半透发光式与逆反射式指路标志视认效果对比分析

为保证隧道内驾驶员对指路标志的安全视认,分析隧道照明光环境、标志特性对驾驶员视认距离的影响,营造了隧道中间段5种色温、3种亮度照明光环境,随机选取了20名小客车驾驶员进行半透发光式与逆反射式指路标志的视认试验。结果表明:隧道内半透发光式指路标志的视认距离明显优于逆反射式指路标志,且半透发光式指路标志的最佳字体照度范围为3 000～3 500 lx;在最佳的背景光环境条件下,半透发光式指路标志与字高53 cm,笔画在5画以下、5～10画及10画以上的逆反射式指路标志达到相同的视认效果时,字高分别缩减了35. 85%、30. 19%和24. 53%。半透发光式指路标志的应用可提高隧道内指路标志的视认距离,并能减少交通事故的发生,可为以后隧道内交通标志的改进与创新提供理论支撑。     

隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理特性研究*

为提高高速公路冰雪环境下隧道入口行车安全水平,探究隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理反应特性,依据心生理理论,通过模拟驾驶试验采集驾驶员在冬季晴、雪天气下隧道入口行驶的心率增长率、速度等数据,分析照度变化率、路面摩擦系数、速度对驾驶员心生理的影响规律,明确不同影响因素下隧道入口驾驶员心率增长率变化特征,利用Matlab构建多因素耦合下隧道入口驾驶员心生理反应模型,并设计实车试验验证心生理反应模型有效性。研究结果表明:冰雪环境下隧道入口驾驶员心率增长率紧张阈值为28%,隧道入口冰雪环境下照度变化率安全阈值为51%,心生理反应模型误差小于10%,吻合程度较好。研究结果对提高山区高速公路隧道入口冰雪环境的行车安全性、降低隧道入口事故风险具有重要意义。     

隧道内多频多尺寸信息对车速感知的影响

为提高隧道内的行车安全性,定量分析隧道内不同尺度、不同频率的视觉信息对驾驶员车速感知的影响。利用3DMax软件制作公路隧道内仿真模型。利用E-prime软件进行车速感知心理物理试验,分别研究大中小尺度信息在频率为0.1~32 Hz的情况下,对低照度隧道环境中的驾驶员的速度感知的影响。试验结果显示:高频视觉信息(2~32 Hz)会使驾驶员显著高估速度,中频视觉信息(0.4~1 Hz)和低频视觉信息(0.1~0.2 Hz)会使驾驶员显著低估速度;高估速度的程度为中尺度信息大尺度信息小尺度信息。因此,保障隧道内行车安全,可从多尺寸多频率的视觉信息的组合设置着手。     

隧道内不同组合信息条件下驾驶员视错觉研究

为定量分析隧道内不同照度条件下,不同组合信息对汽车驾驶员视错觉的影响,首先利用3Ds Max软件搭建三维仿真模型,并基于E-prime平台开展车速感知心理物理试验;然后选取30名驾驶员作为被试,分别测取被试在不同试验场景下的速度错觉和反应时;最后统计分析试验数据。试验结果表明:多频率多尺度组合信息能改善驾驶员的速度错觉效应,使反应时显著缩短;多频率多尺度组合信息对驾驶员的速度高估有重要影响,且在较高照度水平下,驾驶员对速度变化更为敏感。多频率多尺度信息组合能显著改善公路隧道环境视觉参照系,提升驾驶员在隧道中的速度感知能力。     

隧道路段逆反射轮廓标设置技术研究

隧道是高速公路事故多发路段,为了提高隧道路段行车安全性,需为驾驶员提供与一般路段相近的视觉环境,以有效减少由隧道行车环境变化引起的驾驶员判断和操作失误,逆反射技术在提高隧道路段驾驶员视觉舒适性方面具有潜力.为了确定隧道路段轮廓标设计方案,利用Smart-Eye Pro 5.7型眼动仪,对隧道路段逆反射轮廓标设置技术进行试验,获得了不同逆反射轮廓标组合方案的驾驶员视觉数据.结果表明,小型车和大型车驾驶员对逆反射轮廓标设置高度的视觉差异性明显,设置高度约为0.4 m的逆反射轮廓标对小型车驾驶员的视觉环境改善效果最佳,相应地,大型车约为1.0m.从控制隧道内明暗变化的闪频出发,轮廓标间距以15 m左右为宜.为满足驾驶员视觉舒适性要求,应将驾驶员瞳孔直径变化率控制在0.396 ～ 1.302mm/s,据此确定小型车适用的轮廓标反光膜为超强级,大型车为工程级.研究成果在G65高速公路木冲隧道的应用使驾驶员瞳孔直径变化率控制在1.302 mm/s以内,并使同期事故减少了51.8％.     

高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置研究

为提高高速公路中长隧道路段运营安全水平,促使驾驶人主动降低行车速度至安全范围,对高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置参数开展研究。通过实际道路试验,采集并分析中长隧道出入口段行车速度特性及视觉特性;依据驾驶人瞳孔面积变化速率与视觉障碍的表征关系,得到驶入及驶出隧道时基于视觉感受最佳的期望车速值;分别建立隧道入口段顺鱼刺形减速标线设置参数模型和隧道出口段梳齿形减速标线设置参数模型,选取典型初始速度及最佳期望车速检验模型效果。研究结果表明,驶入和驶出隧道时,最佳期望车速分别为50 km/h和60 km/h;基于模型计算,获得隧道入口段3种鱼刺形减速标线设置参数和出口段1种梳齿型减速标线设置参数。     

长隧道韵律型视觉环境设计研究

采用心理物理试验分析公路隧道内部视觉环境对驾驶员行车安全的影响,将E-prime 2.0软件与仿真驾驶模拟器相结合,对驾驶员在隧道内长时间行车中的速度判断准确率及反应时间两个指标进行分析,提出了利用标志标线构建公路隧道内韵律型标线系统的改善措施,以改善隧道内视觉环境,并利用数理统计方法及Logistics拟合分析对设计方案进行评价。结果表明:1)公路隧道内韵律型标线系统能提升隧道内驾驶员的速度判断准确率3.33%~11.66%;2)普通公路隧道场景中,被试者反应时间与隧道内行车时间存在显著关系,公路隧道内韵律型标线系统的场景中,反应时间与隧道内的行车时间没有显著关系,能有效缓解视觉疲劳现象;3)被试者反应时间的增加同时受隧道内视觉环境与行车时间的影响。公路隧道内韵律型标线系统能有效提高驾驶员的反应时间,适用于行驶速度为80 km/h、大于1 333 m的隧道。     

基于线性诱导的高速公路隧道交通安全优化设计

为缓解高速公路隧道照明能耗高、交通事故损失大且难以救援等问题。借鉴建筑照明领域的线性照明技术理念，提出高速公路隧道线性诱导系统设计方法；综合考虑空间路权、驾驶人因及驾驶任务等指标，构建基于事故预防的线性诱导系统评价体系；分析线性诱导设计的适用性，提出高速公路隧道交通安全整体优化思路，并以隧道入口为例，验证线性诱导系统的作用效果。研究结果表明：利用逆反射、蓄能自发光以及发光二极管(LED)发光显示技术，基于线性诱导原理重构高速公路隧道视觉参照系，能够低成本实现隧道空间的多层线形诱导和多层轮廓诱导，满足不同视觉条件下驾驶人对交通信息的视认能力，确保视线诱导的连续性、一致性，引导驾驶人采取安全合理的行为决策，分解驾驶任务，并减少驾驶行为操作失误的可能性，实现高速公路隧道照明节能与交通安全的统一。     

基于反应时间的隧道出口预告标志布设研究

针对《公路路线设计规范》(JTG D20—2017)对隧道出口与互通立交间距过短时,互通立交出口预告标志布设位置规定不明确的问题。基于UC-Win/Road软件建立出口预告标志分别布设于公路左侧、右侧和上方的3种仿真场景,并利用自主研发的动态驾驶仿真试验平台,研究3种仿真场景下左、右车道行车时对驾驶员反应时间的影响,最后基于反应时间均值、换道距离理论和驾驶员的视认特性得出预告标志的最佳布设形式和位置。研究结果表明：预告标志位于公路左侧且右车道行车时,驾驶员反应时间最长;预告标志位于公路上方且右车道行车时,驾驶员反应时间最短;驾驶员对预告标志的反应时间与预告标志在道路横断面上的布设位置显著相关;推荐在隧道入口前采用门架式支撑方式布设出口预告标志,且布设位置距隧道入口的距离不小于424～710 m。研究结果可为《公路路线设计规范》具体实施提供参考,对保障交通安全具有重要意义。     

城市长隧道导向视觉参照系安全改善效果研究

为保障城市长隧道交通安全,提高运行效率,分析含多出口匝道的城市长隧道视觉环境特征,结合视错觉机制与色彩心理学原理构建空间导向视觉参照系;基于E-prime软件开展驾驶员心理物理学感知试验,研究该视觉参照系对城市长隧道驾驶安全的改善效果以及最优设计形式。结果表明:蓝、绿信息环境下驾驶员行车舒适度最高,黄色信息警示性强且不会造成剧烈刺激,有利于提高驾驶员注意力;该视觉参照系能够缩短驾驶员对导向信息的视认时间,增加视认距离;韵律图案向隧道进出口适度倾斜以诱导驾驶员产生坡度错觉,当倾斜75°时,诱导驾驶员在坡道主动控速的效果最佳。     

特长隧道环境下驾驶人注视转移特性研究

为了研究不同经验驾驶人在高速公路特长隧道环境下的注视转移特性,在高速公路特长隧道中开展实车实验,利用 iView X HED型眼动仪采集了32名不同经验驾驶人的眼动数据。运用动态聚类方法,对驾驶人注视区域进行划分,分析了职业与非职业驾驶员在高速公路隧道不同段与普通路段的注视转移规律与注意力分配特性。结果表明:相较于非职业驾驶人,职业驾驶员具有较强的注视前瞻性,且在隧道的不同段主要注视的区域因行车环境不同变化较小;驾驶人对同一目标需要重复注视才能提取足够的信息,且当行车环境复杂度增加或驾驶员驾驶经验不足时,重复注视概率增加;驾驶人在不同路段行车时,主要通过注视中间区域获取信息;行车环境与驾驶经验对驾驶人在中间近处、左侧区域及内后视镜区域的注视平稳分布存在显著的交互作用。     

城市隧道环境中驾驶人注视转移特性研究

为研究不同经验驾驶人在城市隧道环境中的注视转移特性,在城市隧道路段开展实车试验。利用Dikablis眼动追踪系统采集10名不同经验驾驶人的眼动数据;采用K均值聚类法划分注视兴趣区域,并分析驾驶人的注视分布特性;运用马尔科夫链理论研究驾驶人的注视转移规律和注视平稳分布特征。结果表明:相较于隧道外区段,驾驶人在隧道内区段的重复注视概率更大,视觉搜索效率更低;驾驶人主要通过对前近方、前远方的注视获取信息,且在入口段和出口前段内注视点落在这2个区域的概率显著高于其他区段;相较于熟练驾驶人,非熟练驾驶人对前远方、后视镜的注视更少。     

塔机起重作业夜间照明工效的BIM辅助优化研究*

为提升塔式起重机施工作业的夜间照明工效水平,采用数学模型和BIM技术相结合的方法,以灯源的光通量及入射角为光学驱动参数,模拟眩光值、照度及其均匀度等光学变量,建立照明工效的光度学BIM辅助优化模型,优化起重作业照明灯源光学参数。研究结果表明:对塔式起重机施工作业区照明灯源光学参数进行组合优化后,夜间起重作业面照度及其均匀度显著提升,眩光值满足起重作业视觉环境条件。研究结果可为塔式起重机夜间起重作业照明方案设计提供科学依据。     

基于速度特性的高速公路隧道入口过渡段行车安全性分析

针对山区高速公路隧道交通事故高发的特点,分析隧道入口过渡段行车特性,对改善隧道入口过渡段的行车安全性具有重要意义.以云南山区高速公路隧道为研究对象,依据隧道路段的行车特点和隧道外设施设置位置将隧道入口过渡段划分为隧道前减速段、隧道前交织段、隧道前过渡段、隧道入口段和隧道适应段.通过实车试验采集隧道入口过渡段的行车速度数据,分析各区段车辆速度变化规律和行车安全影响因素,发现隧道入口过渡段的车速变化用高斯函数拟合较好.用加速度的变化量与发生这一变化车辆运动的距离的比值表示行车风险,建立高速公路隧道入口过渡段行车安全性评价模型,利用Matlab计算得出各区段行车危险性系数.结果表明:在隧道前交织段,行车风险增加;在隧道入口段,行车风险较高,暗适应结束后,行车危险性降低.研究结果可为山区高速公路隧道安全运营管理提供对策.     

高速铁路隧道与明线段噪声影响对比分析

测试设计时速350 km高速铁路隧道与明线路基段噪声,获得动车组进出隧道时噪声与路基区段噪声时频特性差异,分析认为导致差异产生的主要影响因素包括隧道混响声、噪声沿隧道的传播、隧道壁对噪声的遮挡、隧道对气动声源的影响等。试验结果表明:动车组在隧道内时有较高噪声传出洞口,宜采用暴露声级评价隧道洞口与明线段噪声差异;隧道洞口声环境恶化主要由动车组驶出隧道引起,暴露声级高出路基区段约2 dB(A),驶入隧道时暴露声级与路基区段相差较小。     

隧道彩色路面和侧墙设计对驾驶行为的影响分析

为探究不同隧道环境设计下驾驶绩效以及驾驶员的生、心理变化特性,采用3D Max软件搭建仿真试验场景,选取15名驾驶员开展不同隧道环境设计场景下的驾驶模拟试验,采集驾驶员的生、心理及车辆运行状态数据;选取具有代表性的车辆运行指标和驾驶员状态指标,构建驾驶行为趋势面模型,分析指标之间的相对敏感程度。研究结果表明：路面铺设彩色路面可提示驾驶员适当减速,其中,黄色系渐变彩色路面和纵向减速标线彩色路面的综合效果更佳,更利于安全行车;隧道内设置装饰侧墙可缓解隧道内驾驶员视觉信息单调的现象,考虑到隧道内行车安全和通行效率,建议采用蓝-白装饰侧墙。     

软岩大断面隧道二次衬砌支护时机的选择研究

为探明软岩大断面隧道开挖后围岩的变形与支护时机的相关关系,利用监控测量数据反演分析中获得的蠕变参数,校正ABAQUS的D-P蠕变模型;在此基础上建立数值计算模型,对具有代表性的围岩进口浅埋段、出口浅埋段和洞身段进行了相关的数值分析,研究软岩大断面隧道岩体的变形规律和支护时机之间的关系;通过埋设现场监控量测点对二衬支护时机的结果进行了验证。研究结果表明:出口和进口浅埋段的V级围岩,开挖后岩体的变形速率大、时间短,选择以最终位移量的80%为最佳支护时机,二衬的最佳支护时机为隧道开挖支护后的15 d左右;洞身段IV级围岩具有变形速率小、时间长,以最终位移量的90%为最佳支护时机,洞身段二衬的最佳支护时机为隧道开挖支护后的30 d左右。现场验证表明,选择的二次衬砌支护的时机是可行的。     

绿色照明在变电站应用

<正>本专题旨在探讨变电站绿色照明应用。定义变电站绿色照明设计原则。以高效节能、经济性、实用性和美观性为目地,提出高效光源是照明节能的首要因素。论证使用高光效新型光源及灯具、采用智能照明控制系统、应用全寿命周期理论、选择专业照度计算软件等实现绿色照明的途径。探索太阳能电池板发电、风光互补路灯在变电站的应用。生产运行部门要求(1)变电站内宜选用节能型灯具。灯具要具备防眩光,以降低视觉疲劳、防止误操作,增加安全性并提高工作效率。     

高速公路特长隧道环境中驾驶员视觉特性研究

为研究有不同经验的驾驶员在高速公路特长隧道环境中的视觉特性,在高速公路特长隧道中开展实车试验。利用眼动仪采集29名不同经验驾驶人的注视持续时间、注视点位置、扫视持续时间、扫视频率及扫视幅度等视觉特性参数,运用统计分析方法比较眼动行为的差异性,分析驾驶经验及驾驶环境对驾驶安全的影响。结果表明:相较于普通路段,驾驶员在特长隧道段的平均注视时间更长,注视点分布位置在水平方向更广,在垂直方向趋于集中,扫视更频繁,且扫视幅度变小;相较于非职业驾驶员,职业驾驶员在不同驾驶环境中的注视时间较短,注视点分布位置更广,扫视频率较低且扫视时间较短。     

多匝道城市公路隧道火灾应急救援方案研究

为研究多匝道城市公路隧道内火灾场景下的应急疏散、救援准则以及具体方案,以长沙某城市公路隧道为背景,首先通过对该隧道内的火灾产生机理、特性等主要因素进行研究,确定通道内不同事故类型下的火灾规模;再通过专业的CFD数值计算模型研究不同火灾规模下隧道内的烟雾分布特性及规律;其次依据研究成果制定隧道内各类火灾事故下的通风控制方案;最后制定出隧道内合理烟气控制方案下隧道各个区段人员、社会车辆及救援车辆的疏散救援方案。研究得出多匝道城市公路隧道内小型火灾场景下,烟气能够控制在火灾与火灾下游排烟井范围内;大型火灾场景下利用双排烟井进行排烟时,烟气能够控制在两个排烟井范围内;未受烟气影响的区域内可以正常交通。