山岭隧道洞口遮阳棚及其照明设置方法研究

隧道照明入口段的长度和亮度直接影响隧道的交通安全，但同时也是隧道照明系统的能耗大户，如何在保证运营安全并营造高速公路隧道良好的驾驶视觉环境的前提下节省能耗是目前隧道照明系统建设运营的重点研究方向。通过探讨与研究公路隧道进口处的减光设计，提出了一种结合智能调光技术的隧道遮阳棚设计，将遮阳棚作为隧道照明入口段，降低了隧道入口处加强照明的能耗。同时运用基于无线物联网技术的智能照明调光技术，解决了在雨雪或者遮阳棚表面附着污物的特殊环境下遮阳棚段路面亮度不足的问题。此外基于无线物联网技术的智能照明调光技术还为解决目前照明区段的分界处亮度突变以及有线调光信号会被湮灭的问题提供了方案。该隧道遮阳棚设计方案在满足隧道行车安全的设计要求下，可降低隧道照明入口段能耗，为今后公路隧道的节能减排提供参考。     

公路隧道光伏薄膜遮阳棚的透光率选型及光伏效益估算

在隧道洞口设置遮阳棚可以有效减弱车辆进出隧道时出现的“黑洞”“白洞”效应,并且节约电能。光伏薄膜材料具有光伏发电的功能,并具备一定的透光率,可以很好地结合遮阳棚达到洞口减光和光伏发电的双重效果。针对光伏薄膜遮阳棚的设计,根据光伏薄膜材料透光率的特点以及光伏发电规模的需求,通过DIALUX 数值模拟对视觉照度适应曲线进行对比,探讨在不同季节、不同行车速度下光伏薄膜遮阳棚透光率的不同组合形式及遮阳棚长度。研究发现: 1)行车速度为120、80、40 km/ h 时遮阳棚最佳透光率组合分别为初始段透光率0. 3+末尾段透光率0.15、初始段透光率0. 2+末尾段透光率0. 1、初始段透光率0. 15+末尾段透光率0. 05,对应的最佳长度分别为100、0、60 m。2)光伏薄膜遮阳棚对隧道洞口的减光效果良好。     

基于安全感的高速公路隧道入口视线诱导系统

公路隧道入口黑洞效应是导致道路交通事故多发的重要原因。文中从交通事故主动预防出发,分析隧道驾驶员的安全感需求,并以秦岭一号隧道为例对隧道进口方向感进行分析,提出了基于驾驶员安全感需求,结合逆反射技术,针对隧道入口接近段、入口段的由反光环、反光条、猫眼道钉等组成的高速公路隧道入口视线诱导系统,以满足隧道入口安全要求。     

日本高速公路隧道入口设计的进展情况

隧道入口会对驾驶员造成一种心理压力，其结果不仅降低了驾驶舒适度，有时也会成为高速公路通车的瓶颈，为此必需改进隧道入口设计。本研究分析了千余座高速公路隧道的入口设计，取得了改进入口设计所需的基本数据。在对日本国有公路公司（ＪＨＰＣ）经营的全部３７条高速公路进行调查的基础上编制了隧道入口数据库，该数据库存有１１１９个隧道入口数据。本文依据该数据库对上述入口，按形状和装饰设计进行了详细分类，并分析了１９     

基于驾驶人因的夜间高速公路隧道入口区域诱导系统优化研究

驾驶人夜间进行道路视认及驾驶决策的难度较大,夜间高速公路隧道入口区域事故频发且严重性高。从驾驶人因角度出发,考虑进入隧道过程中驾驶状态变化,将隧道入口区域分为决策段、接近段、入口段及过渡段,并设计由隧道反光环、警示型线形诱导标、柔性警示柱及防撞桶等组成的隧道入口区域视线诱导系统,缓和隧道入口区域视觉环境的剧烈过渡,降低驾驶任务决策难度。利用模拟实验对所提方案进行评价。结论表明,视线诱导系统可有效改善夜间隧道入口驾驶人视区过渡,缓和驾驶任务,保障交通安全。     

公路隧道入口接近段视线诱导系统优化研究

公路隧道入口断面与相邻道路断面不一致,使隧道入口接近段视距、视区过渡剧烈,导致车辆撞击隧道入口洞门、端墙等交通事故频发。为提高公路隧道入口接近段交通安全,通过对隧道入口视觉环境进行分析,提出了一种增设警示型线形诱导标的改善思路,并对隧道洞门环形块立面标记与不同间距的警示型线形诱导标进行组合设计,得出不同优化方案。然后采用3ds Max软件构建公路隧道仿真模型进行试验;利用D-Lab数据分析软件对视区进行兴趣区域划分,以被试者的平均注视时间和兴趣区域浏览率作为试验指标;最后使用SSPS软件统计分析试验数据。试验结果表明:对于限速80km/h的公路隧道,隧道入口洞门环形块立面标记+40m间距警示型线形诱导标的方案的远处行车道区域兴趣浏览率最大,在夜间和白天分别为47.8%和60.6%,有利于缓和视区的过渡,该方案适用于限速为80km/h的高速公路隧道入口接近段。     

公路隧道入口自然光过渡研究

在隧道接近段采取自然光过渡措施,可形成光环境过渡区,缓解亮度差异造成的视觉冲击,提高行车安全。为实现隧道入口处光环境舒适过渡,本文从不同光过渡设施的效果及优缺点出发,基于驾驶人的视觉特性,建立隧道入口光过渡最优曲线,并提出一种综合性的减光构筑物应用方案。本文的减光构筑物方案充分考虑隧道入口驾驶人瞳孔变化特性,对减光构筑物的长度、光透射率等参数进行优化设计,可解决当前隧道入口光过渡工程存在的问题。模拟分析结果表明,该方案能较好地满足驾驶人光过渡视觉需求,可为隧道工程设计提供参考和思路。     

长隧道入口对驾驶人心理及车速的影响

为减少高速公路长隧道入口交通事故,提高道路交通安全水平,通过实际道路试验,研究了驾驶人在长隧道入口段的心理和生理变化规律.试验采用多导生理记录仪实时记录行车过程中驾驶人心率、微波速度传感器测量记录车速变化,运用BP神经网络建立驾驶人在隧道入口段心率和速度变化的模型.结果表明长隧道入口环境中行车时驾驶人心率增加,心理紧张...     

高速公路隧道入口区域交通工程设施改善对策与应用

高速公路隧道入口区域交通事故率高于普通路段,尤其是追尾、撞击洞门事故频发,容易造成群死群伤。为提升高速公路隧 道入口区域的交通安全,在《公路隧道提质升级行动技术指南》对交通工程设施相关规定的基础上,提出隧道入口区域交通工程设 施应满足空间路权、驾驶人因和驾驶任务的基本原则。隧道入口区域典型问题集中于可变信息板、标志信息和视线诱导设施上,主 要是信息组合不良、交通标志位置不当、诱导信息不连续和不一致。由此进一步提出隧道入口区域标牌内容、形式和位置的设置建 议,并提出通过增设环形立面标记、隧道轮廓带、警示型线形诱导标、柔性警示柱和防撞桶等视线诱导设施来加强隧道入口区域的 视觉环境过渡的方法。最后,基于空间路权、驾驶人因和驾驶任务3 个基本原则对交通工程设施改善效果进行评价。     

隧道入口段照明设计探讨

通过对隧道入口段照明设计的现状进行分析,提出通过隧道洞外亮度的实测,确定符合隧道洞外实际亮度的L20(S)以达到设计节能、提高照明效果、保证行车安全的效果,供设计人员参考。     

公路隧道照明调光与行车安全分析

公路隧道入口加强段调光的精细化程度对行车安全与节能有重要影响。分析公路隧道入口加强照明调光精细化程度对行车安全的影响,利用云南楚大高速公路九顶山特长隧道及西宁南绕城高速公路隧道群LED智能化精细调光照明系统记录的洞外亮度变化曲线,换算出理论调光曲线,并与实际调光曲线进行图形化对比研究,揭示出导致亮度频繁跳变和亮度低于标准要求的形成原因,并提出通过增加调光亮度等级和减小调光间隔时间对不良调光方式进行改善。     

基于线性诱导的公路隧道入口区域交通安全优化研究

为达到驾驶人早发现隧道洞门、早适应环境变化、早决策驾驶行为的目的，通过分析隧道入口区域行车环境下的视距视区与交通安全问题，借鉴常见的线条形视线诱导设施（如反光环、反光条、弹性交通柱等），构建隧道线性诱导系统，并提出基于线性诱导的隧道入口区域改善方法。另外，通过室内模拟试验，采集白天与夜间环境下注视点的位置数据； 将注视区域分为5类，并分析注视点在各区域的视觉转移特性，评价隧道入口区域改善前后的效果。结果表明： 1）隧道线性诱导系统具备形式多样、较大尺寸、可以勾勒轮廓、发光分散等特点，同时可以以低成本提升隧道光环境的安全性。2）隧道入口区域改善前，驾驶人的注视点以较大概率出现在前方近处。3）改善后，驾驶人的注视点以较大的概率出现在前方远处，表明改善方案使得驾驶人的视距充足； 改善后注视点在主要分布区域的注视概率变动比改善前更为缓和，表明驾驶人的视区变化得到缓解。     

城市隧道驾驶员生理特征差异性研究

隧道出入口处驾驶人生理特征变化与交通安全关系紧密,为掌握该路段驾驶人生理特征变化规律,提高隧道口行车的安全性,通过实车实验采集进、出隧道前后的照度、实时车速以及驾驶人心率、瞳孔大小等参数,运用数理统计对比分析了驾驶人在隧道入口和出口段行驶时的心率、瞳孔大小2个方面生理特征的变化规律及差异性.对心率与照度、车速进行了偏相关分析,并建立了入口段心率与照度、车速间的多元线性回归模型以探索外部因素的对心率的影响程度.结果表明,驾驶人心率在进隧道前后存在显著差异,出隧道前后不存在显著差异;瞳孔大小在进、出隧道前后2个阶段均存在显著差异,进行显著性检验的值均接近于0;隧道入口段心率与照度、车速的偏相关系数分别为-0.65和-0.74;入口段仅考虑车速与照度2个因素时所建立的回归模型拟合度为0.66.      

基于因子模型的高速公路特长隧道驾驶人心理负荷特性研究

为研究驾驶人行驶通过特长隧道环境中的心理负荷变化特性,选取2座典型特长隧道进行实车试验,采集驾驶人实时心电信号,以心率和心率变异性指标分析为基础,通过数据挖掘构建了基于因子分析的心理负荷计算模型,采用心率变异性频域分析结果对模型进行验证。研究结果表明：心率变异性指标在计算心理负荷时比心率指标具有更高的效度和信度,驾驶人在距离隧道入口较远处和距离隧道出口较近时负荷较大;在隧道路段和普通高速路段,熟悉试验道路的驾驶人平均心理负荷小于不熟悉试验道路的驾驶人;被试在隧道路段的平均心理负荷大小依次为入口段、出口段、行车段,熟练驾驶人心理负荷在特长隧道入口前300 m至前180 m范围受到的影响最为明显;非熟练驾驶人心理负荷在入口前300 m至入口后240 m范围受到的影响最为明显。上述结果说明：在隧道出、入口段,尤其是入口段驾驶人负荷过高,也是造成事故数量多的主要原因之一;熟悉道路条件可在一定程度上降低驾驶人心理负荷;普通高速路段虽然行车环境较好,但运行车速过高也会造成驾驶人负荷增加。熟练驾驶人心理负荷在隧道入口前升高,而非熟练驾驶人心理负荷在进入隧道后仍保持较高水平。     

基于安全的公路隧道照明影响因素分析与探讨

分析了现有公路隧道照明规范和规定,结合试验和工程实践,指出了现有规范中的缺陷。通过隧道亮适应和暗适应视觉原理和隧道内障碍物识别分析,认为隧道照明设计应该在降低照度指标的基础上增加显色性的影响。提出了不同显色性指标下新的隧道照度指标,并认为应该减少过渡段照明指标。从理论上分析了眩光,提出增设工程措施,降低出洞口眩光影响的减光措施,如植树、遮阳棚等。     

基于空间路权的高速公路隧道入口视线诱导系统评价

高速公路隧道入口处内外视觉环境突变、过渡剧烈,容易诱发追尾、撞端墙及侧壁的交通事故。目前高速公路隧道入口的视线诱导系统专项研究不足,布设方案、组合形式、设施间距等设置混乱,隧道入口诱导设施视认性不足,缺乏合理的评价标准。提出基于空间路权的高速公路隧道入口视线诱导系统评价方法:将视线诱导系统的评价分为横向路权、竖向路权、纵向路权等3个评价因素,并将隧道洞口外、隧道洞口内协同评价,分为A级、B级、C级、D级等4个评价等级,并给出不同等级的各路段的视线诱导系统设置方案,并应用于秦岭1号公路隧道改善前后的评价以验证评价方法的合理性。提出的评价标准对高速公路隧道入口的视线诱导系统的评价及优化具有很强的指导意义,是对现有规范的有益补充。     

公路隧道洞外亮度时变特性研究

对于隧道入口段照明设计而言,洞外亮度是一个关键参数。由于受隧道洞门形式和走向、太阳辐射强度和照射角度等因素的影响,洞外亮度并不是一个定值,而是随着季节和时间变化的,故目前业界对隧道洞外亮度的时间变化特性缺乏相应的研究。结合不同隧道洞口朝向,分析几种典型天气下隧道洞外亮度随时间的变化规律,其对于隧道入口段照明设计和运营控制以及洞外减光设计具有参考价值。     

高速公路隧道出口路段占道作业交通组织方法研究

隧道洞口路段是高速公路运营安全高风险点,目前我国规范对高速公路隧道入口及隧道内占道作业时的交通组织设施提出了明确规定,但缺乏对隧道出口路段的相关要求,实践中交通组织随意性大,风险高,极易引发严重交通事故,迫切需要作业指导和安全监管依据。通过现场测试、问卷调查与理论分析相结合的方法,分析了高速公路隧道出口路段行车特征,提出了基于视认安全的关键交通标志设置与基于变道安全的上游过渡区起点设置位置标准,及作业区起点距隧道出口不同距离下的3种交通组织方法,最后通过实例进行了验证。     

基于仿真平台对毗邻隧道的亮度研究

通过选择巴南广高速公路上的孙家梁与吴家湾隧道,根据实际的灯具布置情况及真实环境特性建立了仿真测试平台。采用了穿越毗邻隧道驾驶员的主观感受指标,确定了后方隧道出口、中间亮度、前方隧道入口的亮度等级及对应的心理感受等级,通过现场测试;分析了不同后方隧道出口、前方隧道入口亮度对驾驶员的瞬时主观感受影响;着重讨论了中间亮度变化对驾驶员穿越毗邻隧道的整体主观感受影响,并通过对不同中间亮度的测试结果的数据拟合处理,得到了在隧道间距159 m的条件下,主观感受最佳时后方隧道出口、中间亮度、前方隧道入口的3者亮度大小之间的函数关系式。     

高速公路隧道入口段照明动态阈值区间研究

为满足隧道智能调光技术的发展要求,提高隧道入口段驾驶员安全舒适性,利用眼动仪进行实车试验,研究公路隧道入口段驾驶员视觉特性.采用瞳孔面积变化率和反应时间表征驾驶员行车舒适性及安全性,建立与亮度折减系数、车速2项指标的回归模型,并以此基于确定高速公路隧道入口段照明动态阈值区间.以张承高速(张家口—承德)小三岔口隧道为例计算隧道入口段照明动态阈值,求解得到满足小三岔口隧道行车安全舒适性的亮度折减系数区间为[0.033,0.050],对调光方案进行节能计算,方案实施后预计隧道半幅在24 h内约节能20%.该模型可保证各时段隧道入口段照明环境满足驾驶员视觉需求.