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。

基于视认距离的隧道入口段亮度折减系数研究

为保障隧道入口段的行车安全,从驾驶员视认特性出发,定量研究被试者视认距离和亮度折减系数、运行速度、障碍物位置之间的关系。被试者在不同条件下进行隧道实车试验,采用障碍物的视认距离作为隧道入口段安全性指标,建立两种亮度环境下的被试者视认距离与亮度折减系数、运行速度、障碍物位置之间的回归模型。以入口段最小视认距离大于相应车速下的安全停车视距为条件,计算得到安全的亮度折减系数阈值,结果高于我国现行规范的参考值。该研究方法和结论对高速公路隧道入口段的照明设计具有参考价值。

考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法

驾驶员的视觉适应过程直接影响交通安全。为考虑驾驶员的视觉适应过程,在确定公路隧道入口段亮度时,通过实测得到驾驶员驾车进入隧道过程中的瞳孔大小变化数据,建立了描述驾驶员驾车进入隧道过程中瞳孔面积变化速率最大值与各相关参数之间关系的数学模型。以驾驶员不发生视觉障碍的瞳孔面积变化临界速率为基准,计算得到了驾驶员瞳孔面积变化达到临界速率时,隧道入口段的最低亮度,分析了隧道入口段所需最低亮度与洞外亮度之间的关系,通过回归分析建立了隧道入口段亮度与洞外亮度之间关系的数学模型,得到了考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法。

基于驾驶视认需求的隧道入口段光环境研究

为实现安全舒适的隧道入口段光环境,从驾驶员视觉功能及需求出发,提出了基于驾驶安全视认的隧道入口段光环境评价方法.以色温5 700K、显色指数70的隧道入口段光环境为研究对象,对小客车驾驶员进行不同运行速度的实车视认试验,得到驾驶员动态视认特性规律;采用驾驶员驾驶过程中对小目标物的视认距离作为入口段光环境安全视认评价指标,应用MATLAB数学统计软件建立了不同运行速度下视认距离与入口段亮度折减系数定量逻辑关系模型;最终得到不同设计速度下能够满足驾驶视认需求的亮度折减系数阈值,与现行规范值相比略高.研究方法和结论可为实际隧道入口段光环境设置、监控及运行管理提供技术参考.

基于DIALux的公路隧道入口段侧壁反光材料布设方法研究

结合国际照明协会推荐的一般天空亮度模型,基于DIALux照明计算软件对公路隧道入口段照明环境进行室内仿真,模拟了在全晴天、全阴天两种天空类型下,3种不同反射率(0.75、0.80、0.85)的反光材料,在4种布设高度(2.0、2.5、3.0、3.5 m)和两种布灯方式(中间及交错布灯)情况下洞口照明工况,研究反光材料在公路隧道入口段侧壁对隧道内路面平均亮度和亮度均匀度的影响,并选取实际能效值,表征反光材料布设方法对公路隧道照明节能效果的影响。结果表明:公路隧道入口段路面照度指标随侧壁反光材料反射率和布设高度的提高而增大;交错布灯对应的路面平均照度值远高于中间布灯所对应的路面平均照度值;洞外自然光的亮度越大,侧壁反光材料对洞口照明质量的提升效果越明显;反光材料布设在隧道侧壁的单位长度能效比受洞外亮度影响较大。

驾车接近隧道过程中驾驶员的适应亮度变化规律

在驾车接近隧道过程中,驾驶员的适应亮度随视野内景物的变化而变化。基于驾驶员视觉适应进行隧道照明设计需要掌握驾驶员在接近隧道过程中适应亮度的变化规律,为此,以4座隧道为测试对象,对驾驶员在不同时段驾车接近隧道过程中距隧道一个停车视距内不同位置处的适应亮度进行了实测研究。结果发现,驾驶员在不同测试时段接近同一隧道过程中,其适应亮度变化规律基本相似;驾驶员在接近隧道的过程中,适应亮度逐渐降低,但其适应亮度的降低不是线性的,从驾驶员距隧道洞口20-30m开始,适应亮度下降的速率变大。

隧道入口段亮度计算方法比较研究

该文通过对三种计算入口段亮度的方法——K值法、SRN主观评价法和察觉对比度法进行比较,得出察觉对比度法最适合我国的隧道入口段亮度计算。通过对重庆市真武山隧道进行实测计算,印证了这一结论。

基于双山隧道的入口段亮度计算方法对比研究

针对国内现行规范JTG/T D70/2—01—2014《公路隧道照明设计细则》与国际照明委员会CIE对于隧道入口段亮度计算方法的差异,推导了20°视野的等效光幕亮度计算方法。以重庆双山隧道为例,计算了不同天空环境下20°和56.8°视野的察觉对比度法入口段亮度,与规范设计值进行比较。研究结果表明:察觉对比度法考虑的视野范围更大,并且更多的考虑了周围景物环境、大气以及汽车挡风玻璃的综合作用对驾驶员视觉特性等生物因素的影响,计算结果较规范值偏大;采用逆光照明的察觉对比度法计算结果比采用对称照明时小52%左右,采用逆光照明能更好的减小隧道照明能耗;天空环境对隧道入口段亮度影响显著,入口段照明需根据天空类型进行分级。

公路隧道洞外亮度的确定方法对比分析

通过对比分析现行的公路隧道洞外亮度确定方法,认为用环境简图法确定洞外亮度L20既简单易行又能保证精度,由于等效光幕亮度Lseq能更好地反映汽车驾驶员感受到的洞外亮度,该指标将逐渐被广泛采用。在用环境简图法确定L20的过程中和Lseq的计算过程中都需要洞外景物亮度,考虑到洞外景物亮度的测量比较麻烦,提出选一典型地区测量其洞外景物亮度,国内其他地区的洞外景物亮度根据当地的光气候数据计算得到。

公路隧道入口段昼间照明安全可见阈值分析

根据CIE指南的相关规定,文章从对公路隧道入口段照明安全可见阈值研究的目的和重要性入手,针对多个被试者进行了视觉功效法的实验,最终通过对反应时间数据的分析,得出了入口段安全可见阈值为15~20 cd/m^2,并给出了根据色温变化的公式。该结论可以在应急照明或检修状况下对公路隧道入口段照明的设计提供数据和理论支持。

基于阳光定向器的隧道入口段反射式照明系统

隧道入口段是连接隧道内外的关键部分,是隧道照明设计的重点,需要进行加强照明以保障行车安全,从而消耗大量电能。本文提出一种基于阳光定向器的反射阳光式隧道照明系统,即利用反射镜的配合进行三次反射,将任意方向的太阳光导入至隧道入口段内进行直接照明。本文介绍了该系统的基本组成部分——阳光定向器的结构设计,分析了其在隧道入口段中的照明效果,并针对实际工程隧道进行了照明系统设计分析。结果表明,利用多套阳光定向器的组合,可实现符合国家照明标准的隧道入口段照明,且在简化控制和提高光能利用率方面相比现有技术具有显著优势。

公路隧道入口和过渡段照明布灯参数优化研究

为了得到高速公路隧道入口段和过渡段两侧对称布灯方式下的最优布灯参数,以总功耗最小为目标,以路面照度满足照明要求为约束条件,建立隧道入口段和过渡段两侧对称布灯方式下的参数优化模型。以九景高速公路雁列山隧道为例,通过优化模型求出布灯优化参数以及总功率,与该隧道的实际布灯情况进行了比较。结果表明,采用优化布灯参数的LED隧道灯照明系统,装灯总功率比该隧道的电磁感应灯方案的装灯总功率减少69.59%。利用DIALux软件对雁列山隧道的优化布灯参数进行仿真实验,验证优化模型的正确性。优化亮度适应曲线与理论亮度适应曲线的比较表明,优化的布灯方案同样能较好地满足视觉适应要求。

重庆海天堡特大断面城市隧道入口段照明灯具最佳初始安装位置研究

特大断面城市隧道入口段受洞外自然光影响较大,其照明灯具初始安装位置是保障行车安全和照明节能的关键参数。本文以特大断面(横断面面积达145.91 m^(2))城市隧道重庆海天堡隧道入口段为例,分别测得不同天空类型、不同时刻条件下的隧道洞外亮度L_(20)(S)值以及自然光在入口段的分布规律,将最不利照明条件、自然光影响纵深与入口段照明需求相结合,得到了重庆海天堡隧道入口段照明灯具的最佳初始安装位置,即云天、阴天、晴天天空最不利条件下,最佳初始安装位置分别距洞口25 m、30 m、27 m。

高速公路隧道入口段照明安全阈值评价方法

为了实现安全、低碳、节能的隧道照明条件,分析了驾驶人对隧道入口段照明的驾驶视觉需求特性及照明条件对驾驶人安全舒适性驾驶瞳孔面积变化率的影响;通过对山区高速公路24名典型车型驾驶人进行实车试验数据采集和分析,采用瞳孔面积变化率作为评价隧道入口段照明条件安全舒适性的指标,建立了驾驶人在隧道入口段瞳孔面积变化率、亮度折减系数及运行速度的逻辑回归模型;以瞳孔面积变化率20%作为表征驾驶人驾驶紧张程度和驾驶安全舒适性的阈值,并将其代入逻辑回归模型进行计算。结果表明:限速60km·h-1的隧道入口段驾驶安全舒适性照明亮度折减系数为0.028,比现行规范值要求高;研究方法和结论对高速公路隧道入口段照明设计和运行管理等理论、方法和实践具有参考价值。

基于等效光幕亮度理论的隧道入口段亮度计算方法

为了获得更加合理的隧道入口段亮度设计值,首先分析了隧道入口段亮度的确定方法,指出了Adrian和Augdal提出的等效光幕亮度计算方法中,都因为忽略了某些计算项而造成得到的极坐标圆环边界视角存在一定的误差;为解决该问题,提出采用数值积分的方法确定各圆环边界的对应视角,并给出了计算得到的各圆环边界视角值和由此得到的等效光幕亮度计算式;以重庆某隧道为例,采用基于数值积分的等效光幕亮度计算式和该隧道洞外景物亮度计算得到了该隧道的入口段亮度。