公路景观设计中的动态特性理论分析研究

关键词：公路景观设计中的动态特性理论分析研究公路动态特性 论文 书籍
引言
　　优美、和谐的公路景观对于保障车辆的行驶安全，提高司乘人员的舒适性，实现人与 自然 的和谐 发展 具有重要意义。近年来，我国公路建设突飞猛进,2004年，全国公路通车里程达187.07万公里，居世界第四位，其中高速公路3.43万公里，列世界第二位，有力的支撑了国民 经济 的健康发展，但与此同时，公路建设带来的生态破坏、景观割裂以及由此引发的 交通 事故等负面影响日益凸现，对我国经济社会的可持续发展构成了严重威胁。因此，对公路沿线进行环境保护和景观设计，成为我国公路建设中的迫切任务。
　　1.国内外公路景观设计现状及存在的问题
　　西方发达国家的公路景观设计总体上可以分为三个阶段:第一阶段，仅注重提高道路的通行能力,确保行车安全通畅,主要着眼于道路线形设计、结构设计、力学 计算 等公路本身的建设，尚未提出系统的公路景观设计理论；第二阶段，开始重视道路以外的附属设施、环境保护、管理等配套设施建设,使道路的功能得以更充分地发挥，但公路景观设计大多作为环境保护的一部分提出，初步的公路景观设计理论开始出现；第三阶段，着眼于道路的多功能利用，不仅使用路面,还利用立体空间(诸如立体交叉及地下空间)，公路景观设计理论出现与其他学科相互融合的态势。 现代 公路景观设计正在成为一门涵盖土木工程学、生态学、计算机、植物学、美学、心 理学 等诸多学科的边缘性 科学 ，公路景观成为信息化时代的多信息载体。当前国内外公路景观设计中存在的问题主要有以下方面：
　　(1)公路景观设计滞后于路基路面及其他附属设施的设计,有的甚至忽视了景观设计,条块分割,人工雕凿痕迹明显。许多已经出版的书籍和已经成文的规定都把公路的景观设计等同于“美化设计”或“绿化设计”。
　　(2)设计中过分注重形式美,对司乘人员实际的景观体验重视不足。设计者常采取传统的园林景观设计手法来设计公路景观，许多公路被“装饰”成富丽堂皇的绿化带；缺乏全局意识,过分注重形式美,忽视了人们在车辆高速运动中的景观体验,造成过往旅客和驾驶人员眼花缭乱,易产生视觉疲劳和不良情绪。
　　2.基于动态特性的公路景观设计的基本思想
　　公路沿线的周边环境不仅要满足交通功能，而且还应该赋予人们优美、宜人的景观视觉。公路的景观设计,一方面要强调公路与沿线的自然环境、交通设施、车辆等的协调统一，使公路成为环境的一部分，实现与自然环境的和谐；另一方面也要强调根据车辆高速行驶的动态特点,实时调整景观的表现形式，既满足静态视觉的要求,同时也满足车辆行驶中人的动态视觉的要求，为司机和乘客提供实时变化的审美效果。
　动态中人的景观尺度感、动态中人对环境的参与特点和人的心理感受是公路景观设计中至关重要的因素,公路景观设计应充分考虑人的视觉及行为特点，满足动态变化的要求。基于动态特性的公路景观设计方法是指根据司乘人员的动态视觉特性,充分考虑行车速度对景观尺度、人的美感特性、景观组合方式等方面的影响,从人的动态体验出发,对公路沿线各种景观要素进行组合和优化设计。
　　公路景观设计面对的关键问题是如何处理速度（v）、时间（t）与景观效果的关系问题。这里的v和t不是传统物理学意义上的车速和时间，不能简单的理解为两地之间的位移跟速度和时间的线性关系。动态景观设计理论对v、t的理解，需从景观设计角度进行如下阐释：以车辆为参照物，v可以理解为公路景观以及与公路相关的自然景观（包括大地景观、气象景观、植物季相变化景观等）、人文景观(城市、河堤、名胜古迹等)的不断运动；t应该理解为上述一系列运动景观的动态组合。也可以这样表述：公路景观设计应该营造出一系列闪现在人视野中犹如电影胶片般的动态、连续的画面。由于公路上的车辆一般都会经历起步、提速、持速运行、减速、再提速、再持速运行……这样一系列不断反复的运动，相应的，这一系列动态画面景观也经历着同样的运动和变化，设计人员进行公路景观设计时应充分考虑这种变化，区分具体情况下人的不同视觉感受，而不能采取一刀切式的设计。
　　3.基于动态特性的公路景观设计基本要素
　　3.1.动态中的景观敏感度
　　景观敏感度是指景观引起人们注意力难易程度的量度,相对于静态景观而言，车辆行驶过程中，公路景观的动态敏感度在很大程度上将会被弱化，因此，欲使道路景观对行驶中的司乘人员起到与静态相同的视觉效果，就必须通过专门设计，弥补车速对动态景观敏感度的弱化影响。

　动态中景观敏感度（s）的大小和车速（v）、司乘人员前方视野中能清晰辨认景物的最大距离（dmax）、清晰辨认景物的最小尺度（hmin）、路侧能清晰辨认景物的最小距离（dmin）四大因素密切相关，其关系可用下式表示：
s＝f（v, dmax, hmin, dmin）
　　根据相关研究成果，为了达到最佳动态景观敏感度（smax），不同车速（v）与dmax, hmin, dmin之间有一定的对应关系，见表1。
　　表1 车速（v）与dmax, hmin, dmin关系表
(table.2 relation among speed-v,dmax,hmin and dmin)
　　v(km/h) 20 60 100 140
　　dmax前方视野最大晰辩距离（m） 150 370 660 840
　hmin前方视野晰辩最小物质尺度（m） 0.35 1.10 2.00 3.00
　　dmin路侧晰辩最小距离（m） 1.71 5.09 8.50 11.9
　　以限速60 km/h为例（当处于特定路段比如起步区、隧道内、急弯区时，需慢速行驶），司机前方的景观或景观单元的最远距离不应大于370m；不应小于5.09 m；它们的高度应大于1.10 m。当景观或景观单元的三维尺度超出这些阈值时，司机的景观敏感度为零，即对这个速度下行驶的司机来说是“视而不见”的。
　　导致动态中景观敏感度变化的因素很多，除了本文列出的v、dmax、hmin、dmin等四大因素外，敏感度的变化还受景物表面相对于视线的坡度、景物在视域内出现的机率、景物的色彩、质感、明度和人的视力、情绪以及天气的变化等很多不确定因素的影响，由于篇幅所限，本文不再详细叙述。
　　3.2.动态中人的景观尺度感
　　静态中人的景观尺度感是在人的生活起居中形成的，包括人的对周围环境形成的空间感、场所感，一般是宜人的小尺度；而在车辆行驶情况下，车辆的运行使人们对公路沿线景观的尺度感发生了变化,进而带来道路与周围环境产生新的比例关系，路边景物一晃而过,只有尺度较大的物体才能看清，这种大体量的景观尺度是人们视觉的需要,符合动态中人的心理感知和生理特点。高速行驶下的汽车只有穿行于大尺度的景观空间，司乘人员才能产生融入 自然 的感觉而不是被排斥感，所以，动态中人的景观尺度感常是宜车的大尺度。因此，公路景观设计中景观尺度的确定,应充分考虑动态中人的视觉、心理和生理的变化，根据路段的性质、车速等因素来综合确定。
　　3.3.动态中人的视觉特性
　　（1）公路上司乘人员的视点一直以一定的速度在运动,对景观的视觉感受也在不断地变化，在不同的路段环境中视觉感受是不一样的。在直线路段,沿前进的方向,视线正前方的画面呈单灭点,且视点在该画面上的位置保持不动,两侧景物稍瞬即逝；在曲线段,视线正前方的画面变为双灭点,画面虽在不断地变化,但因视野开阔,视觉停留的时间较长；而在互通式立交的匝道上,视点沿着某一半径的圆弧运动,圆心部位往往是视线的焦点,视觉停留的时间最长。
　　（2）根据人机工程学（human engineering）理论,行人在街上行走或在车辆低速行驶时,眼睛视力最强的部分看到物体细节时的视场角为3°,如集中精力观察某物体时人眼的舒适角度为18°,有些情况下人们观察物体时头部不动而需转动眼球,一般眼睛容易转动的角度为30°,其最大界限为60°,如看不清,在身体不动情况下转动头部,视场角范围可扩大40°～120°。公路上的司机和乘客,随着速度逐渐提高,头部转动的可能性也渐渐变小,注意力被吸引在车道上,视域会越来越窄,注视点也会逐渐变远。