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駕駛人視認距離試驗
1.試驗方案設計
1）試驗時間與路段：
試驗時間選在20:00~24:00，試驗路段包括哈爾濱市江北區的世茂大道、天翔路、江灣路、世紀大道和天元路，試驗道路總長度約6km，道路照明設施齊全，夜間車流量較小，有路段過街人行橫道多處且光照條件各異，能夠滿足試驗的要求。
2）試驗人員與試驗設備：
選擇8名駕駛人進行測試，駕駛人特征如下：男、女駕駛人各50%；青年駕駛人（18~40歲）、中年駕駛人（40~60歲）各50%。由于老年駕駛人比例較小，故未考慮；此外，8名被測試駕駛人均為非職業駕駛人，文化程度高中以上，體現了測試樣本的無偏性。試驗前，駕駛人具有充足的睡眠，不能飲酒，從而保證試驗數據的準確性。本次試驗需記錄員2名，分別負責測定時間和填寫記錄表。在試驗過程中，記錄員應盡量保持安靜，避免對駕駛人造成不必要的干擾。試驗車輛為哈飛面包車，在試驗開始前，檢測車輛運轉正常，行駛性能良好，油料充足，能保障試驗順利進行。采用TES-1330A照度計測量人行橫道處的路燈照度值。
3）試驗步驟：
(1)在人行橫道處布置過街行人。每輪測試的位置可隨機變換，避免駕駛人形成記憶，在還未看到過街行人時就猜測判斷，對試驗結果產生干擾。(2)駕駛人啟動汽車，按照預定的行駛路線和速度v勻速行駛。在此過程中駕駛人應該集中注意力，切忌和記錄員隨意交談，以避免分散注意力。(3)在行駛過程中，當駕駛人發現并辨別出人行橫道處過街行人時立即報告，然后繼續保持速度v勻速行駛；記錄員在聽到報告的同時立即按下秒表開始計時(該時刻點記為t1)。(4)當車輛勻速行駛到人行橫道處時，記錄員立即按下秒表暫停計時(該時刻點記為t2)，計算駕駛人視認距離為S=v×(t2-t1)。(5)起始車速為20km/h，之后以10km/h為步長遞增速度，重復步驟(3)~(5)，最高測試速度為80km/h。
2.過街行人特征對駕駛人視認影響試驗
考慮夜間過街行人數量、狀態（運動或靜止）、衣服顏色對駕駛人視認距離的影響，針對1處人行橫道，分別開展了三組駕駛人夜間視認距離對比試驗：過街行人3名和1名、過街行人以1.5m/s速度過街和靜止、過街行人著深色衣服與淺色衣服。對駕駛人視認距離進行測試后，對三組實驗數據進行整理，有效樣本數據總量為448個，經計算得到三組試驗中駕駛人視認距離的平均值，見圖1至圖3。從圖1至圖3可以看出：過街行人數量較多時駕駛人能夠較早發現，有助于過街行人的安全。過街行人運動時，駕駛人對過街行人的視認距離比行人靜止時有較大幅度的提高。夜間過街行人衣服顏色對駕駛人視認有一定的影響，與深顏色相比，淺顏色更易被駕駛人視認。此外，行駛速度越高，駕駛人對駕駛人的視認性越差。
3.道路照明指標測定
采用照度計對試驗路段的人行橫道處進行路燈照度測量。在車輛行進一側的人行橫道上選擇5個均勻分布于路緣線與路中線之間的特征點，對各點處的照度進行觀測，并計算行人過街處的平均照度E。將采集到的6個路段人行橫道照度進行統計分析并按照平均照度由大到小的順序排列，見表1。
駕駛人夜間視認距離變化規律
《城市道路工程設計規范》（CJJ37-2012）對不同等級道路設計速度進行了規定，間接對道路行車速度進行了等級劃分：低速保持在40km/h以內，中速分布在40km/h~60km/h之間，高速分布在60km/h以上，據此確定本文的車速等級。
1.低速下視認距離變化規律：分別將各低速條件下的駕駛人視認距離隨平均照度的變化繪制成散點圖，如圖4所示。從圖4可以看出，隨著平均照度的逐步增長，視認距離也逐漸增大。在低速狀態下，平均照度在約20lx至80lx的范圍內時，駕駛人視認距離隨平均照度的增長速率較快。在此之后隨著平均照度的增長，視認距離增長速率逐漸放緩。甚至在速度為120km/h時，照度增大到一定后，視認距離出現了降低的趨勢。這說明夜間光照對視認距離的影響增長到一定程度后，其作用就趨于穩定，此時即使再提高照度，駕駛人視認距離的增長也將十分有限。
2.2中速下視認距離變化規律：試驗車速滿足中速等級的有50km/h和60km/h,將各車度下的樣本數據繪制成散點圖，如圖5所示。穩定。從圖5可以看出，兩個行車速度下的駕駛人視認距離都隨著平均照度的增長而增大。與低速行車條件下的規律相類似，在較低照度下，視認距離隨平均照度的增長較快，但是其范圍有所縮小，如在車速為50km/h時，該范圍大致為20lx~60lx；隨著平均照度越來越大，駕駛人視認距離逐步趨于穩定，
2.高速下視認距離變化規律：試驗中滿足高速等級的車速有70km/h和80km/h。采用類似分析方法，將數據繪成散點圖，見圖6。從圖6可以看出，高速行車時視認距離隨平均照度的變化規律仍然遵從低速和中速條件下的總體趨勢，即隨著平均照度的提高，駕駛人對過街行人的視認距離也逐步增大。但與低速和中速條件下相比，這種增長趨勢的顯著性逐漸減弱，高速條件下的最小與最大視認距離的差值也顯著降低。
保證駕駛人視認安全的平均照度
為盡量確保夜間人行橫道處過街行人安全，駕駛人對過街行人的夜間視認距離與汽車安全停車距離必須滿足關系式(1)：式中：Sv為駕駛人夜間視認距離，m；ST為安全停車距離，m；SR為駕駛人制動反應時間內行駛距離，m；SB為制動距離，m；S0為安全距離，m。
1.安全行車條件
1）制動反應距離SR：
汽車在駕駛人制動反應時間內以制動初速度行駛的距離，該距離可用制動反應時間與制動前的初速度相乘得到。當車輛制動前的行駛速度已知時，通過測得夜間駕駛人制動反應時間就能夠計算得到制動反應距離。在本文中駕駛人制動反應時間T0可細分為四個組成部分，分別為駕駛人視認出前方過街行人的時間T1、分析信息至決定采取制動措施的時間T2、把腳從油門踏板移動至剎車板的時間T3和使剎車板與制動器完全接觸并開始產生制動力的時間T4，相關研究給出了正常天氣條件下的制動反應時間，前提條件是駕駛人不知道前方障礙物的情況，研究表明駕駛人制動反應時間呈對數正態分布，本文駕駛人制動反應時間取其95%位數值，即T0=2.45s[12]。故夜間駕駛人制動反應距離為：
2）制動距離SB：制動距離指駕駛人踩下剎車板之后，汽車從開始減速至其完全靜止的過程所駛過的距離。汽車制動過程可以劃分為兩個階段。第一個階段為制動器剛開始產生作用，制動力從零逐步增大至最大制動力；第二階段為當制動力達到最大值并持續制動至汽車停止。制動距離SB，可按下見式計算：式中：v0為汽車制動時行駛初速度，km/h。#p#分頁標題#e#
3)安全距離S0：安全距離是指當汽車制動至完全靜止時車輛前端距離過街行人或障礙物的距離，取值范圍為5~10m，本文取中間值8m。綜上可得夜間汽車安全停車距離，見式(6)：
2.視認距離計算模型
對駕駛人夜間視認距離與行車速度、平均照度的可能關系模型進行假設，給出8個可能的模型形式。運用數理統計分析軟件SPSS，對試驗采集到的336個數據進行分析，得到可能關系模型中的參數及相關系數，見表2。對表2中各模型形式進行對比，模型5、模型6和模型7的參數a為零，即視認距離與車速的二項式關系假設失敗。對其余的關系模型進行優選，可能的關系包括線性關系、對數關系和冪函數關系。相關系數最高的模型3關系式為：與行駛速度呈線性關系，與平均照度呈對數關系，這與上述的定性分析結果一致。因此，本文采用模型3作為駕駛人視認距離-車速-平均照度關系模型，模型具體形式如下：式中：Sv為駕駛人夜間視認距離，m；v為汽車行駛速度，km/h；E為人行橫道處平均照度，lx。從模型形式來看，夜間駕駛人對過街行人的視認距離與車速基本成負線性關系，與人行橫道處平均照度呈正自然對數關系。
3.平均照度計算
由以上分析可知，在車速一定的情況下，人行橫道處的平均照度越低，駕駛人視認距離越小；而當其小于汽車安全停車距離時，即不滿足安全行車條件。由此可知，存在這樣一個臨界狀態，即當平均照度降低到到一定值時，駕駛人視認距離恰好等于汽車安全停車距離。結合式(6)、式(7)，可計算得出滿足安全行車臨界條件的平均照度值，如式(8)所示：根據公式（8），可計算得出不同設計速度下滿足駕駛人視認安全性的人行橫道處照度值，如表3所示。從表3可以看出：當車輛行車速度達到70km/h及以上時，人行橫道處平均照度要高于9797lx，該照度值已趨近于晝間照度，但夜間很難也沒有必要達到如此之高的照度。同時也表明當速度達到一定值后，提高人行橫道處照度從而確保過街行人安全的效果也變得十分有限。因此，在夜間采取相應的限速措施也是十分必要的。
結論
1)駕駛人對過街行人的識別距離受行人數量、過街速度及衣服的影響顯著。行人數量較少、靜止、著深色衣服時，駕駛人對其的視認性最差，該規律在不同速度條件下均成立。2)在一定的車速條件下，駕駛人夜間對過街行人的識別距離隨平均照度的提高而提高，構建的駕駛人夜間識別距離與平均照度、行駛速度關系模型表明，駕駛人夜間視認距離與平均照度、行駛速度分別呈正對數和負線性相關。3)基于駕駛人夜間識別距離與停車距離的安全判別條件計算給出的夜間平均照度值可以確保駕駛人在夜間發現過街行人后采取緊急制動措施的有效性，保證過街行人安全；但是當速度高于70km/h時，其效果變得有限，此時可通過限速措施保證行車安全。值得指出的是，本文只是初步的探索研究，所以只選擇了8名駕駛人進行試驗，在后續項目研究過程中有待于進一步增大樣本量與實驗車型，完善數據分析與模擬構建，并進行雨、霧、雪等不良氣象條件下的影響分析。（本文表、圖、公式略）
本文作者：程國柱 莫宣艷 徐慧智 單位：哈爾濱工業大學交通科學與工程學院 重慶市規劃設計研究院 東北林業大學交通學院
