标线的好处与研究概述

官阳

本文采集了一些关于标线好处的研究内容，以期能引起对标线应用的重视，改善道路安全条件。

路面标线是道路安全通行条件不可或缺的一环。用标准化统一的标线来指示行车路径和分配车道，是保障道路安全通行、交通流高效运转的必要措施。

标线对驾驶人的有益帮助被广泛认可，因为标线向驾驶人传达了短距离操作需要的预期行驶路径和横向定位坐标（分配车道），以及用于对齐车道轨迹的长距离轮廓（行车路径），还传递着交通控制的一些规则信息。与大部分交通标志不同，标线传递的信息大部分是连续的。

为确保标线传递的信息的一致性，人们用国家标准的形式确认、授权和强制执行标线的特征和应用方式。这种努力可以让驾驶人的训练和日常操作一致起来，进而让所有的人都能遵循同样的规则使用道路。美国的标线标准，首先就是由《统一交通控制设施手册》（Manualon Uniform Traffic Control Devices，简称MUTCD）作的说明（第一个全国统一版是1935年），这是人类历史进程中在国家标准层面出现的最早的应用类规定。

虽然MUTCD中表述了标线的美国国家标准，但交通事故依旧不断。根据美国国家公路和运输官员协会（AASHTO，American Association of State Highway and Transportation Officials，美国是联邦制国家，由各州交通官员参加的协会组织具有很强的国家官方部门一致行动色彩）的一份报告显示，全美国家公路上，每21分钟就会发生一起因为车道偏离造成的死亡事故，每年，美国总计有超过25000人死于此类事故，几乎占全美公路死亡人数的60%。特别是在弯道和夜间的脱离路面和迎面碰撞事故占比很高，致命事故的发生率高于其他条件的三到四倍。此外，由于视觉和认知缺陷，年长和能力低下的驾驶人特别容易发生这类事故。

一些研究表明，在某些情况下，使用标线对减少特定的事故类型有作用，尤其是利用添加边线或改善标线（增加宽度或更多逆反射性能）的方法，可以減少脱离路面和迎面碰撞事故，改善夜间事故和弯道事故多发的高风险路段。除了标线可以帮助驾驶人在路内行驶而不会脱离路面之外，轮廓标、线型诱导标、护栏等，也是为这一安全目的服务的措施。

为应对这种安全需求，减少事故，AASHTO制定了一项公路安全战略计划，上面列有22个任务目标的清单，这项安全计划的首要目标就是要让车辆行驶在路内，比如，在乡村双车道公路上增设标线，加宽边线，铺设雨夜标线等。

实施AASHTO安全计划的州根据任务清单实施本州的道路安全提升工作，并报告取得的成绩。比如从2005年至2007年，密苏里州交通部一直专注于实施减少车道偏离的对策，在这三年里，主要通过以下措施，使该州车道偏离型死亡人数减少了 25%：

1.在所有主要公路以及有事故史的小路上完善道路边线和中心线；

2.在所有主要公路完善6英寸宽（15厘米）的道路边线和车道线；

3.在主要公路上提供4英尺路肩（1.2米，用标线分开）；

4.改善所有主要公路上已有的护栏和中央隔离屏障；

5.提升标志设置水平。

也许是由于标线的单价很低和施划在路面上被碾压，常规标线的价格在每英尺 0.10到0.25 美元（1英尺=0.314米），所以往往容易被忽视，特别是针对标线应用价值的科学研究和努力都不多的情况下。但事实上，如果把公路上的所有标线都加起来，交通部门所支出的标线成本是巨大的。根据美国的一个研究报告，全美2007年度标线支出约为20亿美元。但每年这么大的投入，标线到底带来了什么样的价值呢？

对标线好处的研究，有四个常见角度：安全研究（safety studies）、主观评价（subjective evaluations）、车辆操作研究（vehicle operational studies）和视认性相关研究（visibility-related studies），以及其他不常见或独特的性能研究，主要是设法建立科学的衡量标准，最终目的是判断值不值得使用标线和使用什么样的标线来减少交通事故。

标线的好处

针对标线好处的研究，最早建立的共识是“道路边线能减少事故”。1957年，美国俄亥俄州的一项研究就是在乡村双车道公路上施划边线，该公路的宽度至少为20英尺（约6米）。安装边线前后的对比研究发现，该路段的事故减少了19%。此外，边线还导致伤亡减少了37%，交叉路口和车道等接入点的碰撞减少63%，夜间碰撞减少 35%。同样，堪萨斯州在1959年启动的另一项研究表明，在日平均交通量最低为每天 1000辆车、宽度在20至26英尺（6至8米）的乡村双车道公路上增加道路边线，导致死亡人数减少了78%，路口的接入点事故数减少 46%。

迄今为止，美国关于增加标线（道路边线）的好处的最强有力的研究，受益于1973年的《公路安全法案》（Highway Safety Act of 1973）。该法案建立了具体的公路安全改进计划，其中包括为标线示范计划提供100%的联邦资金。这个资助项目覆盖了除州际公路以外的所有联邦公路，其后，1978年的《地面运输援助法案》（The Surface Transportation Assistance Act of 1978）还继续为该项目提供资金，直到1981财政年度。该资助项目的成果后来以《1981年公路安全管理报告》的形式由美国交通部长向国会提交。

根据这份报告的总结，在美国联邦政府资金的支持下，有38个州参与了改进标线示范的计划，其中有6个州的数据达到了对标线效益进行重点研究的最低标准（一共有225个研究路段）。研究路段的最低标准必须是双车道公路路段，长度至少5英里（8公里），路面宽度至少为16英尺（4.8米），速度限制至少40英里时（64公里时），路段上除了添加标线，没有其他的安全改进措施。统计时将致命和伤害事故合并在一起，不统计仅导致财产损失的事故（PDO）。经过这些限定后，从统计学上看，改进标线可以从总体上使夜间事故减少12%。增加道路边线则可以使夜间事故减少16%，使低可见度夜间事故减少 33%。

报告结论是，在山区和丘陵地区的公路上，增加中心线和边线，以及在以前只有中心线的公路上添加边线，是最有效的安全措施，可以使夜间和低能见度夜间事故明显减少。

关于路面宽度，在报告中，也提到了一些有见地的发现：在22英尺宽（6.6米）的公路上，增加中线和边线，或者已有中线只增加边线，统计显示可以使夜间事故率降低36%，低能见度夜间事故减少52%。而对于同一组里的 20英尺宽（6米）的公路，统计显示夜间碰撞事故减少了13%，低能见度夜间事故的减少23%。而对于18英尺（5.4米）或以下的路面宽度，在低能见度夜间事故中，统计学数据显示下降是46%。

报告显示，在已有中心线的双车道公路上增加边线是一种明显的具有成本效益的减少事故的对策。北达科他州边线计划的详细示例显示，尽管仅有车辆财产损失的事故增加了，但效益成本（B/C）比率为23：1，即每1美元的边线投资，可以减少23美元的事故损失。

自1957年的第一次标线好处的研究之后，道路交通领域发生了许多变化，包括车辆设计水平、车速和交通量等。这些变化引发了对标线好处的跟进评估。1991年，美国研究人员米勒（T.Miller）发表了一项对标线安全价值影响广泛、研究结果最常被引用的一份研究报告（7）：根据当时的事故统计数据和成本估算，即使在日均流量低至 500辆车的乡村双车道公路上，边线投资也会产生17：1的投资效益比率（B/C），每花1美元可以挽回17美元的损失。平均而言，标线的效益成本（B/C）比率为 60：1，而且投资效益比率会随交通量的增加而增加，城市的投资效益比率是乡村的两倍。如果每年在平均每15.5英里（25公里）长的路段上发生一次非交叉口事故，那么在这段双车道乡村公路上施划边线就是合理的。

米勒的研究是依据前人关于一批标线安全研究所做的总体趋势分析。他的结论是标线可以使事故平均减少21%。对米勒的分析影响较大的是Bali等人的在1978年发表的一份关于依据投入产出效率进行道路轮廓措施方案选择的研究报告。这个报告调研了10个州的乡村双车道公路的安全改造方案，共500多处。研究发现，增加边线和中心线可以减少36%的事故。而在已有中心线的道路上增加边线可以减少8% 的事故。根据这些数据，米勒为增加乡村双车道公路的边线制作了一个效益和成本（B/C）比率图（见图1），流量越大，增加标线越划算。

宽标线的安全价值

在标线的宽窄与安全效果的关系方面，1980年代的早期研究是存在争议和质疑的，这与开始时的研究数据不足和缺乏实验控制有关。2006年，美国联邦公路管理局（FHWA）开展了又一个研究项目（项目名为SAFETEA-LU），继续对宽标线的安全性进行更广泛的研究。该研究的一部分是进行了一项全国性的调查，以确定哪些州的州际公路在使用宽标线（宽于 4 英寸，11厘米），包括使用的范围，使用的具体位置，使用公路的具体信息，使用的时间，以及是否有充分的事故、交通流量数据记录等等。

在调查中发现，各种条件达到可比对的州只有密歇根、伊利诺伊和堪萨斯三个州，因为当时只有这三个州广泛使用了宽标线，这样可以最大限度地减少因为样本选择偏差和不足影响平均值的担忧。研究选择的重点是伊利诺斯州和密歇根州的乡村双车道公路。按事故严重程度以及单车和对面碰撞的总数、发生时间、驾驶人年龄和天气等分类。

在伊利诺伊州，最终的研究数据削减到3973段乡村双车道公路（1817英里）的范围里，其中有3224段（1511英里）使用了4英寸宽的边线，749段（306英里）使用了5英寸边线。统计分析时，使用了负二项回归模型，方法复杂，文中不再赘述，结论是宽边线可以减少事故。但值得关注的是，在伊利诺伊州全州范围内使用了反光凸起路标（RRPM），州际公路上还使用了隆声带，这些安全措施都是加强标线视认性的措施，对减少脱离车道和弯道事故有明显贡献，但这种措施导致无法评价宽标线的独立效果，却又无法分离统计，所以在做模型分析时，未包括这些变量。

更简单明了的结论来自密歇根州的研究，使用的是前后对比评估法，共对386个乡村双车道段（1223英里）的3年数据（2001–2003年）和标线加宽后的 2 年（2005-2006年）数据进行了前后对比，结论是宽标线导致事故减少如下：总计减少事故5.8%，致命和伤害事故减少24.6%，财产损失事故减少3.9%，白天事故减少10.9%，夜间事故减少3.6%，白天致命和伤害减少28.7%，夜间致命和伤害减少39.5%，湿路面事故减少30.9%，湿路面夜间事故减少33.2%，单车事故减少1%，单车湿路面事故减少27.6%，单车夜间事故减少0.9%，对面碰撞事故减少39.3%。

标线的主观评价研究

利用驾驶公众的意见来评估或评价交通部门的工作表现是一种常见的方法。在一些情况下，这种公众意见也会被用于辅助决策。主观评价的结论可以作为用户愿望的指标，但这种结论并不总是与安全性的改善或安全驾驶的实际需要挂钩。

南达科他州交通局在1997年公布了一项民意调查，这个调查是关于州政府的钱和服务最应该投放的领域，共有21项选择，结果显示“保持标线可见”的公众需求排名第三。这项调查是由768位个人（驾驶公众）和32名州议员共同打分完成的。1999年该州的一项后续民意调查显示，734名受访者中有81%认为路面标线差会“在某种程度干扰”或“很可能干扰”安全出行。

美国退休人员协会（AARP，American Association of Retired Persons）组织了18名驾驶培训教师在测试场地进行了白天和夜间的驾驶测试。之后对这些人征询了意见，94%的受访者表示，路上的8英寸宽边线（20厘米）对他们的驾驶方式有积极影响，尤其是在帮助他们保持车道和使车辆行驶在道路内方面有益。另一个由 Ohme等人进行的行进中目测距离的研究显示，参与现场測试评估的驾驶人普遍认为较宽的标线比4 英寸标线更有利。在利用模拟器评估 8 英寸与 4英寸边线的效果研究中，观察到的结果也肯定了宽标线的作用。

除了标线的综合可视性调查，一些关于驾驶人在各种条件的夜间驾驶时所需要的标线最低逆反射水平研究也是一种主观研究。但这类研究需要建立在一个判断上，就是假设驾驶人知道什么可以帮助他们在夜间实现安全驾驶，虽然驾驶人可能并不知道他们真正的和具体的安全需要。在这种困惑无法解决的情况下，一些研究人员凭着主观判断加上驾驶人的偏好，得出了标线最低逆反射水平的结论，即标线通常需要最少达到80～130 mcd/m2/lx，建议值则在200～400 mcd/ m2/lx的范围里。

在主观研究领域，有一个重要问题尚未解决，是交通部门对标线的视觉评估结论或个人的主观评价如何与测量的标线反光性能之间建立可用的关联模型，并把这个关联性与驾驶人的满意度相关联。

标线对驾驶操作的影响

驾驶任务负荷，與道路安全息息相关。测量车辆在车道上的行驶速度和横向位置，可以判断驾驶人的工作负荷水平，这也是一种安全评价手段，通常可以在缺乏事故数据时作为研究标线安全效果的替代手段。这方面的研究角度主要有三个，车速、车辆的横向定位、驾驶任务负荷（驾驶人工作负荷的心理生理学状态评价）。

车速

大多数研究显示，边线和车辆的绝对速度没有关系，但标线性能会影响道路上的速度差，而速度差本身是与事故率强关联的。

研究者发现，在只有中心线的道路上安装边线，在狭窄的双车道高速公路上增加边线（路面宽度为20至22英尺），在弯道路段和上游优化中心线和标线亮度，无论白天还是黑夜，都不会提高车速。

2006年齐加诺夫（Tsyganov）等人发表的研究报告显示，在不同宽度的狭窄的乡村双车道公路上增加边线，车道宽度为9英尺（2.7米）、10英尺（3米）和11英尺（3.3米），在应用边线后经先后对比，白天和夜间所有条件下的速度都略有提高，但在统计学上的差异并不明显，绝对速度标准差都小于1英里/小时。

许多专家认为，驾驶人降低车速完全基于他们感知的风险。例如，如果驾驶人察觉到曲线、车道或路肩变窄、路外侧有陡降、轮胎侧滑等，他们就会相应地降低车速。

车辆横向定位

虽然有研究表明，车辆在车道内的横向定位与事故率密切相关（偏离车道中央），但研究并未发现这种车道内的横向定位偏差与标线的影响强相关。不过有研究对比4英寸和8英寸宽边线对车辆横向定位的影响时发现，在8英寸边线的公路上，无论白天和黑夜，车辆定位会更准确，车与车之间的定位差异更小。

在路易斯安那州，为了决定是否在乡村双车道公路上增加边线，开展了标线对车辆横向定位的影响的研究。他们前后对比实验发现，边线有利于帮助驾驶人控制他们的行驶路径，特别是在晚上，驾驶人通常会将车辆定位到远离边线的位置，而不管是否与车道对齐。

齐加诺夫等人的研究还发现在窄幅双车道公路上增加边线后，车辆横向位置差异化降低，这意味着车辆行驶轨迹更一致。而车辆轨迹的具体位置取决于整个车道的宽度。对于宽9 英尺（2.7米）车道，车辆轨迹会更贴近新安装的边线，尤其是在弯道路段。对于10 英尺（3米）车道，没有发现一致的变化。然而对于11英尺（3.3米）车道宽的公路，大多数驾驶人会在更接近中心线的轨迹上行驶，特别是在弯道路段。这些变化都是微妙的，但是存在。前后车辆轨迹的一致性高，可以降低驾驶任务负荷。

驾驶任务负荷

驾驶人操作任务的负荷越大，越容易挑战人的承受力和操作质量，长时间的高负荷驾驶，也是疲劳驾驶的诱因，所以研究标线对驾驶任务负荷的影响是一项安全研究。

齐加诺夫等人对增加边线的乡村双车道公路进行了这类研究，公路的车道宽度为2.7米、3米和3.3米。研究人员通过监测驾驶人的心率测试了在安装边线之前和之后的驾驶人工作负载。研究发现，在狭窄的双车道高速公路上增加边线后，夜间自由驾驶条件（即没有迎面而来的车辆）下和遇到迎面来车时的驾驶人工作负荷都有所减少。例如，增加边线后，在夜间驾驶条件下，参与测试者的高心理负荷的总时长平均减少了15%。平均而言，在添加边线后，平均夜间心理工作负荷率降低了12%。这个研究过去也使用了其他测量驾驶人工作量的方法，包括电光皮肤响应、转向波动、油门和制动踏板激活等。

标线的视认性评价

在道路安全研究中，发现距离一直被认为是事故数据的替代物，因为距离越长，越有利于正确控制车辆，越容易避免碰撞。因此，改善标线的视认性，增加发现距离，一直被视为改善道路安全的代名词。标线视认性评价研究的一个角度是评价标线的各种察觉特征的研究，比如不同性能的标线的发现距离和识读效率（眼动仪评价，以识别驾驶人在驾驶任务期间如何观察和使用标线），一个角度是分辨标线视认性（逆反射性能）与事故之间的关联性。

关于标线发现距离的研究

通常使用两种不同的技术方式评价标线的发现距离。一种是静态方式，由驾驶人数行车道分道标线的可见数量；一种是动态方式，研究者驾驶车辆，记录看到标线的情况，如果是连续的长标线，需要记录发现标线的起点和终点之间的长度，如果是虚线则看数量。这类研究结果是以最大夜间发现距离作为结论。这些研究通常使用不同反光水平（测量干或湿）、不同宽度的标线以及不同车辆（考虑其大小和前照灯类型）。研究反复表明，标线的发现距离与逆反射率呈对数关系，标线越亮，发现距离越远。

在美国，因为各地的研究都发现宽标线对安全有利，所以宽标线的使用量在不断增加，但基于标线最大发现距离与标线宽度的关系的研究结果尚无定论。一些研究显示宽标线的能见度会增加，另一些研究结果则显示没有一致的统计结论或实际差异。

驾驶人眼动追踪评价

虽然没有研究发现宽标线能提供更长的发现距离，但是有安全研究表明，宽标线可以减少乡村双车道公路上的事故。这与在驾驶任务中，标线其实是提供两个主要视觉支撑功能有关：预览道路坐标（远视觉或中心视觉）和保持车道定位（近视觉或外围视觉）。外围视觉（Peripheral vision），也称间接视觉，是指在固定点（眼底的视网膜中心）之外，即远离注视中心的视觉。视觉领域的绝大多数区域都包含在外围视觉的概念中。“远外周”视觉是指视场边缘区域，“中外周”视觉是指中偏心，而“近外围”，有时称为“准中枢”视觉，存在相邻的注视中心。

在评价宽标线的好处方面，中心视觉（foveal vision）研究一无所获，所以根据宽标线有利于改善实际安全的结论，有理由假设宽标线对外围视觉方面有明显好处。沿着这个方向，研究人员在研究有利于减少事故的措施时，发现车道定位注意力管理措施（控制驾驶人集中注意力的地方）与近距离视认依赖的外围视觉有关。研究指出，宽标线非常有利于车道保持（研究是在低对比度情况下进行的）。

得克萨斯交通局赞助的一个研究，旨在评价宽标线是如何通过允许驾驶人主要依靠外围视觉就能看到标线来辅助驾驶人执行车道保持任务的。要检验的假设是，外围视觉系统，至少在被约束到特定边界和已知场景时，例如通过夜间驾驶时的挡风玻璃，能够使用极低的认知能力识别目标（也就是利用余光快速筛选目标）。这个前提是驾驶人的中心视觉，即注意力，仅在需要时定向到近距离标线观看（比如低能见度条件或意外目标出现时），其他时间，则把注意力用于其他驾驶任务，如扫视路侧、读取标志、检查后视镜等。通常情况下，在非定向关注时的外围视觉里，有无数的目标会被识别为微不足道而不需要人的中心视觉去关注。如果宽标线可以减少关注近距离标线所需的中心视觉时间，那么宽标线的潜在好处就可以实现，因为这时候驾驶人可以管理其外围视觉的分配时间，搜寻对其驾驶任务有用的其他信息，从而最终为更安全的驾驶提供环境。

标线视认性（逆反射性能）与事故之间的关联性

在标线的反射率与事故率之间建立统计关联的研究尝试一直不顺利。其中一个明显的挑战是标线的逆反射水平是动态变化的。为标线的反光性能退化曲线建模的尝试一直没获得广泛认可的成功。虽然标线反光性能有一定的可预测性（普遍认为日均流量是一个重要的预测变量），但这种可预测性会受到很多不可预测的实质性变化的干扰，比如降雨频率和强度（会影响标线的清洁度）、安装质量，甚至路面材料的状况等。这些因素导致很难知道在每次事故时，在确切的时间和地点，标线的逆反射水平。在这种情况下，即使有事故数据，但标线的逆反射水平只能是假设的。

还有一个重要的挑战，就是在标线亮度改善之前，往往会有一些其他的强化道路轮廓的措施更早实施，这就导致很难依据现实事故数据做前后对比来判断单纯的标线亮度提升的安全效果。比如在新西兰，虽然新西兰从1997年起对其国家公路系统实施了标线最低逆反射性能的政策（70 mcd/m2/lx），但新西兰的全部国道都根据交通量实施了不同的描述道路轮廓的强化措施—— 依据交通量的增加幅度，道路需要逐渐增加安全措施，顺序是：轮廓标（桩）、中心线、边线，然后是反光凸起路标。因此，具有中心线的公路是先有轮廓标的。而美国就有研究表明，补充的轮廓强化措施，如轮廓標和反光凸起路标，会比标线的潜在影响更强势。2006年新西兰的研究人员依据1997年前后的事故数据研究了改善标线亮度对安全的影响，发现了标线不能作为安全得以改善的唯一原因。

同样在2006年，美国国家合作公路研究计划（NCHRP，National Cooperative Highway Research Program）的一个项目曾尝试对比加利福尼亚州的新旧标线在非日照条件下的安全效果差异，结果发现研究很难开展。虽然纳入了大量的事故数据，并采用了最新的统计技术，但研究遇到一个大难题，就是加州几乎没有真正意义的旧标线。其原因在于加州的标线维护政策很积极，该州对高流量的公路，水性涂料标线每个施划3次，热熔标线每两年划1次，所以加州的路上，标线反射率只有偶尔会低于100mcd/m2/ lx，用这种高维护水平的标线做模型来对比标线新旧前后对安全的影响，结论很难有说服力。

2007年，美国的研究人员报告了测量获得的标线逆反射性能和交通事故频率之间建立统计关联的研究结果。结果表明，在北加州的多车道公路上平均标线逆反射性能升高可能与预期的事故频率降低有关联，只是关联量较小，在统计上不显著。但是在双车道公路上，标线逆反射性能和事故频率的关联幅度较大，且比较显著。虽然这项研究使用了测量的逆反射参数数据（每年记录一次），但需要注意的是，所有的逆反射系数据都远高于可能考虑到的最低水平，甚至接近普遍被认为的理想水平（所有数据都高于100mcd/m2/lx，总体平均值为240mcd/m2/lx）。

2008年，在爱荷华州进行了类似的研究，包括持续3年测量的标线的逆反射性能（每期测量1次）。这些数据与同年的事故记录一起进行了分析。从整个数据库的分布和模型，以及仅包含双车道公路的子集看，没有显示出标线逆反射性能与事故率相关。但是将数据截断为逆反射性能值小于等于200mcd/m2/lx的记录时，确定了具有统计显著性的关系，标线亮度降低段的事故率上升了。

结论

从这些研究看，可以得出一些简单且容易理解的结论：

1.在乡村公路上使用中央标线和边线，是有效的降低冲出路面和迎面事故的方法；这种方法也可以降低驾驶人任务负荷，减少疲劳驾驶；

2.宽标线有利于驾驶人在近距离操作中判断车辆横向定位，提高驾驶人观察路况和搜索危险的效率，降低驾驶任务压力；

3.标线的亮度对改善夜间发现距离，提升行车安全有明显影响；

4.要维持高水平的标线性能，在高流量道路上，水性涂料一年可考虑三次复涂，热熔涂料两年一次复涂；

5.除标线外，轮廓标、线型诱导标、护栏等，也都是减少脱离车道型事故的重要措施，而且这些措施的成本低廉，维护压力小。

主要数据来源

THE BENEFITS OF PAVEMENT MARKINGS： A RENEWED PERSPECTIVE BASED ON RECENT AND ONGOING RESEARCH， Paul J. Carlson， EunSug Park， Carl K. Andersen ， Paper No. 09-0488 ，August 1 2008， For TRB 88th Annual Meeting （January 11-15， 2009） ；《从新辨析最近和正在进行的关于标线的好处的研究》，保罗·卡尔森，朴云舒，卡尔·安德森， 2008年8月1日TRB第88届年会（2009年1月11-15日）第09-0488号论文