基于蚁群算法的公路隧道亮度检测路线研究

为解决在普通干线公路隧道照明亮度检测过程中因隧道分散而致使行进路线迂回曲折、工作效率差的问题,找出一种合适的遍历隧道照明亮度检测路线。以经纬度地理坐标系为研究对象,通过资料搜集辅助百度或者高德地图等电子地图工具确定普通干线公路隧道经纬度地理坐标系,根据各省普通干线公路隧道的分部情况或者检测片区的隧道分布建立了经纬度球面坐标系数据库表,辅助地图分析软件工具进行数学计算,将建立的经纬度球面地理坐标系变换到二维投影坐标系,利用蚁群算法对二维投影坐标系数据库表进行计算,选取蚂蚁集合数、信息素重要因子、启发函数重要因子、信息素挥发程度、信息素强度、最大迭代次数等参数,从不同的隧道开始轮询访问计算,遍历所有照明亮度检测的普通干线公路隧道,生成一种可实施普通干线公路隧道检测的行进路线,该路线行进过程中未产生迂回,起点出发后按照路线对隧道照明进行检测,检测结束后又回到起点。结果表明:在解决隧道亮度检测行进路线的规划上,将经纬坐标变换、蚁群算法和电子地图工具相结合重新计算生成并排序隧道亮度检测路线的方法合理、科学、易实现。该方法在某省某片区普通干线公路30座隧道照明亮度检测中得到实际应用。

基于太阳辐照度实时计算隧道洞外亮度的方法研究

为解决城市隧道运营过程中隧道洞外亮度L20(S)全天逐时变化差异大且实时获取困难的问题,结合3D打印隧道缩尺模型,提出以太阳辐照度为输入变量,将天空亮度、地面景物亮度耦合的L20(S)实时计算方法。以北京芦花路隧道为测量对象,利用隧道缩尺模型代替实际隧道探究地面景物亮度变化规律,建立地面景物亮度与太阳辐照度的量化回归模型;利用太阳辐照度将CIE模型、Perez模型的计算值与实测值进行对比验证,以误差较小、计算较简便的CIE模型作为天空亮度模型,其误差在晴天工况和阴天工况下分别为4.26%、6.11%。对比耦合后的L20(S)计算模型在不同季节、不同天气条件下的计算值与实测值,平均误差均在10%以内,表明该隧道洞外亮度实时计算方法在全季节、全气候条件下具有准确性和适用性。

基于驾驶工作负荷的高海拔地区隧道照明亮度分析

为研究高海拔地区与平原区驾驶员驾驶工作负荷差异特性以得到适用于高海拔地区的隧道照明亮度需求,以及客观量化高海拔地区公路隧道照明设计与管理标准提供理论、方法与技术依据,基于驾驶员驾驶工作负荷理论,从驾驶视认安全、稳定和舒适性的角度,分别在道路运行条件相似的江西宜安Ⅱ级公路和青藏公路高原青藏段(公路-Ⅱ级)设计实车试验进行定量研究。1)运用CART分类方法分析实地驾驶试验数据,发现海拔高度与驾驶员正常行驶的驾驶工作负荷之间呈正相关关系:平原区驾驶员驾驶需求最低、驾驶工作负荷度最小,海拔高度3 200~3 300 m驾驶工作负荷度居中,海拔高度4 300~4 400 m驾驶工作负荷度最大。2)通过分析得到高海拔地区驾驶员驾驶工作负荷可根据海拔高度进行修正,得到修正系数和驾驶工作负荷度阈限。3)提出高海拔地区隧道照明视认需求相对于平原区的修正系数,海拔高度3 200~3 300 m时为1.2,海拔高度4 300~4 400 m时为1.8。4)得到不同海拔高度公路隧道各个特征段照明亮度设计标准。

公路隧道洞外亮度动态特征研究

隧道洞外亮度作为隧道照明系统的设计基准参数之一,不应仅考虑不利状态下的设计值,还应考虑实际运营时的动态值,而规范中提出的洞外亮度建议值和调光分级动态取值均未充分考虑光气候、洞口朝向等差异以及动态特征。针对当前洞外亮度设计取值误差大,实测洞外亮度滞后,动态取值困难等现实问题,文章提出了建构隧道洞外亮度理论模型的思路,并以此作为隧道洞外亮度动态特征研究的理论基础,从而为隧道照明设计提供更为详尽和可靠的基准数据,为隧道智慧照明的应用提供技术支撑,为实现隧道照明节能提供新途径。

分段式高精度隧道洞外亮度测量方法研究

针对目前我国隧道洞外亮度测量方法存在操作复杂、成本高和测量误差较大等局限性,提出了一种基于网络相机的分段式高精度隧道洞外亮度测量方法。首先,利用网络相机对测量区域进行图像采集;然后,利用微型电脑(树莓派)对图像进行灰度化处理并计算出目标区域的灰度值;最后,利用经P199F成像式亮度计对网络相机进行亮度标定后的亮度与灰度的表达式计算出目标区域的实际亮度。为了进一步地提高测量精度,对亮度与灰度的表达式进行了分段处理。结果表明,测量误差可以控制在±3%以内,满足隧道洞外亮度测量的国标要求,并且目前已应用在广西境内的合那高速猪谷山隧道洞外亮度的测量中。

隧道照明设计

由于司机在进、出隧道时，会产生“黑洞效应”和“白洞效应”。因此，要使人眼视觉进入隧道内保持清晰，使机动车驾驶员感到心理和视觉的舒适，就要求隧道内的亮度与隧道外的自然光亮度之间有一个良好的过渡和衔接，利用人眼视觉特性，设计符合人眼适应曲线的隧道亮度调节方式。

基于图像处理的隧道洞口自动识别与应用

针对隧道洞外亮度测量时隧道洞口居中的圆形目标区域受自然环境影响发生偏移,导致根据当前圆形区域的灰度信息得到的隧道洞外亮度值不准确的问题,提出了一种基于图像处理的方法。让微处理器重新自动识别出隧道洞口并选定圆形目标区域,使测得的亮度值恢复正常。该方法利用相机采集图像,让微处理器(树莓派)对采集的图片采用图像处理技术自动识别出隧道洞口,选定隧道洞口居中的圆形目标区域,使根据圆形目标区域灰度值得到的洞外亮度值恢复正常。结果表明,该方法能准确识别出隧道洞口,目前已成功应用在广西境内合那高速猪谷山隧道。

高速公路隧道光环境对行车安全的影响及解决对策

近年来,随着我国高速公路建设的加快,高速公路隧道也日渐增多和长大化。目前,贵州省高速公路运行隧道853座,隧道长度近800公里,隧道总数和长度全国排名第五。其中,特长隧道33座、长遂道296座、中隧道233座、短隧道291座,长度1公里以上的隧道占隧道总数的38.6%。由于高速公路隧道是与外界半隔绝的特殊道路构造物,是道路交通运行管理的瓶颈路段,具有空间相对狭小、封闭性强、隧道内外光环境差别大、隧道内亮度水平低且烟尘扩散较慢等特点，一旦隧道内发生交通事故，容易引发二次事故，造成救援处理困难、经济损失和社会影响巨大等后果。

公路隧道洞门形式对出口段亮度影响的研究

针对山区公路隧道常见的洞门形式,利用类似环境简图的方法,结合隧道出口段的透视图,对各种洞门形式的隧道出口段亮度进行了计算和对比,研究了不同洞门形式对隧道出口段亮度的影响,对隧道洞门形式的选取及出口段隧道照明布置提出了建议。

环境因素对公路隧道洞外亮度L_(20)(S)值的影响研究

洞外亮度L_(20)(S)作为公路隧道入口段照明的基本参数,影响着过渡段的照明设计,其值受到多种因素的共同作用。洞外亮度测量影响因素较多,文章从洞外天空率、洞门型式以及洞外路面面层颜色等3种因素进行分析,开展各因素对洞外亮度L_(20)(S)值的影响研究。调研重庆主城范围内的相应公路隧道,并选择符合要求的隧道为研究对象,结合理论分析与现场测试验证,得出各个指标参数对隧道洞外亮度L_(20)(S)的影响规律,提出基于现场亮度测试方法的公路隧道洞外亮度指标。研究结果表明:(1)秋冬季节的洞外亮度L_(20)(S)推荐值至少为实际测试亮度值的1倍及以上;(2)路面亮度值与RGB值所呈现规律一致;(3)端墙式洞门的洞外亮度小于削竹式洞门。

欧洲黑山南北高速公路隧道照明方案技术研究

随着国内外经济飞速发展,高速公路规模的不断扩大,隧道工程在公路工程中所占的比例越来越大,与此同时隧道照明也变得越来越重要,完善的隧道照明系统方案可以减轻驾驶员的视觉疲劳和进出隧道前后产生的"黑洞"效应,降低交通事故发生的概率。隧道照明与普通路段照明不同,尤其是白天更具有特殊性,白天照明比夜间照明更加复杂,包含人眼对光线明暗的适应能力,明暗过度的视觉问题。主要针对黑山南北高速公路KOSMAN隧道照明系统的总体方案进行分析,体现高速公路隧道照明对驾驶员生命安全的重要性,对节能减排的重要意义。