隧道群路段环境光照度与驾驶人瞳孔面积分析

为提高高速公路隧道群路段驾驶人行车安全,采用眼动仪等设备对被试驾驶人的瞳孔变化进行了试验研究,分析了隧道群环境光照度、隧道纵深与驾驶人瞳孔面积的相关关系;提出隧道群路段"6小段"划分方式,构建驾驶人瞳孔面积最大差值与隧道连接段长度之间的曲线模型.结果表明:隧道群路段驾驶人瞳孔面积与环境光照度呈指数变化关系,上游隧道出口视觉明适应水平及连接段长度是影响下游隧道及整个隧道群路段视觉适应的主要因素.最后,提出改善隧道群路段环境光照度的推荐值,建议当隧道间距小于50 m时,设置隧道连接段遮光棚或上游隧道照度渐变式出口;当隧道间距在50~100 m之间时,设置下游隧道照度渐变式进口.     

隧道群路段运行速度特性分析

以西安—汉中高速公路某隧道群路段的实测速度数据为基础,利用分车型的自由流速度累积曲线分析得出各观测点的运行速度,分析了隧道群路段运行速度的变化规律,重点分析了隧道长度、隧道不同位置及平纵线形变化对运行速度的影响。研究结果表明：不论大型车还是小型车,为了适应隧道内行车环境,在进入隧道时有约50m的减速过程,减速最大幅度大型车为4km/h,小型车为9km/h;隧道出口处速度高于入口处的速度,短隧道对隧道出入口的运行速度影响较大,隧道连接段的长度对运行速度也有明显影响,连接段长度对运行速度的影响比较大;平纵线形组合路段运行速度变化幅度大,小型车达到26km/h,大型车为7km/h;根据隧道群路段运行速度特性,可以有针对性的设置诱导标志,对交通流进行引导,以弥补隧道群线形设计的不足。     

基于驾驶员心率的高速公路纵坡路段驾驶舒适度评价

为了量化分析高速公路纵坡路段的驾驶舒适度,进行实车试验,采集驾驶员心生理数据、道路参数以及车辆运行速度数据。运用傅里叶变换转化驾驶员心率随机信号来研究心率变化的规律。采用偏相关分析,确定上、下坡路段影响驾驶员心率增长率的显著性因素。以交通工程学、人因工程学和心理学为基础,探究坡度和速度差对驾驶员心率增长率的影响,构建了基于心率增长率阈值的驾驶舒适度评价模型。研究结果表明：坡度、速度差与驾驶员心率增长率显著相关,而坡长与驾驶员心率增长呈弱相关;上坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%～32%之间,坡度对驾驶舒适度影响较大;下坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%～35%之间,速度差对驾驶舒适度影响较大。研究结果可为高速公路纵坡路段安全管理提供理论依据。     

特长隧道群出入口段驾驶员瞳孔大小变化规律

山区高速公路特长隧道群出入口段是行车风险较高的路段，隧道出入口段的“黑白洞效应”对驾驶员的视觉影响显著，为了研究该路段的驾驶员瞳孔大小随着与隧道洞口距离的变化情况，本文通过实车试验采集了10名男性驾驶员在雅康高速公路喇叭河隧道群路段行驶的瞳孔直径数据，分析了该隧道群路段各个隧道出入口的驾驶员瞳孔直径大小变化数据，采用统计检验和多元线性模型的方法得到了隧道群路段隧道出入口的驾驶员瞳孔直径预测模型。试验表明：在隧道群不同隧道的入口段，驾驶员瞳孔直径呈现后倾向“W形”波动趋势，在出口段则呈现后倾向“M形”波动趋势，在隧道前后的基本路段，驾驶员瞳孔直径处于2.8~3.5mm之间，适应隧道内暗环境后驾驶员瞳孔直径则维持在4.0mm~5.0mm之间。全覆盖设置遮光棚洞时，有利于短间距相邻隧道的平稳过渡，减小驾驶员明暗适应过程中心理负荷波动程度。     

北方林区冰雪路面平面线形驾驶员心电特性研究

我国北方林区由于地形复杂和森工企业自建道路等级较低等因素导致北方林区道路直线段长度短、平曲线半径小等特点,再加之冬季冰雪路面附着力小,制动与转向控制困难等因素的作用,从而使驾驶员行车时承受了很大的心理压力。进行了北方林区公路冰雪道路上6位驾驶员的心电实驾试验,分析了驾驶员在直线路段和曲线路段行驶时其心率的变化情况,得出了驾驶员在冰雪路面上行车时的心率增长率随直线段长度和平曲线半径大小的变化规律,并建立了直线段长度和平曲线半径与驾驶员心率增量的数学回归模型,为下一步研究驾驶员的心电指标变化规律提供理论参考。     

山区高桥隧比隧道段路面抗滑性能分析

为分析影响山区高速公路高桥隧比路段的路面抗滑性能影响因素与特性,从路面摩擦产生机理、路面抗滑性能影响因素和路面抗滑性能降低后对交通安全产生的影响等方面进行分析;根据对高速高桥隧比路段的隧道段路面技术状况进行调查与测量,分别从路面抗滑性能连续变化趋势、不同类型隧道抗滑性能特性和隧道路段路面抗滑性能特性方面做趋势图;对比了短、中、长与特长隧道路面抗滑性能的变化趋势稳定程度。结果表明:路面磨耗、路面污染和路面潮湿三个因素是使高桥隧比路段路面抗滑性能下降的主要因素。隧道群路段较普通路段路面抗滑性能较差,隧道群中不同隧道的路面抗滑性能差异较大,隧道与隧道连接段可能存在路面抗滑性能突变的现象,不利于行车安全。     

一种高速公路隧道交通流元胞自动机模型

针对高速公路隧道交通瓶颈,通过分析高速公路隧道区域通行环境特性,研究车辆行驶在高速公路隧道路段时的换车道、加速、减速等微观交通现象,在双车道元胞自动机模型STCA模型基础上,引入车辆速度控制条件和车道控制条件,提出了一种高速公路隧道交通瓶颈元胞自动机模型,分析了不同长度高速公路隧道对区域路段交通流的影响。研究结果表明：建立的模型能够模拟车辆在高速公路隧道区域的时空变化特征;高速公路隧道瓶颈会对紧邻瓶颈下游的特定长度路段的交通流产生缓冲作用;隧道路段区域的最大流量以及平均车速与无隧道路段区域相比,将会随着隧道长度的增加而逐渐降低。     

驾驶员心率变化与改扩建道路弯坡比和行车速度差关系

驾驶员的心理紧张程度会直接影响到行车安全,为了研究改扩建道路线形和行车速度差对驾驶员心率变化的影响,采用定量分析的方法,建立相关性模型.结果表明,在改扩建道路中,驾驶员心率增长率与行车速度差成正相关性,当行车速度差达到28 km·h~(-1)时,驾驶员处于紧张状态;驾驶员心率增长率与道路弯坡比成负相关性,弯坡比小于50 m·%~(-1)时,驾驶员处于紧张状态.在施工路段中增加限速标志和减速设施,适当增大路段的曲线半径,可有效提高行车安全.     

基于熵权物元模型的隧道-互通路段安全评价

为了评价山区高速公路隧道-互通路段的安全性,基于熵权物元评价模型,首先,选取9个评价指标,建立了隧道-互通路段的安全评价指标体系和评价标准;其次,对测定的各个评价指标数据合理取值后计算各评价指标的关联函数值,并且采用熵权法客观计算各评价指标权重;最后,通过赋权对隧道-互通路段的安全性进行分析。结果表明,该路段的安全性为"轻度危险"且更偏向于"安全边缘"一侧。隧道出口-渐变段起点的长度对其安全性影响最为明显,匝道内、隧道出口和连接段路面摩擦系数次之,隧道长度的影响最弱。     

基于心生理反应的山区高速公路线形安全分析

山区高速公路受地理环境限制呈现地形高差大、线性组合多等特点，其复杂的线形使驾驶人的心生理发生变化，行车风险增大。为提高山区高速公路的行车安全性，选取16名驾驶员在典型山区高速公路纵坡路段、平曲线路段和弯坡路段进行驾驶试验，结合驾驶模拟技术和计算机仿真技术采集心率、速度等参数，探究心率增长率与坡度、平曲线半径、线形组合指标、速度差和交通量之间的关系。结果显示：纵坡路段坡度＞3%时，在下坡速度差大于17.6 km·h-1、上坡速度差大于18.5 km·h-1条件下驾驶员心率增长率均超过舒适阈值，处于紧张状态；平曲线路段平曲线半径>0.65 km时，心率增长率处于舒适阈值范围内，平曲线半径<0.65 km时，心率增长率处于紧张阈值范围内；弯坡路段上坡方向线性组合指标大于6、速度差大于14.8 km·h-1，下坡方向线性组合指标大于4.7、速度差大于16 km·h-1时，驾驶员均处于紧张状态。建立道路线形安全评价模型，并通过实测数据对模型进行验证，为山区高速公路的交通安全建设与管理提供了理论依据。     

基于心生理反应的高速公路隧道入口安全

高速公路隧道入口由于光照强度变化,导致驾驶员行车时出现暂时失明而产生安全隐患,为了提高高速公路隧道口的行车安全性和驾驶舒适性。以交通工程学、高等数学、心生理学理论为基础,通过实车驾驶试验,检测驾驶员进隧道时的心生理反应参数、行车速度、光照强度和GPS数据,定性、定量分析高速公路隧道口距离与光照强度、速度、驾驶员心生理反应的相互关系,建立了隧道入口段多元回归安全评价模型。结果表明：驾驶员倾向减速驶入隧道,加速驶离隧道,心率随着速度的增大呈现不同幅度的增长;在隧道入口外3m至内20m照度变化最为明显,驾驶员的心率增长率随着照度的降低逐渐增大,在距隧道洞口内8m位置处心率增长率达到峰值,最大为31.95%,得到基于照度变化率的舒适性阈值为[5%,57%],为高速公路隧道口灯光参数设计和交通安全管理提供了理论参考依据。     

基于运行速度的特长公路隧道纵坡坡率对交通安全影响

关于运行速度的研究一直是交通安全学科研究的热点和焦点。然而,研究多以道路场景为研究对象,多关注于建立运行速度预测模型,少有以特长隧道为研究对象,并关注于纵坡坡率取值对交通安全的影响。论文通过实测6座特长隧道进、出洞口以及洞内各紧急停车带处共计46个断面处的车辆行驶车速,计算得到了小客车、中型车、大型车各纵坡坡率下的运行速度和平均速度。分析结果发现：1)大型车驾驶员对特长隧道纵坡坡率敏感界限约为±0.75%;2)特长隧道纵坡坡率下坡取值-1.45%~-1.95%、上坡取值0.5%能够减小中、大型车辆运行速度与平均速度之间的速度差,有利于特长隧道内的交通安全。该项研究可为特长隧道纵坡坡率的设计取值提供科学指导。     

高密度立交出入口车辆纵向运行特性

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明：入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升—平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。     

快速路入口区域车辆跟驰行为研究

快速路入口区域车辆跟驰行为及安全间距会受到汇入车辆影响。为了探索快速路入口区域车辆的跟驰行为,利用无人机在200m高空对快速路入口区域进行高空悬停定点拍摄,并利用Tracker软件提取了车辆速度、车辆横纵坐标、加速度等参数。采用跟驰距离、相对跟驰速度绝对值及跟驰片段长度指标对快速路入口区域车辆的跟驰行为进行判断,确定了快速路入口区域跟驰行为判定准则。在此基础上,对交通流变化、车道分布、入口形式对跟驰行为的影响进行对比分析。研究发现：快速路入口区域车辆跟驰距离均值为26m,车辆跟驰距离集中分布在15~28m；相对跟驰速度绝对值均值为0.75m/s,且90%车辆相对速度绝对值小于1m/s；车辆跟驰距离和后车跟驰速度随交通流增加逐渐减小；快速路最内侧车道车辆跟驰距离和跟驰速度大于中间车道；直接式入口的主线车辆跟驰距离和跟驰速度大于平行式入口。本文研究成果可为快速路入口区域跟驰行为参数标定及管控提供参考依据。     

基于驾驶仿真的海底隧道出入口段视觉减速标线有效性

为提高海底隧道出入口段行车安全性，研究海底隧道出入口段不同视觉减速标线方案下驾驶员视觉特征变化规律。本文共设置了6种视觉减速标线方案，对26名驾驶员进行了室内驾驶仿真实验，采集了车速、注视点占比、瞳孔直径和察觉距离等数据，通过分析和处理数据判断视觉减速标线的有效性，分别建立了海底隧道出入口段车速与驾驶员瞳孔直径的回归模型，在海底隧道入口段二者呈非线性关系；出口段二者呈线性关系。采用驾驶员问卷调查法对视觉减速标线有效性进行了验证。结果表明：在海底隧道出入口段共设置的6种视觉减速标线方案均对驾驶员视觉特征有显著影响；与其他标线方案相比，白色鱼刺形减速标线设置下驾驶员瞳孔直径、A区域注视点占比、察觉距离和错觉影响最大，有助于驾驶员主动降低车速、提前采取减速措施，保障行车安全。     

山区城市道路交叉口纵向减速标线影响

道路交通安全问题是一个受各种因素影响的复杂的系统问题,受不同的驾驶员特性、汽车性能、道路条件及环境之间的相互影响。对速度的分析应该从实际的行驶环境出发,结合车辆行驶轨迹和其他事故致因系统分析。本文通过实车试验的方法对设置纵向减速标线的山区城市道路交叉口路段和未设置标线的对比路段的交通流量、区间速度、驾驶员瞳孔指标和轨迹横向偏移量等试验数据进行采集,再结合山区城市道路交叉口处的交通特性和道路基本参数等数据,分析试验路段的交通流特性、驾驶员生理行为指标和轨迹规律。试验表明:在城市道路交叉口设置纵向减速标线后车辆在试验路段和对比路段的偏移量分布频率最大值42.62%和38.18%在（0.5,1]区间内;在山区城市道路交叉口段设置纵向减速标线可以提前警告驾驶员控制车速等有利的影响,提高交叉口行驶安全性。     

高速列车行驶速度对隧道壁面气动压力影响的数值模拟

壁面气动压力长期循环作用是高速铁路隧道衬砌掉块的重要诱因，为研究高速列车行驶速度对壁面气动压力基本特征的影响规律，采用三维数值仿真模拟对隧道典型位置(入口段、洞身段以及出口段)壁面气动压力进行研究。结果表明:列车车头经过使得监测横断面气动压力差异性增强，表现出显著的三维特征。隧道入口段气动压力三维特征主要受压缩空气所占体积大小以及与隧道入口之间距离的影响，气动压力三维特征随着进入隧道入口距离的增加而减弱，并逐渐向一维特征转变。列车车头驶入隧道入口后，车尾驶出隧道出口前，洞身段不同测点位置的气动压力正峰值主要受车头进入隧道入口诱发压缩波的影响，纵轴中断面测点气动压力负峰值与峰峰值大于洞口段。车尾驶出隧道出口后，出口段测点气动压力负峰值大于入口段，正峰值小于入口段。隧道出口段气动压力三维特征与入口段相似，但列车行驶速度以及测点与隧道出口之间距离对气动压力三维特征的影响机制更为复杂。     

基于安全视认的夜间公路隧道入口段光环境研究

为使驾驶员在夜间安全舒适驶入隧道,对驾驶员驾驶车辆从隧道外暗环境驶入隧道内明环境的照明需求进行了理论与试验研究.分析了夜间隧道入口段由暗到明的光环境变化与交通安全的关系.设计不同运行速度情况下的目标物视认试验,采集了隧道的光环境信息、驾驶员的视认信息与车辆的运行状态信息,并建立了视认距离与隧道内外亮度差的关系模型,计算出不同设计速度下夜间隧道入口段的亮度差阈值.