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。     

公路隧道视线诱导设施规范符合性问题分析与对策

公路隧道视觉环境单一,视觉参照信息较少,极易产生不良驾驶行为,诱发交通事故。文中梳理了规范中公路隧道视线诱导设施的相关条文,并与现阶段国内具体设施设置情况进行对比分析。结果表明:现阶段规范中轮廓带的设置规定无法满足不同车速、不同隧道长度条件下的行车安全;轮廓标、突起路标、立面标记的规定内容与实际工程的需求有一定差距。因此,针对现有视线诱导设施设置方法,提出改善思路与方案以完善现有规范对公路隧道照明与视线诱导设施规定的不足。     

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。     

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。     

蓄能自发光诱导系统在低等级公路隧道交通安全改造中的应用研究

低等级公路隧道事故多发,照明节能和交通安全的矛盾日益突出。文中分析了蓄能自发光诱导系统在隧道交通安全改造中的应用原理及优势,并以郭家坝隧道诱导系统改善为例,从设置依据、评价指标等对其安全性进行综合评价。相比传统照明方式,蓄能自发光诱导系统安全性高、运营维护少、能耗低,且布设成本、维护运营成本都大幅降低。     

低等级公路隧道入口光环境优化新思路

隧道光环境不良是低等级公路隧道路段事故多发的重要原因,为了解决这一问题,从低等级公路隧道光环境的特点出发,分析了隧道接近段与入口段的光环境特征,并结合低等级公路隧道的交通组成以及入口段的车速特性,基于出行者光环境视觉需求,提出了安全型视觉参照系下低等级公路隧道入口光环境优化新思路及优化方法。通过驾驶模拟试验对驾驶员在隧道入口区域光环境优化改善前后的视距与视区进行评价,结果显示无论白天与夜间,驾驶员的视距距离与视区范围提升显著;通过经济节能评价显示采用改善方案是传统2种方案在未来10年资金投入的1/7和1/5。此改善方法提升了驾驶员在路段行驶时对隧道内外视觉信息的认知水平,满足了驾驶员的视觉需求,解决了低等级公路隧道照明不足。     

公路交通绿色智能安全提升技术研究及其应用

现有的公路安全设施存在针对性不强和科技水平低的缺陷,应用公路交通绿色智能安全提升技术:新一代蓄能自发光交通标识技术、隧道应急及诱导照明技术、公路护栏低杆照明技术、公路护栏绿色复新技术、公路道口智能警示报警安全提升技术提升公路安全设施的科技水平,浙江省金华市通过示范工程的实践,发挥了较高的社会经济效益。     

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。     

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。     

在役公路隧道交通安全性评价技术

考虑到在役公路隧道交通事故多发的特点,在对国内外公路隧道安全性评价进展情况进行系统总结的基础上,通过全面分析影响公路隧道交通安全的设施因素,从隧道平纵线形、洞口条件、路面状况、通风照明设施、交通安全设施等方面编制了可对在役公路隧道开展定性安全性评价的安全检查表。基于风险的理念,围绕设施因素、环境因素和管理因素分别针对高速公路和等级公路隧道建立了运营安全风险评估指标体系,并提出了基于指标体系法的定量评价方法以及隧道运营安全风险分级标准。     

广东西部沿海高速公路隧道照明系统节能改造分析

高速公路隧道照明是隧道机电工程中十分重要的系统,它的设置是为车辆驾驶员创造良好的视觉环境,提高夜间道路的安全保障等级。结合广东西部沿海高速公路隧道照明系统节能改造,分析灯具改造前后隧道内的照明和耗电情况。     

基于物联网技术的智慧型公路隧道照明系统

通过新理论和新技术不断改进、提升公路隧道照明系统效能,持续降低电力消耗,依然是建设"资源节约型、环境友好型"公路隧道面临的一项重要课题。提出通过引入物联网技术,构建"智慧型"公路隧道照明系统,推动公路隧道照明节能减排工作向纵深发展。"智慧型"公路隧道照明系统架构可以划分为感知层、通信层、平台层、应用层和展现层等5个层次。与当前公路隧道照明系统相比,"智慧型"公路隧道照明系统具有动态感知、有效反馈、深度融合、准确认知、可靠控制和高效管理等突出优势。设计了"智慧型"公路隧道照明系统的控制流程和控制算法。"智慧型"公路隧道照明系统不仅能够实现节能减排,还能通过对海量数据进行分析和挖掘,准确认知公路隧道照明特点,为科学掌握照明需求变化规律和评估照明节能减排效果奠定基础,具有显著的经济、社会、生态效益。     

太阳光光纤照明在短隧道中的应用方案研究

针对公路隧道照明能耗过高、孤零短隧道供电困难等问题,提出利用太阳光光纤照明技术进行短隧道照明的应用方案。根据我国《公路隧道照明设计细则》对短隧道照明设计的规定,建立短隧道照明需求与太阳光光纤照明系统规模之间的关系,并以具体短隧道为例,进行太阳光光纤照明系统的设计及节能效益分析,为太阳光光纤照明在短隧道中的应用提供指导意见。     

短隧道照明系统研究

短隧道照明是目前公路隧道节能的突出问题之一。一般情况下,长度大于100 m的公路隧道设置了照明系统,但实际运营中会产生照明过亮或因为照明过亮而关灯2种不合理现象。根据短隧道照明运营情况,结合国外标准,提出短隧道的概念、分类、设施配置与计算方法,并给出短隧道的设计标准。     

公路隧道照明调光过程中的危险因素分析及安全性指标

公路隧道入口照明的连续性调光,是确保在安全前提下实现按需照明的关键。针对公路隧道加强照明调光方式中频繁出现亮度跳变和亮度过低的问题,利用杭州彩虹快速路特长隧道LED智能化精细调光照明系统记录下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,揭示导致亮度频繁跳变和亮度低于标准要求的形成原因,提出通过增加调光亮度等级和减小调光间隔时间进行改善。得出如下结论： 1）调光的亮度等级越高,调光的间隔时间越短,从而使隧道入口段出现亮度跳变的幅度越小,行车越安全; 2） 照明调光系统的精细化程度和调光操作的间隔时间,是体现系统安全性的重要指标。     

基于KNX技术的高速公路隧道智慧照明系统

为减少高速公路隧道照明能耗,有效降低隧道运营维护成本,将先进的信息技术发展成果应用到隧道智慧照明系统中,提出基于KNX技术的高速公路隧道智慧照明系统。首先,根据停车视距、设计时速、系统响应时间和行车过程等因素,制定出能够保障驾乘舒适度与行车安全的按需照明方案;然后,在充分利用现有监控系统的外场设施、通信设施及各种数据资源的基础上,引入KNXnet/IP路由器、车检器等设施,通过数据分析准确掌握隧道内车辆情况,实现按需照明;最后,以四川省经营性公路统计数据进行节能测算,节能效益良好。该系统符合智慧交通的发展趋势,既能够充分保证照明安全、提升节能水平,又在系统稳定性、扩展性和网络安全等方面具有优势。     

公路隧道按需照明节能运营控制技术应用

根据JTG/T D70/2-01—2014《公路隧道照明设计细则》隧道照明调光设计的相关规定,结合公路隧道照明需求特点及LED无级调光控制技术的特点及优势,以渝蓉、沿江和奉溪高速公路部分隧道为例,对公路隧道按需照明节能运营控制技术进行应用研究。研究结果表明:根据不同季节、天气及交通量的照明需求进行节能运营控制后,与未控制相比,隧道照明至少可实现20%的节能率。     

寒冷地区公路隧道节能照明设计

鉴于快速发展的公路隧道在设计及运营管理过程中暴露出的许多不足,如由于我国照明设计规范中的设计照明参数值较大,公路隧道照明耗电负荷大于90 k W/km,高耗电现象较多,故导致很多隧道运营时往往只使用设计照明负荷的1/2或1/3,甚至很多低等级公路隧道干脆不开照明灯,给隧道运营带来了安全隐患。文章就完善公路隧道节能照明设计展开分析,力求对公路隧道节能照明设计提供借鉴。     

高压钠灯与LED灯在公路隧道中的应用对比分析

对于隧道照明系统节能,除合理选择设计参数、智能调光控制等措施外,科学选用电光源也是实现照明节能的重要手段。结合公路隧道照明功能需求及光源特点,探讨常用节能光源高压钠灯与新型节能光源LED灯在隧道内应用的差异性,并对2种照明系统进行经济效益对比分析,为今后国内公路隧道工程合理选用光源提供参考。