近期，我國多地出現大霧，局部地區出現特強濃霧，大霧天氣對于道路交通安全有著很大影響。如何及時監測到霧發生的路段并根據霧的濃度采取不同交通控制模式?

大霧天氣對道路交通安全影響密切

大霧、強降水、風雪、灰塵等氣候原因導致能見度降低，視距不足，使駕駛人不能對前方車輛的運行和道路的物理特征做出正確判斷，進而使車輛行駛速度急劇變化，大大增加了道路交通事故發生的風險。美國每年在霧及其它低能見度環境條件下發生的道路交通事故約為3.8萬多起，共造成600多人死亡，16,300多人受傷。早在上世紀70年代，英國就研究了霧對道路交通安全的影響，結果顯示，在霧的環境條件下，即使車流量減少20%，行車事故總數卻增加了16%。

當霧襲來時，能見度會迅速地降低使駕駛條件惡化。在霧中，駕駛人視線對比度會降低并有失真感，導致車輛間距縮小，車速降低，進而造成駕駛人判斷錯誤，直接影響道路交通安全。2003年5月，在美國68號洲際公路穿越馬里蘭州大野人山(Big Savage Mountain)路段，因大霧導致一起80余輛車相撞的道路交通事故，造成2人死亡。再例如，西弗吉尼亞州地處美國中東部的山區和丘陵地帶，霧對道路交通影響較大，一年中由于起霧所造成的道路交通事故約占當地事故總數的1.3%。

交通管理部門更需了解霧的相關信息

根據國際通用定義，當大氣中懸浮的水汽凝結，能見度低于1千米時，氣象學稱這種天氣現象為霧(fog)，超過1千米的稱為輕霧靄(mist)。當水汽充足、微風及大氣層穩定，氣溫達到露點溫度(或接近露點)，相對濕度達到100%時，空氣中的水汽便會凝結成細微水滴懸浮于空中，使地面水平能見度下降。根據凝結條件不同，霧可分為輻射霧、平流霧、混合霧、蒸發霧、煙霧。

霧出現的季節因各地地理條件差異而不盡相同。氣象部門會根據氣象統計的累計數據，測算出一年中容易出現霧的季節與天數。交通管理部門更需要了解霧發生、持續的時間，能見度等對交通運輸影響的程度，如何預測大霧及其影響范圍，以及如何向駕駛員發出及時警告、調整交通控制方式等，來將自然災害對交通的影響程度降到最低。

美國西弗吉尼亞州立大學在一份研究報告中統計了一年中高速公路各段落霧出現的天數以及大霧使能見度降低，影響道路交通運行的天數。圖1顯示了一些地區在一年中每個月發生霧的天數和能見度低于400米的天數。

圖1：美國一些地區每個月發生霧的天數和能見度低于約400米的天數

如何降低霧對道路交通的影響?

霧的預測以及如何降低霧對道路交通的影響是氣象和交通管理部門一直在探索的課題。隨著現代科技的發展，對霧的預測和監測使用了大氣衛星、高空氣球、地面監測站等科技手段。對可能產生霧的地區不同高度大氣環境的溫度、濕度、風速風向、地面土壤、周邊植被以及地理環境等數據進行搜集和跟蹤分析，并將采集的數據通過數學模型計算得出對霧的預測，再根據預測的霧的濃度(能見度)對交通的影響，對道路采取不同的控制模式。

西弗吉尼亞州利用衛星圖像追蹤云層變化和走向，對已發生的大霧進行監測。并利用地面監測站觀測道路周邊環境，記錄相關數據，包括：大氣穩定和不穩定層的位置、強度，空氣溫度和露點趨勢，不同高度的空氣密度、強度，濕度，風速和風向，空氣提升或下沉運動的可能性，云層的形狀和運動趨勢等。并運用美國聯合包裹服務UPS航空公司的數據采集方法和數學模型，即測量接近地表面層空氣中不同高度的濕度或含水率的垂直分布，對不同高度層的大氣溫度和濕度進行分析，根據露點溫度的日間變化來推斷絕對濕度的垂直變化，濕度隨高度而增加則有利于霧的生成，進而對能見度低于400米的大霧作出預報。

美國聯邦公路管理局主導設置的環境傳感站(ESS)和道路天氣信息系統(RWIS)對霧進行實時觀測，在霧出現時及時發出警告，同時可精確測量道路的能見度，得到現場實際能見度的距離，從而使用更準確的交通控制模式。美國的研究人員還在探討是否能夠利用現有道路視頻監控設備，對道路可視距離進行實時觀測，以便及時發現道路上突然出現霧團等情況。

圖2：綜合監測系統

在實際工作中發現，由于霧發生的區域往往較小，相距較遠的環境傳感站和道路天氣信息系統不能及時發現道路上的霧團。而能見度傳感器的價格較高，連續密集的安裝需要大量投資。因此，美國的一些研究機構也在探討如何提高對小區域霧的監測精度，并降低監測設施的成本。佛羅里達大學的研究人員提出使用價格較低的氣象傳感器及相關設施組成霧監測站(FMS)，測量不同高度的空氣數據和土壤數據，利用霧的生成原理和數學模型，預測出霧的發生和視線距離，同時利用視頻監測手段，進一步確認計算結果。這樣一來造價大幅降低，監測站的間隔可縮短為400米。下圖中展示了監測站的序列，中間1.6千米處安裝有視頻監控、能見度傳感器、氣象傳感器通訊設施等，每間隔400米安裝氣象傳感器站和通訊設備，為進一步節省造價，間隔800米安裝風速風向傳感器。該設施安裝測試后獲得了良好效果。

圖3：價格較低的氣象傳感器及相關設施組成霧監測站(FMS)

根據美國國家運輸安全委員會關于提高霧區行車的安全建議，每個綜合監測系統(如ESS，RWIS，FMS等)都應包括交通流量檢測器和能見度傳感器，當天氣發生變化能見度降低，或因天氣變化導致車速減慢時，自動開啟相關的交通控制設施。實時監測交通流量和車輛運行特征是霧警報和監測系統中的關鍵要素。在惡劣天氣條件下，獲取車輛實時運行速度是獲取交通流特性的最重要數據，連續車輛的速度變化曲線可能正是路面能見度降低和駕駛條件變化的跡象，監測系統應及時向已在霧區或接近霧區的駕駛人發出適當的信息，以降低事故發生的可能性。

怎樣進行霧區的交通控制?

※固定的警告標志與輔助設施

固定的警告標志與輔助設施，如輪廓標桿，反光道釘，反光標線等，可警告駕駛人前方道路可能受到大霧影響，并能在霧中引導和指示駕駛人行駛。美國MUTCD中霧的警告標志是警告駕駛人前方是霧區，能見度有可能降低，駕駛人應有所準備，注意前方天氣、道路和交通運行情況。

圖4：美國MUTCD標準的霧區警告標志

在有可能發生霧的區域，可沿道路安裝柔性引導桿。有霧時，引導桿能引導并隔離車輛運行，也可以幫助駕駛人識別與前方車輛的距離。反光道釘和反光效果明顯的標線，也能起到同樣效果。

圖5：柔性引導桿

※智能控制系統(ITS)

智能控制系統(ITS)包括可變信息標志、可變速度控制，以及提供警告信息或建議速度、限制速度信息和發出指令的主動控制系統。主動控制系統對駕駛人發出警告，降低車輛行駛速度以及關閉道路。

交通管理部門依據道路等級、所處地理環境和車流特點等因素，決定安全合理的行車速度。以阿拉巴馬州10號洲際公路為例，大致可分為以下幾種速度類別：

☛ 視距大于275米，警告，注意駕駛;

☛ 視距在200 - 275米，行車速度為88km/h;

☛ 視距在135 - 200米，行車速度為72km/h;

☛ 視距在85 - 135米，行車速度為56km/h;

☛ 視距小于85米，關閉道路。

在監測到霧發生，并測量到霧中的視距令車輛無法以正常速度行駛時，ITS系統將自動開啟對霧區段道路的實時控制。

多年來，各國都在不斷探索、積極控制霧發生時的車輛運行，以求用較少的成本獲得道路交通的安全與通暢。例如，美國68號洲際公路(I 68)位于馬里蘭州大野人山的區段，地處山區遠離城市，車流量較少，在2003年發生連環碰撞事故后，安裝了警告標志和黃色閃燈警告設施。當監測到霧時，黃色閃燈亮起，警告駕駛人前方視距降低，注意控制車速。

圖6：馬里蘭州大野人山區段的警告標志和黃色閃燈警告設施

1990年，75號洲際公路(I 75)位于田納西州接近喬治亞州的區段曾發生99輛車連環相撞的事故，事故發生時的視距僅3米。該區段地處平原，連接中等規模的城鎮，車流量較大。州交通廳沿著經常有霧發生的30千米路段，安裝了監測和交通控制設施。在霧發生時，監測設施監測視距變化，進而發出警告并控制車輛在53 – 88km/h的速度行駛，在路面能見度下降到無法安全行駛時關閉洲際公路。

圖7：美國田納西州喬治亞州區段設置的交通控制設施

當可變限速標志上的黃燈閃爍時，駕駛人應遵守限速行駛;當橫桿上的紅色閃燈開啟時，道路關閉，駕駛人不得進入公路。從2011年10月1日至2012年3月31日，該系統根據霧發生時的道路狀況啟動了12次降低限速措施;經評估確認后，系統共發出兩次關閉州際公路的指令。在同一時期，該系統還因其他事件向駕駛人提供34次警報。

(新媒體責編：zfy2019)