（交通运输规划与管理专业论文）城市交通指路标志信息传输全过程研究.pdf

j - 独创性声明 i irl ip i fi l i i i l lf l f ij 删 y 17 8 8 7 1 翠 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：牺刍日期：边l 生。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：聋函面导师签名：垒童孳 日期：塑坠竺：三乡 j 摘要 蔓曼曼曼! 皇曼! ! 皇曼曼皂曼! 曼皇曼曼曼曼! 皇! 曼曼! 曼曼曼曼曼曼曼! ! 曼鼍皇鼍i i 寰曼曼蔓曼皇鼍! 鼍曼曼皇曼曼! 苎曼曼蔓曼曼 摘要 城市道路网与驾驶员之问通过各种渠道进行信息交互，交通指路标志是信息 发布的其中一种重要的手段，它可以向驾驶员提供丰富的信息。两者之间的信息 传输过程的研究是一个集心理学、信息学和交通工程学于一体的复杂过程。交通 指路标志版上的信息量存在过载与没有充分利用版面空间的矛盾，因此对于指路 标志信息量的计算以及指路标志信息对于驾驶员的效用度的研究可为解决该矛 盾提供一种方法。 本文在深入了解国内外对于指路标志信息量研究现状的基础上，通过对指路 标志版面内容的深入剖析，利用信息学有关理论和认知心理学的有关理论，分析 了驾驶员道路信息的需求以及指路信息的需求；深入分析了指路标志信息传输的 全过程，建立了指路标志自信息量的一种计算方法，并对不同类型的驾驶员的信 息量获取的大小进行了一般的分析。 最后，利用层次分析法与模糊综合评价的方法，建立了指路标识信息对于驾 驶员效用度的评价指标体系，利用专家打分的方法对个层次指标进行了权重计 算，并举例说明了该指标体系的应用方法。 关键词：交通工程，指路标志，信息量，效用度评价 a b s t r a c t a b s t r a c t t h e r ea r ev a r i o u sc h a n n e l sf o ri n f o r m a t i o ne x c h a n g eb e t w e e nt h eu r b a nr o a d n e t w o r ka n dt h ed r i v e r s ；i ti so n eo ft h ei m p o r t a n tm a n n e r st or e l e a s i n gi n f o r m a t i o nb y t i r m cg u i d es i g n s ，w h i c hc a n p r o v i d eaw e a l t ho fi n f o r m a t i o nt od r i v e r s t h er e s e a r c h o nt h ei n f o r m a t i o nt r a n s f e rp r o c e s si sac o m p l e xp r o c e s sw h i c hi sas e to fp s y c h o l o g y , i n f o r m a t i o ns c i e n c ea n dc o m m u n i c a t i o n se n g i n e e r i n g o v e r l o a d e da n dd i dn o tm a k e f u l lu s eo fp a g es p a c ei sa l l i m p o r t a n tc o n t r a d i c t i o n o ft r a f f i cg u i d e s i g n s i n f o r m a t i o n , s o ，c a l c u l a t i o no nt h ea m o u n to fi n f o r m a t i o nf o rt h eg u i d es i g n sa n dt h e s t u d yo nt h ee f f e c t i v e n e s so fg u i d es i g n s i n f o r m a t i o nf o rt h ed r i v e r sc a np r o v i d ea s o l u t i o nt os o l v et h i sc o n f l i c t b a s e do nt h ei n d e p t hu n d e r s t a n d i n go fr e s e a r c h e so nt h ea m o u n to fi n f o r m a t i o n o fg u i d es i g n sb yd o m e s t i ca n do v e r s e a s ，t h r o u g ht h ed e p t ha n a l y s i so fg u i d es i g n l a y o u tc o n t e n t ，u s i n gt h ei n f o r m a t i o ns c i e n c e sa n ds o m ec o g n i t i v ep s y c h o l o g yt h e o r y , a n a l y z e dt h er o a di n f o r m a t i o nn e e d so f d r i v e r sa n dt h ei n f o r m a t i o nn e e d so fg u i d i n g ； d e a t h l ya n a l y z e dt h ew h o l ep r o c e s so fi n f o r m a t i o nt r a n s f e rf r o mg u i d es i g nt od r i v e r s ， e s t a b l i s h e dac a l c u l a t i o nm e t h o df o rt h es e l f - i n f o r m a t i o no ft r a f f i cg u i d es i g n s ，a n d t h ea m o u n to fi n f o r m a t i o no fm a d eag e n e r a la n a l y s i sf o rd i f f e r e n tt y p e so fd r i v e r s w h od i f f e r e n tn e e d so f g u i d i n gi n f o r m a t i o n f i n a l l y , u s i n gt h ea h pm e t h o da n df u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o d ， e s t a b l i s h e da l le v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mf o rt r a f f i cg u i d es i g n s e f f e c t i v e n e s st od i v e r s u s i n gt h em e t h o do fe x p e r ts c o r i n g ，c a l c u l a t e de v e r yi n d e xl e v e lw e i g h t s ，a n dm a d e a ne x a m p l eo ft h ea p p l yo fi n d i c a t o r ss y s t e m k e y w o r d s ：t r a f f i ce n g i n e e r i n g ，t r a f f i cg u i d es i g n s ，i n f o r m a t i o nv o l u m e ， e f f e c t i v e n e s se v a l u a t i o n i i 目录 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第l 章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 问题的提出1 1 3 研究的目的和意义一2 1 4 国内外研究现状2 1 4 1 国内研究现状2 1 4 2 国外研究现状4 1 5 论文主要内容和结构5 1 5 1 研究的主要内容5 1 5 2 研究思路和结构5 1 6 本章小结6 第2 章交通指路标志分析7 2 1 指路标志的分类与意义一7 2 1 1 指路标志分类7 2 1 2 指路标志的作用与意义一8 2 2 指路标志信息分析9 2 2 1 信息设置原则9 2 2 2 指路标志信息分类1 1 2 3 本章小结1 2 第3 章驾驶员对指路标志信息的认知过程分析1 3 3 1 人的认知规律分析1 3 3 1 1 认知心理学1 3 3 1 2 认知心理学中的信息加工论1 4 3 1 3 感觉的基本特性1 5 3 1 4 知觉的基本特征1 6 3 1 5 注意及注意的特点1 7 3 1 6 人的记忆特点1 8 3 2 驾驶员特性分析1 9 3 2 1 驾驶行为的特性1 9 3 2 2 影响驾驶行为的因素一2 0 北京工业大学工学硕士学位论文 3 3 驾驶员信息需求分析2 0 3 3 1 马斯洛的需求层次理论2 0 3 3 2 道路交通信息分类。2 2 3 3 3 驾驶员的基本信息需求2 6 3 3 4 驾驶员交通标志信息需求分析2 6 3 4 驾驶员对指路标志信息的认知过程3 0 3 5 本章小结3 2 第4 章交通指路标志传递过程3 4 4 1 交通指路标志信息过程模型3 4 4 1 1 驾驶员属性假设3 4 4 1 2 指路标志信息传递过程模型3 4 4 2 指路标志自信息度量方法3 6 4 2 1 信息的度量方法3 6 4 2 1 指路标志信息元素组成一3 7 4 2 2 指路标志自信息量计算方法3 7 4 3 信息获取模型及其度量方法3 8 4 3 1 驾驶员信息获取的计算3 8 4 3 2 不同需求类型驾驶员信息获取大小分析3 9 4 4 本章小结4 0 第5 章交通指路标志信息效用度评价4 1 5 1 效用度评价系统的建立4 l 5 1 1 驾驶员基本属性假设4 1 5 1 2 评价指标体系的建立4 1 5 1 3 指路标志效用度评价指标权重的确定。4 3 5 2 指路标志效用度评价实例分析4 9 5 2 1 基本情况4 9 5 2 2 问卷采集5 0 5 2 3 数据分析及标志信息有效性模糊综合评价51 5 2 4 评价结果分析5 4 5 - 3 本章小结5 4 第6 章结论与展望5 5 6 1 主要结论5 5 6 2 研究展望5 5 附录l 5 7 参考文献5 8 攻读硕士期间发表的学术论文。6 1 致谢6 2 i i i 第l 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 近些年，在我国城市化水平迅速提高的大背景下，很多城市的交通问题突现， 尤其像北京、上海、广州、深圳等一些大城市，交通拥挤、交通阻塞、交通事故、 环境污染等问题也日益严重，己成为制约城市进一步发展的瓶颈。与此同时，交 通需求的不断增大和日趋多样化，对交通规划理论、交通工程设施理论和技术水 平的要求在不断提高，这种客观需要为城市交通规划和城市交通工程设施的发展 提供了极好的机遇和挑战。为解决上述交通问题，为城市发展提供一个良好的交 通环境，广大学者和交通工作者已经着手从多方面努力，也取得了宝贵的成果。 城市交通管理设施是保障城市道路服务水平的重要手段之一，是实现道路交 通安全畅通的根本条件和基础，一旦管理设施不能发挥应有的功能，极易使城市 交通处于混乱甚至瘫痪状态。作为交通服务管理设施的交通标志，在设计、设置 工作中出现了许多问题，设置水平明显滞后。据1 9 9 9 年、2 0 0 0 年和2 0 0 1 年的 中华人民共和国道路交通事故统计资料汇编中显示，在有标志标线控制 状态下的事故发生率仅次于无控制的交通状态下的事故发生率，这说明目前在我 国的大部分地区交通标志的应用没有得到广泛的重视。 在交通系统中，交通大环境与交通参与者之间是一个不断进行信息交互的过 程，交通中的各种信息指导和影响着驾驶员的行为。交通管理者通过各种渠道向 交通参与者提供道路信息，例如通过交通管理设施、网络、广播等手段。这其中， 作为一种静态的信息载体，指路标志板利用图形、文字符号等在道路沿线为驾驶 员提供交通信息，它是一种重要的交通信息表达和传输的媒介。 2 0 0 9 年7 月实施的新版道路交通标志和标线g b 5 7 6 8 2 0 0 9 为指路标志 的设置有了进一步的规范，对于版面的设计原则、字高、信息数量等都有较为详 尽的规定，为交通指路标志的设计和设置提供了新的依据。 1 2 问题的提出 通过对国内外关于交通指路标志的研究现状的分析可以看出，国内外主要关 注指路标志的信息确定性、连续性、系统性、识认性等方面；对于交通指路标志 版面所含信息量的多少的问题，主要方法是通过实验，确定版面信息个数的极限 值，用以指导交通标志的设计和设置。但是就信息的具体含义而言，没有表达出 真实的信息量。因此从信息科学的角度研究交通指路标志版面信息量的大小是一 北京工业大学工学硕士学位论文 曼! 曼曼曼鼍曼蔓! 曼! ! ! ! 曼曼曼皇曼鼍曼! ! ! 皇! 曼曼曼曼曼曼皇m l 皇曼曼曼! ! 曼曼曼! ! 曼! 曼曼鼍鼍曼! 曼! 曼量曼量詈曼曼舅曼曼曼量量曼曼皇曼曼鼍 个可行的方法。 大部分研究者集中在标志信息传递过程中的某个环节的研究，没有系统完整 的论述信息传递的各个环节。因此将指路标志与驾驶员之间的信息传递的整个过 程完整的论述是有必要的。 交通指路标志是信息发布的其中一种重要的手段，它可以向驾驶员提供丰富 的信息。两者之间的信息传输过程的研究是一个集心理学、信息学和交通工程学 于一体的复杂过程。交通指路标志版上的信息量存在过载与没有充分利用版面空 间的矛盾，因此对于指路标志信息量的计算以及指路标志信息对于驾驶员的效用 度的研究有可为该矛盾的解决提供依据。 1 3 研究的目的和意义 伴随我国公路交通基础建设的飞速发展，交通“硬环境日趋完善，但交通 “软环境 ，也就是公路交通配套的服务管理没有跟上基础建设前进的，满足不 了我国现在较高的机动化水平。作为交通服务管理设施的交通标在设计、设置工 作中出现了许多问题，设置水平明显滞后。特别是随着我路密度的不断提高，公 路通达情况逐步改善，路网也更加完善，交通标志指路标志在设计、设置过程中 出现了新的问题，突出表现在如下方面：指路信息选取方法不能满足网络化道路 交通体系功能发挥的需要；地名、路名或路线编号指示不清；指路标志信息发布 不系统、缺乏连贯性；标志版面设计不符合规范等等。另外，交通指路标志的设 置考虑人获取量的大小的因素还不够充分。有些标志信息量过大，驾驶员在识读 过程中很难找到自己需要的信息，而有些标志信息量过少，造成版面空间和资源 的浪费。总之交通指路标志的设置还需要更加人性化和合理化，是道路交通系统 更好的为驾驶员服务。 本文的主要研究的意义在于： ( 1 ) 充分利用指路标志版面空间，指导指路标志的设计； ( 2 ) 提高指路标志信息对驾驶员的效用度； ( 3 ) 使交通指路标志更有利于驾驶员理解和利用，从出行者的信息需求出 发，尽可能满足广大出行者的信息需求，可以进一步改善道路交通环境。 1 4 国内外研究现状 1 4 1 国内研究现状 目前国内外对指路标志的研究大部分集中在标志的识别、字体大小的合理性 。 第1 苹绪论 等方面，考虑人的接受能力和获取信息量大小的不同还不是很多。 国内对交通标志的信息量和理解力方面的研究主要集中在标志信息量度量 方面。同济大学的杜志刚，潘晓东等在室内模拟实验的基础上得出结论：合理指 路标志路名数不应超过5 个l l j 。 吉林大学的曹鹏认为：每个交通标志的平均信息量与每个标志可能的含义出 现的概率有关。计算公式如下所裂2 】： 日) = “n ) l o g ( n ，吩) j 薯l 中国科学院心理研究所的刘西等 3 1 ，将道路交通中对标志信息获取过程与广 义通信系统模型相类比，提出测量标志平均信息量是确定图标是否有效可靠的方 法，利用信息量作为评价标志可用性的指标，并且可将标志设计的可靠程度进行 量化。每个交通标志的平均信息量与每个标志可能的含义出现的概率有关。 吉林大学陈国龙在其硕士论文中建立了指路标志信息可用性评价的模糊评 判模型。采用层次分析法和模糊数学原理建立指路标志信息可用性评价的模糊评 判模型。通过顺平路指路标志实例评价，发现通过该评价模型评价的结果能准确、 客观的反映指路标志设置的实际情况，方法简单易行，具有实用性【4 】。 交通部公路科学研究所的黄凯，通过室内仿真实验与真实环境下的实验相验 证的办法对标志信息量与驾驶员认知时间的关系进行了研究，并由此确定公路指 路标志的极限信息量以路名数和汉字数为指标，推荐的极限信息量为6 条，指路 标志的认知时间为2 5 s i 引。 长安大学公路学院的王建军、王娟等，认为由字符数量判断交通标志信息量 的过载与否是不合理的，而交通标志信息量用“传递m 条信息来度量是比较 合理的，将信息过载分为信息数量过载和信息质量过载两大类。得出交通标志信 息过载阈值为6 条信息；高速公路路段交通标志信息密度过载阈值为1 8 条k m 的结论【6 j 。 吉林大学的李耒通过分析交通标志在交通系统中的作用，建立了交通标志人 机效率的一级主指标：( 1 ) 交通标志预备识读时间；( 2 ) 驾驶员对交通标志的理 解速率；( 3 ) 驾驶员对应交通标志的遵守度( 指路标志使用满意度) ；( 4 ) 操作 正确率。给出了交通标志人机效率评价指标的测度方法1 7 】。 北京体育学院的詹美莎利用驾驶员调查的防范，对北京市8 0 种交通标志进 行了心理学的评价，认为交通标志的理解度主要取决于标志本身图形符号的直观 性和单义性以及司机的过去经验和学习效果。司机对标志的重视程度也对理解度 有一定影响【8 j 。 北京工业大学工学硕士学位论文 1 4 2 国外研究现状 目前，在国外对交通标志比较注重标志人性化设计、标志设计与信息传递、 交通标志视认性等方面的研究j 在报告t r a f f i cc o n t r o ld e v i c e s 加，m a n a g e d l a n e s 中指出，统一交通管理设 备细则( m a n u a lo nu n i f o r mt r a f f i cc o n t r o ld e v i c e s ，简称m u t c d ) ( 2 0 0 3 版) 发布后，要求交通标志的规划人员在规划阶段就将出行者的信息需求考虑进来， 以便能适应更复杂的管理信息。m u t c d 对交通标志位置的精确定位、颜色的选 择都进行的详细的论证，以避免交通标志信息的过载【9 】。 美国国家公路协作研究项目( n c h i 冲) 进行了标志信息负荷的研究，研究 人员应用室内实验和实车道路实验的方法，研究驾驶员对m u t c d 中指路标志 的信息负荷，并揭示影响驾驶员信息负荷的道路因素、信息负荷时空特性等问题 1 0 1 o j i b i n gl i 等人对交通标志的设置进行了研究，发现指路标志提前设置的距离 与高速公路的几何线性有很大关系，车道数越多，速度越快，提前设置的距离越 大【l 。z w a h l e n 和s c h n e l l 研究了驾驶员对交通标志的认读特性，发现夜间交通 流量低的情况下，驾驶员观看警告标志的平均次数为2 次，晚上视线在标志上停 留的时间( 0 4 s e c o n d s ) 比白天的时间( 0 5 s e c o n d s ) 短【1 2 1 【1 升。p l i n e 通过研究， 提出了交通标志使用效率最高所必需的条件，主要包括：设置应满足需要、标志 命令醒目、传递的信息清晰且简单、充分考虑道路使用者和给以充分的反应时间 【1 4 j o 一些学者对标志理解力方面也做过研究。 h a s h i ma 1 m a d a n i 和a b d u l r a h m a na 1 j a n a h i 进行研究【l5 1 。文章中涉及的驾 驶员特性包括：驾驶经验、年龄、事故发生率、婚否、性别、国籍、教育背景以 及月收入，调查的人群样本来自巴林、科威特、阿曼、卡塔尔和阿拉伯联合酋长 国。研究结果表明：平均只有5 6 的驾驶员能够完全理解交通标志。而在上述影 响因素中，教育水平，月收入以及国籍差别对驾驶员识别交通标志的影响较大， 年龄、婚姻状况、经验和事故率影响较小。该文研究还表明驾驶员对标志的理解 力和其特性有关系，与事故发生率关系较小。研究中考虑的2 8 种道路交通标志 包含警告标志1 0 种，禁令标志1 8 种，没有涉及指路标志。 y u n g c i t i n gl i u 通过两种策略的模拟实验【1 6 1 ，发现指路标志的信息量影响驾 驶员的搜索行为，信息量越大，驾驶员的纯图案标志时，信息量小的标志需要相 对长的搜索时间。因此，不同的搜索策略有不同的行为表现。研究还表明，驾驶 员对不熟悉的标志将花费更多的时间来理解。 英国利兹大学交通运输研究学会的s l j a m s o n 利用驾驶模拟实验，分析 第1 苹绪论 了双语交通标志对于驾驶员行为和安全的影响评价1 1 7 j 。 d a v i dc r u n d a l l 和g e o f f r e yu n d e r w o o d 等人通过研究发现，交通标志对有经 验的驾驶员有信息传输自动启动( p r i m i n g ) 功能( 无意识( u n c o n s c i o u s ) 信息 传递) ，而新手却没有，驾驶员对前方道路情况有准备时，反应会更快更安全 【1 8 】f 捌。m e h m e tk o y u n c u 等人研究了标志刺激的位置和持续时间对启动功能的影 响，发现图文混合的标志反应时间最佳，并持续作用较长时间【2 。 m a r t i nr a u b a l 和m a xj e g e n h o f e r 做的建筑物环境下不同寻路任务的比较研 究【2 ，h a r v e yj m i l l e r 做的寻路与环境行为关系的研究 2 2 】，e d w a r dh c o r n e l l a u t u m ns o r e n s o n ，和t e r e s am i o 做的人对方位、寻路的感知理解研究团j ，各自 对不同空间范围的寻路行为特性展开详尽的分析。 总结国内外的研究现状可以看出，大部分研究者集中在标志信息传递过程中 的某个环节的研究，没有系统完整的论述信息传递的各个环节。因此将指路标志 与驾驶员之间的信息传递的整个过程完整的论述是有必要的。而就单个标志的有 效性的分析也是有必要的。 1 5 论文主要内容和结构 1 5 1 研究的主要内容 本文的研究内容主要包括以下几个方面 ( 1 ) 以认知科学为理论基础探讨驾驶员寻路的一般心理和行为规律，结合指 路标志的信息驶员的寻路模式，总结驾驶员对指路标志的一般认知规律和认知需 求。 ( 2 ) 从信息论的观点出发，总结指路标志的信息类型和传递机制；建立计量 指路标志板的信息量的大小的公式。 ( 3 ) 结合全信息理论，建立驾驶员从指路标志上面获取信息量的大小的计算 公式，并测度指路信息对驾驶员的效用度的大小。 ( 4 ) 针对驾驶员的信息需求，对单个独立的指路标志进行信息有效度，建立 一套较为有效地评价指标体系，确定各项指标的权重大小，利用综合模糊评价的 方法可以评价单个指路标志的信息有效度。 1 5 2 研究思路和结构 本文首先结合人的认知过程理论确定驾驶员对指路标志信息的认知过程，然 后结合信息论和全信息理论以及利用迷糊数学理论分析指路标志的信息传递到 北京工业大学工学硕士学位论文 曼曼曼曼! ! 苎曼曼曼皇! ! 蔓曼曼曼曼! 鼍曼鼍鼍! 曼曼曼曼! i i 量曼鼍曼曼曼曼詈鼍量! ! ! 曼曼曼曼! 曼! ! 曼皂曼皇! 曼曼曼皇! 曼曼曼! ! 曼! ! 曼皇曼曼曼曼曼量曼曼皇皇 驾驶员直至信息施用的过程分析，最后针对指路标志上的信息对驾驶员的效用度 建立一套评价体系，并结合实际进行实例评价分析。技术路线如图1 1 所示： 1 6 本章小结 图1 - 1 本文的技术路线 f i g u r e1 - 1t e c h n i c a lm e t h o d so f t h i sp a p e r 本章主要介绍了论文的研究背景，明确了本文研究的目的和意义，强调利用 信息学的理论来研究指路标志的信息合理性是一种行之有效的方法。对国内外有 关标志信息的研究现状进行了论述。最后明确了本文的研究内容和要就思路及技 术路线。 第2 章交通指路标志简介 第2 章交通指路标志分析 交通标志是用图形、符号和文字传递特定信息，用于交通管理的安全设施。 它向道路使用者提供交通规则信息，如禁止或限制车辆、行人交通行为的禁令标 志：指示车辆、行人行进的指示标志：提供警戒信息，如警告车辆、行人注意危 险地点的警告标志；用于传递道路、地点、距离等信息的指路标志；以及包括提 供旅游景点信息在内的其他服务交通参与者的交通标志。 指路标志是交通标志中一类非常重要的标志，用于向驾驶员传递行驶路线信 息。虽然道路信息设施在不断更新发展，但目前指路标志信息仍是道路信息的主 要提供源，即使是应用车内导航系统，驾驶员也需要通过指路标志信息来判断路 线的选择是否正确。 2 1 指路标志的分类与意义 2 1 1 指路标志分类 指路标志表示道路信息的指引，为驾驶者提供去往目的地所经过的道路、沿 途相关城镇、重要公共设施、服务设施、地点、距离和行车方向等信息【2 5 1 。 按照不同等级的道路，新规范中将指路标志分为一般道路指路标志，高速公 路和城市快速路指路标志，方向标志三大类，8 种中类，5 6 种小类。具体分类如 下图所示。 f ，路径指引标 ，一般道路j 地点指引标志 i指路标志l 道路沿线设施指引标志 i其他道路指引标志 j， 潞骶弋裹黧剖冀黧 i快速路指路标l 一”一“ ll 沿线设施指引标志 i 方向标志 7 北京_ t 业大学工学硕士学位论文 f i g u r e2 1c l a s s i f i c a t i o no f g u i d es i g n si nc h i n a 2 1 2 指路标志的作用与意义 指路标志的重要作用是给车辆驾驶员知识通往目的地的正确行驶路线和方 向，是不是虚本市道路系统的驾驶员能够依循指路标志的引导驾车前进，并能够 顺利到达目的地。指路标志在城市道路系统中骑车举足轻重的作用。在一些国际 大都市里，地面道路和高架桥组成错综复杂的立体化网络，但依靠众多具有通用 语言性质的指路标志，加上必备的交通地图，驾驶员不必担心迷失方向，他可以 指引驾驶员到达最终的目的地。总体上，城市道路的指路标志系统具有以下几个 方面的功能【2 6 】： ( 1 ) 传递道路信息，这是指路标志最基本的功能，它可以为驾驶员提供明 确、及时、直观和清晰地交通信息，内容包括方向、地点名称公共服务设施、交 通枢纽、旅游区等信息。 ( 2 ) 实现交通组织意图，指路标志与警告、禁令、指示等标志共同组成法 规式的交通语言，在城市交通运作中起到指挥、协调和组织的作用，有效提高道 路通行能力，调整运行秩序，是道路达到安全、畅通、低公害和节约能源的目的。 ( 3 ) 提示前方路况，城市道路网错综复杂，平面交叉、立体交叉、环岛等 设施随处可见，指路标志除了传达文字信息外，还通过图形符号想驾驶员传递道 路走向、立交形状等信息，帮助驾驶员提前做好心理准备，合理控制车速，保证 行车安全。 ( 4 ) 均衡路网流量，通过对指路标志信息的合理设计或调整，可以根据实 际需要引导车流，按照管理者的设计进行路网流动，使饱和度高的路段流量递减， 闲置的道路得到充分利用，道路网中的流量得到有效均衡。这是指路标志系统的 重要功能，并且容易被设计人员所忽视，尤其是基于单条新建道路进行设计时， 如果不从路网整体进行考虑，就会弱化指路标志系统均衡路网流量的作用。 ( 5 ) 点缀城市环境，指路标志不单是无声的向导，还是一道亮丽的风景线， 是城市面貌、城市文明的重要组成部分。在立体化的道路网络体系中，由图案、 文字、颜色所构成的色彩鲜艳、图文明快的指路标志是大景观中的小景致，在一 定程度上反映了城市的文化底蕴、人文生活。 第2 章交通指路标志简介 2 2 指路标志信息分析 2 2 1 信息设置原则 不同类型指路标志中信息的设置应遵循一定的原则。 2 2 1 1 信息选取原则 指路标志信息选取应遵循以下原则【2 5 】： 1 ) 关联、有序； 2 ) 便于不熟悉路网的道路使用者顺利到达目的地； 3 ) 信息量适中：一块指路标志版面中，各方向指示的目的地信息数量之和 不宜超过六个；一般道路交叉口预告标志的交叉口预告标志和交叉路口告知标志 版面中，同一方向指示的目的地信息数量不应超过两个，同一方向需选取两个信 息时，应在一行或两行内按照信息由近到远的顺序由左至右或由上至下排列，见 图2 2 。 一卜 一| l i = i _ l r 、溺匿_ = 一鞠圈豳 黼圈图豳 强u 瞄豳。胡黼豳l = ju 蟠隧二螽鳝糊阚i = i 隧笛i = 豳彰鬣黼飘隔三 u 嫡翰0 绷嬲i = i1 峨潮翻裁姻壤黼i ! i 誊零爹够鬻褥鬻辫繁鬓露? 黟雾黟零翳黟霹鬻磐翳 艮b 8 由蜕j “b 盛_ 岳梆矗d 矗鹜菇凶彗画蕊i 釜舞萏趋e ；套女舀_ 眦，自醅! 妣t 业。o 女垃l 谢! m 鼬m 删自t t & 蛀d ! z 柚 北京工业大学工学硕士学位论文 图2 - 3 表示路径方向的箭头示例 f i g u r e2 - 3a r r o ws i m p l eo fp a t hd i r e c t i o n c ) 箭头的使用 指路标志中的箭头包括6 种方向，如图2 4 所示。其中a 表示向右方向；b 表示侧出口方向或斜向右方向；c 表示前进方向：d 表示左侧出口方向或斜向左 方向；e 表示向左方向；f 只是表示当前车道并仅应用于门架或悬臂标志中，此 时箭头朝下对准车道的中心。 图2 - 4 箭头方向示意图 f i g u r e2 - 4s k e t c ho fa r r o wd i r e c t i o n 2 214 指路标志上距离的数值确定 距离的数值为标志设置点与相关信息的计算基点的间距。标志设置点与计算 基准点间存在多条路径时，以习惯路径计算距离，所选取的习惯路径应统一。 距离的数值一般以公里为单位，并四舍五入取证，距离不足l k m 的以l k m 计。城市道路可以百米为单位，但整个城市的表示方法宜统一。 第2 章交通指路标志简介 曼曼曼! 曼! 曼曼曼曼皇曼曼! i n ；ii ； 一 i 曼曼曼曼兰曼皇曼曼曼曼曼鼍 2 2 2 指路标志信息分类 道路交通标志有四个基本信息要素，包括形状、颜色、图案、符号，标志通 过这些信息要素传递特定信息j 指路标志作为道路交通标志中的一类标志，也具 有这四个要素： 1 形状 道路交通标志和标线g b 5 7 6 8 2 0 0 9 ) ) 中关于形状的规定：正等边三角形、 圆形、倒等边三角形、八角形、叉形、方形6 种。为提高交通标志的易识别性， 禁令和指示这一类标志常用圆形来表示，这是由于在光照不足的情况下，圆形的 物体比同等面积的三角形和方形物体看上去要大l 2 ，同时，圆形与道路上杂乱 的直边物体差别相差较大，因此常被用来设计约束性最高的禁令标志。警告标志 采用三角形表示，研究表明具有锐角的物体外形容易辨认，在同等面积、同样距 离、同样照度条件下，三角形最容易识别。指路标志要表达的信息很多，还包含 文字符号等，所以采用比较规正的方形( 包括正方形和长方形) 。 2 颜色 道路交通标志和标线g b 5 7 6 8 2 0 0 9 ) ) 中关于颜色的规定：红色、黄色或荧 光黄色、蓝色、绿色、棕色、黑色、白色、橙色或荧光橙色、荧光黄绿色等1 1 种颜色。指路标志的颜色，除特别说明外，一般道路指路标志为蓝底、白图形、 白边框、蓝色衬边；高速公路和城市快速路标志为绿底、白图形、白边框、绿色 衬边。因为蓝色比较鲜明、清晰，使人产生沉静、安宁的感觉，绿色具有和平、 安全的联想，在视认性、识别性等方面好，使人容易看到，给人以亲近感，易引 起人的注意，印象深。 3 图案 交通标志由于要在最短的时间内给行人或驾驶员传递特定的信息，因此在设 计上要求使用简洁明快、易于识别的图案，避免重复混淆。指路标志上的图案是 反映它与道路实体在空间位置要素之间的关系的、经过科学概括的、地图化的道 路信息空间的载体。心理学研究表明：图案符号信息比相同大小的文字信息传递 更为准确和迅速，易为人们理解和识别。例如，在指路标志中采用的多种交叉口 图案和箭头的图案，用来指示可选的行进方向，直行、左转和右转，使人一目了 然。因为投影图案具有简易清晰、逼真的特点，通常采用投影图案作为图案的表 示。 4 符号，包括文字和数字 文字和数字的高度和多少可以影响驾驶员的阅读和理解速度。按照国标的规 定，指路标志的汉字高度一般指应根据设计速度，按表2 1 选取。汉字宽度和字 高相等。字高可考虑设置路段的运行速度( v 8 5 ) 进行调整。阿拉伯数字的字高应 北京工业大学工学硕士学位论文 根据汉字高度确定。字间或汉字与其他文字的间隔、行距都要根据字高确定。 表2 - 1 汉字高度与速度的关系 t a b l e2 - 1t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nc h a r a c t e rh e i g h ta n ds p e e d 速度( k m h )1 0 0 1 2 0 7 l 9 9 4 0 7 0 - l o g m - h ( y ；x b ) 第4 荦交通指路标志传递过程 ( 0 a 码【 b n )( 4 6 ) 其中，日p ；x 。) ：羔- p ( y ；x j ) l 。g py , x j ) 式中：h 标志使用者获取的信息量； 】，到达目的地这件事件； p ( y ；x j 卜一知道第6 种元素的第j 种状态后对于确定】，事件的概率； h ( y ；x 。) 观察者对于第6 种元素的先验信息量。 其他符号含义同前。可以证明，h h 。 定义7 7 为指路标志信息的获取量的大小，它等于观察者的实得信息与信源的 自有信息的比值，用式( 4 7 ) 表示： ：等(4-7)r2 百 由以上分析可知：o ，7 1 。 4 3 2 不同需求类型驾驶员信息获取大小分析 1 ) 完全熟知该地区交通环境的驾驶员 对于这类驾驶员来说，根本不需要标志上面的信息，也就是指路标志对其不 起作用，因此他从指路标志上面得到的信息为0 ，获取大小r = 0 。 2 ) 比较了解该地区状况的驾驶员 这类驾驶员对所处地区比较熟悉，要到达目的地需要借助外界信息的帮助。 从指路标志上面取得的信息量不为o ，获取大小o q 0 ；2 1 a ；2 l 。 表5 1 元素两两对比时的重要性等级及其赋值 t a b l e5 - 1i m p o r t a n c eh i e r a r c h ya n de v a l u a t ew h e nc o m p a r i n ge l e m e n t s 序号 重要性等级 吼赋值 l lj 两元素间等重要 1 2 j 元素比元素稍重要 3 3 j 元素比，元素明显重耍5 4 j 元素比元素强烈重要 7 5j 元素比元素极端重要 9 6 j 元素比元素不重要 1 3 7 j 元素比元素明显不重要 1 5 8 j 元素比j 元素强烈不重要 1 7 9 j 元素比元素极端不重要 i 9 注：= ( 2 ，4 ，6 ，8 ，l 2 ，l 4 ，1 6 ，l 8 ) 表示重要性程度介于口l ，= ( 1 ，3 ，5 ，7 ，9 ，i 3 ，l 5 ，l 7 ，i 9 ) 相应值之间的赋值。 ( 3 ) 层次单排序及其一致性检验 鲁 这一阶段是检验每个判断矩阵的质量并决定取舍，计算权重向量，进而求出 合成权重向量。记判断矩阵为么= i 嘞l 。，如对v f ，j ，k = 1 ，2 ，刀，a i k2 成立， 就是说4 是一致性矩阵，则r a n k a = 1 ，且存在唯一的非零特征值k = 刀，其规 范化特征向量w = “，w 2 ，) r 叫做权重向量。求解权重向量的方法： 第一步，对判断矩阵彳每行诸元素求几何平均，有巧= 晦嘞 - ， f = 1 , 2 ，no 第二步，规范化，得权重向量= 羔k = l 阻厂 l 兀i 、薯i一， i = 1 , 2 ，以。 在层次分析法的层次排序中，为了保证单排序的可信性，需要对判断矩阵一 致性进行检验，一致性检验的步骤： 4 5 l 一疗 、 口 。兀一 ，。，。一 北京工业大学工学硕士学位论文 第一步，计算一致性指标：a = 互著早； 第二步，平均随机一致性指标r ，平均随机一致性指标如表5 - 2 所示： 表5 - 2 平均随机一致性指标r t a b l e5 - 2a v e r a g er a n d o mc o n s i s t e n c yi n d e xr 1 判断矩阵阶数1234567891 0 1 1 r 】0o0 5 8o 9 01 1 21 2 41 3 21 4 1 1 4 5 1 4 91 5 1 第三步，计算随机一致性比例：c r = 罢= 瓦2 m 币a x i - - 可1 1 。 只有当c r o 1 时，层析单排序的结果才认为是满意的，否则需要调整判断 矩阵元素的取值。 ( 4 ) 层次总排序及其一致性