对交通标志信息管理系统中标志版面拓扑结构设计分析

代菲菲

摘要：本文针对交通标志版面设计提出视认性与规范性要求，在满足上述要求的基础上进行拓扑结构设计，包括基础层、标志层与元信息层三个层次，最后提出交通标志的辅助设计方法，力求通过形状检测、构建分类模型等方式，提高系统设计的质量和效率。

关键词：交通标志;标志版面;拓扑结构

中图分类号：U491.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）05-0177-01

1 交通标志版面的设计要求

1.1 视认性要求

在交通标志设置方面，应与视认性要求相符合，主要是版面设计时标志尺寸、文字大小方面，要使驾驶员能够准确识别。通过实践观察，视认距离不但与版面、文字大小相關，还与车辆行驶速度相关。在车速相同的情况下，版面与文字高度增加，视认距离也随之增加;在版面与文字高度相同的情况下，车速越快，视认距离越小。通常情况下，视力为0.9的驾驶员视认距离为文字高度的200倍，在视认过程中还会受到气候、视力反应、文字内容、车速等因素影响，国内对标志文字高度公式进行统一表示，即：

式中，n代表文字数量;S代表视认距离;的数值为15°;V代表车辆行驶速度，单位为km/h;K代表内侧车道中线与路边的距离，单位为m。

从上述公式中能够看出，文字高速与车速、内侧中线与路边距离等指标有关，与车速成反比。因此，文字高速、版面尺寸均可根据车速进行确定。在实际工程中，根据我国颁布实施的交通标志规定，当车速为100-120km/h时，字高设置为60-70cm;当车速为71-99km/h时，字高设置为50-60cm;当车速为40-70km/h时，字高设置为35-50cm;当车速小于40km/h时，字高设置为25-30cm。

1.2 规范性要求

在人机功效指导下，标志版面设计还应满足规范性、美观性的要求，在规定性方面，版面中的元素如字体粗细、英文字高、边框宽度等，均应与国家颁布的交通标志规定相符合，具体为：文字之间的间隔应超过字高的1/10h;在字体粗细方面，应为字高的1/14h-1/10h之间;在文字行距方面，应为字高的1/5h-1/3h之间;在拼音字母方面，应为字高的1/2h-1/3h之间;在边缘最小距离方面，应为字高的2/5h;在阿拉伯数字方面，高度、宽度、粗细之比为h：1/2h-4/5h：1/6h-1/5h。另外，还要保障标志版面以黄金比例进行分割，遵循对称性原则，使其具有较强的艺术性与美观性[1]。

2 交通标志版面拓扑结构设计方法

标志拓扑结构分析主要应从标志基础、标志版面两方面着手，根据视认性、规范性要求，对交通标志基础进行综合分析，将整个交通标志划分为三个拓扑结构，即基础层、标志层与元信息层。

2.1 基础信息层

标志基础以特定的方式设置在道路中，将标志牌的支撑结构安装到道路设施中，一个标志基础中可同时安装多个交通标志，标志基础与牌一同组成交通标志。在牌的位置选择上，应以基础结构为依据，同一结构上的标志牌也可通过相对位置的不同进行区别。在基础信息层中，主要涵盖标志基础的相关参数，将其放置于三维空间中，以基础的底部为定点，可计算出该点在坐标系中的位置，将其计为（x，y，z），且具有一定方向性。因此，该层可对标准向量、坐标轴角度进行描述，并根据标志基础所处的位置与方向确定其空间位置。在道路中，交通标志的作用由各个桩号体现，一般具有上下行方向，标志通常为某一方向而服务。标志基础的种类众多，包括单柱、T杆、3F杆等等，基础信息层参数中还涵盖道路名称、基础类型、上下行方向等等。

2.2 标志信息层

该层主要包括单个标志版面的具体信息，如位置、版面尺寸、标志种类等。按照基础层中的信息，利用公路系统明确标志所处的位置和方向。对于同一个基础来说，可以设置不同的标志，在明确标志在基础中的具体位置，便可明确标志在空间中的精准数据。将基础的底部作为原点构建坐标系，将标志的左侧作为插入点，坐标计为（x，y），因标志方向与基础相同，即可得出标志的方位。

2.3 元信息层

该层包括所有标志的文字、图形信息。为了与版面图形化显示要求充分符合，在明确标志种类后，便可以确定标志的大小、形状与底色，在对具体的图形、文字颜色、内容、属性等进行确定后，放到版面适宜的位置即可。元信息包括文字与图片两种，其中文字又分为中文和英文，在图形符号与文字方面还可因颜色不同继续细化。元信息可对文字信息中的字符进行描述，例如（x，y）即可代表元信息矩形左侧的位置，可用宽度与高度参数将元信息中的宽度、高度进行表示，同样的道理，属性参数也可描述元信息的属性，但在中文含义上可能存在区别。

3 交通标志版面的辅助设计方法

交通标志在设计完毕后需要进行检测和识别，在检测方面通常根据标志形状、色彩特征进行检测，对设计优良但可靠性较低的版面进行完善，在识别阶段，可对标志含义和有效性进行准确判断，确保交通设施设计的规范性。

3.1 利用形状进行检测

此种检测方式作为基本，在空间选择方面十分重要，应达到产品精确造型的目标。为了减少空间转换、噪声等方面的影响，将参数化设计引入其中，在神经网络学习基础上建立绘图系统，使参数值进行变化后改变相关尺寸。

3.2 优化分类模型的构建

单纯的依靠颜色信息无法精确的检测交通标志，可将图像梯度指标引入其中，对上述问题进行补充，减轻工作者的作业强度。同时，与基元组合模板进行匹配，将实际的、抽象化的实体展示出来，具有结构简单、泛化性强等特征，有助于在多个领域推广和实施。在对受噪声影响较大的模型进行识别时，可将版面中实体位置看成拓扑参数，利用分布式信息进行储存，在几何实体与参数间建立紧密联系，从而将数值特征更加精准的提取出来。

3.3 交通标志区域检测

将标志区域划分为多个部分，采用预处理技术将光照、噪声、运动模糊等因素消除，探究标志版面的设计原理，将相关特征进行分解，利用分类器进行简化设计。在模型识别方面，可将版面中字高、边框宽度等看成几乎参数，利用分类器进行识别，再与车速相结合确定最终版面大小。

4 结语

综上所述，本文从基础层、标志层与元信息层三个层次着手，对标志的内在联系进行分析，并提出形状检测、构建分类模型等辅助设计措施，力求交通标志设计能够更加科学规范，在实际应用中取得更加理想的效果。

参考文献

[1] 王波.关于道路交通标志版面辅助设计分析[J].中国科技纵横，2017（1）：124，126.