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LED光源色温对隧道出口明适应的影响研究

LED光源色温对隧道出口明适应的影响研究

作者：陈烊大连海事大学

学位级别：硕士

本文研究内容依托于国家自然科学基金项目“LED光源光谱/色温对隧道各段照明的适用性研究”。隧道作为高速公路的“咽喉”,呈半圆形拱状结构,其内部昏暗甚至几乎无光。因此,与普通道路照明不同,隧道不仅要在夜晚提供照明,在白天同样需... 详细信息

本文研究内容依托于国家自然科学基金项目“LED光源光谱/色温对隧道各段照明的适用性研究”。隧道作为高速公路的“咽喉”,呈半圆形拱状结构,其内部昏暗甚至几乎无光。因此,与普通道路照明不同,隧道不仅要在夜晚提供照明,在白天同样需要照明。我国《公路隧道照明设计细则》(JTJ 026.1-2014)利用人眼对光的适应曲线,将隧道分为4段:入口段、过渡段、中间段、出口段。并对各段设计不同的照明亮度以保证驾驶员的行车安全。在隧道出口,人眼因从昏暗的环境进入到明亮的环境,巨大的光环境差异会使人眼出现明适应现象。明适应时间的长短将直接影响驾驶员的行车安全,提高隧道出口照明亮度对缩短明适应时间最有效。但随着新型照明光源LED的兴起,色温作为LED的重要参数之一,其对明适应的影响目前还少有研究。本文依据人眼视觉特性首先在理论上分析了隧道中间段与出口段的照明差异。隧道出口段主要由太阳光提供照明,因此本文分别分析了 7种不同色温的LED与太阳光在亮度、色温及光谱方面的差异。经分析可得,4500K左右的LED与太阳光在色温及光谱方面差异最小。本文结合理论分析与实验,以人眼明适应时间作为评价标准,在长9米、宽5米、高2.8米的模拟隧道中,选择7种常见色温(3000K-6500K)的LED,3个LED安装角度,2个LED安装高度,60名不同年龄的观察者进行实验。实验结果表明:隧道内外亮度差越大,明适应时间越长;当亮度相同时,随着LED色温的增大,明适应时间先减小后增大,且在4500K左右时明适应时间最短;在符合照明细则要求前提下,LED安装角度及高度对明适应时间几乎没有影响;观察者年龄越大明适应时间越长。本研究所得结论,将为隧道照明设计与应用中出口位置LED光源色温的选择提供数据和理论支撑。

关键词： LED 色温明适应隧道出口

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高速公路隧道出口与服务区最小间距研究

高速公路隧道出口与服务区最小间距研究

作者：马亚坤长安大学

学位级别：硕士

隧道和服务区间距的大小不仅直接制约着隧道和服务区位置的选择，还对行车安全有着重要的影响。近年来，高速公路隧道出口与服务区小间距路段逐渐增多，导致此类路段交通事故频发，严重影响了交通安全以及高速公路的服务水平。为提高隧... 详细信息

隧道和服务区间距的大小不仅直接制约着隧道和服务区位置的选择，还对行车安全有着重要的影响。近年来，高速公路隧道出口与服务区小间距路段逐渐增多，导致此类路段交通事故频发，严重影响了交通安全以及高速公路的服务水平。为提高隧道出口与服务区之间道路的安全性、服务水平以及营运效益等，本文对高速隧道出口与服务区最小间距进行了研究。首先对高速隧道出口与服务区的间距进行了定义，通过分析隧道出口与服务区最小间距的各个组成部分，建立了隧道出口与服务区间距需求模型。分析隧道出口与服务区间距的影响因素，在考虑驾驶员最不利的行驶方式的基础之上，采用车道变换理论以及在减速车道上的二次减速理论，以满足车辆在该路段上的驾驶需求为控制条件，确定隧道出口与服务区最小间距的计算模型，并给出最小间距的推荐值。运用我国《公路通行能力手册》交通运行状况分析方法，以密度作为评价运行质量的主要效率指标，以满足目标服务水平作为约束条件，以目标服务水平下的最大服务交通量为路段微观仿真的基本条件，用VISSIM微观交通仿真软件对路段交通流运行状况进行模拟，在选取评价指标并建立评价体系的基础上，分析隧道出口与服务区推荐最小间距是否满足目标服务水平，对不满足目标服务水平的路段长度进行修正，将修正后的结果进一步利用VISSIM仿真评价，进而确定隧道出口与服务区之间合理的最小距离。对于已经建成的隧道出口与服务区小间距路段，为提高该路段的行车安全性，提出了相应的安全改善措施。本文的研究对现有规范中关于隧道出口与服务区间距的规定进行技术更新具有一定的现实意义。

关键词：高速公路隧道出口服务区最小间距 VISSIM 交通仿真安全改善措施

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高速公路隧道出口防眩技术研究进展

公路交通科技（应用技术版） 2014年第6期10卷 273-274页

作者：王子枫王晓梅中咨公路养护检测技术有限公司北京100000 乌鲁木齐公路管理局仓房沟分局新疆乌鲁木齐830000

隧道出口眩光主要是由于阳光直射的强光造成的,在高眩光条件下会干扰驾驶员的视觉,使驾驶员无法看清隧道出口附近洞内外的道路条件,从而增加了发生交通事故的可能性。通过分析国内外研究人员在隧道出口防眩技术方面的研究,总结出我国隧... 详细信息

隧道出口眩光主要是由于阳光直射的强光造成的,在高眩光条件下会干扰驾驶员的视觉,使驾驶员无法看清隧道出口附近洞内外的道路条件,从而增加了发生交通事故的可能性。通过分析国内外研究人员在隧道出口防眩技术方面的研究,总结出我国隧道出口防眩技术存在的问题以及国外的先进经验,为今后我国高速公路隧道出口的防眩设计、研究提供新的视角。

关键词：隧道出口眩光视觉行车安全

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一级公路隧道出口与平面交叉最小间距研究

一级公路隧道出口与平面交叉最小间距研究

作者：吕大伟重庆交通大学

学位级别：硕士

一级公路隧道出口与平面交叉的间距的大小不仅直接制约着隧道与平面交叉位置的选择,还对行车安全、行车效率等都存在着影响。近年来,随着山区一级公路里程的不断增加,由于具有集散性质的一级公路可设置平面交叉,就导致隧道出口后出现平... 详细信息

一级公路隧道出口与平面交叉的间距的大小不仅直接制约着隧道与平面交叉位置的选择,还对行车安全、行车效率等都存在着影响。近年来,随着山区一级公路里程的不断增加,由于具有集散性质的一级公路可设置平面交叉,就导致隧道出口后出现平面交叉的路段不断增多,由于一级公路与其他等级公路驾驶行为存在很大的差别,相关公路规范中并未对此间距进行要求,所以设计人员多以停车视距作为控制指标,来确定最小间距的数值,就导致了间距值偏小的现象的出现,影响该路段车辆的通行效率及行车安全。为改善这种间距过小现象,对一级公路隧道出口与平面交叉最小间距进行研究。首先,论文对平面交叉管理方式及平面交叉类型等进行了分析,确定了研究对象,在此基础上对一级公路隧道出口与平面交叉最小间距进行界定,并分析了最小间距的影响因素。其次对该路段上驾驶员的驾驶行为进行分析,确定了最小间距的组成部分,为明适应长度、标志牌识别与反应长度、交织区长度、平面交叉渐变段和平面交叉等候段长度。对于各组成部分的理论分析明适应长度,主要分析了明适应现象的产生及影响;标志牌的识别与反应长度,以识别距离为前提,对驾驶员对标志牌的识别过程和反应过程分别进行分析;交织区长度,主要分析了交织区车辆的到达模型、车辆在交织区行驶的跟驰模型及车辆在交织区换道模型;对于平面交叉渐变段,探讨了渐变段设置不合理时,车辆在渐变段所受到的影响;平面交叉等候段长度,主要分析了车辆在该组成部分形成排队现象的原因与车辆排队的状态。接着对一级公路隧道出口与平面交叉最小间距的确定,根据理论模型及相关文献的查阅,确定了明适应长度及标志牌识别与反应长度。满足服务水平前提下,使用VISSIM仿真软件模拟该路段车辆的运行状况,确定不同设计速度、不同车道数及不同交通量条件下交织区长度及平面交叉口车辆排队状况,并通过分析平面交叉口左转排队长度与直行排队长度数值,确定平面交叉口等候段推荐长度。以此为基础确定不同条件下最小净距与间距推荐值。最后选取工程案例,对工程案例路段间距利用VISSIM仿真软件进行模拟,分析其间距的合理性。对于设计不合理路段,利用本文研究理论对路段重新设计,再次进行仿真模拟,进一步验证最小间距推荐值的合理性。对于一级公路隧道出口与平面交叉最小间距的研究,对国内外相关理论研究进行了补充,并为设计人员提供了间距参考。

关键词：一级公路隧道出口平面交叉最小间距仿真模拟

基于人因的山区高速公路隧道出口与互通立交安全净距研究

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基于人因的山区高速公路隧道出口与互通立交安全净距研究

作者：路畅重庆交通大学

学位级别：硕士

隧道出口与互通立交小净距路段行车环境变化大,交通安全需求突出,现行标准规范对最小净距的控制缺少对人的因素的考虑。本文从人因的角度出发,通过分析驾驶人在小净距路段的驾驶行为和生心理特征,提出多车道隧道出口与互通立交安全净距... 详细信息

隧道出口与互通立交小净距路段行车环境变化大,交通安全需求突出,现行标准规范对最小净距的控制缺少对人的因素的考虑。本文从人因的角度出发,通过分析驾驶人在小净距路段的驾驶行为和生心理特征,提出多车道隧道出口与互通立交安全净距阈值以及交通标志设置优化建议。首先,通过查阅文献和现场调研的方法,从换道行为、人为因素、车辆因素、道路与交通条件、环境条件等角度出发,系统地分析了隧道出口与互通立交小净距路段的行车安全影响因素。其次,基于Smart Eye Pro型非侵入式眼动仪、Physio LAB无线生理仪、CGI-410高精度MEMS组合导航系统等设备设计并开展了山区双向六车道高速公路隧道出口与互通立交小净距路段实车试验,收集了驾驶人行车过程中的车辆运行参数和生心理特性数据,并对数据进行了预处理。然后,分析了驾驶人行车时的速度、横向加速度、瞳孔直径变化率、扫视持续时间、短时扫视频率以及心率变异性、心率增长率等指标与净距的关系,并选用生理指标瞳孔直径变化率,心率变异性指标RR间期标准差(SDNN值)、RR间期差值均方根(RMSSD值)以及换道过程中的横向加速度峰值,构建了小净距路段驾驶人行车风险模型,确定了行车风险指数阈值。接着,建立了基于行车风险指数的净距控制模型,根据行车风险指数阈值,提出当条件受限时,山区双向六车道高速公路隧道出口与互通立交的净距不宜小于750m,当条件特别困难,净距不得小于410m。最后,针对隧道出口与互通立交净距不满足750m的情况,基于UC-win/Road仿真模拟试验和理论分析的方法,提出了隧道入口前、隧道内以及隧道内定向换道区域处交通标志的设置建议。通过试验研究提出了山区多车道高速公路小净距隧道与互通的设计控制标准,研究成果对于山区多车道高速公路隧道出口与互通立交间路段的设计具有一定理论意义和应用价值。

关键词：山区高速公路隧道出口互通立交驾驶行为安全净距

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山地城市隧道出口路段驾驶适宜性技术研究

山地城市隧道出口路段驾驶适宜性技术研究

作者：王露重庆交通大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的不断加快与交通行业的快速发展,城市隧道作为疏导交通、减少用地、缩短行车里程的重要通路得到广泛应用,尤其在山地城市,城市隧道已经成为交通干道的重要组成部分。由于隧道环境的特殊性以及出口路段道路条件和交通条... 详细信息

随着城市化进程的不断加快与交通行业的快速发展,城市隧道作为疏导交通、减少用地、缩短行车里程的重要通路得到广泛应用,尤其在山地城市,城市隧道已经成为交通干道的重要组成部分。由于隧道环境的特殊性以及出口路段道路条件和交通条件的复杂性,驾驶员在驶出隧道时,驾驶员的心理负荷会骤然增加,影响其驾驶适宜性,使隧道出口路段成为潜在的事故发生率高、危害程度大的瓶颈路段。因此,从驾驶员的视觉特性出发,研究山地城市隧道出口路段驾驶适宜性理论,对改良隧道设计、提高隧道安全性有重要意义。首先,通过对重庆市内隧道的实地调研和观测,分析了山地城市隧道出口路段的环境、道路与交通特征。在驾驶员视觉与心理特征分析的基础上,设计了隧道出口路段眼动试验。其次,采用Smart Eye Pro5.7型非侵入式眼动仪进行隧道路段及一般路段实车试验,采集了各路段的眼动数据,并利用手持式GIS数据采集器记录了各隧道出口路段的线形参数。以注视、扫视、眨眼及瞳孔直径表征驾驶员视觉特性,分析了各路段驾驶员视觉指标的变化,利用PERCLOS法对驾驶员警觉性水平进行评估,得到隧道出口半径的临界值为700m。通过驾驶员眼动参数的变化,结合隧道环境特征,确定隧道出口过渡段的长度为出口方向隧道内120m至隧道外160m。然后,为建立驾驶适宜性评价模型,引入可靠度理论并结合驾驶员眼动特性,提出驾驶员视觉特性指标与可靠度指标,进而得到表征驾驶适宜性的驾驶准确度指标,并将适宜性等级划分为5级。通过两种指标的拟合,建立驾驶适宜性评价模型,并提出了隧道出口路段的适宜性等级划分方法。最后,基于驾驶适宜性评价模型,从平曲线半径安全设计、出口段照明以及视觉环境三方面提出山地城市隧道出口路段的安全改善建议。本论文提出了山地城市隧道出口路段驾驶员视觉特性及驾驶适宜性的分析与评价方法,所得的规律与模型为隧道出口优化设计提供了理论基础,对提高隧道出口的安全性和通行效率,改善驾驶员的行车舒适度有一定的价值与意义。

关键词：山地城市隧道出口视觉特性驾驶适宜性可靠度理论

螺旋隧道出口段低温雨雪天气下行车稳定性研究

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螺旋隧道出口段低温雨雪天气下行车稳定性研究

作者：李纪亭长安大学

学位级别：硕士

随着国内高速公路建设重心逐渐向西部及偏远山区偏移,螺旋隧道数量也随之逐渐增加。低温条件下螺旋隧道所在区域雨雪天气多发,导致隧道出口段路面极易出现积水、积雪、结冰现象,驶出隧道车辆极易出现横向滑移等危险,对行驶稳定性产生较... 详细信息

随着国内高速公路建设重心逐渐向西部及偏远山区偏移,螺旋隧道数量也随之逐渐增加。低温条件下螺旋隧道所在区域雨雪天气多发,导致隧道出口段路面极易出现积水、积雪、结冰现象,驶出隧道车辆极易出现横向滑移等危险,对行驶稳定性产生较大影响。因此,判断车辆在低温雨雪天气下驶出隧道出口段出现失稳的工况,对螺旋隧道设计阶段参数取值及后期的安全运营具有重要意义。论文首先从车辆在隧道内行驶时的前大灯照射范围和隧道长度两个角度具体定义了螺旋隧道;基于隧道出口满足识别距离的原则,界定了螺旋隧道出口段长度。通过分析螺旋隧道路段车辆行驶时的横向稳定性和纵向稳定性,确定车辆行驶时在两个方向上保持稳定的临界条件。分析隧道路段事故数据统计资料,确定了隧道内事故高发区域:洞口内0m～110m的段落。收集国内各地区典型螺旋隧道所在区域近五年低温天气下的月平均气象数据,分析确定不同区域内螺旋隧道路段低温条件下的气候特征。从驾驶人、车辆、道路三个角度分析了低温雨雪天气对道路交通的影响机理,并进行摩擦系数实测试验,确定低温天气不同降雨强度和结冰状况下摩擦系数变化范围。采取模拟驾驶仿真实验方法分别进行了正常天气、低温雨天、低温雪天及路面结冰四种情况下的仿真实验。得到车辆在不同天气条件及路面状况下驶出螺旋隧道出口段时的稳定性变化规律及行驶失稳工况。将实验数据回归分析,得到车辆行驶稳定性与各影响因素之间的关系,为后续螺旋隧道出口段的相关研究工作提供了参考。使用层次分析法并结合仿真实验数据,对低温雨雪天气下螺旋隧道出口车辆行驶稳定性影响因素的重要性进行了排序。最后,以金家庄螺旋隧道为研究对象,检验该隧道低温雨雪天气下车辆驶出隧道出口时的稳定性,确定了车辆不能稳定驶离出口时的工况。

关键词：螺旋隧道隧道出口低温雨雪天气模拟驾驶行车稳定性横向偏移

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高速公路隧道出口防眩技术研究进展

公路 2014年第11期59卷 209-211页

作者：李然交通运输部科学研究院交通工程检测中心北京市100013

关键词：隧道出口眩光视觉行车安全

连续长下坡隧道出口与互通交通安全技术分析研究

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连续长下坡隧道出口与互通交通安全技术分析研究

作者：汪滔重庆交通大学

学位级别：硕士

本文结合“福宜高速公路连续长下坡特长隧道交通安全改善研究项目”,对连续长下坡隧道进行界定后,分析研究了隧道路段的交通事故特性,在此基础上对连续长下坡隧道出口段的交通标志位置和隧道出口与互通段最小间距进行了研究,同时也对连... 详细信息

本文结合“福宜高速公路连续长下坡特长隧道交通安全改善研究项目”,对连续长下坡隧道进行界定后,分析研究了隧道路段的交通事故特性,在此基础上对连续长下坡隧道出口段的交通标志位置和隧道出口与互通段最小间距进行了研究,同时也对连续长下坡出口与互通段的交通安全措施进行了研究。主要研究内容和结论如下:(1)本文分析了隧道路段交通事故的特征。隧道路段是死亡事故高发路段,晴天的事故率和致死率高,雨天和阴天次之;追尾和撞击固定物事故是隧道交通事故的主要表现形式,其特征是撞击固定物事故高发但致死率低,追尾事故高发且致死率高;隧道路段交通事故易发于节假日等出行高峰时期,白天隧道的交通事故易发于10时～17时,夜晚易发于21时～23时,夜晚事故率发生所持续时间比白天少。(2)通过模块化设计,建立了室内模拟试验平台,该平台能实现参数化定义,并能与多设备同时协作。(3)通过对交通标志室内试验的研究,得出交通标志位于隧道内时,反应时间最小为右行车且标志位于隧道正中顶部,平均反应时间为2.56s。反应时间最长为右行车且标志位于隧道左车道顶部,平均反应时间为3.18s;交通标志位于隧道外时,反应时间最小为右行车标志位于道路右侧,平均反应时间为2.05s。反应时间最长为右行车标志位于道路左侧,平均反应时间为2.44s。隧道内和隧道外的交通标志,反应时间都呈现同一规律。交通标志和行车道位于同侧时,反应时间较另侧短。分析认为,产生这种现象的原因不仅与驾驶员的注视点位置有关,还与交通规定和驾驶员驾驶习惯有关。隧道内交通标志的反应时间要大于隧道外,平均大0.6s。隧道内的交通标志宜设置在隧道正中顶部位置,隧道外的交通标志宜设置在道路右侧。(4)对连续长下坡隧道出口明适应时间进行了现场试验研究,试验表明,普通高速路段瞳孔直径变化比率正常波动范围为±5%;在隧道出口处,隧道内的瞳孔直径变化比率波动幅度大于隧道外,出隧道后瞳孔直径变化比率在短时间内进行恢复,随之稳定;隧道出口明适应时间主要集中在1～2.5s内,现场试验得到隧道出口的明适应时间均值为1.782s。(5)得到车速为80km/h时连续长下坡隧道出口与互通的最小间距。当交通指路标志在隧道内时,最小间距为348m;标志在隧道外时,最小间距为442m。在此基础上提出连续长下坡隧道出口与互通最小间距值,交通标志在隧道内时,最小间距取400m;标志在隧道外时,最小间距取500m。(6)结合连续长下坡隧道的特点,从交通安全技术措施和管理措施两方面对连续长下坡隧道出口与互通段提出了相应的交通安全措施,主要包括交通标志、标线的设置技术、车速的控制、隧道内外环境的适应、防撞、加强和规范车辆违规等的措施。

关键词：连续长下坡隧道高速公路交通标志反应时间隧道出口瞳孔直径变化比率互通最小间距交通安全措施