趙淑婷

西南交通大學(xué)交通運(yùn)輸與物流學(xué)院，四川成都 611730

交通標(biāo)志信息密度定義為：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度路段內(nèi)駕駛員搜集到的交通標(biāo)志信息數(shù)量[1]。而交通標(biāo)志密度閾值指的是單位長(zhǎng)度道路路段內(nèi)駕駛員能處理的最大交通標(biāo)志信息數(shù)量。

目前很多城市路段的交通標(biāo)志布設(shè)間距過(guò)小，出現(xiàn)交通標(biāo)志信息密度過(guò)大的現(xiàn)象[2]。駕駛員還沒(méi)能來(lái)得及對(duì)上游信息進(jìn)行處理，下游交通信息就接連出現(xiàn)，影響駕駛員對(duì)交通標(biāo)志的正常識(shí)認(rèn)，對(duì)行車(chē)安全有著十分不利的影響[3]。因此，有必要對(duì)城市道路上交通標(biāo)志的密度閾值進(jìn)行深入研究。

1 單義性和多義性交通標(biāo)志

1.1 單義性交通標(biāo)志

一塊交通標(biāo)志牌上只能傳遞一條信息，一般由通用的圖形、符號(hào)、顏色等來(lái)表示，這種交通標(biāo)志我們定義為單義性標(biāo)志[4]。一般單義性標(biāo)志包括：禁令標(biāo)志、警告標(biāo)志、指示標(biāo)志、旅游標(biāo)志、道路施工標(biāo)志和可變信息標(biāo)志。

1.2 多義性交通標(biāo)志

一塊交通標(biāo)志牌上能夠傳遞兩條及兩條以上的信息，我們把這種交通標(biāo)志定義為多義性交通標(biāo)志。常見(jiàn)的多義性交通標(biāo)志主要是交通指路標(biāo)志，按照其不同設(shè)置地點(diǎn)可以分為：一般道路指路標(biāo)志和高速公路指路標(biāo)志。

2 交通標(biāo)志信息量計(jì)算方式

要計(jì)算交通標(biāo)志密度閾值，首先需要計(jì)算路段上交通標(biāo)志的信息總量，而目前對(duì)信息量的計(jì)算方法只是簡(jiǎn)單的累加，如式1所示[5]：

式中：Q——一定長(zhǎng)度道路路段中各種交通標(biāo)志信息量總數(shù) （條）；

q1——單義性交通標(biāo)志牌數(shù)量 （個(gè)） ；

q2——多義性交通標(biāo)志牌數(shù)量 （個(gè)） ；

n——多義性交通標(biāo)志牌版面信息數(shù)量 （條） 。

存在問(wèn)題：多義性指路標(biāo)志版面上的路名條數(shù)雖然多，但駕駛員對(duì)指路標(biāo)志的反應(yīng)時(shí)間與路名條數(shù)并不成正比例關(guān)系，因此，在單義性和多義性交通標(biāo)志混合的道路情況下，計(jì)算交通標(biāo)志密度閾值時(shí)不能簡(jiǎn)單的把一塊指路標(biāo)志牌上的信息量等同于版面上的路名條數(shù)。需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定指路交通標(biāo)志和其他類型交通標(biāo)志之間信息量的換算系數(shù)，以便在計(jì)算交通標(biāo)志密度閾值時(shí)使用統(tǒng)一的單位量。

2.1 不同信息量類型分類

實(shí)際道路中，單義性交通標(biāo)志時(shí)常兩至三個(gè)并排出現(xiàn)，如圖1所示，在這種情況下，其信息量不能簡(jiǎn)單疊加，因此我們還需要測(cè)定這兩種情況下交通標(biāo)志的換算系數(shù)，將不同布設(shè)方式的單義性交通標(biāo)志分為單獨(dú)的1個(gè)單義性交通標(biāo)志、并排放置的2個(gè)單義性交通標(biāo)志和并排放置的3個(gè)單義性交通標(biāo)志。

圖1 并排放置的單義性交通標(biāo)志牌

城市主干路還有一個(gè)常見(jiàn)的交通標(biāo)志即車(chē)道行駛方向標(biāo)志，通常由3～6個(gè)箭頭組成，如圖2所示，其信息量類型與其他交通標(biāo)志不同，故單獨(dú)分為一類。

圖2 車(chē)道行駛方向標(biāo)志

根據(jù)以上分析，可以將交通標(biāo)志分為以下幾類：

（1） 單獨(dú)的1個(gè)單義性交通標(biāo)志；（2） 并排放置的2個(gè)單義性交通標(biāo)志；（3） 并排放置的3個(gè)單義性交通標(biāo)志；（4） 有4條路名條數(shù)的指路標(biāo)志；（5） 有5條路名條數(shù)的指路標(biāo)志；（6） 有6條路名條數(shù)的指路標(biāo)志；（7） 有7條路名條數(shù)的指路標(biāo)志；（8） 車(chē)道行駛方向標(biāo)志。

2.2 交通標(biāo)志信息量統(tǒng)一計(jì)算式

通過(guò)實(shí)驗(yàn)可測(cè)定8種交通標(biāo)志的平均反應(yīng)時(shí)間分別為：1090、1518、2218、1328、1523、1611、1613、642 （ms） 。

設(shè)第一類交通標(biāo)志為單位1，可以得出其他七類的換算系數(shù)Ki為 ：K2=1.393，K3=2.035，K4=1.218，K5=1.397，K6=1.478，K7=1.480，K8=0.589。

根據(jù)各類的換算系數(shù)，可以得出信息類型統(tǒng)一后的信息量Ki的計(jì)算公式：

式中：Ni——第i類信息類型的交通標(biāo)志數(shù)量 （個(gè)） 。

3 交通標(biāo)志密度閾值實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)是給定交通標(biāo)志信息量的情況下，記錄被試者正確識(shí)別完所有交通標(biāo)志的最快反應(yīng)時(shí)間，在城市主干路60km/h的速度下，可計(jì)算出最短反應(yīng)距離，從而轉(zhuǎn)換得到單位長(zhǎng)度下駕駛員最多可以有效識(shí)別交通標(biāo)志信息量的多少，即交通標(biāo)志密度

閾值。

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)是在給定交通標(biāo)志信息量的情況下，記錄被試者正確識(shí)別完所有交通標(biāo)志的最快反應(yīng)時(shí)間，在給定的速度下，根據(jù)最快反應(yīng)時(shí)間可計(jì)算出最短反應(yīng)距離，因此，可以轉(zhuǎn)換得到單位長(zhǎng)度下駕駛員最多可以有效識(shí)別交通標(biāo)志信息量的多少，即交通標(biāo)志密度閾值。

調(diào)查可知，實(shí)際道路中，一段路上通常多義性交通指路標(biāo)志牌較其他單義性交通標(biāo)志牌更少，因此，準(zhǔn)備4組Microsoft PowerPoint演示材料，分別為單義性交通標(biāo)志和不同路名條數(shù)的指路標(biāo)志的組合，每組演示材料中共20張實(shí)驗(yàn)幻燈片，每組中的幻燈片隨機(jī)調(diào)換順序又可得到4個(gè)演示材料，共16個(gè)實(shí)驗(yàn)材料。

被試者為22名有駕駛證的西南交大學(xué)生。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)計(jì)時(shí)，依次播放幻燈片，當(dāng)被試者說(shuō)出畫(huà)面中交通標(biāo)志名稱后，快速切換到下一張幻燈片，直到看完全部20張幻燈片。以此類推，直到被試者測(cè)試完16個(gè)實(shí)驗(yàn)材料。

實(shí)驗(yàn)記錄者需記錄實(shí)驗(yàn)組別、被試者反應(yīng)正確與否、每個(gè)實(shí)驗(yàn)材料結(jié)束后的反應(yīng)時(shí)間。3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

每個(gè)被試者進(jìn)行4組實(shí)驗(yàn)，每組得到4個(gè)反應(yīng)時(shí)間，共16個(gè)反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)，22個(gè)被試者共有16×22=352條數(shù)據(jù)。將反應(yīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為無(wú)效數(shù)據(jù)去除后，共得到335條有效數(shù)據(jù)。

根據(jù)式 （2） ，可以得到各實(shí)驗(yàn)組的信息量Q1=24.94條，Q2=25.66條，Q3=25.98條，Q4=25.99條。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得到各組的平均反應(yīng)時(shí)間：T1=41.16，T2=40.68，T3=40.86，T4=39.54。根據(jù)

可以得出各組的密度閾值：ρ1=36.38，ρ2=37.87，ρ3=38.14，ρ4=39.45 （條/km） 。

各組取平均值后可得到交通標(biāo)志密度閾值ρ'約為38條/公里，即：

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)室內(nèi)仿真實(shí)驗(yàn)可以得出：在1km路段內(nèi)，各種交通標(biāo)志換算后的統(tǒng)一信息量不能超過(guò)38條。該結(jié)論為交通管理者在設(shè)置交通標(biāo)志時(shí)給出了建議密度閾值，也能對(duì)已設(shè)置的交通標(biāo)志信息密度進(jìn)行合理性分析。

[1] 王建軍，王娟，吳海剛. 道路交通標(biāo)志信息過(guò)載閾值研究[J]. 長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009 （6） ：174-180.

[2] 楊冰浩. 交通指路標(biāo)志的極限信息量與最大前置距離研究[D]. 成都：西南交通大學(xué)，2014.

[3] 林雨，潘曉東，方守恩.指路標(biāo)志信息量與認(rèn)知性關(guān)系研究[J].交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào)，2005，9 （3） ：49-53.

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