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目前,公路隧道已经成为我国公路建设的重要组成部分,尤其是在山岭重丘区。随着公路隧道的增多和长大化,隧道交通安全形势越来越严峻。隧道内行车路侧容错空间小且行车环境相对昏暗,驾驶员对安全行车界限及道路线形整体走向的识别、判断能力降低;隧道交通事故多发的一个重要原因就是其安全行车限界不明晰;相对于隧道外道路行车环境条件,驾驶员对隧道安全行车限界的要求更高。为改善隧道内的交通安全风险,清晰明确的安全行车界限对驾驶员安全行车具有重要意义。目前为提高隧道内行车限界的清晰程度,在隧道内设置轮廓标已得到了国内外广泛的认可和应用,但是其设置技术在国内外相关的规范中却只有一般原则性的规定,尚缺乏科学系统的设置技术支撑,相关研究及成果更是匮乏。
首先,本文将人因工程学与交通工程学、光学、隧道工程学等多学科理论知识系统相结合,研究了驾驶员在隧道内安全稳定行车时对隧道行车限界信息的认知过程及驾驶视认的形成需求。其次,分析了隧道轮廓标对驾驶员视认效果的影响因素,并提出了轮廓标安全性评价指标;同时针对我国目前在隧道内被广泛应用的主动发光轮廓标功能及视认特性进行分析,发现在不同隧道照明光环境下主动发光轮廓标的颜色及照度对实现其功能具有重要影响。进而,通过驾驶员在18组不同色温、亮度的照明光环境条件下对白、黄两色的主动发光轮廓标的视认试验方案设计、静态试验、数据采集与分析,建立了隧道照明光环境不同的色温、亮度与主动发光轮廓标照度最低需求阈值的关系模型,得到不同隧道照明光环境下能够满足驾驶员安全行车需求的主动发光轮廓标最低照度阈值:黄色为436.49~29649.09Lx,白色为3565.19~67587.97Lx,而且驾驶员对两种颜色主动发光轮廓标最低照度需求阈值均随着隧道照明光环境亮度的增加而增加,同时随着隧道照明光环境色温的变化其变化但不具有规律性。接下来从驾驶员对轮廓标的诱导性以及舒适性两个层面上研究轮廓标设置间距。从轮廓标的诱导性需求分析,得到了不同设计速度下轮廓标的设置间距。驾驶员对轮廓标的舒适性需求分析,设计并进行了不同轮廓标设置间距下小客车驾驶员视觉舒适性的试验,采集不同隧道轮廓标设置间距下驾驶员的眼动指标值,分析驾驶员的瞳孔面积变化率、眨眼频率与隧道不同设置间距的关系,得到了满足驾驶员对轮廓标舒适性需求的轮廓标设置间距;最后在前述对轮廓标设置关键技术研究成果的基础上,提出隧道轮廓标安全设置技术。
首先,本文将人因工程学与交通工程学、光学、隧道工程学等多学科理论知识系统相结合,研究了驾驶员在隧道内安全稳定行车时对隧道行车限界信息的认知过程及驾驶视认的形成需求。其次,分析了隧道轮廓标对驾驶员视认效果的影响因素,并提出了轮廓标安全性评价指标;同时针对我国目前在隧道内被广泛应用的主动发光轮廓标功能及视认特性进行分析,发现在不同隧道照明光环境下主动发光轮廓标的颜色及照度对实现其功能具有重要影响。进而,通过驾驶员在18组不同色温、亮度的照明光环境条件下对白、黄两色的主动发光轮廓标的视认试验方案设计、静态试验、数据采集与分析,建立了隧道照明光环境不同的色温、亮度与主动发光轮廓标照度最低需求阈值的关系模型,得到不同隧道照明光环境下能够满足驾驶员安全行车需求的主动发光轮廓标最低照度阈值:黄色为436.49~29649.09Lx,白色为3565.19~67587.97Lx,而且驾驶员对两种颜色主动发光轮廓标最低照度需求阈值均随着隧道照明光环境亮度的增加而增加,同时随着隧道照明光环境色温的变化其变化但不具有规律性。接下来从驾驶员对轮廓标的诱导性以及舒适性两个层面上研究轮廓标设置间距。从轮廓标的诱导性需求分析,得到了不同设计速度下轮廓标的设置间距。驾驶员对轮廓标的舒适性需求分析,设计并进行了不同轮廓标设置间距下小客车驾驶员视觉舒适性的试验,采集不同隧道轮廓标设置间距下驾驶员的眼动指标值,分析驾驶员的瞳孔面积变化率、眨眼频率与隧道不同设置间距的关系,得到了满足驾驶员对轮廓标舒适性需求的轮廓标设置间距;最后在前述对轮廓标设置关键技术研究成果的基础上,提出隧道轮廓标安全设置技术。