旅游公路主要為景區(qū)和旅客服務(wù)，受旅游淡旺季影響較大。

4) 駕駛員對(duì)路況陌生。由于大部分駕駛員為初次行駛在山區(qū)旅游公路上，線形復(fù)雜多變，對(duì)駕駛員有極大考驗(yàn)，道路安保設(shè)施及標(biāo)志標(biāo)線的合理布設(shè)尤為重要。

2 實(shí)驗(yàn)方案

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

以駕駛員心率增長(zhǎng)率作為生理負(fù)荷的評(píng)價(jià)指標(biāo)[12]，通過(guò)駕駛員在典型山區(qū)旅游公路上根據(jù)路況自由行駛，測(cè)得心率增長(zhǎng)率與道路線形、運(yùn)行速度的關(guān)系，提出山區(qū)旅游公路線形設(shè)計(jì)指標(biāo)的合理取值，并根據(jù)心率變化率及速度差提出敏感路段的確定依據(jù)。

2.2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備

實(shí)驗(yàn)采用VBOX GPS數(shù)據(jù)采集器和TCL5000動(dòng)態(tài)心電圖儀。VBOX用于測(cè)量移動(dòng)汽車(chē)的速度和距離并且提供橫縱向加速度值，減速度，MFDD，時(shí)間和制動(dòng)、滑行、加速等距離的準(zhǔn)確測(cè)量。TCL5000動(dòng)態(tài)心電圖儀可實(shí)現(xiàn)12導(dǎo)聯(lián)心電波形的同步采集，連續(xù)記錄時(shí)間可達(dá)24 h，對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行無(wú)壓縮存儲(chǔ)，通過(guò)自帶分析軟件，可計(jì)算得到心率增長(zhǎng)率。

2.3 實(shí)驗(yàn)駕駛員信息

為模擬大部分游客第一次進(jìn)入景區(qū)，對(duì)道路環(huán)境陌生的情景，實(shí)驗(yàn)選用的實(shí)驗(yàn)駕駛員均為初次駕車(chē)行駛實(shí)驗(yàn)路段，駕駛員相關(guān)信息見(jiàn)表2。

表2 實(shí)驗(yàn)駕駛員信息Tab.2 The drivers′ information of the experiment

2.4 實(shí)驗(yàn)路段及測(cè)量指標(biāo)

實(shí)驗(yàn)選取太行山保定轄區(qū)、燕山山脈承德轄區(qū)2段典型山區(qū)旅游公路作為實(shí)驗(yàn)路段，編號(hào)1，2，由VBOX采集的定位信息可以在Google Earth軟件中識(shí)別并繪制，圖1為1號(hào)實(shí)驗(yàn)路部分路段，圖2為2號(hào)實(shí)驗(yàn)路部分路段，2處均為國(guó)家4A級(jí)景區(qū)，旅游旺季交通量大。其中1號(hào)實(shí)驗(yàn)路長(zhǎng)25 km，縱坡坡度分布范圍為2.3%～6.5%，平均縱坡5.2%，圓曲線半徑分布范圍為14～252 m，多集中于20～60 m，雙向兩車(chē)道，瀝青路面，直接連通景區(qū)入口，主導(dǎo)車(chē)型為家用轎車(chē)，根據(jù)暑期高峰小時(shí)車(chē)流量觀測(cè)，占90%以上。2號(hào)實(shí)驗(yàn)路長(zhǎng)30 km，縱坡坡度分布范圍為5%～15%，平均縱坡9.2%，圓曲線半徑分布范圍為10～170 m，多集中于15～30 m，雙向2車(chē)道，水泥路面，景區(qū)內(nèi)部道路，車(chē)型全部為家用轎車(chē)及中型巴士。實(shí)驗(yàn)車(chē)輛選用大眾新捷達(dá)牌汽車(chē)，排量1.6 L。

心率、視覺(jué)行為參數(shù)是目前量化駕駛員的緊張度常用指標(biāo)。其中視覺(jué)行為參數(shù)主要通過(guò)眼動(dòng)儀進(jìn)行測(cè)量，對(duì)外界光線及環(huán)境變化敏感。而視覺(jué)環(huán)境及公路線形復(fù)雜、光線多變是山區(qū)旅游公路的顯著特征，與其他類(lèi)型公路相比，不易獲取與線形變化相關(guān)的視覺(jué)行為參數(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)心率的監(jiān)測(cè)設(shè)備趨向于便捷化，使用動(dòng)態(tài)心電圖儀實(shí)時(shí)測(cè)量駕駛員在駕駛過(guò)程中的心率，可以在不干擾駕駛員駕駛操作的基礎(chǔ)上準(zhǔn)確地采集心率數(shù)據(jù)。故選取心率為測(cè)試指標(biāo)

通過(guò)分析，實(shí)驗(yàn)安排6名駕駛員駕駛實(shí)驗(yàn)車(chē)均完成全部實(shí)驗(yàn)路上下行行駛路程，全程記錄駕駛員心率(bpm)、運(yùn)行速度(km/h)、圓曲線半徑(m)、縱坡坡度(%)等參數(shù)。

圖1 1號(hào)實(shí)驗(yàn)路部分路段Fig.1 Sections of No.1 experimental road

圖2 2號(hào)實(shí)驗(yàn)路部分路段Fig.2 Sections of No.2 experimental road

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 平面線形對(duì)駕駛員心率的影響

山區(qū)旅游公路直線線形較少，小半徑圓曲線(r<100 m)較多，且半徑常突破設(shè)計(jì)極限值，因此，著重研究小半徑對(duì)駕駛員心率的影響。將測(cè)得的有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用SPSS軟件分析，小半徑與心率增長(zhǎng)率顯著相關(guān)，擬合圖形如圖3。

圖3 心率增長(zhǎng)率與圓曲線半徑變化關(guān)系 Fig.3 The relationship of the change of heart rate and the change of radius of the circle

由圖3可知，2條實(shí)驗(yàn)路的小半徑路段的設(shè)計(jì)半徑r為40～60 m的圓曲線較多，心率增長(zhǎng)率N大部分落入25%～45%之間。當(dāng)半徑<40 m時(shí)，心率增長(zhǎng)率隨半徑的增加而快速降低；當(dāng)半徑介于40～80 m之間時(shí)，心率增長(zhǎng)率介于30%～38%之間，心率增長(zhǎng)率較為穩(wěn)定，且隨著半徑的增大有輕微上升趨勢(shì)；當(dāng)半徑介于80～100 m時(shí)，心率增長(zhǎng)率隨半徑的增加快速下降，心率介于25%～35%之間。心率增長(zhǎng)率隨半徑的增大，整體呈下降趨勢(shì)，但在圓曲線半徑介于40～80 m之間時(shí)出現(xiàn)小幅度上升，對(duì)比分析車(chē)輛速度曲線發(fā)現(xiàn)，由于進(jìn)入圓曲線前提前降速，到達(dá)中部后可觀察到更多的道路信息，伴隨著視距的改善和半徑區(qū)間的允許，出現(xiàn)2～6 s加速行為，如圖4(圖中曲線為VBOX記錄的速度曲線)，出彎時(shí)為調(diào)整方向又迅速減速，速度在短時(shí)間內(nèi)的增加后又降低，使得駕駛員在相對(duì)較小但又允許短時(shí)加速的半徑范圍內(nèi)，心率增長(zhǎng)率有小幅上升。

駕駛員心率增長(zhǎng)率與圓曲線半徑之間的回歸模型見(jiàn)式(1)，對(duì)回歸模型進(jìn)行F檢驗(yàn)，R2=0.864，適用于山區(qū)旅游公路小半徑(r<100 m)分析與設(shè)計(jì)。

N=55.957-1.13r+0.019r2-1.03E-4r3

(1)

式中：N為心率增長(zhǎng)率，%；r為圓曲線半徑，m。

根據(jù)已有研究成果[13]，心率增長(zhǎng)率大于40%后，駕駛員生理負(fù)荷進(jìn)入危險(xiǎn)閾值，故建議山區(qū)旅游公路圓曲線半徑r>20 m。

3.2 縱面線形對(duì)駕駛員心率變化的影響

3.2.1 上坡方向縱坡坡度對(duì)駕駛員心率變化的影響

在山區(qū)旅游景區(qū)，由于保護(hù)景區(qū)景觀生態(tài)及整體性的要求，設(shè)置隧道穿過(guò)山體無(wú)法實(shí)現(xiàn)，在嚴(yán)格的環(huán)境限制中，縱坡坡度突破極限值克服高差也較為常見(jiàn)。應(yīng)用SPSS對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中坡度和心率增長(zhǎng)率的進(jìn)行多次回歸發(fā)現(xiàn)，當(dāng)縱坡坡度介于3%～7.5%之間時(shí)(山區(qū)旅游公路的常見(jiàn)縱坡坡度)，心率增長(zhǎng)率與縱坡坡度的相關(guān)性差，R2=0.167，如圖5；但當(dāng)縱坡坡度大于7.5%時(shí)，心率增長(zhǎng)率與縱坡坡度相關(guān)性大幅提高，R2=0.755，見(jiàn)圖6。

圖5 縱坡坡度介于3%～7.5%之間N值變化Fig.5 N variation as slope between 3% and 7.5%

圖6 縱坡坡度大于7.5%N值變化Fig.6 N variation as slope greater than 7.5%

可見(jiàn)，上坡方向行駛時(shí)，當(dāng)縱坡坡度介于3%～7.5%之間，對(duì)駕駛員心率變化的影響不顯著，即影響較小；當(dāng)縱坡坡度大于7.5%，對(duì)駕駛員心率變化發(fā)生顯著影響。說(shuō)明當(dāng)坡度大于駕駛員心理承受值之后，駕駛員的主要生理負(fù)荷集中在對(duì)大縱坡的處理上，最大縱坡坡度心理承受值應(yīng)在7.5%～9%之間，因人而異。

當(dāng)縱坡坡度大于7.5%時(shí)，駕駛員心率增長(zhǎng)率與圓曲線半徑之間的回歸模型見(jiàn)式(2)，模型匯總和參數(shù)估計(jì)值見(jiàn)表4.2，R2=0.775。

N=0.49-4.53i+39.17i2

(2)

式中：N為心率增長(zhǎng)率，%；i為縱坡坡度。

3.2.2 下坡方向縱坡坡度對(duì)駕駛員心率變化的影響

與上坡方向的分析方法相同，通過(guò)SPSS對(duì)坡度和心率增長(zhǎng)率的多次回歸發(fā)現(xiàn)，當(dāng)縱坡坡度介于3%～7%之間時(shí)，心率增長(zhǎng)率與縱坡坡度的相關(guān)性差，R2=0.370，如圖7；但當(dāng)縱坡坡度大于7%時(shí)，心率增長(zhǎng)率與縱坡坡度相關(guān)性大幅提高，R2=0.792，見(jiàn)圖8。

圖7 縱坡坡度介于3%～7%之間N值變化Fig.7 N variation as slope between 3% and 7%

圖8 縱坡坡度大于7% N值變化Fig.8 N variation as slope greater than 7%

可見(jiàn)，下坡方向行駛時(shí)，當(dāng)縱坡坡度介于3%～7%之間，對(duì)駕駛員心率變化的影響不顯著，但相關(guān)水平R2高于上坡方向，說(shuō)明相同縱坡坡度，下坡對(duì)駕駛員的影響比上坡對(duì)駕駛員的影響大；當(dāng)縱坡坡度大于7%，對(duì)駕駛員心率變化發(fā)生顯著影響，且R2大于下坡方向，分界坡度小于上坡方向，主要是因?yàn)橄缕聲r(shí)車(chē)輛速度明顯高于上坡時(shí)，駕駛員處理時(shí)間短于上坡時(shí)，對(duì)陡坡的縱坡值比上坡更加敏感，因此，對(duì)駕駛員來(lái)說(shuō)，下坡方向生理負(fù)荷更大，危險(xiǎn)度更高。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，下坡方向最大縱坡坡度心理承受值應(yīng)在7%～8.5%之間，因人而異。

當(dāng)縱坡坡度大于7%時(shí)，駕駛員心率增長(zhǎng)率與圓曲線半徑之間的回歸模型見(jiàn)式(3)。

N=0.344-1.113t+21.828t2

(3)

式中：N為心率增長(zhǎng)率，%；i為縱坡坡度。

為保證心率增長(zhǎng)率不超過(guò)40%的危險(xiǎn)閾值，建議山區(qū)旅游公路縱坡坡度<8.5%。

3.3 平面線形及運(yùn)行速度對(duì)駕駛員心率的影響

平、縱組合所展現(xiàn)的立體線形是道路線形設(shè)計(jì)的最終成果。駕駛員行車(chē)過(guò)程中不斷對(duì)立體線形進(jìn)行綜合分析判斷，決定操作行為，選擇實(shí)際車(chē)速。也就是說(shuō)平、縱線形組合的優(yōu)劣最后會(huì)在駕駛員的心理生理指標(biāo)的變化上以及車(chē)輛的運(yùn)行速度上集中反映。由于直坡路段較少且相對(duì)安全，現(xiàn)分析彎坡路段。緩和曲線對(duì)駕駛員生理負(fù)荷強(qiáng)度起到調(diào)節(jié)作用，對(duì)行車(chē)安全有益，所以主要對(duì)坡度和圓曲線半徑進(jìn)行分析。將坡度i與圓曲線半徑r綜合為一個(gè)指標(biāo)彎坡度M=i/r(0.1%)，分析彎坡度M與駕駛員心率增長(zhǎng)率N的關(guān)系。采用MATLAB軟件對(duì)自變量為彎坡度M(對(duì)應(yīng)x軸)、車(chē)輛運(yùn)行速度v(對(duì)應(yīng)y軸)，因變量為心率增長(zhǎng)率N(%)(對(duì)應(yīng)z軸)進(jìn)行擬合，由擬合運(yùn)行結(jié)果可得在95%置信區(qū)間內(nèi)，R2=0.7646的3個(gè)變量的函數(shù)關(guān)系式，如式(4)，擬合圖形見(jiàn)圖9。

N=-17.8+10.78M-0.081v-

0.896M2-0.083Mv-0.007v2

(4)

圖9 M，v，N關(guān)系變化圖Fig.9 M，v，N relation graph

由擬合公式(4)及圖9可見(jiàn)，v，i/R在顯著影響心率增長(zhǎng)率N的大小。其中，彎坡度M值一定時(shí)，速度v越高，心率增長(zhǎng)率N越大；速度v一定時(shí)，彎坡度M值越高心率增長(zhǎng)率N越大；速度v和彎坡度M值都減小(或增加)時(shí)，心率增長(zhǎng)率N減小(或增加)；根據(jù)圖形曲面可以看出，速度對(duì)心率的影響高于彎坡度對(duì)心率的影響，因此山區(qū)旅游公路中的限速標(biāo)志及減速設(shè)施對(duì)于保障行車(chē)安全至關(guān)重要，而這些恰恰是多數(shù)旅游公路所缺失的。

3.4 敏感路段特征及防護(hù)措施

3.4.1 敏感路段特征

心率是評(píng)價(jià)駕駛員生理負(fù)荷的代表性指標(biāo)，心率增長(zhǎng)率越大，對(duì)于駕駛員危險(xiǎn)度越高，故心率變化大的路段可能是線形復(fù)雜的敏感路段。但不排除在線形良好路段由于駕駛員處理會(huì)車(chē)或自身原因等偶然事件對(duì)心率產(chǎn)生較大波動(dòng)。速度差對(duì)交通安全有較大影響，常常引起追尾、碰撞等事故，它反應(yīng)了速度協(xié)調(diào)性，從本質(zhì)上反應(yīng)了線形的協(xié)調(diào)性及安全性[16]。所以同時(shí)選用速度差作為評(píng)價(jià)條件。當(dāng)速度差大于表3的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)后，應(yīng)重新調(diào)整平、縱面設(shè)計(jì)[17]。

表3道路連續(xù)性(運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

Tab.3Evaluationcriteriaofroadcontinuity(velocitycoordination) km/h

運(yùn)行速度8060403020速度差20181512

在1，2號(hào)實(shí)驗(yàn)路有效測(cè)試數(shù)據(jù)中，心率增長(zhǎng)率≥40%及1號(hào)實(shí)驗(yàn)路速度差≥15 km/h、2號(hào)實(shí)驗(yàn)路速度差≥12 km/h的路段共出現(xiàn)18個(gè)。部分敏感路段特征信息見(jiàn)表4。

表4 部分敏感路段特征信息Tab.4 Characteristic information of partial sensitive section

根據(jù)18個(gè)敏感路段的特征信息發(fā)現(xiàn)，敏感路段為陡坡或急彎路段，或陡坡急彎的情況同時(shí)存在，陡坡坡度>8%，急彎處半徑<30 m。在半徑小于20 m的圓曲線且前后線形相對(duì)順直處的路段，速度差最大，平均速度差達(dá)到20 km/h以上，速度協(xié)調(diào)性最差，同時(shí)心率增長(zhǎng)率也會(huì)迅速升高。根據(jù)實(shí)地調(diào)研發(fā)現(xiàn)，小半徑彎道處超高和加寬設(shè)計(jì)嚴(yán)重不足或根本不設(shè)。故小半徑圓曲線且前后線形相對(duì)順直的路段容易因超速、視距不良造成側(cè)翻、占道碰撞等交通事故。

其次，當(dāng)敏感路段前后坡差太大時(shí)，會(huì)造成駕駛員頻繁進(jìn)行換擋操作，且路段本身為圓曲線半徑較小(60 m)的轉(zhuǎn)彎處，視距較差，駕駛員需要及時(shí)調(diào)整車(chē)速及方向才能平穩(wěn)通過(guò)，這樣的路段給駕駛員的生理、心理造成較大的負(fù)荷，使得前后坡差≥2%的轉(zhuǎn)彎路段也成為敏感路段。

通過(guò)Google Earth軟件對(duì)敏感路段的立體展現(xiàn)可以看到，處于山區(qū)的旅游公路，當(dāng)車(chē)輛行駛于靠山體一側(cè)，視距條件差，如圖10箭頭位置，彎坡度較大時(shí)，側(cè)向和前方的路況均不易看到，非常危險(xiǎn)；當(dāng)車(chē)輛行駛于靠深溝或懸崖一側(cè)，見(jiàn)圖11箭頭位置，且路側(cè)險(xiǎn)要路段缺少護(hù)欄等設(shè)施，容易使駕駛員緊張慌亂，發(fā)生事故。

圖10 靠山體一側(cè)Fig.10 On the mountain side

圖11 靠深溝或懸崖一側(cè)Fig.11 On the side of a deep trench or cliff

3.4.2 敏感路段防護(hù)措施

1) 在半徑小于20 m的圓曲線且前后線形相對(duì)順直處的路段，盡可能在道路內(nèi)側(cè)加寬彎道，并嚴(yán)格限速。根據(jù)橫向力系數(shù)μ的定義式，設(shè)μ=0.15(駕駛員較低心理負(fù)荷的取值[18])，計(jì)算得到限速的建議值，見(jiàn)表5。

表5 對(duì)應(yīng)半徑的限速建議值Tab.5 Recommended velocity limit of corresponding radius

注：r0為圓曲線半徑，m；V為限速建議值，km/h。

2) 在小半徑圓曲線處合理設(shè)置醒目標(biāo)志，在小半徑曲線位置之前不短于50 m處外側(cè)設(shè)置輪廓標(biāo)或示警樁；根據(jù)路側(cè)危險(xiǎn)程度設(shè)置護(hù)欄，建議山區(qū)旅游公路中使用纜索護(hù)欄[19]或選擇外觀自然、與周?chē)h(huán)境相融合的護(hù)欄形式，但不得降低護(hù)欄防撞等級(jí)，同時(shí)應(yīng)增加護(hù)欄高度至120 cm。并設(shè)置限速標(biāo)志、減速振動(dòng)標(biāo)線或減速帶。

4 結(jié) 論

1) 建議山區(qū)旅游公路圓曲線極限最小半徑大于20 m，最陡縱坡小于8.5%。提出對(duì)應(yīng)半徑下的限速建議值，特別是圓曲線半徑≤15 m時(shí)，限速不應(yīng)超過(guò)20 km/h。

2) 建立了速度、縱坡坡度、圓曲線半徑三因素影響駕駛員心率增長(zhǎng)率的關(guān)系模型，速度對(duì)心率的影響高于半徑及縱坡。

3) 敏感路段具有以下特征：陡坡(i>8%)、急彎(r<30 m)、坡差大(>2%)、臨崖、視距不良路段，建議敏感路段采取速度限制和安全防護(hù)措施。

4) 山區(qū)旅游公路對(duì)駕駛員心電特征影響的試驗(yàn)研究中，未考慮海拔高度變化、夜間或不良天氣等因素對(duì)駕駛員生理心理負(fù)荷的影響，需做進(jìn)一步研究，豐富研究成果