小半径公路隧道视线诱导设施优化实验研究

文中建立五种视线诱导场景,选取37名被试进行驾驶模拟实验,分析车辆开始减速位置和弯道段横向偏移.结果表明:相较于改善前,反光环方案和线形诱导标组合方案均有明显改善效果;反光环方案中5.4%的被试会出现异常驾驶行为,增设线形诱导标后没有出现异常驾驶行为;增设4 m线形诱导标可以使被试在弯道段的车道保持能力进一步提高12.5%,增设6 m线形诱导标可以让被试开始减速位置进一步提前14.5%.

雾天高速公路隧道入口区域驾驶人视觉行为特性研究

隧道入口区域和雾环境对驾驶人的视觉都有着重要影响,引起驾驶人的视觉行为变化,导致驾驶行为的变化,从而影响交通安全。为探究雾对隧道入口区域驾驶人视觉行为特性的影响,在河南三湖隧道和韩口隧道开展实车试验,选取24个驾驶人样本,以驾驶人的注视、扫视行为为主要研究对象,分析驾驶人在雾天和晴朗天气下隧道内外的视觉行为特性差异。研究结果表明:雾天驾驶人的视觉行为特性相较于晴朗天气存在显著性差异,①雾天驾驶人驶入隧道前,注视点分布更为集中,注视持续时间高于1000 ms的占比增加,夜间有雾达到29%、平均注视时间增加、注视频率减少、视觉搜索范围及效率减小,扫视幅度0~5°占比达88.89%,驾驶人对两侧环境关注度变小,努力寻找隧道洞口,驾驶行为更加谨慎;②雾天驾驶人驶入隧道后,注视点范围呈现出不同程度的扩大,平均注视时间和平均扫视时间增加,视觉搜索范围及其效率增加,驾驶人对隧道侧壁、隧道轮廓关注度提高;③雾天时,夜间相较于白天,对驾驶人视觉行为的影响总体而言更大,驾驶谨慎程度进一步提高;④在白天,雾使隧道洞口视线诱导设施可视性降低,隧道洞口视认性差,驾驶人视觉环境剧烈过渡,视觉负荷和心理压力增加,从而显著提升了行车风险。

多车道高速公路出口匝道区域交通安全提升方法

多车道高速公路外侧大型车流量大,导致内侧车道的车辆观察路侧标志和变换车道的难度增大,故单向3车道及以上的多车道高速公路出口匝道区域交通事故高于普通路段,尤其是车辆突然减速或变换车道引起的追尾事故。上海市相关部门通过对辖区事故数据的比对分析后发现交通事故总量和死亡人数总量70%都集中在高速公路出口500m范围内,其中绝大部分是由于出口区域交通标志不醒目、早晚逆光、前车遮挡等导致驾驶人在出口前分心驾驶、紧急刹车、变道、倒车、停车等危险驾驶行为造成的,并且在出口500m范围内的事故中又有70%发生在夜间。基于此,上海市公安局浦东分局交警支队(以下简称“浦东交警支队”)提出“大黄蜂组合”的交通事故防范体系,并安装“大黄蜂”路政设施组合,大大降低了交通事故量,道路交通安全得到了有效改善,供大家参考借鉴。

高速公路隧道反光条间距对跟驰行为的影响

文中根据跟驰过程隧道反光条的刺激次数计算出相应的反光条间距,选取32名驾驶员作为被试,通过UC/Win-Road开展模拟驾驶实验,记录隧道反光条间距为0、280、140、100、70、50 m方案下的行车数据,采用第一次减速车距、跟车车距和车道偏移等指标验证方案的有效性.结果表明:相较于改善前,不同间距下隧道反光条都会增大第一次减速车距和跟车车距,减少车道偏移量,提升隧道行车安全性.但是当隧道反光条间距过大、刺激次数少时,改善效果较差,当隧道反光条间距过小、刺激次数多时,会引起负面影响,导致车距和偏移改善效果不显著,其中隧道反光条间距为140 m、刺激2次时最为合理,车距和偏移改善效果较好.

不同时段特长隧道入口区域视觉负荷研究

为探究不同时段驾驶人在隧道入口行驶时的视觉负荷情况,分别在正午、傍晚和夜晚时段在贵州省内特长隧道进行实车试验,选取瞳孔面积变化率和瞬时瞳孔面积频率加权速度作为瞳孔面积变化评价指标,分析入口区域的接近段、入口段和过渡段的视觉负荷情况。结果表明:在正午和傍晚,驾驶人瞳孔面积在接近段无显著变化,在入口段内急速增大,在过渡段趋于稳定,其中瞳孔面积稳定点离洞门距离在正午时段远于傍晚时段;通过瞬时瞳孔面积频率加权速度评价隧道入口区域的视觉负荷,大小排序为:正午过渡段>正午入口段>夜间接近段≈夜间入口段≈夜间过渡段>正午接近段>傍晚过渡段>傍晚入口段>傍晚接近段;在隧道入口区域,驾驶人视觉负荷时段变动比区段变动更为显著。

基于心理旋转效应的小半径公路长隧道视觉环境优化研究框架

小半径公路长隧道内部为典型弱视觉参照环境,极易诱发驾驶人心理旋转效应,难以准确辨识隧道线形、隧道轮廓和交通信息,驾驶绩效降低,行车风险增大。为缓解驾驶人心理旋转效应,提升小半径公路长隧道交通安全水平,从其视觉环境典型行车安全问题出发,提出基于心理旋转效应的小半径公路长隧道视觉环境优化研究框架。结果表明:小半径公路长隧道视觉参照系具有诱导信息过渡剧烈、违背驾驶期望和冗余性欠缺等特点,突出表现为视线诱导信息不连续、局部视觉参照信息与整体视觉环境信息不一致、轮廓诱导信息与线形诱导信息协同作用差等方面。根据空间路权、驾驶人因和驾驶任务等评价要素,结合视知觉恒常性、整体优先性、多层次诱导等理论,提出构建恒常稳定、连续一致、信息冗余的视觉参照系的优化思路。总结提出通过布设多频率、多尺度、多形状的视线诱导设施,利用局部视觉参照元素构建与整体行车环境信息相连续一致的参照线索,加强轮廓诱导与线形诱导,借助高位、中位与低位诱导信息的协同作用构建信息冗余的多层次视觉参照系,有效缓解心理旋转效应带来的负面影响,达到行车安全、舒适、低成本、可持续的优化目标。该研究可为小半径公路长隧道、小半径光学长隧道的交通安全提升提供理论依据。

高速公路隧道入口区域交通工程设施改善对策与应用

高速公路隧道入口区域交通事故率高于普通路段,尤其是追尾、撞击洞门事故频发,容易造成群死群伤。为提升高速公路隧道入口区域的交通安全,在《公路隧道提质升级行动技术指南》对交通工程设施相关规定的基础上,提出隧道入口区域交通工程设施应满足空间路权、驾驶人因和驾驶任务的基本原则。隧道入口区域典型问题集中于可变信息板、标志信息和视线诱导设施上,主要是信息组合不良、交通标志位置不当、诱导信息不连续和不一致。由此进一步提出隧道入口区域标牌内容、形式和位置的设置建议,并提出通过增设环形立面标记、隧道轮廓带、警示型线形诱导标、柔性警示柱和防撞桶等视线诱导设施来加强隧道入口区域的视觉环境过渡的方法。最后,基于空间路权、驾驶人因和驾驶任务3个基本原则对交通工程设施改善效果进行评价。

城市水下道路隧道驾驶安全影响因素分析和改善思路

总结城市水下道路隧道事故分布规律,从驾驶人、隧道光环境及道路条件3方面分析隧道驾驶安全影响因素,对现有安全改善措施及其优缺点进行剖析,并指出城市水下道路隧道驾驶安全优化研究趋势:应以提升隧道光环境质量为主,考虑交通事故形态、事故致因及影响因素,在确保交通安全的基础上,考虑不同隧道路段驾驶人差异化视觉需求。驾驶人视觉需求可以分为功能性、安全性与舒适性需求,对应的隧道行车环境可分为基本型、安全型与舒适型视觉参照系。提出以构建城市水下道路隧道舒适型视觉参照系为目标,通过隧道照明与隧道视线诱导技术相结合,缓解隧道出入口参照系的剧烈过渡,加强中间段弱视觉参照的城市水下道路隧道驾驶安全优化方法。构建基于空间路权、人因与驾驶任务、差异性与韵律性的隧道驾驶安全优化评价指标体系,为城市水下道路隧道驾驶安全优化提供新思路。

不同时段高速公路特长隧道入口视觉特性研究

为研究驾驶人在特长隧道入口不同时段、不同区段行驶时的视觉状态变化,分别在正午、傍晚和夜晚时段在高速公路特长隧道上进行实车实验.选取注视特性和扫视特性的参数,分析行驶时段、行驶区段对驾驶安全的影响.结果表明:不同时段、不同区段的垂直注视点范围和注视次数均无显著性差异;行驶的时段和区段会对驾驶人的水平注视点范围、注视持续时间、扫视幅度造成一定的影响;正午驾驶人行驶时的区段会对平均注视时间产生影响;行驶的时段会对平均扫视时间产生一定的影响.

中国城市隧道遮光棚现状统计分析及展望

为促进隧道遮光棚的发展,全面阐述中国城市隧道遮光棚的研究进展和建设现状。首先,通过文献调研梳理国内外隧道遮光棚的研究成果;其次,借助百度实景地图,调研中国291座城市隧道遮光棚的建设现状;然后,以理论研究和建设实践对比的方式,总结城市隧道遮光棚的应用范围、设置长度、减光构造、棚体色彩、洞顶形态等特点。实践与理论的偏差主要体现为:1)遮光棚的应用比例低(43.4%)、长度较短(43.8 m);2)遮光棚的不适眩光问题显著(57.3%),背景色彩普遍未采用暗色调(86.1%);3)针对遮光棚诱导色彩和诱导形态的研究相对滞后。最后,针对存在的问题,提出相应的展望。

低等级公路隧道入口区域交通标志信息量评价

选取30名驾驶人在五条低等级公路隧道进行实车试验,根据香农理论计算试验区域交通标志组合信息量,采集不同信息量水平下驾驶人的眼动(注视、扫视)数据,分析驾驶人眼动指标的变化规律,建立信息量与眼动指标之间的数学拟合模型.结果表明:在无交通标志的隧道入口区域,驾驶人的眼动行为不活跃,搜索处理信息困难;随着信息量的增加,驾驶人的注视(扫视)持续时间指标均呈现先下降后上升的变化趋势;当总信息量水平在28~40 bits范围内,驾驶人的眼动持续时间较短,平均眼动频率较高,整体搜索视认交通标志信息的眼动模式较佳.

高速公路隧道群交通安全改善理论及方法研究框架

从事故分布规律、安全影响因素、事故防治措施和安全评价方法四个方面综述了公路隧道群交通安全相关研究,并归纳了现有研究存在的问题及发展趋势.结果表明:公路隧道群交通事故主要是由不良光环境诱发驾驶人不良驾驶行为导致的,如车距保持不当、超速、误判线形等;隧道现有改善措施如隧道照明、遮光设施实际应用普及度不高,而护栏防护不能降低事故发生概率,安全改善效果有限,视线诱导技术具有低成本、高效率等优点.在此基础上,分析了驾驶人的视觉需求,提出了多层次高速公路隧道群视觉参照系重构思路:基于隧道群天然韵律性与驾驶人韵律性偏好,利用视线诱导设施构建隧道群韵律型视觉参照系,对隧道群各分段进行了需求分析,并提出了基于主动预防的高速公路隧道群交通安全改善方法.

低等级公路隧道光环境优化方法研究

为提高二级及以下低等级公路隧道行车安全,总结低等级公路隧道中照明设施和视线诱导设施存在的问题,并从用路人需求、交通安全管理需求、主体结构建设与养护需求及照明与诱导设施更新需求的层面确定低等级公路隧道光环境优化思路,提出低等级公路隧道视线诱导系统。结果表明,隧道线性视线诱导系统具有优化视距、发光柔和、明确限界等优点,可缓和隧道洞口视觉过渡,提升隧道中部距离感、速度感和方向感,提高应急诱导连续性与可视性。

低等级公路隧道应急诱导系统设置方法

依据低等级公路隧道应急诱导现状及问题,结合线性视线诱导(简称“线性诱导”)理念,构建了基于线性诱导的低等级公路隧道应急诱导优化框架,提出了人行横洞、车行横洞、紧急停车带的应急诱导方案.结果表明:现阶段大部分低等级公路隧道的应急诱导设置存在路权缺失或不明确、应急照明可靠性差、逃生路线不清晰、设施可视性差等问题.通过线性诱导设施的短/中/长线条、环等主要元素,辅以点状元素,融合自发光诱导技术,形成对人行横洞、车行横洞、紧急停车带的多层轮廓诱导与多层线形诱导,与照明、多点诱导等应急方式相比,基于线性诱导的应急诱导方案可保障路权的清晰明确、强化逃生疏散方向诱导性;同时,对视距视区优化作用显著,停电后疏散标志的可视距离仍然保持较好水平.

基于视觉需求的城市水下特长隧道光环境评价与优化综述

为提高城市水下特长隧道的行车安全和运输效率,总结了城市水下特长隧道光环境典型问题与改善措施,分别从舒适性、经济性、设置依据、安装形式等方面对洞口遮光设施、出入口加强照明、景观装饰、视线诱导系统4种隧道光环境改善措施进行了比较分析;依据马斯洛需求层次理论对驾驶人视觉需求进行分层,提出了包含事故分析、评价体系、优化思路、优化方法的城市水下特长隧道光环境评价体系与优化研究框架。分析结果表明:城市水下特长隧道光环境主要有出入口的明暗适应、道路线形变化引起的视距不足、中部的视觉参照信息不足、隧道整体空间路权不清晰的问题;设置视线诱导系统是一项低成本、有效的光环境优化方法,能满足驾驶人在不同隧道路段上的视觉差异化需求;驾驶人视觉需求由低到高可以分为功能性、安全性、舒适性、美观性,并依次对应相应的基本型、安全型、舒适型、韵律型视觉参照系,可构建以空间路权、人因与驾驶任务、差异化、韵律性为指标的评价体系来评价城市水下特长隧道光环境;城市水下特长隧道光环境优化应将视线诱导和加强照明相结合,主要通过视线诱导系统来重构视觉参照系,隧道接近段、入口段、中间段普通区、出口段应以舒适型视觉参照系为优化目标,中间段提醒区及唤醒区则应构建韵律型视觉参照系。

基于规避行为的城市水下特长隧道驾驶负荷评价

为明确城市水下特长隧道驾驶负荷与驾驶特性,在武汉市公铁水下特长隧道开展了自然驾驶实车试验,选取侧壁规避程度、速度限速差和扫视角度动态变化量等3个指标,对驾驶模式进行分类,并基于熵权法计算驾驶负荷综合评价值,研究驾驶人在城市水下特长隧道驶入段与驶离段的驾驶特性与负荷。结果表明:在多数情况下,驾驶人会处于本车道内向右侧方偏移的道路行驶,但随着行驶距离的增加,规避行为逐渐减弱;驶离段速度限速差较低,扫视角度动态变化量较小,行驶速度规范程度高,且速度变化与侧壁规避程度相关性强;驶入段处驾驶人的主要驾驶负荷集中于对隧道内行驶环境变化的观测与判断,而出隧道时,对于速度的控制成为了驾驶人主要的负荷来源;胆小型、保守型、激进型三类驾驶人的驾驶负荷综合评价值在驶入段分别为7.21、9.91、16.22,在驶离段分别为6.61、9.47、17.25。研究结果可为城市水下特长隧道的安全改善提供理论性的支撑。

公路隧道入口接近段视线诱导系统优化研究

公路隧道入口断面与相邻道路断面不一致,使隧道入口接近段视距、视区过渡剧烈,导致车辆撞击隧道入口洞门、端墙等交通事故频发。为提高公路隧道入口接近段交通安全,通过对隧道入口视觉环境进行分析,提出了一种增设警示型线形诱导标的改善思路,并对隧道洞门环形块立面标记与不同间距的警示型线形诱导标进行组合设计,得出不同优化方案。然后采用3ds Max软件构建公路隧道仿真模型进行试验;利用D-Lab数据分析软件对视区进行兴趣区域划分,以被试者的平均注视时间和兴趣区域浏览率作为试验指标;最后使用SSPS软件统计分析试验数据。试验结果表明:对于限速80km/h的公路隧道,隧道入口洞门环形块立面标记+40m间距警示型线形诱导标的方案的远处行车道区域兴趣浏览率最大,在夜间和白天分别为47.8%和60.6%,有利于缓和视区的过渡,该方案适用于限速为80km/h的高速公路隧道入口接近段。

基于视距视区的高速公路隧道中部视线诱导系统安全性评价

高速公路隧道内部环境单调封闭,视觉参照物较少。在低照度环境下,驾驶人视距不足、视野范围狭窄,发生撞壁、追尾等事故率较高。为解决当前高速公路隧道视线诱导系统设置混乱、交通安全评价指标不足的问题,提出了以驾驶人视距和视区为评价指标,并建立高速公路隧道中部视线诱导系统的交通安全评价体系,具体是将诱导系统的常用做法,按照诱导物高度、诱导物尺寸、低位诱导、轮廓诱导等分项指标分别划分为A、B、C、D等4个等级,并应用于贵州织普高速公路双山隧道的交通安全评价。结果表明,通过增加低密度隧道反光环、中等密度隧道反光条,驾驶人的视距、视区得到了优化,交通安全评价等级由C级提高到A级,交通安全水平显著提升。

高速公路避险车道诱导系统改善研究

为减少失控车辆驾驶人错过避险车道的概率,基于驾驶人因及驾驶任务理论,提出避险车道多层次视线诱导系统,利用3 ds Max软件构建高速公路避险车道路段仿真模型,通过采集驾驶人的视认距离数据作为实验度量指标,并对数据进行统计分析,结果表明:白天的视认距离提升较少,但晚上的视认距离提升显著,在时速80 km/h下,对避险车道的视认距离由改善前部分低于识别视距提升为改善后均高于识别视距,在时速100 km/h下,对避险车道的视认距离由改善前的基本低于1.25倍停车视距提升为改善后的均高于1.25倍停车视距。改善后的视认距离均高于规范的最低要求,改善方案达到优化避险车道视距的效果。