Research on visual differences of exits of different grades of tunnels based on machine learning

Tunnels are vital in connecting crucial transportation hubs as transportation infrastructure evolves.Variations in tunnel design standards and driving conditions across different levels directly impact driver visual perception and traffic safety.This study employs a Gaussian hybrid clustering machine learning model to explore driver gaze patterns in highway tunnels and exits.By utilizing contour coefficients,the optimal number of classification clusters is determined.Analysis of driver visual behavior across tunnel levels,focusing on gaze point distribution,gaze duration,and sweep speed,was conducted.Findings indicate freeway tunnel exits exhibit three distinct fixation point categories aligning with Gaussian distribution,while highway tunnels display four such characteristics.Notably,in both tunnel types,65%of driver gaze is concentrated on the near area ahead of their lane.Differences emerge in highway tunnels due to oncoming traffic,leading to 13.47%more fixation points and 0.9%increased fixation time in the right lane compared to regular highway tunnel conditions.Moreover,scanning speeds predominantly fall within the 0.25-0.3 range,accounting for 75.47%and 31.14%of the total sweep speed.

Research on Traffic Safety at Tunnel Entrance and Exit

Highway tunnel entrances have a high rate of expressway traffic accidents.In this paper,the reasons for the high incidence of traffic accidents at highway tunnel entrances are analyzed in detail,and corresponding solutions are proposed,hoping to provide some reference to relevant parties.

陡峭软弱地层大断面隧道安全出洞施工技术

康渝高铁青峰隧道出口山坡陡峭,须从洞内向外进行出洞施工。基于隧道出口段的地形及工程地质特点,采用三维数值模拟方法对注浆小导管超前支护下的三台阶法出洞施工方案进行了计算分析,验证了出洞方案的可行性。出洞施工过程中的拱顶沉降及钢架应力监测结果证明,所采取的出洞方案能够保证青峰隧道出洞施工的安全性。

盾构隧道进出洞施工渗漏诱发结构倒塌试验研究

为明确隧道进出洞施工时因渗漏而诱发的结构倒塌发展过程,设计并开展缩尺模型试验。根据相似关系设计模型试验,制作模型土体与模型盾构隧道。参考实际进出洞施工渗漏事故案例,触发模型盾构隧道渗漏,在模型箱内重现隧道结构倒塌的全过程,并观测事故发展过程中的地层响应、隧道外部土压力变化、隧道倒塌发展过程。通过分析隧道进出洞施工中不同位置发生渗漏后结构的倒塌响应,对比不同位置渗漏对隧道进出洞施工致灾发展过程的影响。试验研究发现:1)隧道进出洞施工发生渗漏后,外部土体由于渗流侵蚀产生不稳定土洞,土洞经历了形成—失稳—再现的循环过程;2)隧道结构倒塌是由不稳定土洞失稳坠落冲击隧道结构导致的;3)隧道顶部和腰部2种不同位置渗漏后外部土体侵蚀发展的本质相同,但是不同渗漏位置产生的土洞形状有明显差异,导致最终隧道倒塌位置有所差异。

隧道类型对驶出隧道高速列车横风效应影响研究

基于横风下高速列车流场的非定常特性,建立横风-隧道-列车数值模型进行计算,研究隧道类型对横风下高速列车驶出过程中气动压力、流场特性和列车气动荷载的影响.结果表明:隧道出口处气动压力受隧道类型影响最为显著,单线隧道列车迎、背风侧气动压力变化幅值比双线隧道气动压力变化幅值分别大15.7%和22.6%;在列车类型、车速和横风条件相同情况下,阻塞比是导致单线隧道气动压力较大的根本原因;列车背风侧分离涡形成位置到头车鼻尖距离相同,但双线隧道列车背风侧流场偏移程度更大;头车与中车周围流场分布规律基本相同,受隧道类型影响较小,而尾车流场分布特性受隧道类型影响较大.尾车气动荷载对隧道类型更加敏感,双线隧道尾车横向力系数、升力系数变化幅值分别比单线隧道大27.3%和7.1%.当高速列车在横风环境中驶出隧道时,建议考虑隧道类型对列车气动性能的影响.

高速列车突出隧道过程中横风效应研究

为研究横风效应对突然驶出隧道过程中高速列车气动特性的影响,基于列车流场的三维、可压缩性的非定常特性,建立隧道-列车-横风三维数值模模型,研究横风效应对驶出隧道过程中高速列车流场分布和列车表面压力的影响,揭示列车气动荷载变化机理。通过与动模型试验结果进行对比,验证数值模拟的合理性。研究结果表明:横风下列车驶出隧道过程中流场分布具有显著空间效应,受列车与隧道相互作用影响,隧道出口附近流场具有明显非定常特性;相较于无风情形,横风下列车底部压力变化幅值增大60%,列车迎风面、顶部压力变化幅值分别增大38.1%和28.6%,背风面压力变化幅值差异为4.8%,背风面压力分布受横风影响最小;横风效应导致列车气动特性发生显著变化,气动荷载变化幅值远比无风情形的大,无风时尾车横向力、升力变化幅值最大,横风作用下头车横向力变化幅值最大,倾覆风险最大。

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。

海底隧道出口段桥梁抗风浪试验研究

为减小风浪对西店湾海底隧道出口段桥梁影响,提升隧道整体安全性。通过制作缩尺模型,形成“防护-桥梁-海堤”组合结构,并以此开展桥梁断面波浪水槽试验,对比受力和越浪差异,研究防护结构对提升桥梁抗风浪能力的保护作用及防护结构自身受力特性,根据防护结构波浪水平力和浮托力随潮位变化规律提出波浪力经验计算公式。结果表明:桥梁完全淹没后,最大压强随潮位增加而增大,但压强横向分布越加不均匀;在风浪较小海域,桥梁所受静水浮力和总垂向力基本随潮位增加而增大,而波浪浮托力随潮位的增加先增后减;防护结构能够有效减小波浪作用,潮位较低时波浪力减小80%,潮位越高消浪效果越差,但高潮位仍然能减小85%越浪量,从而降低隧道排水压力;防护结构实体底板能够反射波能,减弱防护结构消浪效果;防护结构底板受到较大的波浪砰击作用,砰击压强达到缓变压强的3~4倍,设计时需提高底板局部结构强度;提出的波浪力经验公式能较准确地估算防护结构波浪的水平力和浮托力。

陡倾松散堆积体边坡条件下浅埋偏压隧道出洞关键技术研究

深汕西高速改扩建项目TJ6合同段圆墩2号隧道出洞位置边坡地形陡峭、地质复杂,施工难度大,安全风险高,本文针对工程施工难题,开展隧道出洞关键技术研究,形成相应的施工新技术,解决了边坡抗滑移、隧道抗偏压难题,实现了安全出洞,为后期隧道运营提供了安全保障。

隧道出入口生态绿墙快速安装技术的应用——以广州市重要道路隧道出入口为例

在现代交通枢纽中,隧道出入口位置需经过科学的规划和设计,以实现快速、便捷、安全流动。在隧道出入口设置垂直生态绿墙是实现城市绿化和交通疏导的重要途径,以广州市重要道路隧道出入口快速安装生态绿墙为例,探索解决常规垂直绿化施工效率低及人工、机械投入成本较高等问题,分析该技术的应用,以促进道路绿化新形式的推广。

复杂出入口通道近接施工对既有车站隧道及地表影响研究

地铁出入口小净距上跨施工会对既有车站隧道产生不利影响,合理的开挖方法可以有效控制或减小这种不利影响程度。以重庆轨道交通4号线西延伸段玉带山站7号出入口通道工程为依托,采用三维数值模拟方法,研究了全断面法和两台阶法两种工法条件下出入口通道开挖对既有车站及地表沉降的影响。研究结果表明:(1)出入口通道近接施工会导致车站隧道支护结构安全性降低,断面A处关键步序为L4~L7段开挖,断面B处关键步序是L3~L5段开挖,而断面C处关键步序为L1、L2段开挖;(2)出入口通道近接施工会引起地表沉降的增大与沉降槽的最低点由车站隧道正中向出入口通道一侧偏移,偏移量的值约在2.0~4.6 m;(3)出入口通道的开挖会引起围岩塑性区的发展,特别在通道第L2~L6段开挖过程中围岩塑性区拓展较为明显,车站隧道拱部靠近出入口侧的围岩塑性区发展约有18 m,7号出入口周围径向的塑性区约有26 m;(4)两种工法条件下,既有车站隧道结构安全性均满足规范要求,推荐入口通道采用全断面法施工,在保障安全的前提下兼顾施工效率。

积雪条件隧道进出口路面抗滑性能与路面温度研究

为了确定隧道进出口路面积雪条件下的路面抗滑性能变化规律,采用摆式仪测量了自然降雪过程中恒山隧道和抢风岭隧道进出口间隔25m的摆值;采用红外测温仪采集了晴天且路面干燥时2座隧道间隔10m的路面温度。分析结果表明:隧道进出口呈现融化雪路面、松散雪路面和压实雪路面3种状态,3种路面的摆值依次降低;隧道进口的摆值波动幅度和范围均超过了隧道出口,隧道进口的摆值波动范围为洞口内50m至洞口外170m,隧道出口的摆值波动范围为洞口至洞口外25m;隧道内路面温度低于路基段,隧道进出口路面存在明显的温度降低震荡。由此可知,隧道进口的压实雪路面主要是由于进口处温度降低引起的,隧道出口摆值变化与路面温度关系不显著。所作研究可以为降雪条件下隧道进出口事故的预防和预警提供技术支撑。

城市轨道交通车站出入口大断面顶管工程穿越城市道路的沉降控制技术

[目的]为了确保城市轨道交通车站出入口顶管施工项目顺利实施,应对该工程穿越城市道路时地层的沉降影响及沉降控制措施进行研究。[方法]结合济南轨道交通R2线长途汽车站站出入口顶管工程,在阐述该工程地质条件及重难点的基础上,建立了大断面顶管工程穿越地下管线密集的城市道路的三维数值计算模型,得到了距开挖面不同距离时的地面沉降曲线,以及不同埋深处土层的沉降曲线。对比了顶管中轴线上方地面监测点竖向位移模拟计算值与现场实测值随开挖距离的变化情况。提出相应的施工优化措施,并结合现场实测数据对优化效果进行分析验证。[结果及结论]顶管施工时,随着与顶管中轴线距离的增大,地面沉降量逐渐减小;随着深度的增加,土层深层位移逐渐增大,且沉降曲线逐渐由“矮胖型”变成“瘦高型”。现场受土舱压力波动较大、顶管与地层存在摩擦扰动等因素的影响,模拟计算得到的最大沉降量略小于现场实测的最大沉降量,二者间存在一定差异。通过采取控制掘进速度、合理压浆以减少摩阻力等措施后,后续施工沉降控制效果明显,地面最大沉降为18.18 mm,变形在施工允许范围内。

管棚法在复杂环境下顶管进出洞洞口加固失效时的应用研究

随着我国城市建设的快速发展,顶管技术在地面交通繁忙、市政管线复杂的地下空间开发中应用愈加广泛,并逐渐成为研究热点。其中进出洞是顶管施工的重要环节,若进出洞失败将造成洞口上方地面沉降或塌方,危及周边建(构)筑物和市政管线安全。通常会对进出洞洞口采取高压旋喷桩、水泥搅拌桩、素混凝土墙、冷冻法等措施进行加固,然而由于各种原因,洞口加固失效的事件仍屡见不鲜。因此,结合工程实例,针对洞口加固失效后采用管棚支护技术接收顶管机的工艺进行论述,通过数值模拟分析和现场实测数据验证其可行性。结果表明,管棚法在示例工程中的运用取得了较好的效果,为类似项目提供了一种新思路。

隧道及进出口抗滑性能空间演变规律特征

为揭示隧道进出口抗滑性能的空间变化规律,现采用摆式仪与路面构造深度仪,通过现场实验的方法,分别采集了水头特长隧道、西浮图特长隧道、韩信岭长隧道、燕家岭中隧道、陈家山短隧的进出口摆值与构造深度。数据分析结果表明,隧道进口的摆值减小值明显大于隧道出口,说明隧道进口的减速行为对路面抗滑性能的影响更大;隧道进口摆值降低的终点为洞外50 m,超车道的摆值明显低于行车道,表明速度对摩擦因数的影响比载重大;隧道出口摆值降低的起点为洞门外30 m。此外,短隧道的路面抗滑性能沿隧道长度方向保持稳定,中隧道与长隧道的路面抗滑性能沿隧道长度方向呈平稳-下降-上升-平稳的变化规律。

城市中心区长大隧道总体设计研究

分离过境交通、承担部分到发交通的长大隧道是缓解城市中心城区交通拥堵、提高路网承载力、改善城市交通与环境的有效手段。文章首先分析了当前国内城市中心城区的交通特征和存在问题,并对国内外中心城区地下道路规划和设计案例进行研究;其次结合上海市几个长大隧道规划和总体方案设计,概括一般长大隧道的车道规模、净空、车道宽度、施工工法选择、出入口匝道布置方案和出入口匝道的组织形式。研究系统地阐述了长大隧道的主要技术标准、建设规模和工法选择,并分析了长大隧道出入口匝道设计方案,旨在为城市中心区长大隧道的总体方案设计提供参考思路。

高速公路长隧道出口段驾驶人视觉特征变化规律

为改善高速公路长隧道出口段信息认知舒适性和行车安全,应用中型客车进行实际隧道环境行车试验,研究了驾驶人在隧道出口段的视觉变化特征。将隧道出口段选定为洞内200m至洞外200m范围,采用眼动测试装置记录行车过程中驾驶人视觉特征参数,运用BP神经网络模拟视觉特征参数变化,建立出口区段驾驶人注视时间、注视次数和扫视幅度等参数变化的网络模型。结果表明:从驾驶人发现隧道出口起,随着与隧道出口的逐渐接近,注视时间不断减少,注视次数亦减少,而扫视幅度逐渐增加;出隧道后注视次数增加,注视时间稍微增加,洞外扫视幅度大于隧道内,但变化幅度较小。

浅埋暗挖车站上穿施工影响的既有隧道变形规律

北京地铁5号线东单站近距离垂直上穿既有1号线地铁区间隧道.对既有隧道底板实测位移进行研究,分析受浅埋暗挖车站上穿施工影响的既有隧道变形规律.结果表明：受新建车站上穿施工扰动,既有隧道呈上浮变形且无明显扭转现象;采用Peck公式对既有隧道底板上浮变形进行拟合,结果与实测值较吻合,说明在上穿施工扰动下既有隧道变形与天然地层变形类似,符合Peck曲线变形规律;拟合得到地层损失率为0.034％～0.097％,地表处沉降槽宽度系数值为0.34～0.68.

公路隧道进出口行车安全的视觉适应指标

公路隧道进出口亮度的急剧变化会造成驾驶员视觉适应困难,严重时甚至导致交通事故.文中利用EMR-8B眼动仪系统,对公路隧道进出口驾驶员的瞳孔变化进行了试验研究,试验结果表明,在隧道内距进出口50m范围,驾驶员视网膜照度的对数与路面亮度的对数线性正相关.在大量试验的基础上,文中建立了基于驾驶员瞳孔面积及面积变化速度的行车安全评价指标——当瞳孔面积变化速度超过瞳孔面积临界速度范围,且持续时间大于0.2 s时,行车不安全,否则安全;并得出了基于视觉适应的隧道进出口合理照度过渡斜率.

基于运行安全的公路隧道进出口线形设计

为提高公路隧道进出口区域的运行安全,对该区域的线形设计进行深入研究。针对隧道进出口区域的运行环境过渡特征,基于隧道进出口前后5 s设计车速行程范围的平纵面线形要素的科学组合,构建了隧道进出口线形过渡技术指标,用于衡量隧道进出口区域线形设计的安全性。鉴于我国目前隧道进出口事故资料的统计尚不完善,选用运行车速差作为中介指标采用间接分析法进行研究,提出了基于运行车速差的隧道进出口区域运行安全性的评价方法和评价标准。并在理论分析的基础上,对实测隧道进出口线形和运行车速数据进行了统计分析,建立了隧道进出口线形过渡技术指标与运行车速差的二元回归关系模型。据此提出了基于运行安全的隧道进出口区域线形设计的建议值。