公路隧道紧急停车带视线诱导设施优化方法

公路隧道视觉环境单一,视觉参照信息较少,对于公路系统特殊路段极易产生不良交通事故。文中阐述了视线诱导设施的作用,通过分析紧急停车带区域的交通事故,结合实际工程研究公路隧道紧急停车带区域视线诱导设施的设置现状,提出公路隧道紧急停车带区的视线诱导设施优化方法。结果表明:现阶段大部分公路隧道紧急停车带端墙无视线诱导设施,少部分端墙为大面积立面标记,导致驾驶员产生严重的视错觉;在紧急停车带端墙设置弧形立面标记与箭头并配合波形梁护栏可提升紧急停车带区域的视线诱导性和防护性,且全生命周期成本与警示性都有所提升。     

基于视线诱导的公路隧道光环境优化研究框架

为了解决公路隧道光环境中普遍存在的照明节能与交通安全的矛盾,在分析公路隧道光环境问题和总结现有公路隧道光环境改善方法的基础上,采用简单排序法从经济性、耐久性、易施工性方面对视线诱导、防护设施、防滑设施、遮光设施、加强照明5种公路隧道环境改善方法进行比较,根据事故致因分析公路隧道驾驶人安全需求。结果表明:视线诱导系统是公路隧道光环境优化的首选方法,其能重构公路隧道视觉参照系;在隧道路段,视线诱导系统能有效调控驾驶人视错觉,满足驾驶人安全感需求,减少不良驾驶行为及交通事故;驾驶人安全感可划分为速度感、距离感、方向感及位置感,利用逆反射视线诱导设施构建的多频、多尺寸、多形状、多色彩的公路隧道安全型视觉参照系可强化隧道内局部亮度及对比度,提升驾驶人的速度感、距离感、方向感、位置感;基于安全感的公路隧道视线诱导系统适用于低照度公路隧道,对于未设置照明设施的低等级公路隧道可取代照明,对于设置了照明设施的高等级公路则可辅助照明,能实现公路隧道照明节能与交通安全的统一。     

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。     

低等级公路隧道光环境优化方法研究

为提高二级及以下低等级公路隧道行车安全,总结低等级公路隧道中照明设施和视线诱导设施存在的问题,并从用路人需求、交通安全管理需求、主体结构建设与养护需求及照明与诱导设施更新需求的层面确定低等级公路隧道光环境优化思路,提出低等级公路隧道视线诱导系统。结果表明,隧道线性视线诱导系统具有优化视距、发光柔和、明确限界等优点,可缓和隧道洞口视觉过渡,提升隧道中部距离感、速度感和方向感,提高应急诱导连续性与可视性。     

低等级公路隧道提质升级原则及改善研究

为了提升低等级公路隧道服务品质、保障隧道通行安全,对《公路隧道提质升级技术指南》进行了补充,提出隧道交通工程设施的布设应该满足人因理论、路侧宽容性设计以及最低全生命周期成本的原则。并对低等级公路隧道提质升级过程中存在的典型问题进行了分析,主要集中于标志系统、视线诱导设施、轮廓带以及养护管理等方面。提出采取标志竖向排列、按重要度排序改善标志系统设置混乱的问题;通过隧道入口诱导设计,解决隧道入口诱导性差的问题;采用轮廓带勾勒隧道轮廓,明确空间路权;并提出采取差异化管理,保障重要设施的可视性和完整性,弥补现有规范的不足。     

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。     

高速公路隧道提质升级交通安全设施典型问题及对策

高速公路隧道里程及事故逐年增长,急需对隧道提质升级,保障交通安全,但《公路隧道提质升级技术指南》对交通安全设施规定并不完善。阐述了高速公路隧道安全设施提质升级的原则,指出现有公路隧道提质升级技术指南的不足之处,分析高速公路隧道提质升级过程中存在的典型问题,提出了高速公路提质升级的改善对策。总体而言,高速公路隧道交通安全设施应满足全寿命周期成本最小、符合驾驶人因与驾驶任务、保障路侧交通安全等原则;对现阶段高速公路隧道交通安全系统,如可变信息板、标志、彩色铺装路面、护栏、反光环、立面标记等设置的典型问题,提出了改善对策。     

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。     

高速公路隧道运营管理费用的分析研究

公路隧道的运营管理设施,随着隧道的重要程度不同,设置标准可以有很大差异。运营通风,运营照明,安全管理设施的设置标准,在一定程度上反映了公路隧道的服务水平。在保证隧道服务水平的前提下,隧道运营管理费用主要体现在运营照明、运营通风上。在满足隧道通风照明设计规范的基础上,对公路隧道照明通风方案及运营费用组成进行分析,并提出降低隧道运营管理费用的措施。     

含多年冻土层的公路隧道排水设计

为解决含多年冻土层的公路隧道排水系统现有规范和设计中存在的问题,结合现行规范中隧道排水系统的一般规定和设计 原则,通过调研含多年冻土层的公路隧道的冻害情况,并考虑多年冻土区公路隧道可能穿越不同类型冻土段的复杂情况,分析现行 规范和设计中的潜在问题,提出含多年冻土层的公路隧道不同类型冻土段排水设施的分段设计及各分段之间的衔接技术。结果表 明: 1)多年冻土区隧道由于埋深不同,所穿越的冻土类型也不同,不同类型冻土段的排水系统不同; 2)各冻土段的排水系统应相互 衔接,并应结合隧道坡度情况进行合理选择; 3)多年冻土段与非冻土段连接时,可根据山体形貌或隧道左、右线间距情况,通过地 下排水洞将左、右线中心深埋水沟中的水直接排出或沿隧道轴向排出洞外。     

基于视觉参照系重构的高速公路长隧道照明设置新方法

我国公路隧道照明运营中存在普遍的"高配低用"现象,并诱发超速行为及追尾、撞侧墙事故,隧道照明节能与交通安全矛盾突出。从基于马斯洛需求层次理论出发,建立了基于需求层次的道路环境视觉参照系框架:基本型视觉参照系、安全型视觉参照系、舒适型视觉参照系、韵律型视觉参照系。提出公路隧道视觉参照系重构目标及方法:长隧道内应设置舒适型/韵律型视觉参照系,隧道进出口通过设置遮光棚、多频逆反射标线系统缓和隧道入口照度、空间、参照物的合理过渡,并实现视觉参照系的平缓过渡;隧道中部设立多色彩、多频率、多尺寸的逆反射标线系统,加强弱视觉参照系。并提出基于视觉参照系重构的隧道主动照明与逆反射协调设置方法:对于限速60~80km/h的长大公路隧道,隧道入口应设置遮光棚,隧道内开灯率可降为国家规范的20%左右。     

公路隧道照明新思路分析与探讨

根据现有公路隧道照明设计规范,公路隧道布设有大量的照明灯具,但根据实际使用情况来看,因电费开支巨大,大多数仅开基本段照明。因此,根据人们的视觉识别原理以及隧道照明原理的分析,从安全的角度考虑,提出基本段照度指标可以降低,过渡段照明设置可以简化的思路。     

低等级公路隧道轮廓带设置间距优化研究

低等级公路隧道行车环境具有半封闭、低照度、参照物少、养护清洗频率低等特征,导致普通视线诱导设施难以辨识,驾驶人距离感缺失,行车时易对前车及横向车距判断错误,极易造成追尾、碰撞等交通事故。基于车辆跟驰和驾驶人侧向有效视距对隧道车辆安全行驶的影响,进行轮廓带设置间距对车距、车道保持作用的研究,确定可有效提高驾驶人的距离感知能力和车道保持能力的轮廓带合理设置间距。     

公路隧道施工变形监测精度要求探讨

隧道周边收敛和拱顶下沉监测是判断围岩支护效果、二次衬砌施作时间、隧道动态信息化设计与施工以及保证隧道施工安全的重要措施。现有JTG F60-2009《公路隧道施工技术规范》对隧道周边收敛和拱顶下沉监测的精度要求为0.1 mm,明显高于铁路隧道施工和基坑工程变形监测0.5~1.0 mm的精度要求,且公路隧道的实际监测精度很难达到规范规定的精度要求。总结现有公路隧道、铁路隧道和其他规范的具体监测内容和要求,结合现有隧道施工监测仪器的精度技术指标,参照隧道设计规范规定的预留变形量、隧道施工阶段变形监测统计结果和基坑工程监测规范的精度要求等,建议将公路隧道周边收敛和拱顶下沉监测的精度要求修改为0.5~1.0 mm。0.5~1.0 mm的监测精度要求可以保证公路隧道的施工安全,促进高精度全站仪等非接触量测方法和仪器在公路隧道施工变形监测中的应用和推广,提高公路隧道施工变形的监测效率,避免因达不到JTG F60-2009《公路隧道施工技术规范》规定的监测精度要求而引发的监测数据造假现象。     

基于支持向量回归的视距计算模型建立和应用

为了更加有效地对山区高速公路隧道段的行车视距进行检验,建立基于支持向量机的视距计算模型,并将该模型应用于实际隧道的视距检验中。首先对驾驶人视觉图像识别的道路中心线建立视觉车道模型,提取6个特征值作为形状参数,包括视曲线长和视曲率,相关性分析发现上述6个参数之间存在显著的线性相关性,采用主成分分析法将6个参数降维成2个独立的主成分。然后基于支持向量机建立计算行车视距的模型,训练测试完成后,该模型的均方误差为0.071 8,拟合优度为0.359。最后,利用该模型对浙江上三高速公路新昌至白鹤段的10个隧道路段进行视距检验,发现南往北向马岙岭隧道和北往南向龙山隧道存在运行视距不足的情况,对照各个隧道的驾驶人视觉图像,发现这2处地点存在不合理的视觉环境设计,包括速度控制、视线诱导和增强等设施,导致在行驶过程中,视觉环境供给的视距难以满足驾驶人需求的视距。研究结果表明:横向减速标线配合隧道口彩色路面提醒可对隧道入口段进行有效速度控制,从而降低行车视距的需求;通过在隧道内设置闪光式轮廓标和出口外设置绿化带或植被护坡可以增强驾驶人视觉感知,从而减少隧道入口段黑洞现象和出口段白洞现象的持续时间,增加视觉环境中供给的视距;2种设计都有助于实现视距供需的平衡。     

高速公路隧道内轮廓标与路钮设置技术研究

目前对隧道内部引导驾驶员视线的轮廓标及路钮的研究不够深入与全面,规范也只给出了一个较大的间距设计范围。该文依据中频信息(包括轮廓标、路钮等设施)给驾驶员提供间隔的中等程度心理反应,考虑不同速度下隧道横断面尺寸、隧道线形指标、侧墙效应引起的驾驶员在隧道内行车轨迹的偏移等对驾驶员视野范围的影响,建立隧道内轮廓标与路钮间距计算模型,选择最优间距设置值。结果表明,直线路段与平曲线路段轮廓标与路钮设置间距计算模型不同,平曲线路段不同半径下轮廓标与路钮设置间距最大相差可达15 m。     

基于停车视距的高速公路最小圆曲线半径研究

停车视距作为影响行车安全的重要因素,是公路设计中的强制性控制指标之一。曲线路段中央分隔带防眩设施和路侧护栏、边坡等均可能限制驾驶人的视线,导致停车视距不足。根据《路线规范》中现有高速公路横断面组成及其宽度,采用无人机采集了3条不同设计速度、不同横断面类型的高速公路不同车道内不同车型的横向位置视频,采用图像等比例的分析方法,提取了车辆横向位置数据后,采用统计分析的方法,得到了85%位的高速公路不同车道内不同车型驾驶人视点横向位置,进而确定了填方、挖方、隧道3种路段不同车型和偏向情况下的横净距。基于《路线规范》停车视距,考虑不同曲线偏向时视线受影响最不利车道与车型,根据曲线路段停车视距与横净距和圆曲线半径之间的几何关系,推导了曲线路段满足通车视距的最小圆曲线半径计算公式,并提出了填方、挖方、隧道,这3种路段曲线右偏与左偏两种情况下满足停车视距的圆曲线最小半径指标建议值。结果表明:对右偏圆曲线,《路线规范》中规定的圆曲线最小半径一般值能满足小客车的停车视距要求,也能满足曲线隧道内纵坡大于3%时货车停车视距,但不满足下坡或纵坡小于等于3%时货车停车视距;对左偏曲线,不满足小客车和大货车的停车视距,应取《路线规范》规定的圆曲线最小半径一般值的1.8～2.25倍。     

水下公路(道路)隧道交通工程设施设计研究

交通工程设施是水下公路(道路)隧道的重要配套工程,对保障其安全、高效、节能运行起着至关重要的作用。针对水下公路(道路)隧道交通工程设施设计这一热点问题,分析水下公路(道路)隧道和山岭公路隧道的差异,结合国内外工程建设经验,对水下公路(道路)隧道交通工程设施(通风设施、照明设施、综合监控设施、紧急呼叫设施、火灾探测报警设施、消防设施、逃生通道、排水设施、结构健康监测设施、供配电设施、交通安全设施)的设置要求进行梳理,并总结归纳了4种不同施工工法类型(钻爆法、盾构法、沉管法、堰筑法)水下公路(道路)隧道交通工程设施的设计要点。     

城市水下道路隧道驾驶安全影响因素分析和改善思路

总结城市水下道路隧道事故分布规律，从驾驶人、隧道光环境及道路条件3方面分析隧道驾驶安全影响因素，对现有安全改善措施及其优缺点进行剖析，并指出城市水下道路隧道驾驶安全优化研究趋势： 应以提升隧道光环境质量为主，考虑交通事故形态、事故致因及影响因素，在确保交通安全的基础上，考虑不同隧道路段驾驶人差异化视觉需求。驾驶人视觉需求可以分为功能性、安全性与舒适性需求，对应的隧道行车环境可分为基本型、安全型与舒适型视觉参照系。提出以构建城市水下道路隧道舒适型视觉参照系为目标，通过隧道照明与隧道视线诱导技术相结合，缓解隧道出入口参照系的剧烈过渡，加强中间段弱视觉参照的城市水下道路隧道驾驶安全优化方法。构建基于空间路权、人因与驾驶任务、差异性与韵律性的隧道驾驶安全优化评价指标体系，为城市水下道路隧道驾驶安全优化提供新思路。     

基于视距视区的高速公路隧道中部视线诱导系统安全性评价

高速公路隧道内部环境单调封闭,视觉参照物较少。在低照度环境下,驾驶人视距不足、视野范围狭窄,发生撞壁、追尾等事故率较高。为解决当前高速公路隧道视线诱导系统设置混乱、交通安全评价指标不足的问题,提出了以驾驶人视距和视区为评价指标,并建立高速公路隧道中部视线诱导系统的交通安全评价体系,具体是将诱导系统的常用做法,按照诱导物高度、诱导物尺寸、低位诱导、轮廓诱导等分项指标分别划分为A、B、C、D等4个等级,并应用于贵州织普高速公路双山隧道的交通安全评价。结果表明,通过增加低密度隧道反光环、中等密度隧道反光条,驾驶人的视距、视区得到了优化,交通安全评价等级由C级提高到A级,交通安全水平显著提升。