指路标志版面设计表达形式的理解性试验研究

2021-05-25贾志绚晋民杰

太原科技大学学报 2021年3期

贾志绚，解晅，晋民杰

(太原科技大学交通与物流学院，太原 030024)

道路交通标志是通过图形符号、文字向驾驶员及道路使用者提供道路信息，用以管制、引导交通的安全设施[1]。其设计目的是为道路使用者提供直接准确的引导服务，有效提高道路通行能力，减少交通事故，提高道路行车安全性。

《道路交通标志和标线》[1](以下简称国标)从1986年第一次颁布实施到目前共经历了三次修订，用于规范交通标志标线的实施与设置。Al-Madani通过大量的问卷调查，研究了年龄、婚姻状态、驾驶经验、事故发生率对驾驶员正确理解交通标志的影响，认为驾龄对其理解度的影响最为明显，且驾龄越长，理解度越好，女性理解能力较差于男性[2-4]。刘浩学以交通标志现状为基础，从驾驶员的需求角度对公路交叉口交通标志的设置进行了工效学分析[5]。林雨等借助眼动仪进行了标志信息量大小对驾驶员认知时间影响的室内模拟实验，认为当指路标志上的汉字字数达到17个或道路名称个数达到6个时，驾驶员的认知时间开始显著增长，得到了指路标志信息过载的阈值[6]。但关于标志设计表达的理解性研究文献较少。

国标建议的指路标志版面形式是将当前交叉口的横向道路信息或编号放置于版面图形内，将邻近可到达的道路名称置于图形外[7]。虽然有规范的指引，但由于地域、路网存在差异，标准包含内容仍不能很好地满足应用需求，比如标准中没有详细指出如何确定指路标志需提供的指示信息[8]，导致各地指路标志版面设计呈现“百花齐放”的姿态，给出行带来困惑，产生大量无效交通，严重时会使驾驶员产生“路怒症”，带来安全隐患。因此，研究易于被大众理解的指路标志设计表达形式具有十分重要的实际意义。

1 国标建议指路标志表达形式

图1 国标建议的三种十字交叉路口指路标志表达形式及其对应路网图Fig.1 Three kinds of expression forms of intersection guide signs proposed by the national standardand their corresponding road network diagram

国标建议的十字型交叉路口指路标志表达形式主要有三种，图1为其表达形式与对应的路网图。地方性指路标志均在国标建议基础上进行设计。国标形式1、形式2的指路标志版面内容简洁，易理解。形式3的指路标志版面直行前方通达的道路信息按照由近及远的顺序由左至右排列，当前交叉口左右转通达的道路信息按照由近及远的顺序由上至下排列，且道路信息均横向排列，容易被误读为横向的道路信息，产生歧义；未布设当前直行道路信息，不利于驾驶员辨识路网形态。

2 各大城市指路标志表达形式及分析

北京市的指路标志(图2)，主要是基于国标形式3设计，位于版面图形上方和两侧的信息为主要信息。其中，图形上方布设了当前直行道路信息，与国标建议应布设的“当前道路前方通达道路信息”内容、形式不符；图形两侧的信息为交叉口横向道路信息，左右转通达道路信息位于其下括弧内，且字号较小，同样不符合国标建议。此设计与规范差异大，容易导致认知混乱——将广宁伯街误解为前方通达道路信息，将金融大街误解横向道路前方通达道路信息；易将括弧内道路信息理解为通达道路信息之一，会导致路网形态判断错误。

图2 北京市某指路标志及实际路网图Fig.2 A guide sign and its actual road network diagram in Beijing

上海市指路标志(图3)主要是基于国标形式1设计。其版面图形为六边形框及方向箭头，框内布设当前交叉口横向道路信息；其图形上方为直行前方通达道路信息，按照由近及远顺序由下至上排列，与国标建议的排列顺序相反，容易造成理解歧义；图形两侧箭头上方为当前交叉口左右转通达的道路信息，因其与向上的方向箭头距离很近，横向排列，且高于箭头，可能会将其误认为当前直行道路前方通达的横向道路信息；在左右箭杆上下两侧均设置有即将进入道路的门牌号码，但字号较小，不易识读。

图3 上海市某指路标志及实际路网图Fig.3 A guide sign and its actual road network diagram in Shanghai

成都市指路标志(图4)，主要是基于国标形式2设计。其版面图形中的横向六边形框内标识了当前交叉口横向道路信息，且左右两侧分开标识，设计表达形象，易于理解，特别适用于交叉口横向道路左右两侧道路信息不同的情况；两侧六边形上方为当前交叉口左右转通达道路信息，但文字横向排列，易产生理解歧义；图形下方为当前直行道路信息，未布设于箭头图形内，且横向排列，易被误解为当前交叉口横向道路信息。

图4 成都市某指路标志及实际路网图Fig.4 A guide sign and its actual road network diagram in Chengdu

青岛市指路标志(图5)，基本基于国标形式3设计。图形上方左侧信息为当前直行道路前方通达道路信息，右侧为当前交叉口左转通达道路信息；图形两侧下方为当前交叉口横向道路信息，按照由近及远的顺序从上至下排列。此版面设计内容不符合国标要求内容，版面图形布设位置很不合理，表达形式与实际路网相差太大，极易造成严重的混乱现象。

图5 青岛市某指路标志及实际路网图Fig.5 A guide sign and its actual road network diagram in Qingdao

图6 广州市某指路标志及实际路网图Fig.6 A guide sign and its actual road network diagram in Guangzhou

广州市的指路标志(图6)，主要是基于国标形式3设计。其版面图形上方为当前直行道路前方连续两条通达道路信息，按照由远到近的顺序由左至右排列，与国标建议排列顺序相反，容易造成理解歧义；图形左右两侧也分别标识两条信息，其中上方信息为当前交叉口横向道路信息，下方信息为当前交叉口左右两侧通达的道路信息，与北京市指路标志相似；图形下方为当前直行道路信息，未布设于箭头图形内，且横向排列，易被误解为当前交叉口横向道路信息。深圳市指路标志(图7)，是基于国标形式1、3结合的设计。其版面图形上方呈现的信息及排列顺序与广州市一致，与国标建议排列顺序相反；图形两侧为当前交叉口左右转通达的多条道路信息，按照由近及远顺序由下至上排列，与国标建议的排列顺序相反，易造成混乱；当前交叉口横向道路信息位于版面图形内，符合国标建议表达形式。深圳市指路标志提供的道路信息数量大，短时间内难以完成识读。

图7 深圳市某指路标志及实际路网图Fig.7 A guide sign and its actual road network diagram in Shenzhen

杭州市指路标志(图8)，其版面形式与其他城市较为不同，在版面图形内标识了当前交叉口横向道路信息与当前直行道路信息。版面图形上方信息为当前直行道路前方通达的道路信息；图形左右箭头指向的信息为左右转通达道路信息。该版面呈现的文字排列方向与实际路网形态一致，符合人的认知特性，表达形式简洁直观，易于辨识理解。

太原市指路标志(图9)，通过不同的背景色将版面分为两部分。上半部分的文字、图形、背景等颜色符合国标要求，图形上方信息为前方通达道路信息，但将两侧通达道路信息合并布设，易造成理解困扰；图形两侧箭头指向当前交叉口左右转后通达道路信息，同时标明了距离信息，但是文字的排列方向为横向，有被误解为横向道路信息的可能性。标志的下半部分，布设了当前交叉口横向道路信息，蓝字白背景，与大面积呈现的主要信息(白字蓝背景)相比易被忽略，且未按要求布设于版面图形的横向箭杆内；此外，在当前交叉口横向道路信息左右两侧设置了方向信息，增加了指路标志的方向指引效果。

图2-图9中标志及对应路网采集时间为2017年。综上所述，各大城市指路标志设计各有特色，均有设计不合理及不符合国标之处，不能确切地体现路网形态，未能起到指路标志应有的作用。

3 指路标志设计表达形式的理解性试验设计

道路交通标志理解性试验方法一般分为实车动态试验法和室内静态模拟试验法。实车动态试验法是在设置有指路标志的道路上驾驶车辆进行测试，这种测试方法的实施困难，成本高，存在安全风险。而室内静态模拟试验法是通过设定某些参数将指路标志信息动态识别认知，简化为静态认知测试的一种方法，安全简单，可反复进行，试验结果还能反映实际情况。本文采用室内静态模拟试验法进行试验。

3.1 试验原理

将国标建议的十字交叉路口指路标志形式和选取的8个城市的指路标志图片制作成幻灯片，用投影仪播放，被测试者坐在屏幕正前方依次观察每个标志，选出其理解的指定道路信息的路网形态图。

试验中通过设定播放时间(对应视认时间)、被测试者与银幕间距离(对应视认距离)来模拟实际路网环境中驾驶员对指路标志的识读过程。

本试验将标志的实际尺寸以及路网环境中驾驶员从认读标志消失点到标志的距离进行等比例缩小(本研究将其等比例缩小15倍)，分别确定了幻灯片图片大小与被测试者到投影屏幕的距离。试验选取标志视认最小时间1.5 s[9]作为驾驶员对单一信息的视认时间。

室内静态模拟法的试验条件优于实际道路环境下的识读条件，若在此条件下被测试者无法正确理解标志内容，则在实际道路行驶条件下更加难以完成任务。

3.2 试验对象

本试验测试对象为在校交通工程专业大三学生，均视力正常，精神状况良好。其中，男性60人，女性7人，16人有驾照。

被测试群体文化层次高、年轻、思维敏捷、理解能力强，对路网情况不熟悉，出行时对标志的依赖程度高[10]，是较理想的测试对象。

3.3 试验步骤

试验分 4 步进行：

第一步：准备。试验人员准备测试用指路标志幻灯片，将其上各条道路信息可能的路网形态作为备选项，供被测试者选择。以图2所示指路标志中对金融大街的表达为例，其备选项如图10所示。

第二步：培训测试对象。使其了解试验流程及注意事项。

第三步：试验测试。被测试者在指定位置就坐后，告知其某道路信息，播放该道路信息所在标志的幻灯片1.5 s，被测试者根据自己的理解判断在规定时间内从备选项中选择该道路信息的路网形态，选择时间为5 s[11].之后再进行下一条道路信息测试。

第四步：数据统计分析。

4 试验数据分析

标志理解性试验数据统计结果如表1所示。

表1 试验数据统计表

统计分析发现：

(1)各方向的通达道路信息布设于该向箭头图形指向(延长线)上，且文字排列方向与其线形一致(即垂直于版面图形箭头)，有助于对标志的理解。

图11所示为对左右转通达信息的理解试验数据。对杭州市朝晖路和潮王路道路信息的理解与路网符合率(以下简称理解符合率)与此类道路信息的其他表达形式相比要高得多，分别为88.06%、85.63%.分析发现其布设位置在左右箭头指向的延长线上，且文字排列与道路线形一致，即垂直于版面图形，而其余试验标志包括国标建议的指路标志版面形式，其道路信息的布设位置、文字排列方向均平行于左右箭头图形(在其上方或下方)。实际路网中，左右转通达道路的实际道路线形是平行于当前直行道路的，为纵向。

图11 标志信息理解与路网符合率——左右转通达信息Fig.11 The rate of guide sign’ s message comprehension consistent with the road network——access road message of turn left and right

对于标志上直行前方通达道路信息，国标建议的布设位置为垂直于版面箭头图形指向，这种形式与实际路网形态一致，形象直观，易于理解。试验中此类信息布设均能按照国标建议形式布设，部分城市在同时预告多条此类信息时，对其排列顺序进行修改，造成被测试对象理解混乱。

实验数据表明，版面设计与实际路网形态越一致，理解符合率越高。即各方向的通达道路信息布设位置在该向箭头图形指向(延长线)上，且文字排列方向与其线形一致(即垂直于版面图形箭头)，这种布设与实际路网形态趋于一致，形象直观，易于理解。

(2)布设当前直行和横向道路信息，并将其置于相应版面图形内时，有助于驾驶员对版面信息的路径判断和对路网形态的理解把握。

试验城市中，除北京、成都、广州以及杭州市外，其他城市包括国标建议形式都没有给出当前直行道路信息。被测试者中分别有53.73%、44.78%、56.72%、35.82%、32.84%将上海市的海宁路、深圳市的福中路、太原市的解放路和解放南路以及国标形式1的学院路误认为当前直行道路，造成理解与实际路网的偏差。

图12 标志信息理解与路网符合率——当前直行道路信息Fig.12 The rate of guide sign’s message comprehension consistent with the road network——current straight road message

对于布设有当前直行道路信息的试验指路标志，如图12所示，杭州市文晖路的表达形式与其他表达形式相比，理解符合率要高很多，分析发现其布设位置位于版面图形内，而广宁伯街、城北上街、解放南路均布设于版面图形外。

图13 标志信息理解与路网符合率——当前交叉口横向道路信息Fig.13 The rate of guide sign’s message comprehension consistent with the road network——horizontal road message of current intersection

图13所示为对当前交叉口横向道路信息的理解实验数据。上海、成都、深圳、杭州以及国标形式1、2，均将其布设于版面图形内，对比试验数据发现，这些城市标志的理解符合率要高于未将其布设于版面图形内的。其中，成都市将当前直行道路信息布设于版面图形最下方，导致航港路等当前横向道路信息的理解符合率相对较低。

杭州市指路标志是唯一将当前直行和横向道路信息均布设于版面图形内的试验标志，其理解符合率最高，均在85%以上。因此将当前直行和横向道路信息布设于对应版面图形内的表达形式，更有助于驾驶人员判断路网形态。

(3)同时告知前方多条通达道路信息时，要特别注意应按国标要求按由近及远顺序从左到右(或从上到下)排列。

试验指路标志中，同时告知前方多条通达道路信息的表达形式有如下问题。①对于前方直行通达道路信息，上海市按由远及近的顺序由上至下排列；而广州与深圳市按由远及近的顺序由左至右排列；②对于左右转通达道路信息，深圳市按由近及远的顺序由下至上排列。这些道路信息排列顺序均不符合国标要求，理解符合率均很低，如图14所示。

图14 标志信息理解与路网符合率——同时告知多条通达道路信息Fig.14 The rate of guide sign’s message comprehension consistent with the road network——inform multiple access messages at the same time

因此，同时告知前方多条通达道路信息，要特别注意应按国标要求布设，即按由近及远顺序从左到右(或从上到下)排列。

(4)控制版面信息数量，为避免理解错误，建议每个方向上只告知一条通达道路信息。

分析标志版面信息数量与理解符合率的关系时，发现随着信息量增大，理解符合率在急剧降低。深圳市标志版面信息量最大，理解符合率很低，这是由于驾驶员在有限的识读时间内，根本无法找到所需要的道路信息。

因此，同时告知前方多条通达道路信息，不仅增大了标志版面布设的复杂度，也极大提高了驾驶员的识读难度，极易导致路网形态认知错误。为降低识读工作难度，建议每个方向上只告知一条通达道路信息。