基于AHP和熵权法的特长水下隧道运营安全评价研究

针对特长水下隧道运营特点,对中间段和洞口段运营安全风险因素进行分析,建立了运营安全评价指标体系。基于层次分析法和熵权法建立评价指标的综合权重计算模型,结合模糊评价法建立了运营安全评价模型,结合实际工程进行了案例评价研究。结果表明,该特长水下隧道运营呈现安全状态。

城市水下特长隧道中部光环境优化设计方法

为进一步优化城市水下特长隧道中部的光环境,基于设置多频率多尺度韵律型信息的思路,提出一种隧道光环境优化设计方法,利用3ds Max仿真软件制作行车仿真模型,以刺激物的主观等同速度(SSES)和安全感知距离为评价指标,采用E-prime软件组织车速感知心理物理试验,并分析试验数据。结果表明:隧道光环境优化后,驾驶员的速度感知能力由优化前的速度低估(14. 40%)提高为速度高估(15. 89%),反应时间由优化前的4. 11 s降低为2. 19 s;驾驶员的距离感知能力得到显著提高,同时行驶速度对于驾驶员距离感知能力的影响不再显著。

城市水下特长隧道弯道驾驶人扫视行为研究

为探求在城市水下特长隧道弯道路段行驶过程中驾驶人扫视行为的变化特点,以扫视角为主要参数,在武汉东湖隧道内不同弯道和直线段开展实车试验,通过注视点分布范围、水平视角、通视距离的变化分析扫视行为;在特性分析中,以离均系数为指标研究不同弯道内扫视角的变化特征。结果表明:驾驶人在水下特长隧道不同线形路段行车过程中以小角度扫视为主,半径400、680、1 000 m的弯道及直线段的离均系数分别为2. 876、4. 545、5. 010、6. 324,即随着弯道曲率的减小,驾驶人扫视角的中值、均值、变化范围逐渐变大,驾驶人的扫视范围更大、心理压力更小、行车安全性更佳。

基于多频信息的城市水下特长隧道中部光环境优化设计

针对城市水下特长隧道中部光环境单调,缺乏视觉刺激,易导致驾驶员速度感减弱和驾驶疲劳,进而产生驾驶绩效下降的问题,提出基于多频信息的城市水下特长隧道中部光环境优化设计方法,通过室内仿真试验,以速度错觉程度和反应时间为评价指标对优化设计方法进行评价.结果表明,驾驶员驾驶疲劳受行车时间和隧道视觉环境共同影响;优化设计方法使驾驶员速度错觉程度较优化前降低1.80%~8.91%,反应时间减少0.06~1.21 s,可有效提高驾驶员的速度感知能力和缓解驾驶疲劳效应.

城市特长水下公路隧道顶部开口结合全射流方案研究

参考武汉某隧道建立了城市特长水下公路隧道一维通风模型,研究了顶部开口结合全射流方案的通风效果,并分析了隧道参数对通风效果的影响。结果表明:在初始条件下,顶部开口结合全射流方案不能满足原隧道的通风要求;当移动顶部开口段位置至距隧道入口约600m～4500m处、更改风口前隧道长度至≤4500m左右或增大隧道断面积至>81m^2左右时,才能满足通风要求。

城市水下特长隧道消防系统设计初探

目前中国城市水下隧道的消防系统设置尚无明确规定,结合南京纬三路过江通道工程消防系统的设计,根据水下特长隧道的特点,对水下隧道消防系统设计中的一些关键技术问题从方案比选等方面加以阐述,其中包括一些关于城市水下隧道防灾救援及消防设计方面的思考和体会,可供类似工程的设计借鉴。

城市水下特长隧道中部坡道错觉改善研究

城市水下特长隧道中部纵坡参数变化繁多,连续坡道路段容易产生坡道错觉,导致驾驶员采取错误的驾驶决策.文中利用3dsmax仿真软件和E-prime实验平台搭建了6种不同坡度差的连续下坡路段实验场景,以探究坡度差对坡道错觉的影响,并利用横向参照信息和空间参照信息提出三种改善方案.结果表明:城市水下特长隧道中部坡道错觉与隧道内部环境和道路线形有关;在连续下坡路段,前后坡差达到2%时坡道错觉效应开始产生,前后坡差在2.5%以上坡道错觉效应明显;横向参照信息和空间参照信息都对坡道错觉具有一定改善效果,但其组合方案对于坡道错觉改善效果最优,可使驾驶员对后坡朝向判断准确性提升26.67%,反应时间缩短1.42 s,能够保证变坡点处行车安全.

大跨径水下特长隧道安全门宽度及间距设置对人员疏散影响研究

大跨径水下特长隧道中间管廊最下层为安全疏散通道,目前对这部分安全通道研究较少。以江苏某大跨径水下特长隧道为研究对象,运用人员疏散模拟软件Pathfinder对不同安全门宽度、不同间距条件下的人员疏散情况进行研究。结果表明:安全门宽度及间距对隧道车行洞内人员疏散均有较大影响,安全门宽度越大,人员疏散时间越短;安全门间距越大,人员疏散时间越长;推荐安全门的宽度W取1.8m或2.1m、安全门间距采用100m。研究结论可为大跨径水下特长隧道安全疏散救援设计提供参考。

基于新能源车组成的特长水下公路隧道运营通风方案研究

随着我国水下公路隧道最大通风长度的不断增加以及新能源汽车占比的增高,隧道运营通风方案设计面临新的难题。鉴于此,采用现场实测、资料调研、理论分析等多种研究手段,得出新能源汽车的主要排放物为烟尘颗粒物,且排放量与传统内燃机汽车排放量基本相当;基于温度、异味气体现场实测结果,建议特长水下公路隧道不以最小换气次数为通风控制标准;结合某特长水下公路隧道具体情况,给出优化后的需风量为604.71 m^(3)/s,较原设计降低55%;基于纵向式、半横向式两种通风方式,对6种通风方案进行比选分析,综合考虑土建设施需求、机电设施需求、排烟疏散优缺点、土建费用、机电费用及运营期年电费等多方面因素,建议特长水下公路隧道选用送风式半横向通风方案。

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。

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。

水下特长公路隧道火灾条件下疏散模式设计研究

本文通过采用Legion行人仿真软件,对10.8km水下特长公路隧道-太湖隧道进行了火灾条件下人员疏散行为的数值模拟,模拟结果可知,纵向间距80m和300m的疏散横通道对应的人员疏散逃生时间为10.5min和13.5min,各模拟工况均能满足小于15min的人员逃生疏散时间要求,验证了太湖隧道横通道设置间距125m这一方案的合理性。

城市水下特长隧道出入口视觉及舒适性研究

为探求驾驶人在城市水下特长隧道出入口的视觉负荷变化特性和视觉舒适性,在上午9:00~10:00的平峰时段,天气良好且交通流影响较小的条件下,选取10名驾驶人于东湖隧道(全长10.6km,限速60km·h-1)以50~60km·h-1的自由流车速开展实车试验。利用眼动仪、照度计等试验设备,采集驾驶人进出城市水下特长隧道过程中的瞳孔面积、照度值等试验数据。基于实车试验数据,研究进出隧道过程中驾驶人的瞳孔变动特性,并比较多种评价指标的差异性,选取瞳孔面积最大瞬态速度值为评价指标,对东湖隧道出入口的视觉舒适度进行评价。基于瞳孔面积的变化特点构建了瞳孔面积最大瞬态速度值与瞳孔面积的函数模型,具体分析了出入隧道过程中不同位置的视觉负荷。结合出入口处连续时间序列下光环境的变化特点,分析了出入口的视觉舒适性。研究结果表明:进入隧道过程中驾驶人瞳孔面积的平均增长率较城市普通路段增大至246.561%并趋于稳定,对黑洞效应的适应时间为8.636s;驶离隧道过程中较隧道内部路段平均增长率减小至62.631%并趋于稳定,对白洞效应的的适应时间为4.273s;瞳孔面积最大瞬态速度值与瞳孔面积呈正相关性,出入口位置的视觉负荷排序为入口洞内最大、出口洞内次之、入口洞外与出口洞外最小,各区段的视觉舒适性与之相反;研究发现出入口处的格栅式遮光棚可缓解光环境的急剧变化,有助于驾驶人适应黑白洞效应、提升行车安全性。