基于雾天低能见度条件下的车速安全限制

2018-05-14郄岩唐心亮

科技风 2018年10期

郄岩唐心亮

摘要：根据行车速度的各种影响因素建立车速安全限制计算关系，最大限度的降低雾天低能见度条件下的行车安全事故。通过对影响车速的各种因素进行分析，基于停车视距计算当前能见度条件下的安全车速，提供当前恶劣条件下的限制车速，对高速公路发挥最大优势，顺畅通车提供良好的技术支持。

关键词：雾天；低能见度；安全车速；停车视距

经济越来越快发展的同时，我国对高速公路建设的需求也越来越紧迫，一方面不断加大对高速公路建设的投入力度，另一方面宏观调控提高高速公路交通通行概率。虽然经过长期努力高速公路带来的便利已经非常显著，但遇到雾天低能见度的特殊情况时，行车安全隐患极度加剧，此时发生交通事故的概率也大大增加。大量的交通事故中由于雾天低能见度原因造成的占很大一部分，由于雾天低能见度造成汽车在高速公路上行驶视野快速下降，对人们的生命安全以及社会经济发展产生了巨大的威胁。

一、雾天低能见度对车辆行车安全影响因素

由于雾天对能见度的影响使得在高速公路发生的交通事故中雾天低能见度条件下的事件占了交通事故总事件的最高比重，且在雾天低能见度条件下的交通事故多为恶性事故。高速公路行车安全在雾天这一特殊天气影响下的主要危险主要有以下几点（图1）：

（一）低能见度

当处于雾天低能见度条件下，驾驶员的视物明度减小，行车过程中视线受到阻碍，造成驾驶员此时的可视距离急速下降。同时雾天低能见度条件下驾驶员对道路交通设施和交通标志的认知显得尤其吃力，使得司机不能及时准确地获取交通信息。高速公路的能见度在雾天低能见度条件下都低于100米，有时能见度会降低到20-30米，这种状况下驾驶员极易错误接收交通信息做出错误的操作。同时在路上驾驶员若突然发现障碍物，极有可能因为没有足够的时间采取制动措施而造成交通事故，且发生事故后由于能见度低，若后面的车辆无法及时判断前方的交通状况，会引起更严重的二次事故。

（二）路面附着系数低

高速公路稳定运行一部分原因得益于路面能够提供给汽车足够的制动摩擦力，但在雾天路面附着系数会产生显著变化。干燥路面的摩擦系数与潮湿路面的摩擦系数差异很大，另一方面，不同的公路自身材料状况同时影响着路面摩擦系数。沥青公路表面的摩擦系数要明显小于水泥混凝土公路路面，因此在沥青公路行驶的车辆需要更长的制动距离，若驾驶员反应不及时极易发生交通事故。如果遇到雾天且气温较低时，高速公路路面会出現结冰的现象，此时路面的附着系数进一步降低，行驶车辆从开始刹车动作直到车辆停止运行需要的距离更远，且此时车辆自身稳定性下降，众多微量变化因素不容易被车辆驾驶员发觉，行驶过程中的安全隐患急剧加大。不同状况下路面附着系数会不同，车辆的制动距离不同，且不同车辆自身的因素也会影响制动距离的大小，雾天对其影响明显，稍有不慎便会威胁人们的生命安全。

（三）车辆驾驶员心里负荷增大

能见度的高低影响着车辆驾驶员在高速公路上行驶时对行驶车速的判断和感知。以往学者对相关现象长期研究结果发现雾天条件对驾驶员的行车速度的感知产生的影响是双向的：一方面，若当前能见度为50米以下则车辆驾驶员通常会过低的估计当前的车辆行驶速度；另一方面，若当能见度为100米以上则车辆驾驶员通常会过高的估计当前的车辆行驶速度。也就是说，能见度越低，估计你的驾驶速度就越容易。基于此研究结果，当驾驶员在雾天条件下行驶在高速公路上，由于低能见度影响车辆驾驶员对自身车速的估算，因此在行驶过程中车辆驾驶员会处于高度紧张状态，增大心里负荷，影响其在高速公路上行驶的安全感和舒适感。

二、安全车速限制理论

高速公路实现安全车速限制要在实现经济，安全，舒适目标的同时，最大化体现高速公路的运营效率。因此在公路安全车速限制时考虑下列四方面情况：第一，为了达到高速公路的车辆运行效率高的目标在条件允许的情况下尽量提高最高车速限制值；第二，明确安全车速限制的目的是为了降低事故发生的严重程度，即将事故发生概率保持在一个可以接受的范围内；第三，安全车速限制能够在确保高速公路运行效率以及车辆安全的前提下使高速公路的行驶车辆收到最好的经济效益；第四，安全车速限制下车辆驾驶人员应该没有不舒适感。

三、安全车速计算模型

（一）车速安全限制模型的选择

通常基于停车视距模型和交通标志认知距离模型对雾天低能见度条件下的道路安全车速计算进行理论研究基础，但是认知距离模型主观性影响较大，不同的车辆驾驶员拥有不同的驾驶习惯和驾驶经验，他们遇到状况时对于自身车辆行驶速度的估计、对事件的反应能力、制动反应时间等方面会有很大的差异性，无法确定固定的安全车距。同时车辆在行驶过程中能见度也会随时间以及地点不同逐渐发生变化，因此，在建立预警系统时选择基于停车视距模型来分析雾天低能见度条件下车辆的安全车速限制。

雾天低能见度条件下车辆在高速公路上行驶，为了保护车辆驾驶员的生命安全，前后车辆应保持一定的安全车距，更好的保证车辆在高速公路上行驶的安全性。本文采用停车视距模型分析雾天低能见度条件下的安全车速限制，原理如图2所示。

四、结语

高速公路在当今社会经济中发挥着巨大的经济效益，带动我国经济迅速发展，然而只有车辆以较高的车速行驶，高速公路的运营经济效益才得以最大的实现，因此车辆行驶速度的合理限速和智能控制是高速公路交通安全研究的重要方向。本文针对雾天低能见度条件下，车辆在高速公路行驶时与路面附着系数减小，基于停车视距模型建立了安全车速限制计算模型，对雾天低能见度情况下限制车辆行驶车速有重大意义，能够缓解雾天高速公路交通事故频发的压力，保证人员生命安全降低财产损失。

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