终南山隧道非充分动态照明环境特性分析

以隧道内的静态照明值作为进行隧道光环境设计的依据,并不能真正体现出驾驶员在行车状态下的动态视觉照明环境。通过对6条隧道(单向)的照明状况调查发现,隧道的实测照度均较大程度低于《规范》设计照度,这种照明环境称之为非充分照明环境。通过对终南山隧道的实测动态照明数据进行数理统计得出:终南山隧道内实际动态照明强度明显偏小,处于显著的非充分照明状态;隧道入口段动态照明受速度影响小,中间段和出口段受行车速度影响明显;车内外照度差随着速度的增加有增大的趋势。     

高速公路隧道环境对驾驶人视觉特性的影响

为了定量分析高速公路隧道对车辆行车安全的影响,采用Smart Eye眼动仪、照度计、五轮仪和行驶记录仪搭建了道路试验平台,选取长春—珲春高速路段双向共24个隧道分别进行了2次实车道路试验,对比分析了不同等级隧道对驾驶人瞳孔直径、注视特性和眨眼特性变化的影响。通过试验分析可知:在隧道环境下,驾驶人的瞳孔直径均值随着隧道长度的增加而增大来适应隧道的低照度环境;驾驶人平均注视时间随着隧道长度的增加而减小,平均注视次数增加,驾驶人逐渐适应隧道内低照度环境,视认难度降低;驾驶人的平均眨眼次数随着隧道长度的增加而增多,驾驶人逐渐适应隧道内低照度环境,注意力降低。通过对高速公路隧道环境对驾驶人视觉特性的影响的分析,可以为不同等级隧道照明装置以及交通指示装置的设定提供理论基础。     

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.     

高海拔公路隧道进口段驾驶人生理特征识别模型研究

为研究高海拔高速公路隧道进口段驾驶人生理特征变化规律及主要影响因素,提高高海拔隧道进口段行车安全性,首先,按照刺激因素对驾驶人生理特征的影响程度将高海拔高速公路隧道进口段划分为L₁、L₂、L₃,以心率表征驾驶人生理特征,并分别选取车辆距隧道口距离、隧道内照度作为驶入隧道前、后的影响因子;其次,通过实车等效试验,获取车辆位置信息、驾驶人在不同速度下的心率及隧道内照度数据;最后,运用数理统计对比分析了驾驶人在不同路段以不同车速行驶时心率指标的变化规律及差异性,并分别建立了不同车速下驾驶人心率与车辆距隧道口距离(L₁+L₂段)、心率与照度(L₃段)间的回归模型,以探索外部因素对驾驶人生理特征变化的影响程度。结果表明,不同行驶阶段,驾驶人心率存在显著差异,且驾驶人在驶入隧道前400 m至驶入隧道后350 m心率变化最明显;进入隧道前、后,在考虑了初始车速、车辆距隧道口距离与初始车速、照度等因素后,所建立的回归模型为三次曲线模型,且拟合度均较高;不同初始车速下,驾驶...     

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.      

基于照明区段优化的隧道彩色路面长度计算

为减少彩色路面环境下隧道照明能耗,提高驾驶舒适性,给出照明区段及路面颜色划分方法。进而通过E-prime模拟和摆值测试,分别研究反应时间和纵向摩阻系数,在此基础上,提出基于停车视距的入口段彩色路面长度公式。然后利用DIALux软件生成仿真隧道行车视频,并通过该视频的驾驶眼动实验,建立基于趋势面拟合的瞳孔面积模型,提出基于瞳孔面积变化速率的衔接段彩色路面长度公式,从而得出基于照明区段优化的隧道彩色路面长度计算方法。最后以福建省某隧道为例进行成果试算和验证。验证结果表明:在满足照明区段的亮度需求时,与现状方案相比,优化方案的照明能耗达8.15 kW,降低了1.28 k W。本文研究成果可优化隧道彩色路面设计和施工,进而有助于优化照明灯具布置,实现节能减排。     

基于虚拟现实技术的隧道内光源色温对 司驾安全的影响

基于虚拟现实（VR）技术建立公路隧道内环境智能辅助决策系统，在不同色温的主灯照明下进行驾驶模拟试验，构建注意力增长率和光源色温之间的度量模型，并给出反应时间的分布规律。结果表明：在隧道入口和出口处，驾驶人的注意力增长率较高，行驶约1 200 m时驾驶人注意力达到最低值；不同的光源色温对驾驶人注意力影响差异显著，色温约6 300 K时最利于注意力的集中；低色温下（2 000~ 4 000 K）驾驶人对事故的反应时间约为0.78 s，而中高色温下（5 000~8 000 K）驾驶人对事故的反应时间约为0.58 s。     

越江越海隧道入口处自发光标线应用效果

针对越江越海隧道入口处事故多发问题,提出了一种基于自发光标线的改善策略。采用实车试验研究不同光环境下自发光标线的视认性能,以此验证自发光标线代替普通标线的可行性,并探究不同亮度与颜色之间的差异;构建越江越海隧道入口段三维场景进行驾驶模拟试验,分析驾驶人在不同场景下的驾驶行为与主观感受,以此验证自发光标线设置于越江越海隧道入口段的应用效果。试验结果表明：在环境照度大于50 000 lx时,与280、2 500 cd/m²相比,亮度为1 500 cd/m²的自发光标线视认性能最佳,其视认距离均值与普通标线接近,最高可达89 m;与黄色和白色相比,橙色自发光标线在视认性与舒适度方面均表现更好。在环境照度小于100 lx时,不同色温及亮度的自发光标线相较普通标线均可提升20 m以上的视认距离。此外,亮度对舒适度影响显著,其中280 cd/m²表现最佳,而色温对舒适度影响不显著。相较于普通标线场景,自发光标线场景中车辆的车道保持性能更佳,行驶车速降低5～20 km/h。通过自发光标线的提前警示,驾驶人刹车踩踏频率、最大刹车力度与持...     

对公路隧道照明安全设计的探讨

本文介绍了隧道照明设计时保证行车安全所应考虑的几个因素,并应用于工程实例中,提出了该隧道入口段照明和烟雾设计浓度的控制指标,对其他公路隧道照明的安全设计有一定参考意义。     

海底隧道出入口段驾驶人眼动特征分析与建模

为海底隧道交通安全运营管理提供依据,研究海底隧道出入口段驾驶人眼动特征变化规律.选取了26名驾驶员在交通状况相近的非高峰时段进行海底隧道实车试验.利用Facelab 5.0眼动仪和照度计采集真实交通状态下海底隧道照度及驾驶人眼动特征指标.基于实测数据,分析了海底隧道出入口段驾驶人眼动特征及车速的变化规律,探讨了眼睑闭合度、眨眼频率、注视时长、车速与照度和坡度之间的关系,并建立了相应回归数学模型.研究结果表明:驾驶人驾车通过海底隧道出入口段时,受照度和坡度变化影响,眼睑闭合度和眨眼频率明显降低;受照度变化影响,注视时长增加,视认难度增加,注意力集中;不同照度及纵坡下车速保持能力存在差异性,平均车速受照度及纵坡坡度影响较大,车速呈现下降-上升-趋于平缓-下降-上升的规律.     

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。     

Simulating Human Visual Perception in Nighttime Illumination

This paper presents an image-based algorithm for simulating the visual adaptation of the human visual system to various illuminations,especially in dark nighttime conditions.The human visual system exhibits different characteristics depending on the illumination intensity,with photopic vision in bright conditions,scotopic vision in dark conditions,and mesopic vision between these two.A computational model is designed to simulate multiple features of mesopic vision and scotopic vision,including the chromaticity change,luminance change,and visual acuity loss.The system uses a source image under bright illumination as input.Then assuming that the viewer has already adapted to the new conditions,the color spectrum of the input image is reconstructed to replace the source with modifications of the chromaticity and the luminance of the relighted scene.A bilateral filter is used to simulate the visual acuity loss.The model parameters have clear physical meanings and can be obtained from experimental data to achieve realistic results.The algorithm can be used not only for visual perception simulation,but also as a day-for-night tool to produce realistic nighttime images from daytime images.     

基于PLC的城市道路照明节能控制系统设计

针对目前我国大多数城市道路照明电能浪费巨大的问题,提出了城市道路照明系统结构和节能控制方案,采用CPU-226PLC、EM235和RY-G光照传感器等设备设计了硬件电路,并根据路灯在光照度和时间协同作用条件下设计了PLC控制程序,实验表明该设计能够很好地实现城市道路照明路灯的节能控制,能够为城市道路照明提供一种可行的节能方案.     

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,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2.8～3.5 mm,适应隧道内暗环境后驾驶员瞳孔直径则维持在4.0～5.0 mm。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,减小了驾驶员明暗适应过程中心理负荷波动程度。     

驾车接近隧道过程中驾驶员的适应亮度变化规律

在驾车接近隧道过程中,驾驶员的适应亮度随视野内景物的变化而变化。基于驾驶员视觉适应进行隧道照明设计需要掌握驾驶员在接近隧道过程中适应亮度的变化规律,为此,以4座隧道为测试对象,对驾驶员在不同时段驾车接近隧道过程中距隧道一个停车视距内不同位置处的适应亮度进行了实测研究。结果发现,驾驶员在不同测试时段接近同一隧道过程中,其适应亮度变化规律基本相似;驾驶员在接近隧道的过程中,适应亮度逐渐降低,但其适应亮度的降低不是线性的,从驾驶员距隧道洞口20~30m开始,适应亮度下降的速率变大。     

基于辨识效果的地下车库照明质量评价指标研究

为了保证在地下车库光环境中快速识别他人行为并做出反应,提高使用者的舒适感与安全感,针对目前车库照明标准中评价指标的不足,采用实测与主观评价相结合的实验方法,对重庆大学B区地下车库光环境进行了调研。对实测数据与评价结果进行分析,运用Facereader软件进行验证,参考国内外室外照明相关标准值,从辨识行人效果的角度,提出了半柱面照度是评价车库照明质量的重要指标,完善了立体感评价指标的适用范围,建议地下车库设计中应考虑半柱面照度与立体感指标,且半柱面照度应不小于6.5 lx,立体感指标应不小于0.75的标准值,以达到基于舒适感与安全感的防侵犯照明。该研究成果也对类似的昏暗室内公共空间的照明质量评价具有重要的借鉴意义。     

一种支持向量机和数字图像相结合的能见度检测算法

提出一种数字图像处理和支持向量机相结合的道路能见度检测算法,针对白天和夜晚建立不同能见度检测模型.对于白天的能见度检测,通过暗通道先验原理提取场景的全局透射率,进一步计算韦伯对比度特征值和图像能量梯度值等作为支持向量机的输入,训练得到白天能见度模型;对于夜晚的能见度检测,提取明度与对比度关系值(POLC),图像的功率谱和全局梯度值作为支持向量机的输入,训练夜晚能见度检测模型.检测结果表明,该算法较好地满足了人眼视觉特性,准确度高,可应用于智能交通和辅助驾驶等领域.     

曲线路段涵长及洞口斜交角的计算

在涵长基本公式的基础上,详细分析了公式中各参数在曲线路段中的计算方法．分析中发现,涵长与洞口斜交角有关,提出了用迭代法计算洞口斜交角的方法和相关公式．在分析缓和曲线路段涵长计算方法中,给出了路基内外边缘线和涵轴线方程．通过解析法计算了各所需参数,与直线路段相比曲线路段涵长计算工作量较大,宜采用计算机辅助计算．提出的曲线路段涵长公式为电算编程提供了依据．     

一种光照条件自判断的夜间灰度图像增强算法

借鉴双直方图均衡(BBHE)和图像分割的思想,对夜间灰度图像进行光照条件自判断的增强研究,对光照条件较好、光照条件较差和光照条件较差但存在少数极亮区域的图像分别采用不同的方法进行增强处理.实验结果表明:所提算法可以突出夜间灰度图像暗处的细节,增大图像的对比度,并有效解决增强后图像整体亮度过高的问题,具有较强的普适性.