•3.6 人、車(chē)、路的先天限制

•3.7 駕駛彷徨

•3.8 吸睛效應

•3.9 人因理論的實(shí)務(wù)應用

人、車(chē)、路的先天限制

道路交通工程的四大變量為“人”、“車(chē)”、“路”、“環(huán)境”，其中“環(huán)境”比起其他三大變量更加具有不可控性，所以規劃與設計時(shí)應以充分了解“人”、“車(chē)”、“路”的先天條件限制為主。

“人”的先天條件限制

視覺(jué)限制

如前文所述，道路信息主要依靠道路使用者的視覺(jué)進(jìn)行傳輸。視覺(jué)對道路使用者（含駕駛人）的交通行為影響最普遍也最深入，主要因為幾乎85%~90%的交通控制設施都是利用視覺(jué)傳輸原理將信息傳輸給道路使用者。因此，交通控制設施設計細節與道路使用者的視覺(jué)關(guān)系緊密。（編者注：此處的交通控制設施所指含義與大陸相關(guān)標準不同，包含了標志、標線(xiàn)、信號控制設施等。）

在道路交通工程領(lǐng)域，進(jìn)行交通控制設施規劃設計時(shí)，應深入評估與道路使用者視覺(jué)能力有關(guān)的多項重要指標：

▼道路使用者能看多遠；

▼道路使用者能看多寬；

▼道路使用者能否看清信息內容，明白信息含義；

▼道路使用者能否辨識清楚顏色；

▼道路使用者對顏色的感受程度；

▼不同速度對道路使用者視覺(jué)的影響；

▼年齡對道路使用者視覺(jué)能力的影響；

▼各種光線(xiàn)對道路使用者的視覺(jué)影響。

圖3-5是視覺(jué)圓錐角示意圖，人目視正前方，以雙眼中點(diǎn)為圓錐頂點(diǎn)，其目視可及的有效范圍近似一個(gè)立體的圓錐。

圖3-5：視覺(jué)圓錐角示意

由人類(lèi)視覺(jué)原理，結合圖3-5，可得出以下我們必須特別注意的重點(diǎn)：

☞以道路使用者集中注視目標時(shí)，視物的清晰度（即視覺(jué)敏銳度，Visual Acuity）而言，視覺(jué)圓錐角3°~5°范圍內最清晰。

☞視覺(jué)圓錐角越大則視野越大，但能明確辨認信息的程度越差。視覺(jué)圓錐角在10°~12°范圍內時(shí)，雖仍可以看到路外目標物，但其清晰度已明顯下降。因此，道路交通設計相關(guān)規范都會(huì )嚴格要求，交通控制設施應布設于駕駛人10°視覺(jué)圓錐角之內，如路側標志與信號燈的布設位置。

☞人在靜止與運動(dòng)狀態(tài)中的視覺(jué)能力有明顯區別，靜止時(shí)最佳，運動(dòng)速度越快則越差。

☞行車(chē)間距小時(shí)，因前車(chē)遮擋，視覺(jué)范圍易被壓縮。

☞周邊視界、邊緣視野（Peripheral Vision），圖3-6為周邊視界示意，即看單一物件與同時(shí)看多樣物件的廣度；從長(cháng)度方向而言，駕駛人靜止時(shí)能清楚辨認目標物的距離極限約為180m~200m，當車(chē)速提高時(shí)則隨之減小。

圖3-6：周邊視界示意

☞顧盼時(shí)間，這是駕駛人為了認清周遭環(huán)境，在駕駛過(guò)程中頭部左右移轉調整明視（注：在明亮的地方，視細胞中只有視錐細胞起作用，用這種狀態(tài)看物體時(shí)稱(chēng)為明視）的視覺(jué)情況所需時(shí)間約為0.5~1.26秒。

☞視覺(jué)深度（Depth Perception），即道路使用者預估對向來(lái)車(chē)遠近的能力，例如雙車(chē)道超車(chē)、行人穿越道路時(shí)須利用視覺(jué)深度判斷遠處來(lái)車(chē)距離。

☞閃光恢復，當道路使用者由暗處至亮處或由亮處至暗處，為適應視覺(jué)明暗變化，瞳孔收縮或放大所需時(shí)間一般為2~4秒。因此一般會(huì )采取一定措施以消除或減輕駕駛人閃光恢復的視覺(jué)負荷，例如長(cháng)隧道的洞口端增設半遮光式構造物，圖3-7為典型的案例。

圖3-7：長(cháng)隧道洞口的視覺(jué)調適構造（圖片來(lái)自武漢理工大學(xué)教授杜志剛）

☞辨色能力（Color Vision），其對道路使用者的交通行為影響不大，只要能辨識亮度即可，不過(guò)建議色盲患者出行應更加謹慎。

☞視力衰退，人的視力會(huì )隨年齡增大而衰退，進(jìn)行道路交通工程規劃設計時(shí)，應對年長(cháng)者（一般指超過(guò)65歲）進(jìn)行特殊考慮。圖3-8為不同年齡眼球水晶體的狀態(tài)，年齡越大，視力越差。

圖3-8：不同年齡的眼球水晶體

反應時(shí)間限制

車(chē)輛以一定速度前進(jìn)時(shí)，時(shí)間也在往前推進(jìn)，距離也在發(fā)生改變，所以速度、時(shí)間、距離三者是同時(shí)發(fā)生變化。道路交通工程設計中的所說(shuō)的反應時(shí)間都以“秒”為單位；但其還有另一層意義是可觀(guān)的距離，即時(shí)間間接代表車(chē)輛已移動(dòng)一段距離，以車(chē)速60kph（即60km/h）為例，一秒內車(chē)輛移動(dòng)約17米，超過(guò)三輛小汽車(chē)的總長(cháng)度。

當道路信息已完整清晰傳輸給駕駛人，駕駛人也已完整認知該信息的內涵時(shí)，還應保證駕駛人有充足的反應時(shí)間，這就是前述章節已簡(jiǎn)述的認知-反應時(shí)間（PRT，Perception-Reaction Time）（詳見(jiàn)《徐耀賜：道路及街道幾何設計應遵守八大控制準則》）。如圖3-9所示，駕駛人在看清并明白路側標志的內容后，須有足夠的反應時(shí)間進(jìn)行減速與剎停動(dòng)作，這樣才能保證駕駛人的安全。

圖3-9：路側標志與駕駛人的反應時(shí)間

依據2012年出版的NCHRP Report 600[1]，駕駛人視覺(jué)運作所須時(shí)間（單位為秒，s）如下：

▼眼睛定視（Eye Fixation）某物，0.2~0.35 s；

▼頭部左轉目視某物，1.3~1.5 s；

▼頭部右轉目視某物，1~1.2 s；

▼目視多信息中某一信息，1~2 s；

▼目視車(chē)輛后視鏡（Reflective Mirror）：中央后視鏡，0.8~0.9 s；左側后視鏡，0.9~1 s；

▼判讀標志（Sign Reading）：小型標志，1~1.5 s；多行字標志，每行1s。

上述各單項反應時(shí)間看似都極為短暫，但道路交通工程規劃與設計者應明白人無(wú)法一心二用，一次只能處理一件事，需要一段單獨的時(shí)間來(lái)接收一條信息。當駕駛人必須接收、認知的信息量過(guò)多時(shí)，累積需要的時(shí)間可能長(cháng)達4~6秒，甚至更長(cháng)，然而車(chē)輛也同時(shí)能行進(jìn)一段較長(cháng)距離。

“車(chē)”的條件限制

行駛在道路上的車(chē)輛繁多，車(chē)輛尺寸、性能優(yōu)劣、駕駛人的經(jīng)驗以及速度都有差異，但無(wú)論如何，任何道路設計本身對車(chē)輛一定有某種程度的限制，如：

☞剎車(chē)力限制。不論車(chē)輛性能如何優(yōu)異，路面的干燥、潮濕程度一定會(huì )影響有效剎車(chē)距離，此時(shí)路面摩擦系數的重要性必然遠大于車(chē)輛本身的剎車(chē)性能。

☞速度限制。道路是公共財產(chǎn)，服務(wù)于所有民眾，絕不是任人隨心所欲的車(chē)輛競技場(chǎng)。任何道路設計必有相對應的設計速度（Design Speed），在道路幾何線(xiàn)形、路面狀況、車(chē)流狀態(tài)等諸多條件限制下，車(chē)輛的運行速度（Operating Speed）不可能任由駕駛人隨心所欲，其必然有所限制，即車(chē)速應在合理速度（Rational Speed）之內，否則必有安全隱患。從執法來(lái)看，車(chē)輛的運行速度也不可超過(guò)標志所示速度值（PSL，Posted Speed Limit）。

任何道路設計時(shí)必有作為參考的設計車(chē)輛（Design Vehicle），在設計規范、標準之中也必然已明確規定了車(chē)輛的尺寸（長(cháng)、寬、高、前后懸伸量等）。道路交通工程設計必須在車(chē)輛不超速的前提下，保證車(chē)輛前后輪行進(jìn)的運行軌跡都在設計路權范圍之內，尤其遇到有轉彎的情況。

“路”的條件限制

☞ 彎道限制。由于地形、土地使用與外部環(huán)境條件的限制，任何等級的道路幾何線(xiàn)形中都會(huì )有曲線(xiàn)段彎道，車(chē)輛行進(jìn)至彎道處會(huì )出現離心力現象，因此，道路橫斷面必須有超高（Superelevation）的布設。當然，超高值與該路段的設計速度有關(guān)。

☞交叉路口限制。區域道路網(wǎng)結構中必然有交叉路口（Intersection）存在，依據信號控制系統而論，分為燈控路口（Signalized Intersection）與非燈控路口。從車(chē)流理論而言，交叉路口處的車(chē)流型態(tài)屬阻斷性車(chē)流（Interrupted Traffic Flow）。任何人、任何車(chē)輛在燈控交叉路口必須按照信號燈指示通行；非燈控路口，車(chē)輛在接近路口時(shí)，必須做隨時(shí)可剎停的準備。

☞路側環(huán)境限制。路側環(huán)境（Roadside Environment）對駕駛人的駕駛行為有絕對的影響，因此，道路交通工程規劃設計者對路側安全設計（Roadside Safety Design）[2]也應深入了解，可參考AASHTO于2011年出版的《路側設計指南》（Roadside Design Guide）[3]。

總的來(lái)說(shuō)，道路交通工程設計領(lǐng)域中，各工程設計細節的使用或限制可能并非源于工程科技本身，而是基于人因理論，即由于人的先天條件限制所致。

什么是“駕駛彷徨”？

駕駛彷徨的基本概念

任何人遇到彷徨、猶豫不決（Dilemma）的處境時(shí)，都可能思緒不穩、邏輯思考紊亂，導致判斷不準確，無(wú)法做出最佳決策，甚至可能做出錯誤決定。

道路交通工程設計時(shí)須考慮充分，極力避免出現令駕駛人駕駛彷徨（Driving Dilemma）的現象。駕駛彷徨，指駕駛人遇到眼前狀況而出現彷徨、猶豫、短暫性不知所措或陷入思考導致行為遲鈍與紊亂。駕駛人在道路上一旦遇到駕駛彷徨的狀況，等同于深陷安全隱患之中。

駕駛彷徨的幾種情況

從駕駛任務(wù)及人因理論來(lái)說(shuō)，駕駛彷徨的情況可做如下細分：

☞ 黃燈彷徨（Yellow Light Dilemma），駕駛人行進(jìn)過(guò)程中遇到信號燈為黃燈（Yellow Change Interval），難以決定是要快速通過(guò)路口還是在停止線(xiàn)前停車(chē)，參考圖3-10所示的彷徨區間或猶豫區間（Dilemma Zone）。

圖3-10：黃燈彷徨區間示意圖

☞信號指令彷徨（Signal Dilemma），駕駛人看到信號燈顯示指令（Signal Indication）時(shí)，對通行路權歸屬或可行進(jìn)流線(xiàn)彷徨。如圖3-11所示，駕駛人看到此信號燈，容易彷徨，無(wú)法判斷是否可以右轉。

圖3-11：典型的信號燈彷徨狀況（圖片來(lái)自曲濤）

☞ 標線(xiàn)彷徨（Marking Dilemma），路面標線(xiàn)令駕駛人對通行路權產(chǎn)生短暫彷徨，圖3-12所示是此類(lèi)典型案例。

圖3-12：典型的標線(xiàn)彷徨狀況

☞ 標志彷徨（Sign Dilemma），標志內容不清晰、含義模糊，駕駛人即使能看清楚也無(wú)法判斷標志內容意義。駕駛人遇到此類(lèi)情況，可能會(huì )無(wú)意中作出錯誤決策，進(jìn)而陷入安全隱患中。圖3-13即為典型的標志彷徨狀況。

圖3-13：典型的標志彷徨

☞ 道德彷徨（Ethical Dilemma），駕駛人在行進(jìn)過(guò)程中，可能面對“顧此則失彼”的雙重窘境，此時(shí)面臨彷徨心境，決策過(guò)程必定紊亂。例如下山時(shí)遇到車(chē)輛剎車(chē)明顯受損，而右側巖壁凸出，左側為懸崖，此時(shí)駕駛人只能二選一，采取損傷較小的決策，但可能因時(shí)間短暫而錯失先機。駕駛彷徨是人因理論在道路交通工程設計中應重點(diǎn)考慮的，駕駛彷徨等同于存在安全隱患，所有人都可能面臨此類(lèi)風(fēng)險。尤其應該注意的是，駕駛人在行進(jìn)過(guò)程中，可能同時(shí)面對兩種或以上的彷徨狀況。例如圖3-14為典型的雙重彷徨（Double Dilemma）狀況，不只有標志彷徨，同時(shí)也有標線(xiàn)彷徨。

圖3-14：典型的雙重彷徨現象

☞ 分心彷徨（Distracted Dilemma），指駕駛人在車(chē)輛行進(jìn)過(guò)程中，由于某些因素，可能是外在環(huán)境，也可能是駕駛人自身原因，導致駕駛人迷惘或彷徨，精神不能完全集中在駕駛行為上，致使駕駛任務(wù)（Driving Task）產(chǎn)生瑕疵。例如未能合理操控車(chē)速、未遵守交通控制設施指示等，這樣等同于陷入安全隱患之中。嚴格來(lái)說(shuō)，分心彷徨是分心駕駛（Distracted Driving）中的一種現象。如何避免、防治分心駕駛是另一專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，在此處不做過(guò)多介紹。

☞ 視距彷徨（Sight Distance Dilemma），駕駛人目視前方，無(wú)法及時(shí)判定視距而產(chǎn)生短暫彷徨，此內容將在第八章（視距、視區）中另行詳述。

☞ 縱坡彷徨（Grade Dilemma），遇到長(cháng)距離下坡路段，駕駛人無(wú)法正確判斷前方縱坡改變情況而產(chǎn)生彷徨現象，圖3-15為典型的縱坡彷徨現象。

圖3-15：典型的縱坡彷徨現象

什么是“吸睛效應”？

駕駛人面對多重外在信息時(shí)，通過(guò)其中樞神經(jīng)一次只能細看某一信息，須完全了解此信息的內容后才有可能再繼續了解下一信息。

吸睛效應（Eye-Catching Effect），指駕駛人面對多重信息時(shí)，較為突顯或鮮明的信息會(huì )造成駕駛人對其他的信息疏忽。圖3-16與圖3-17所示皆為此類(lèi)典型現象：圖3-16中，字體極大的發(fā)光字會(huì )格外吸引駕駛人注意力；圖3-17中，駕駛人可能會(huì )因急行趕綠燈，而完全忽視眼前還有一無(wú)燈控路口存在。因為“吸睛效應”而導致事故的實(shí)例數不勝數，因此道路交通工程規劃設計者應深入了解此類(lèi)情況，尤其面對異常天氣情況或夜間時(shí)更應注意。

圖3-16：典型的吸睛效應（宣傳語(yǔ)字體大）

圖3-17：典型的吸睛效應（忽視無(wú)燈控路口）

人因理論的實(shí)務(wù)應用

道路交通工程設計的終極目標在于建造完善且安全的“路”，其服務(wù)對象是“人”、“車(chē)”，其中許多設計細節都涉及到人因理論。總體而言，下列道路交通工程規劃設計細節都與人因理論直接或間接相關(guān)：

▼視距設計（Sight Distance Design）；

▼道路幾何線(xiàn)形（Roadway Geometric Alignment）：包括平面線(xiàn)形、縱斷面線(xiàn)形、切線(xiàn)路段、橫斷面變化（Horizontal Alignment、Vertical Alignment、Tangent Segments、Sectional Variation）；

▼路側條件（Roadside Conditions）；

▼市、鄉區的漸變段（Transitions between Rural and Urban Area）；

▼非燈控路口（Non-signalized Intersections）；

▼燈控路口（Signalized Intersections）；

▼互通式立交（Interchange）；

▼施工作業(yè)區布設（Layout of Work Zones）；

▼平交路口（Rail-Highway Grade Crossings）；

▼速度認知、速度選擇、速度控制（Speed Perception、Speed Choice、 Speed Control）；

▼市區環(huán)境的特殊考慮（Special Considerations for Urban Environments）；

▼鄉區環(huán)境的特殊考慮（Special Considerations for Rural Environments）；

▼標志設計（Sign Design）；

▼信息可變標志、信息可變標志（CMS，Changeable Message Signs）；

▼標線(xiàn)設計（Marking Design）；

▼照明設計（Lighting Design）。

參考文獻：

[1]Human Factors Guidelines for Road Systems, 2nd Ed., NCHRP Report 600, Transportation Research Board, Washington, D.C., 2012.

[2]徐耀賜，路側安全設計，滄海圖書(shū)，臺灣，臺中市，2018年1月。

[3]AASHTO, Roadside Design Guide, 4th Ed., Washington, D.C., 2011.

《道路交通工程規劃與設計》一書(shū)經(jīng)作者徐耀賜授權在交通言究社刊載，供讀者朋友學(xué)習、參考，未經(jīng)授權，任何單位、個(gè)人不得轉載、發(fā)表、摘錄、出版。