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基于 UC-Win/Road 藏区公路交通安全 优化仿真实现

时间:2024-11-02 05:28:41

【摘要】地处青藏高原的西藏自治区,群山环绕、山脉绵延,形成独具一格的风景:巍峨的雪山、神圣的庙宇、优美的圣湖,独特地形下的山区公路。本项目的研究对象为山区公路。

【关键词】藏区公路;交通安全优化;公路轨道;UC-Win/Road仿真

1.研究背景

1.1西藏山区公路现状

2014年,西藏自治区公路通车里总程超7万公里,以“三纵、两横、六个通道”为主骨架,基本辐射藏中、东、西三个经济区的公路网已经形成。“进藏难”已成为历史,“出行难”也得以缓解,“天上西藏”已不再遥远。西藏自治区交通的发展,为西藏经济的发展注入了动力。然而,与此同时,由于西藏独特的地理环境,藏区公路多依山傍水,形成了危险地段,加上驾驶人员的不专心、超速、不了解前方路况等原因,使西藏境内交通事故频发。2014年8月9日,一辆越野车在违规超车撞上迎面而来的皮卡车后撞向旁边的旅游大巴车,致使大巴车坠入十米深的悬崖,造成44人死亡。而后一周时间,又一辆大巴坠入山路一旁的悬崖,造成3人死亡,13人失踪。这些事故的发生验证着西藏山区公路存在的弊端。

1.2国内外研究现状

中国是个多山的国家,因此,造就了许多独特的山路,有些甚至成为游人眼中的风景。由于山路存在一定的危险,因此一些关于山路安全驾驶的研究应运而生。但是,这些研究都是基于驾驶员的驾驶技巧以及对山路的标志标牌进行研究,并没有以路面设置为研究对象进行研究。西藏境内在发生了几起严重的交通事故后,相关单位推行了一项措施:无论旅游大巴还是客车,都实行一辆车核载人数为20人的规定,其中包括一名司机和一名警务人员。这项措施虽然能减少伤亡,但是不能从根本上杜绝事故的发生。其余针对藏区公路的实地研究更是屈指可数,甚至没有。因此,本项目以西藏山区公路为对象,从多个方面进行研究,以预防和减少交通安全事故的发生。

2.设计原理

2.1设计思路

2.1.1藏区公路特点分析

西藏自治区地处我国西南边陲,自然、人文和政治环境独特,资源丰富,地广人稀,是西南边陲的重要门户和举世瞩目的战略要地。因此,交通运输业与工业、农业、建筑业等部门一样,在西藏国民经济中占有重要的地位。然而,由于其独特的地理环境,交通发展受到一定的限制。西藏自治区南部为喜马拉雅山脉所环抱,西北面耸立着昆仑山脉和唐古拉山脉,东面是横断山脉,群山环绕的地形增大了公路修建的难度,大部分藏区公路依山而建,道路一旁多为悬崖、河流等自然环境,增大了人们出行的危险度。此外,藏区公路还存在以下特点:1.等级水平低;2.公路铺面率低;3.通达能力差;4.公路病害严重;5.养护水平低,大部分公路失养。这些特点的存在,不仅对人身、财产等造成交通安全隐患,在另一方面影响着西藏经济的发展。为减少藏区公路交通安全事故的发生,本项目组从路面的设置出发,利用UC-Win/Road软件以驾驶员的视角,设计出引导驾驶员在危险地段安全行驶的“公路轨道”。

2.1.2设计原理及方法

本项目研究的藏区公路的危险路段分为以下三种情况:依山傍水、悬崖、坡沟;盲区较大的弯道以及急弯道;牲畜穿行及连接村落的特征路段。本文以这三种情况为研究对象,对驾驶员进行引导,达到安全驾驶的目的。

依山傍水、悬崖、坡沟:1.藏式风格警示牌:设置在此种路况的前100米处:“前方为事故易发路段,请按箭头指示行走。”2.箭头引导及视错觉障碍:箭头紧邻危险路段设置,引导驾驶员驶入安全车道;每个车道的两侧均设置有视错觉障碍,警示驾驶员勿错道超车,避免撞到迎面而来的车辆,发生安全交通事故。3.公路轨道:由西藏特色图案构成的立体图形,设置在每个车道中间,它的作用除了与视错觉障碍结合警示驾驶员减速作用,最主要的是警示驾驶员按安全的车道行驶,一旦驾驶员错道而行,车辆的颠簸提醒驾驶员在危险路段勿超车行驶,以免造成交通安全事故。

盲区较大的弯道及急弯道:1.藏式风格警示牌:在进入弯道的前100米处设置警示牌以及指示牌:“前方100处盲区弯道,请减速并按照箭头指示行驶、前方100米处急弯道,请减速并按照箭头指示行驶;在盲点设置警示牌:“对向有来车,请按公路轨道行驶。2.箭头引导及视错觉障碍:设置在每个车道的两侧,警示驾驶员切勿超车。3.公路轨道:由藏式特色的立体图形组成,设置在每个车道的中间,目的在于引导驾驶员在安全的车道内行驶,驾驶员一旦想错道超车并付诸行动,轨道形成的障碍会使车辆颠簸,警示驾驶员回到原车道行驶,避免造成交通安全事故。

牲畜穿行及连接村落的特征路段:西藏自治区地处青藏高原,生态环境相对薄弱,因此,保护各种动物也在发展西藏之列。本项目在研究藏区公路的交通安全方面将动物的穿行考虑在内:1.藏式风格指示牌以及警示牌:设置在此特征路段的100米处:“前方为动物穿行路段,请减速慢行、前方100米向右(向左)处为驶入XX县、村落,请减速慢行;2.视错觉障碍引导警示:将藏式特色图案形成的视错觉障碍置于特殊路段处,一方面提高驾驶员的注意力,另一方面警示驾驶员减速行驶。

2.2设计关键

本项目的设计关键在于以下几点:1.公路轨道的设置位置及规格:结合西藏境内的实际路况以及公路等级,设置出符合藏区公路的公路轨道,以达到引起车辆的震动而对驾驶员起到警示的作用;2.藏式标志标牌设置:以寓意美好的藏式花纹、图片等附于标识牌上,比如吉祥街、吉祥八宝,万字纹,此类标志牌更易引起驾驶者的注意,进而阅读文字信息,起到警示作用;3.仿真模拟:本项目选取山南浪卡子县至日喀则江孜县路段中的危险路段(傍山危险路段、盲区弯道以及急弯道等)进行优化仿真,利用UC-Win/Road软件获取到根据藏区地形而设计的道路纵断变坡点,如图所示,以驾驶员的视角评价优化方案。

3.创新特色

现阶段,针对藏区公路的交通安全,西藏自治区政府出台了限载措施:即对旅游大巴以及客车限制乘客数量,每辆车载客数量均为20人,其中包括一名司机和一名警务人员。但是这项措施并未从根本上解决交通事故的发生,而且公路两侧的防护栏在西藏特殊的气候条件下容易损坏,甚至有些危险路段没有设置防护栏,这就大大增加了藏区公路出行的危险性。本项目设置的“公路轨道”,在不能改变现环境的情况下对驾驶员进行安全驾驶引导。当驾驶员驶入危险路段时,会由箭头引导驾驶员驶入规定的车道,车道两侧的视错觉障碍给驾驶员一种心理暗示:路边存在障碍,放弃错道超车;车道中间设置的竖直轨道障碍,一方面提醒驾驶员减速行驶,另一方面警示驾驶员按照原有方向行驶,一旦驾驶员错道超车,由轨道形成的障碍会使车辆颠簸,进而提醒驾驶员勿超车,以免造成交通安全事故。另一创新之处是设置具有藏式风格的标志标牌,考虑到藏区公路的驾驶员多为藏族同胞而且交通意识薄弱等因素,本项目组成员设计的标志标牌,除了基本的藏汉语之外,标志标牌周围的纹路以及底板图案均具有浓厚的文化气息,比如吉祥结、吉祥八宝、和气四瑞等,寓意吉祥和谐美好,将其附在标志标牌上,一方面给驾驶人员一种和谐美好的暗示,另一方面较易引起司乘人员的注意进而阅读文字信息,起到警示作用。

4.应用前景

一个城市的进步离不开交通的发展。近些年,西藏的交通快速发展,不仅体现在航空、铁路方面,更是表现在公路建设上。2014年,西藏公路通车总里程超过7万公里,促进了西藏各个地区的发展。但是,随着时间的推移,西藏公路的弊端逐渐显现出来,除了无法改变由自然环境造成的危险路段,藏区公路依山傍水、悬崖、坡沟路段、急弯道、牲畜穿行等特征路段的防护措施严重缺乏,进而造成不同程度的交通安全事故。2014年8月9日西藏特大交通事故的发生以及之后的几起事故均是在这些特殊路段上发生的。西藏旅游业自上世纪80年代起步以来,从小到大,率先在西藏各产业中实现了跨越式发展,成为促进西藏转变发展方式的动力产业。因此,本项目组成员针对藏区公路特殊路段的交通安全优化是有必要的,若游客由于交通安全事故的发生而对风景区望而却步,会对西藏的旅游业造成一定的影响。当然,利用现有方法对其进行优化是有必要的,但还是离不开每个人的责任感,将每个人强烈的责任感融合,才能造就一个安全的交通环境。

参考文献:

[1]次多.浅析西藏公路交通运输现状及其发展对策[J].西藏发展论坛,2000.

[2]温树雨.试论公路交通运输经济的发展趋势[J].财经界(学术版),2014.

[3]张环,杨志刚,张艳.山区道路车辆行驶安全预警系统开发[J].交通信息与安全,2011.

[4]魏朗,余强.道路减速带对车辆平顺性和安全性的影响[N].长安大学学报(自然科学版),2008.

[5]潘基斌.西藏公路发展规划研究[D].西南交通大学,2010.

作者简介:杨灿,董志诚,西藏大学,西藏自治区拉萨市850000。

杨灿(1993-),男,汉族,河南信阳,西藏大学工学院交通运输专业助教。

本研究工作受国家自然科学基金项目(项目号:61561046),西藏自治区自然科学基金重点项目(No.2015ZR-14-3),西藏大学2015年珠峰学者人才发展支持计划杰出青年学者项目资助。
   

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