第二章 信息传输
第二章“信息传输”将重点介绍道路交通工程软硬件设施的信息传递功能,以及信息传输在道路交通工程规划与设计领域中的角色。本章共分为5节,包括道路交通工程规划与设计领域中信息传输的主要目的,完整道路信息的两大类别,视觉传输的概念等内容。
2.1前言
2.2基本理念
2.3道路信息
2.4视觉传输
2.5信息传输的阶段性
信息(Information),指可联系两者或多者间的沟通或告知型信息。信息的领域及含义极为宽广,但本章的重点仅限于道路交通工程规划、设计领域中的相关信息。
信息传输的基本理念
在不考虑外在环境影响的前提下,“人”、“车”、“路”三者环环相扣,图2-1为三者关系示意图。由此图可清楚看出,“人”、“车”、“路”三者之间具有“信息传输”(Information Communication)的特性,与道路交通工程各种设施的设计及布设亦直接相关。
道路交通工程的规划与设计领域中,信息传输指如何将道路本身的信息及车流中其他车辆的相关信息有效传输给驾驶人,这一点极为重要,关系到车流运行效能与行车安全。驾驶人在获取信息后,便可采取相应的、合适的应对行为,因此,信息传输的主要目的在于辅助驾驶人获取邻近路况、周边环境、车流中其他车辆的状况等等。有正确的信息传输,驾驶人方可从容有效完成驾驶任务(Driving Task),进而达到交通顺畅与行车安全的终极目标。
道路交通工程领域中的信息传输与驾驶任务直接相关,其中含下列三大工作重点,即:
道路上应有何种必要的信息传输给用路人?
道路上的信息应如何正确且有效传输给用路人?
道路上信息量的多与少对用路人的影响如何?
为使读者循序渐进了解本书内容,此三大重点未能在本章中详尽阐述的地方,将在后续各章节中陆续呈现。
道路信息的两大类别
在道路上行驶的车辆如无任何外在信息辅助,就像没有方向且没有导航辅助的大海孤舟。道路信息(Roadway Information),意指驾驶人如要快速平安到达目的地,其在进行驾驶任务的过程中,必须从道路及其相关设施获取的各种有用信息。道路交通工程规划与设计领域中,完整的道路信息可分为两大类别,即:正式信息(Formal Information)和非正式信息(Informal Information)。从车流运行顺畅与交通安全的角度来看,正式信息的重要性远大于非正式信息。
正式信息
正式信息是指道路交通工程设计中,本身具备的软硬件设施及路权界限(路权种类繁多,此处仅指道路建设的产权范围)内各式各样可提供给用路人知悉的有用信息。
正式信息主要有三类来源
正式信息可能来自于下列各方面:
道路本身的几何线形(Geometric Alignment),例如:道路几何设计中的平面线形(Horizontal Alignment)、纵断线形(Vertical Alignment)以及道路横断面等。驾驶人明视眼前某距离范围内的道路几何线形便可清楚判别前方路形外观与变化,进而可轻易掌控车辆、从容转向、调整至相应合宜速度等。
道路本身的永久性硬件设施,例如:具连续性的中央分向护栏、路侧护栏、隧道壁、桥梁护栏等,都是驾驶人于车辆行进过程中可清晰明视、轻易操作车辆的视觉参照物(Visual Reference Cues)。
交通控制设施(Traffic Control Devices),其内容极多样化,凡为了辅助用路人安全行进、提示驾驶人有效完成驾驶任务的道路设施都属于交通控制设施的范畴。其中道路上的标志(Sign)、标线(Marking)、信号(Signal)是道路交通控制设施的三大主体。此外,施工区的隔离设施,例如隔离护栏、交通锥等都可视为交通控制设施。总而言之,凡辅助或控制车流、人流行止的设施都可视为广义的交通控制设施。
上述三类正式信息中,前两类信息在道路工程建设完成后几乎全然定型,在依照合格的规范、标准进行设计的前提下,一般而言,问题不大,争议性通常较小。对驾驶人而言,最重要的正式信息应该是第三类,即交通控制设施,最典型的就是必须长年管理养护的标志、标线与信号控制系统。其中,标线为连续性信息;标志与信号则为间歇性信息,只在道路某处才有布设。道路标线由于生命周期(Life Cycle)相对较短,通常只有1~3年,故标线信息的传输应更加谨慎,必须随时保持标线的有效性。
正式信息应正确有效布设与传输
正式信息是道路与驾驶人之间无声沟通的语言,关系到车流运行效能与交通安全,故正确布设合宜的正式信息并有效传输给驾驶人,是道路交通工程主管机关与执法单位无可推卸的责任,从初始规划设计直至后续管理养护阶段都如此。任何正式信息的缺失或遗漏都等同于妨碍驾驶人有效执行其驾驶任务,甚至直接或间接形成安全隐患。
车流运行过程中,每一辆车均为驾驶人独立操作,车辆间的互制(Interaction between Vehicles,互相制约、互相影响之意)现象随时存在于车流中,故驾驶人在改变行车方向时有责任将信息告知邻近车辆,例如驾驶人欲往右变换车道或右转向时,均须提前于某时间段打开右侧方向灯;邻近的车辆驾驶人因此便可采取相应的措施,例如适当保持前后车距或合宜减速。这些驾驶人在车辆行进过程中发送的信息也可视为正式信息范畴。当然,驾驶人在车辆行进过程中发送的正式信息如有错误,则可能误导其他驾驶人,如因此而引发事故,则错发信息的驾驶人应当负有事故责任。例如某驾驶人心中所想是右转向,可是却打左转方向灯,车辆右转造成事故,则发送此错误信息的驾驶人必不可免除事故责任。
描述至此,我们应可了解,正式信息背后具有严肃的公权力章法与法律意涵,正式信息设置不当或遗漏都极易造成争议,甚至引发司法诉讼,尤其在有道路交通事故发生时。例如:道路交通主管机关布设的标志内容不清或错误,甚至应设而未设,造成驾驶人误判导致事故;驾驶人变换车道或欲转向时未事先打开转向灯告知其他驾驶人导致事故等。
道路上应有哪些正式信息传输给驾驶人,须严格明确规定于相关设计规范、标准或准则中,例如美国运输部联邦公路总署(Federal Highway Administration,FHWA)颁布的Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD)[1],此手册中详细叙明各种道路标志、标线与信号等的设计准则及布设细节。
同理,驾驶人在何时何地何处应发送正式信息传输给邻近其他驾驶人知悉,也应明文规定于相关交通法规的条文中,例如大陆的《道路交通安全法》及台湾地区的《道路交通安全规则》。这不仅关系到车流运行顺畅与交通安全,同时对交通警察有效执法及事故责任认定也都具有极其重要的作用。
非正式信息
非正式信息是指位于道路的路权界线外,驾驶人目视可及且可作为驾驶人视觉参照物的所有对象,例如某处视线可及的高耸建筑物、大型桥梁、远处高山等都是驾驶人可确定其行进方向的有效参照物。此外,道路旁侧的广告招牌、造型较显眼突出的所有构造物或设施等均是驾驶人可自主决定是否使用的非正式信息。
非正式信息的种类极为复杂多样,对行车安全的影响程度因地点特性而有明显差异。非正式信息能否被驾驶人有效利用全凭驾驶人个人意志,道路交通主管机关无权也无法掌控,但道路交通工程与管理机关应于道路日常巡查时特别注意,是否可能有路侧非正式信息影响车流正常运行与行车安全。例如路侧绵密的商家广告招牌,在白天可能导致路侧标志的识认性被湮没忽视,在夜间亮丽的广告灯光可能影响驾驶人对信号灯有效辨识等。如遇此种状况,道路交通主管机关与执法单位便必须主动关切,与民众积极沟通,寻求谅解与合作,甚至采取合宜的法律作为。
视觉传输必须具备的两大条件
图2-2为道路、信息传输与驾驶人三者的相互关系架构,其中应特别注意,用路人获得道路信息的主要方法是通过视觉,即驾驶人利用其双眼明视而得知道路各相关信息。因此,凡利用视觉而获取信息的过程通常以视觉传输(Visual Communication)简称。事实上,标志、标线、信号的设计原理与布设准则都与视觉传输的机制有关。
道路上信息的视觉传输并非多多益善,重点在于适量适所。具有实用意义的视觉传输必须具备以下两个条件,即:
必须让被传输对象清楚识认,即被传输信息者可清楚意识到,且可同时认知该信息的内涵,此种现象可以“认知”(Perception)称之。有了清楚认知,驾驶人方可作出相对应的合宜判断。
被传输信息者在已经认知信息内容的前提下,如判断应有所作为,则必须保证有足够时间进行反应,此意指“反应”(Reaction)过程,例如有足够时间可从容刹车、减速与停车的过程。
综合前述,可将两者组合成“认知-反应”,更具体而言,信息传输后,信息接收者或被传输信息者必须有绝对充足的“认知-反应时间”(Perception-Reaction Time,PRT)。认知-反应时间如不足,则视觉传输便不具任何意义,例如某驾驶人打开右方向灯,同时又骤然向右变换车道,此种状况必造成行驶于邻近右车道的车辆无充足时间反应,形成可能造成瞬间事故的安全隐患。
PRT一词在道路交通工程规划与设计领域中极为重要,其具体应用细节将在后续第三章(人因理论)与第八章(视距、视区)中详述之。
信息传输具有明显的阶段性
人的双眼犹如电子扫描仪(Scanner),面对眼前信息,扫描后将存于其心中、脑中。在车辆行驶过程中,道路几何线形、道路内外在环境及其他车辆的动态等都会持续改变。换句话说,驾驶人行进过程中面对的时空随时变化,其接收道路信息时具有明显的阶段性,且每阶段的信息内容并不相同,信息量的差异也可能很大。车辆每行进一段距离,都将进入下一阶段面对新的道路信息,每一阶段驾驶人目视扫描眼前各种信息所对应的范围如图2-3所示。
图2-3:道路信息传输阶段性示意图 [2]
从图2-3可清楚看出,以道路交通工程规划与设计者的角色而言,其最重要的工作内涵有以下几项,即:
本阶段的信息提供是否正确?因本阶段提供的信息正确无误才可保证引导驾驶人继续安全行进,而后进入下一阶段。
沿着道路长度方向,本阶段信息内容的适用性应于何地点结束,下一阶段的信息提供应从何处开始?同时也应思考该提供何种信息给驾驶人。
本阶段提供的信息内容与前一阶段的信息内容是否应具有连续性或相关性?
驾驶人面对眼前的信息不见得会照单全收,甚至可能会刻意忽视,即驾驶人心中最关心的是对其最重要、最有意义的信息。从道路交通工程设计者的立场而言,提供给驾驶人的信息应是最有意义的信息(Most Meaning Information),道路交通工程界以MMI简称。故提供信息的重点不在量多,重点在于符合MMI的内涵。
道路交通工程设计者在任何阶段提供的信息,如对驾驶人有影响,例如提示其减速或预告出口位置已到等等,务须确认驾驶人具有绝对充足的PRT,即认知-反应时间。
随着外在环境变化,例如天候异常时,各阶段所提供的信息是否仍具有适用性?是否必须考虑加设可提供额外信息的设施?例如信息可变标志(Changeable Message Sign,CMS)。
如为关系到安全等特别重要的信息,是否应重复提供?其间隔距离应多长?这些都应深入考虑。
下期内容预告 ▼
√ 道路交通事故的特性与来源
√ 人因考虑的主体
√ 名义安全与实质安全
√ 自解释道路
问题征集!读者朋友们,学习完这一期,您是否有需要解答的问题,欢迎留言,具有代表性的问题,我们将邀请徐耀赐老师在后续文章集中解答,请持续关注交通言究社!
参考文献:
[1]FHWA, Federal Highway Administration, Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD), Washington, D.C., 2009.
[2]Human Factors Guidelines for Road Systems, 2nd Ed., NCHRP Report 600, Transportation Research Board, Washington, D.C., 2012.
《道路交通工程规划与设计》一书经作者徐耀赐授权在交通言究社刊载,供读者朋友学习、参考,未经授权,任何单位、个人不得转载、发表、摘录、出版。
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