公路隧道入口区域驾驶人吸睛效应综合评价

为全面和系统评价公路隧道入口区域视觉吸引对驾驶人吸睛效应视觉表现的影响,本文招募30名被试开展自然驾驶实验,采集驾驶人在公路隧道入口区域不同视觉吸引条件下的眼动数据,基于因子分析法选取驾驶人吸睛效应敏感评价指标,并分别构建线性混合效应模型和数据包络分析模型,识别和探究公路隧道入口区域视觉吸引对驾驶人吸睛效应视觉表现的影响特征和作用机理。结果表明:因子分析结果显示,驾驶人吸睛效应敏感视觉指标为注视持续时间、瞳孔直径、扫视持续时间和扫视幅度;公路隧道入口区域不同视觉吸引条件对驾驶人吸睛效应的视觉表现和综合效率有显著影响,且受驾驶人年龄和驾驶经验的个体特质因素影响显著,而性别因素对其没有显著性影响;视觉吸引的存在均会不同程度地损害驾驶人的正常视觉绩效,降低其合理有效性;提示标语视觉吸引条件下,驾驶人的视觉注意水平最差,视觉认知负荷程度最高,吸睛效应的负面影响最大,广告牌条件次之。

基于Topsis改进因子分析的公路隧道入口段视觉负荷研究

为探究直线公路隧道入口段驾驶者的视觉负荷,首先,通过实车试验采集5种视觉指标,采用Topsis改进因子分析法建立视觉负荷评价模型;然后,分析不同时间及位置下视觉负荷的变化特征,基于构建的视觉负荷曲线提出行车舒适评价标准,并运用已发表数据验证构建负荷模型的泛化能力;最后,通过敏感度分析探究视觉指标对视觉负荷的影响程度。结果表明:当驾驶者位于距洞口-13~55 m(12:00)、-10~49 m(15:00)时,视觉负荷超过临界值(0.906),驾驶者的行车舒适度和安全性极低;洞口驾驶者的视觉负荷值和接近度远大于洞内和洞外;18:00的视觉负荷和接近度远低于12:00和15:00。视觉指标的敏感度参数从大到小依次为注视时间、瞳孔面积、注视次数、扫视幅度、扫视速度。

基于扫视路径速度的隧道入口驾驶舒适性分析

为了更准确地评价公路隧道入口段驾驶员的视觉舒适性,以隧道入口段的驾驶员视觉特性为研究对象,在云南上鹤高速公路的野鸭塘1号、2号和3号隧道开展实车试验,采集驾驶员的注视与扫视时间、视点位置、瞳孔直径等眼动参数,并依次对20名驾驶员进行问卷调查。基于试验数据和问卷调查结果,提出扫视路径速度指标并验证其合理性。结果表明:扫视路径速度能够有效地对隧道入口段的驾驶视觉舒适性进行评价;当隧道照明条件相同时,新型蓄能反光发光材料能够使驾驶员的平均扫视路径速度降低50.62%,峰值扫视路径速度降低40.32%。通过对视觉舒适指标的关联性分析,进一步表明:扫视路径速度与驾驶员的视觉舒适性呈反比关系;随着隧道入口光环境质量的提高,驾驶员的扫视时间占比增加,进而扫视所用时间变长,扫视路径速度减慢,此时驾驶员的视觉舒适性较高有利于安全行驶,反之则不利于行车安全。

基于主线密度预测的快速路入口匝道控制方法

针对快速路入口匝道区域拥堵问题,本文提出一种基于交通密度预测的入口匝道控制方法。通过分析快速路匝道区域的交通特性,定义交通流缓行状态,利用经典宏观交通流模型对快速路主线的历史密度进行统计,基于速度、密度参数进行聚类分析量化缓行状态交通参数特征。基于城市交通流的日变化特性,利用时间序列模型对交通密度进行短期预测,基于预测结果识别缓行状态。针对交通缓行状态,提出一种快速路主线交通密度与入口匝道排队长度的协同控制模型,通过控制入口匝道进而控制主线下游密度不超过临界密度,利用PSO-PID(Particle Swarm Optimization-Proportional Integral Derivative Control)算法对控制模型进行求解。以南昌市洪都大道快速路为例,对晚高峰缓行时段进行仿真分析,并与经典的匝道控制方案进行对比分析。结果表明:本文模型相较ALINEA模型,将匝道调节率提高11.0%,匝道平均排队长度和平均延误分别降低了14.8%和13.5%。

T型微通道入口角度对剪切变稀流体微液滴制备影响

为了研究T型微通道入口角度对非牛顿微液滴制备影响,采用流体体积(VOF)模型对聚丙烯酰胺水溶液微液滴形成过程进行数值模拟,开展高速数码显微实验对数值模拟结果进行验证。结果表明:在相同工况条件下,非牛顿微液滴生成频率随着分散相入口角度的增大呈先增大后减小的趋势,相对长度呈现先减小后增大的趋势。在入口角度小于90°时,随着入口角度的增加,微通道内两相平均压差、液滴断裂时刻两相压差最低值随之升高,在入口角度大于90°时,上述压差则随着入口角度的增加而降低。考虑两相体积流量比与连续相毛细数并引入关于分散相入口角度的修正系数,提出聚丙烯酰胺水溶液微液滴相对长度预测公式,为剪切变稀流体微液滴制备提供参考。

基于元胞自动机的高速公路主线同侧连续入口间距研究

针对高速公路主线同侧连续入口处车辆行驶安全与通行效率问题,对高速公路主线同侧连续入口间距进行了研究。通过建立元胞自动机仿真模型,分析了主线与匝道设计速度的差异以及高速公路主线匝道连续入口间距各部分长度对交通冲突率、平均拥堵车辆数和平均速度的影响;提出了不同主线与匝道设计速度组合下的主线同侧连续匝道入口间距推荐值;并对不同间距组合下的工况进行了仿真对比分析。研究结果表明:当主线与匝道设计速度的差异较大时,现有规范中的高速公路主线同侧连续入口间距难以满足交通安全与通行效率要求;相比采用规范中的一般值,采用文中推荐值时的主线车辆平均速度由81.39 km/h上升到95.29 km/h,匝道车辆冲突率由0.0335次/(km·veh)下降到0.0256次/(km·veh),匝道车辆平均拥堵数由0.0077 veh/s下降到0.0022 veh/s,提高了车辆通行效率,降低了车辆发生事故的风险。

泵入口参数对全流量补燃循环发动机动态特性影响研究

全流量补燃循环发动机性能高,并具备便于重复使用的优势,是未来重复使用运载器的最佳选择之一。在液体火箭发动机启动过程中,泵入口推进剂的压力和温度变化会对全流量补燃循环发动机动力系统的启动特性造成一定的影响。为分析其影响规律,建立了涡轮泵、预燃室、推力室、两相流和混合气体组件等动力学模型并进行求解。结果表明,随着燃料泵入口压力升高或氧化剂泵入口压力降低,涡轮泵系统参数的波动将会逐渐增大,甲烷温度和液氧温度所产生的影响要强于甲烷压力和液氧压力,而液氧的影响则强于甲烷。为动力系统中泵入口推进剂状态参数控制提供了一定的指导。

上海地铁运营车站出入口底板改造防水技术探讨

上海地铁运营线网中,有为数不少的车站出入口缺少下行自动扶梯,根据相关部门要求,上海地铁已开展了一部分出入口的加装扶梯改造,并计划未来几年覆盖全网;加装扶梯过程中,有部分出入口需要局部开挖结构底板增设扶梯基坑,施工风险较大。以此类涉及出入口改造项目为例,介绍运营车站出入口底板改造中的防水关键技术,以期为今后同类型改造项目的防水设计提供借鉴。

渗漏入口大小及形状对拟流场法渗漏探测的影响研究

为深入研究渗漏入口大小及形状对拟流场法渗漏探测的影响规律,通过构建堤坝渗漏数值模型,模拟了拟流场法在实际工程中的探测情况。研究了水库拟流场的基本分布特征,揭示了不同大小及形状的渗漏入口附近的电流密度分布规律,并提出了不同大小及形状的渗漏入口在平行于坝轴线和平行于坝面垂直于坝轴线两个方向上拟流场影响范围及电流密度峰值的经验公式。结果表明:线状渗漏入口的电流密度比相同面积圆形渗漏入口的电流密度小,且线状渗漏入口短边影响范围比相同长度的圆形渗漏入口大,长边影响范围比相同长度的圆形渗漏入口小。研究揭示了渗漏入口大小及形状对测线上电流密度分布的影响规律,可为实际工程探测中利用测线上的电流密度分布情况判断渗漏入口大小与形状提供依据。

公共建筑入口形式对室内气溶胶扩散的影响研究

气溶胶是悬浮于空气中的微小颗粒物质,对人体呼吸系统健康具有严重危害。作为室内外空气流通的关键过渡空间,公共建筑入口的不同设计形式对室内空气质量(IAQ,Indoor Air Quality)产生显著影响。通过文献综述和实地调研,选取合肥市36座公共建筑的入口设计形式进行特征提取,归纳出了平入口、有雨棚的平入口和凹入口三类典型入口形式模型;利用计算流体力学(CFD)数值模拟方法建立了空气流场和气溶胶扩散分布模型,对模型的不同精度网格展开模拟结果的网格无关性验证;并在此基础上,利用现场实测数据进行了模拟数据的对比验证;探讨了三类不同入口形式下室内气溶胶的扩散路径和分布特征。结果表明:1)室内气溶胶浓度与空气流动之间存在显著的关联性。空气流动速率越大,气溶胶浓度越低;空气流动速率越小,气溶胶浓度越高;2)转角空间或狭小空间容易形成涡流,涡流会导致空气滞留,阻碍气溶胶扩散,进而导致局部区域的气溶胶浓度增加;3)有雨棚的平入口的气溶胶进入量略小于无雨棚平入口,占比无雨棚平入口的92.8%,但其室内气溶胶残留量为23.6%,高出无雨棚平入口7.3%;4)室内气溶胶残留量占比从高到低排列为:有雨棚的平入口(23.6%)>平入口(16.3%)>凹入口(14.8%),凹入口在自然通风情况下气溶胶的扩散得到了有效抑制,室内气溶胶残留量最低。建议在设计中采用凹型入口,避免采用大体量雨棚,有利于自然通风,提升建筑出入口空间的空气质量。

基于被动式理念的寒冷地区住宅小区入口空间冬季适寒策略——以济南某住宅小区为例

随着人们对居住舒适性需求的不断提升,探索合理的被动式技术策略,有效地提升建筑舒适度越来越重要。文章以济南某住宅小区为研究对象,针对寒冷地区住宅小区单元入口冬季冷风侵入入口门厅问题,提出适寒策略,通过Airpak软件模拟分析各种策略对单元楼入口处的室外冷风渗入情况,希望为住宅小区冬季的适寒策略研究提供参考和新思路。

400km/h高铁隧道出入口缓冲结构开口率对微压波影响研究

随着高速列车运行时速的提升,车-隧气动效应加剧、微压波超限问题愈发严重。以往研究表明,隧道洞口设置缓冲结构是解决微压波问题的有效手段之一,但是随着隧道长度增加、列车时速提升,仅以入口缓冲结构作为标准的设计方法存在一定局限性。并且国内外的研究重点更多集中在入口缓冲结构,对出口缓冲结构及隧道出入口均设置缓冲结构的设计方法研究相对较少。针对这一问题,利用控制容积法分析出口开口式缓冲结构的关键影响参数。基于LES湍流模型和动网格技术建立三维数值仿真模型,对关键参数的正确性做出验证。分析隧道出入口对称、非对称设置缓冲结构对微压波特性的影响,提出适用于单线和双线隧道的洞口开口式缓冲结构的设计方法。研究结果表明:1)隧道出口缓冲结构开口率是影响出口缓冲结构对微压波压力缓解效率的关键参数,开口率越大,微压波压力最大值越低;2)隧道入口以压力梯度为控制标准设置最优缓冲结构、隧道出口提高缓冲结构开口率的形式,在单线隧道缓冲结构设计中对微压波有更高的缓解率,出口缓冲结构开口率越大,对微压波压力缓解效率越高;3)双线隧道洞口开口式缓冲结构设计时,应当增加其总开口率,同时选择小面积、多个数的开口形式并在隧道出入口对称设置。

入口电离-高分辨质谱法分析人参皂苷同分异构体

本文建立了入口电离-高分辨质谱法快速区分人参皂苷同分异构体,通过正、负离子模式及最佳入口温度,对人参皂苷同分异构体进行敞开式质谱分析。结果表明,在正、负离子全扫描模式及最佳实验温度下,根据人参皂苷同分异构体所形成的聚体数目不同,形成的离子峰类型不同,可实现人参皂苷同分异构体的区分。该方法简单、快速,仅需简单的样品前处理,即可区分人参皂苷同分异构体。

可压缩边界层的入口合成湍流生成方法

在壁湍流中开展RANS-LES方法混合模拟时,入口处添加合理的湍流脉动能够缩短流场向完全湍流的发展距离,提高数值模拟精度以及节省计算资源.采用SA-IDDES方法对槽道湍流和可压缩湍流边界层开展了数值模拟研究,对比了3种较为常用的合成湍流方法对流场发展的影响,包括合成湍流生成器(STG)、数字滤波法(DFM)和合成涡方法(SEM);研究了不同合成湍流入口条件下流场壁面摩阻、流场结构、雷诺应力的发展过程,评估了各方法在壁湍流中的表现.其中在不可压槽道湍流和可压缩湍流边界层的模拟中,STG方法展现了较短的摩阻恢复距离,流场结构与雷诺应力发展相比DFM也有一定的优势.在高马赫数湍流边界层的数值模拟中,忽略热力学量脉动可能会降低合成边界层脉动恢复到物理真实脉动的速度.因此,文章进一步基于STG给出的速度脉动,在入口处通过若干强雷诺比拟方法(SRA,GSRA和HSRA)添加热力学脉动量,对比研究了对可压缩湍流边界层流场发展的影响,结果显示是否添加热力学脉动对于流场摩阻和雷诺应力发展影响较小,但对流场中的热力学量影响显著,其中GSRA下流场热力学量恢复得最快.

不同视线诱导系统下高速公路隧道入口减速行为试验研究

为分析驾驶人在隧道入口区域的减速行为特征,并定量评价不同视线诱导设施的调节作用,开展模拟试验,基于日间自由流状态构建场景1(行业标准、对照组)、场景2(2.5 m立面标记)、场景3(环形立面标记)、场景4(多层次视线诱导系统)4组试验场景,采用开始减速位置、减速度变化率、油门开度变化率等指标进行分析。试验结果如下:1)驾驶人速度变化呈现“平稳—下降—较平稳”趋势;2)在行业标准下开始减速位置较近,导致需采取较大减速度、较少减速阶段实现车速下降,行车舒适度低于、操纵危险度大于其他场景;3)2.5 m立面标记与环形立面标记均能使驾驶人提前辨识洞门,行车舒适区间占比有所提升;4)多层视线诱导系统表现最优,开始减速位置提前65%,行车舒适区间提升最大(13.1%),且其采用的控制油门减速策略,平均油门开度最大(0.095)、油门操纵危险度最小(0.13),是入口区域较适宜的减速模式。试验结果表明:隧道入口洞门采用环形立面标记、增设多层次视线诱导系统有利于驾驶人早发现、早减速、缓减速,能显著提升隧道入口区域行驶安全性与舒适性。

高速公路隧道入口区域轨迹突变现象分析与调节方法

行车轨迹在高速公路隧道入口区域会发生突变。为分析这个现象产生的原因,并定量评价不同视线诱导方案的调节作用,构建了4个仿真场景。场景1为对照组,参照JTG D70/2—2014《公路隧道设计规范第二册交通工程与附属设施》设置,其他场景在场景1的基础上增设视线诱导方案。具体而言:场景2增设低位方案(弹性交通柱+防撞桶);场景3增设高位方案(反光环+警示型线形诱导标);场景4增设组合式方案(低位+高位)。通过模拟驾驶平台获得行驶距离、方向盘角度、横向偏移等数据,并根据轨迹突变现象的发生、演变和消退,构建评价指标体系。研究结果表明:视觉参照系突变会导致行车轨迹突变,连续一致的视线诱导方案可以调节这一现象。具体而言,与对照组相比,低位方案的突出效果是使洞门前的方向盘转角(SWAav)减少了82%,有助于减缓驾驶人对洞门的规避动作;高位方案的突出效果是使渐变系数(G)提高了3.7倍,短暂稳定段的期望横向偏移(O1)减少了31%,以及O1与稳定段期望横向偏移(O2)的差值(O1-O2)减少了75%,从而提高了轨迹的渐变性,减弱了对隧道侧壁的规避,并提升了对隧道内环境的适应性;组合式方案结合了低位和高位方案的优点,使G提高了4.4倍,SWAav减少了83%,O1减少了41%,O1-O2减少了98%,在提高轨迹变化段的渐变性,减弱对洞门的规避动作、对隧道侧壁的规避效应以及提高对隧道内环境适应性方面均表现最佳。因此,建议在高速公路隧道入口区域增设组合式方案,特殊情况可仅增设高位方案。

基于心率变异性的高密度立交出入口驾驶人精神负荷特性

互通式立交承担着不同方向交通流的流向转换功能,是道路交通网络的重要节点。目前高密度立交在城市道路网络中已愈发常见,高密度立交之间的间距比普通立交更小,车辆交织更为密集,驾驶人需要在更短的时间内进行分合流驾驶操作。为探究立交间距对驾驶人精神负荷的影响与高密度立交出入口区段的驾驶人精神负荷统计特性,在重庆市内环快速路上选择了1段包含4座连续立交的路段作为实验对象,其中3座立交为高密度立交。通过车载仪器采集47名驾驶人在实车实验过程中的心电数据,对在高密度立交出入口区段与普通间距立交出入口区段的驾驶人心率变异性时域和频域指标进行差异性分析,得到了驾驶人在高密度立交与普通间距立交出入口区段的精神负荷分布特征。研究结果表明:驾驶人在经过普通间距立交出入口区段和高密度立交出入口区段时的心率变异性时域指标不存在显著性差异,频域指标心率变异性的低、高频功率的比值(ratio of low-frequency to high-frequency,LF/HF)存在显著性差异,频域指标LF/HF可作为评价驾驶人精神负荷在立交出入口区段的主要指标;驾驶人在经过高密度立交入口区段时,频域指标LF/HF比经过普通间距立交入口区段时显著增加,立交间距不足会增加驾驶人在立交入口区段的精神负荷;驾驶人在经过普通间距立交出口区段时的心率变异性频域指标LF/HF比经过高密度立交出口区段时显著增加,即驾驶人通过普通间距立交出口区段的精神负荷更大;对于高密度立交群,驾驶人在入口区段的精神负荷水平要略高于出口区段。

城市轨道交通车站出入口分布式光伏发电应用研究

[目的]基于我国“碳达峰、碳中和”目标,以及城市轨道交通绿色、低碳、可持续发展的需求,研究分布式光伏发电系统在车站出入口应用的可行性。[方法]以深圳地铁为例,结合车站出入口的造型,研究了车站出入口光伏建筑一体化方案和光伏系统并网方案,分析了车站出入口光伏发电系统的经济效益和社会效益。[结果及结论]车站出入口是应用分布式光伏发电系统的理想场地,各类车站出入口结构形式均具备应用光伏发电技术的条件。城市轨道交通线路众多,每条线路车站出入口数量超过百余个,随着光伏发电成本进一步降低及国家“双碳”目标的推动,“光伏+轨道交通”将会产生更大的经济效益和显著的社会效益。

高密度立交出入口车辆纵向运行特性

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明:入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升-平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。

城市隧道入口上跨斜交阴影效应对驾驶人眼动影响

文中在武汉黄龙山隧道开展实车试验,以驾驶人注视持续时间和频率、扫视持续时间和频率为指标,分析普通路段、桥下阴影段、以及隧道入口段的变化规律,并构建驾驶负荷评价模型,对隧道入口区域进行评价.结果表明:驾驶人在桥下阴影段的注视、扫视持续时间总体较普通路段高,但较隧道入口段低,而注视、扫视频率呈相反变化趋势;当隧道入口区域前存在阴影效应时,视觉指标离散度增大,初次阴影效应会使驾驶人视觉指标短时发生较大变化,连续阴影效应会使驾驶人眼动行为逐渐趋于不良状态,在隧道入口段黑洞效应的出现会导致视觉指标突变,阴影效应和黑洞效应会显著提高驾驶负荷.