高速公路隧道入口连续视觉参照设施设置研究

为保证驾驶人在隧道入口的视觉参照的连续性、准确性,提高隧道入口的行车安全,通过对隧道入口视觉参照系的特性进行研究分析,提出了一种能在隧道入口建立强视觉参照系的视觉参照柱.在统计分析隧道横断面尺寸、驾驶人进入隧道时由于侧墙效应引起驾驶人行车轨迹的偏移的基础上,结合驾驶人的心理、生理特性,提出了隧道入口路面宽度变化段的过渡段长度建议值,建立了在隧道洞口内外布设视觉参照柱的长度、间距计算模型.研究结果表明:在隧道洞口外视觉参照柱布设的长度宜为200 m,隧道洞口内布设长度宜为250 m,布设间距宜为22 m.     

高速公路隧道入口区域视线诱导系统有效性研究

为了达到高速公路隧道入口区域驾驶人早发现、早适应、早决策的目的,分析了隧道入口区域的交通安全现状,提出了一种高速公路隧道入口区域视线诱导系统的改善思路与方法;通过室内驾驶模拟仿真平台,利用眼动仪采集了驾驶人的眼部数据;将驾驶人浏览兴趣区域划分为5类,分析了驾驶人在各区域的眼动参数变化;采用注视点分布位置、视觉敏感区面积等指标,描述了驾驶人视区的变化规律,评价了视线诱导系统改善后的效果。研究结果表明:隧道入口区域视线诱导系统改善后,驾驶人对道路前方远处的浏览时间占比(50.55%)、注视时间占比(53.13%)相比现状方案均有显著的提升,且扫视幅度(5.47°)明显减小;改善后驾驶人的注视点更加集中于前方远处,而道路两侧的注视点减少;现状方案中驾驶人的视觉敏感区面积在距离隧道洞口180 m左右处急剧减小,在隧道内又开始缓慢增大;改善后驾驶人的视觉敏感区面积在距离隧道洞口350 m左右处开始减小,此后一直保持相对平稳的状态;改善后驾驶人的视觉敏感区面积在各隧道区域的变化速度均小于现状方案。视线诱导系统的有效性得到了验证,使得驾驶人更加关注道路前方远处及洞内的交通信息,同时视区变化幅度更小,并且视觉负荷降低。      

高原特长隧道驾驶人动态决策跟驰模型与限速研究

为研究高原特长隧道跟驰特性及驾驶人决策行为,优化隧道路段限速值,在云贵高原地区特长隧道进行了实车跟驰试验.基于采集跟驰数据,分析驾驶人在高原特长隧道的驾驶决策行为并得到加减速决策模型;提出隧道跟驰过程中驾驶人局部效用最优概念,通过安全跟驰距离模型、驾驶人感知速度模型及驾驶人决策模型,建立局部最优的驾驶人动态决策跟驰模型,仿真驾驶人在隧道路段上的最优决策行为.研究结果表明：在高原特长隧道进口段及出口段,驾驶人趋于选择更大的跟驰距离;基于局部最优的驾驶人动态决策跟驰模型,能较好地仿真最优跟驰行为,得到隧道路段最优决策速度并作为最高限速值.本文结论为改善高原特长隧道路段行车安全状态提供了理论支撑.     

高隧道比路段隧道出入口驾驶员视觉负荷研究

为分析高隧道比路段驾驶员视觉特性变化规律与行车安全关系,本文首先分析了隧道出入口段驾驶员的瞳孔面积变化规律,并提出“负荷重复累积效应”概念表达频繁进出隧道过程中驾驶员视觉变化现象.采用瞳孔面积最大瞬态速度V_ω(t)作为评价指标描述驾驶员在隧道出入口的视觉负荷变化规律,以瞳孔面积最大瞬态速度值MTPA及换算视觉震荡持续时间作为评判视觉负荷大小的依据.建立了隧道出入口驾驶员视觉舒适度评价体系,然后依据此评价指标体系确定隧道出入口的驾驶员视觉负荷程度,最终判断隧道出入口对行车安全的影响程度.研究结果表明,本文的研究方法是可行的,可以很好地应用于高隧道比路段驾驶员视觉负荷评价研究中,可为隧道出入口安全保障提供一定的参考.     

城市隧道出入口视觉适应性研究

车辆由城市道路进入城市隧道时,驾驶员的视觉环境变化较为剧烈,行车环境的突变是城市隧道成为事故多发路段的重要原因之一。采用行车实验与理论分析相结合的方法,研究了城市隧道出入口驾驶员的生理特性,分析了隧道出入口亮度变化、视觉适应性对隧道入口障碍物视认距离的影响。研究结果表明：城市隧道进口一般路段瞳孔直径稳定在1.8mm左右,暗适应区间瞳孔直径从约1.9mm变化到约4.7mm,到完全适应时稳定在4.5mm左右,直至出口位置。     

照度与纵坡耦合作用下海底隧道出入口段驾驶人视觉特征分析与建模

为研究照度与纵坡耦合作用下海底隧道出入口段驾驶人视觉特征变化规律,选取26名驾驶人在交通状况相近的非高峰时段进行海底隧道实车试验。利用视觉仪、照度计等采集真实交通状态下照度、驾驶人眼睑闭合度、注视时长、车速及位置数据,分析驾驶人受不同照度及纵坡耦合作用下眼睑闭合度、注视时长和行车速度的变化规律,并分别建立眼睑闭合度、注视时长、车速与照度和坡度的数学模型。研究结果表明：驾驶人驾车通过海底隧道出入口段时,眼睑闭合度明显降低,受照度影响作用效果显著;注视时长增加,受照度作用效果显著;注视点多分布于前方车辆;车速呈现下降-上升-趋于平缓-下降-上升的规律,且受照度和纵坡坡度耦合作用效果显著。     

隧道照明工程质量评价指标的探讨

隧道照明作为保障公路隧道交通安全、提高运输能力的重要手段,为道路使用者提供了必要的安全行驶视觉环境,保证了驾驶过程的舒适感。照明工程质量的评定,需要对隧道照明质量、效果等方面进行定量和定性分析。目前,国内的照明标准在适用实际应用发展现状的基础上已经逐步向国际标准靠拢。本文基于国内标准的应用现状,指出了现存的认知和实施中的问题,进行了隧道照明工程质量评价指标的探讨。     

基于人眼适应曲线的公路隧道加强照明研究

为优化公路隧道内照明方案，从人眼适应曲线的角度对高速公路隧道加强照明的设置进行研究，对隧道照明规范进行分析，从照明视觉舒适性的角度入手，通过灯具布设对照明的影响仿真分析，提出更加契合人眼对亮度适应过程的照明设置模式，在节约电力资源消耗的同时，提高营运管理水平及司乘人员的安全性、舒适性。     

基于光环境室内仿真和视觉功效实验的公路隧道照明评价方法研究

随着我国公路隧道里程急剧增加,运营过程中照明能耗大、质量低、交通事故频发等问题日趋突出。笔者结合当前公路隧道照明设计和运营现状,从驾驶员视觉"静态空间视野感知"和"动态视亮度适应"这2个角度开展公路隧道光环境室内仿真,以基于反应时间的视觉功效定量表征公路隧道照明光环境参量如相对光谱能量分布、环境相对色温等对被测样本视觉状态的影响。实验结果表明:在公路隧道(尤其是长、特长隧道)中间段,被测人员的视觉功效随视野感知域内光环境相对光谱能量分布SPD1、SPD2、SPD3依次升高,随环境相对色温的升高而升高,亮度梯度降低时刻视觉目标所对应的视觉功效显著低于其它目标对应的视觉功效,动态暗适应下短暂的适应时间有助于提升被测样本在亮度梯度降低过程中的视觉功效;动态暗适应下驾驶员视觉系统光谱灵敏度最大值逐渐向短波方向过渡。     

驾驶视认需求的隧道中间段路面亮度需求

针对高速公路隧道建设逐年发展,因隧道照明引发的的交通事故也呈逐年递增的趋势,同时隧道照明安全与节能的矛盾也日益突出。以色温5700K、显色指数70的LED灯为隧道基本照明灯具,通过驾驶员在光源特性下的动态视认试验,分析驾驶员在隧道中间段的视觉特性及需求。     

城市隧道洞口景观协调性研究

依据城市隧道洞口视觉景观格局的影响因素,从视觉协调与驾驶员的行驶安全性两方面进行指标选择,建立指标评价体系,运用集对分析方法对重庆既有城市隧道的景观环境现状进行评价分析。结果表明,该方法适用于城市隧道洞VI评价;同时提出了城市隧道洞口景观环境建设的建议。     

公路特长隧道通风与照明系统协同集约化设计探索

为了降低公路特长隧道通风与照明系统设施总规模和工程全寿命周期成本，以浙江杭绍台 高速公路陈家山特长隧道为依托，提出通风系统与照明系统协同设计的理念，即适应通风烟雾浓度、按需配置照明灯具光源类型。采用LED+高压钠灯的混合光源方式，隧道末端的烟雾浓度指 标要求可以提高，而隧道需风量相应可降低约17%。在此基础上，积极采用互补式通风模式，利用下坡隧道中的低浓度空气去稀释上坡隧道中的污浊空气，实现相邻隧道通风负荷的均衡。相对于优化之前采用的单竖井送排通风模式及纯LED光源类型，隧道通风照明系统总安装功率下降30%以上，从而有效提高了特长公路隧道通风系统设施规模的集约化水平，为减少今后运营期间的设备闲置打下良好基础。     

高速条件下隧道出入口行驶速度特性

为明确山区隧道出入口区段的车辆运行特性和驾驶行为，揭示隧道洞口交通事故的发生机制，在高速公路和城市快速路各选择3座隧道，采集了小客车和货车在隧道出入口区段的断面速度，高速公路单个断面观测样本大于500 veh，快速路隧道单个断面样本大于1 100 veh，基于断面数据分析了车辆行驶速度的变化规律和影响因素，并建立了运行速度预测模型。分析结果表明:驾驶人临近隧道洞口时会减速，小客车速度降幅为12~21 km·h-1，货车速度降幅为2~10 km·h-1，货车速度降幅低于小客车；洞口位置小客车运行速度大于80 km·h-1，货车运行速度大于70 km·h-1；高速公路隧道出入口段的车速范围为75~110 km·h-1，快速路隧道出入口段的车速范围为60~88 km·h-1，高速公路隧道出入口段的车速普遍高于城市快速路隧道; 驾驶人进入隧道洞内适应环境之后会加速行驶，驶出隧道时有加速行为，但当隧道出口前方有小半径弯道和互通立交时，驾驶人会减速以适应前方的道路条件；隧道入口前100 m至洞口范围内的车辆减速度最大，货车减速度范围为0.23~0.58 m·s-2，小客车减速度范围为0.47~ 0.70 m·s-2；同一断面的速度观测值存在较强的离散性，表明车辆之间存在明显的纵向干涉，容易发生追尾事故。      

分水岭特长隧道运营通风系统优化设计

结合张涿高速公路分水岭特长隧道工程地形、气候和气象条件,在推导隧道小时换气次数公式的基础上,提出了合理的分水岭隧道稀释异味需风量的换气次数,进而根据规范相关规定提出分水岭通风标准;对自然风阻的计算提出了修正意见,建议有效利用冬、夏季自然风在分水岭隧道通风中的动力作用,实现分水岭隧道运营期经济可行的通风系统风机配置,为类似特长隧道运营通风系统优化设计提供了借鉴.     

隧道进口段病害处治研究

隧道的进口段和出口段一般处于围岩较弱和容易出现病害的地方,因此对其进行必要的处治是隧道施工的重点环节。     

城市地下道路出入口变速车道长度设计研究

在介绍国内外立交出入口变速车道设计长度和国外地下道路出入口变速车道设计长度的基础上。根据我国地下道路的功能定位和分类，结合我国城市地下道路交通实际情况，提出我国地下道路出入口变速车道设计长度的取值建议，对我国地下道路的规划、设计和建设具有积极的作用。     

隧道进口段病害处治研究

隧道的进口段和出口段一般处于围岩较弱和容易出现病害的地方,因此对其进行必要的处治是隧道施工的重点环节。     

宝塔山特长公路隧道路面结构方案优化分析

针对特长公路隧道特点,分析了目前公路隧道水泥混凝土路面技术现状、存在的问题,结合宝塔山公路隧道水泥混凝土路面结构,对进出洞口路段复合式路面及中间段路面结构进行分析,提出采用新型预制钢筋焊接网连续配筋混凝土路面优化方案,并从结构设计、施工技术、质量控制、使用性能和经济性等多方面进行对比分析。