按驾驶员瞳孔变化的隧道导行反光环色彩设置研究

为了研究隧道被动发光导行反光环(下简称隧道反光环)对驾驶员瞳孔变化的影响,利用UC-win/Road软件对隧道反光环进行仿真模拟,采集了8名驾驶员的瞳孔数据,定性分析了不同行车速度下,反光环色彩对其瞳孔面积变化率影响的规律,并构建了三者之间的趋势面拟合模型。最后,对行车速度、隧道反光环色彩进行了单因素敏感性分析。结果表明:黄色的隧道反光环对驾驶员瞳孔面积变化影响最大;行车速度与驾驶员瞳孔面积呈正相关,隧道反光环色彩值与之呈负相关;行车速度对驾驶员瞳孔面积变化的影响起着决定性的作用。     

基于驾驶模拟技术的隧道反光环设置间距综合效果分析

针对高速公路隧道新型交通安全设施反光环设置间距效果评估的问题,采用驾驶模拟技术,以微观驾驶行为数据为基础对反光环不同设置间距的有效性进行综合评估。选择3 500 m长度的隧道作为研究对象,构建基于虚拟现实技术和3D光环境技术的隧道驾驶模拟场景。选取33名驾驶经验丰富的被试人员完成驾驶模拟试验。从行为与视觉两个方面选取速度、速度标准差、加速度、加速度标准差、油门功效、瞳孔面积共6项评价指标,构建隧道反光环综合评估体系。从驾驶员的角度量化隧道内不同设置间距反光环的效果,并采用基于可拓学理论的物元评估模型进行综合评估。研究结果表明:隧道内不同间距的反光环对驾驶员的影响显著不同,反光环设置间距200 m时驾驶员的驾驶安全性、稳定性较好,心理舒紧张感较低。综合评估结果显示,设置300 m、400 m间距的反光环的安全性和舒适性较200 m间距的反光环的综合效果较差,因此隧道内设置反光环的最优间距为200 m。研究成果为新型交通安全设施在隧道中实际应用奠定了理论基础。     

高速公路隧道洞口景观色彩对驾驶员心率的影响

为了研究高速公路隧道洞口景观色彩对驾驶员心率的影响,利用3D-MAX软件对隧道洞口不同色彩进行仿真模拟,采集了10名驾驶员的心率数据,深入分析了红、黄、绿、灰等几种典型色彩对驾驶员心率的影响,并建立了隧道洞口景观色彩均值与驾驶员心率均值的关系模型。结果表明:在隧道洞口设置宽30 cm的红色时,驾驶员的心率增长幅度最大,设置同样宽度的黄色时,心率增长次之,但驾驶员心率增长量都在20%以内,不会导致驾驶员过度紧张;当隧道洞口设置绿色、灰色等暗色系色彩时,对驾驶员心率的影响不大。所以在隧道洞口设置适宜的色彩,能适当提升驾驶员的紧张感,减少交通事故的发生。     

基于驾驶员反应时间特性的特长隧道行车安全

为提高特长隧道行车安全水平,以驾驶员反应时间特性为研究目标,选取G65包茂高速武隆段的6条特长隧道为研究对象,利用自主研制的基于动态环境的反应时间测量平台,研究分析了距隧道入口距离,隧道平曲线线形、纵坡率以及行车车速对驾驶员反应时间特性影响规律;研究结果表明:1）相同行车条件下,对驾驶员反应时间特性影响较为显著的因素包括距隧道入口距离、隧道平曲线线形及行车车速,隧道纵坡率对其影响不显著;2）6条特长隧道的驾驶员反应时间沿距隧道入口距离呈先迅速减小,后缓慢增加的一个总体趋势,在距隧道入口750m附近达到最小值,接近隧道出口处时迅速增大;且隧道内行车时间越长,平均反应时间值及波动越大。3）平曲线线形为入口直线线形段、中间曲线+直线线形组合段、出口曲线线形段的平均反应时间及反应时间标准差相对较低,行车安全状况更佳;4）三种模拟车速下,驾驶员反应时间随行车车速的增大而减小。针对研究结论给出了以反应时间为控制目标的行车安全建议。     

基于Hoek-Brown强度准则的隧道围岩参数智能反分析

岩体力学参数的合理确定是隧道工程中一项基础性工作,也是隧道施工过程中存在的一个重要问题,直接关系到分析结果的正确性和可靠性,反分析作为一种可以较好地确定岩体力学参数的方法,在岩土工程领域得到广泛应用.本文基于Hoek-Brown强度准则,首先利用敏感性分析理论对Hoek-Brown准则中4个参数进行了敏感性分析,然后编制遗传-粒子群反分析程序进行隧道围岩物性参数的反分析.基于反演分析得到的围岩力学参数,对下一步施工产生的影响进行预测,取得了良好效果,验证了所提方法准确、可靠,具有一定的适用性.     

基于应力反分析技术的黄土隧道施工稳定性分析

在汉寨隧道工程施工中，通过现场监测隧道初期支护结构内力数据，采用隧道围岩参数反演分析的方法，优化了汉寨隧道的支护结构，指导了隧道的施工，增强了现场施工的可预见性，使施工始终处于可控状态，避免工程事故的发生，为工程施工提供科学指导。     

基于位移反分析的隧道二衬合理支护时机

二衬支护时机是否合理影响着隧道的稳定性,始终是隧道施工中讨论的热点问题。结合现场监控量测数据,通过3种回归函数的对比分析,确定了满足精度的回归曲线并预测围岩最终位移量,初步确定了二衬合理支护时机;结合黄金分割法与FLAC3D数值模拟软件,通过位移反分析法获得符合工程实际的围岩力学参数E,c值并代入FLAC3D中,基于3种二衬合理支护时机判定准则确定了支护时机;综合考虑回归分析与数值模拟计算结果,最终确定兴隆隧道Ⅲ级围岩段的二衬合理支护时机与施工安全距离。研究结果表明：双曲线函数回归精度最优,并根据函数曲线预测Ⅲ级围岩最终位移量为12.20 mm,初步确定在开挖后第20天施作二衬;通过围岩力学参数反演确定Ⅲ级围岩E=4.944 GPa,c=0.268 MPa为符合工程实际的围岩力学参数;通过数值模拟确定在开挖后第19天、距掌子面95 m时施作二衬满足变形速率和极限位移准则,在开挖后第18天、距掌子面90 m时施作二衬满足最小支护抗力准则。综合考虑三者的影响程度,最终确定兴隆隧道二衬合理支护时机为开挖后第18天,此时距掌子面90 m。     

大跨度公路隧道围岩长期稳定性反分析

为揭示大跨度隧道的围岩长期稳定性规律,采用理论分析与实测数据相结合的方法,推导了适宜的理论方程及经验公式,据现场监测数据,利用简化的几何及力学模型,进行围岩物性参数的反分析解析计算,据此,得出围岩的应力和位移分布规律,进行围岩长期稳定性分析。研究结果表明:所建立的解析计算方法简便、实用,可得出围岩处于稳定工作状态的结论,为现场隧道提供了有益参考。     

基于心率指标的隧道洞口景观色彩分析

为研究动态视觉下隧道洞口景观色彩对驾驶员心率指标的影响,应用3D-MAX软件对不同色彩及同一色彩不同速度的隧道洞口场景进行仿真模拟。采用PsyLAB生理记录仪记录10位驾驶员在不同场景下的心率数据,在此基础上分析了不同驾驶速度下隧道洞口景观色彩对驾驶员心率指标的影响,并建立了速度、色彩和心率三者之间的趋势面关系模型。结果表明,隧道洞口景观色彩值降低即色彩亮度提高,驾驶员心率均值将增大,能够提高驾驶者的注意力;相同色彩下,速度与驾驶员心率成正相关,即速度越快,驾驶员心率均值越大。     

基于视觉负荷的公路隧道进出口环境改善范围

在大量动视点行车实验的基础上,提出了以"瞳孔面积最大瞬态速度值"(MTPA)为视觉负荷评价指标.利用该指标对高速公路隧道进出口驾驶员视觉障碍与驾驶视觉舒适性及视觉负荷程度进行了相关分析,得出隧道进出口在白天、夜间不同限速条件下视觉环境应加强改善的范围,并提出了利用植物、照明加强及路面色彩等改善隧道进出口"黑洞"或"白洞"效应的措施.     

基于进化神经元算法的堡镇隧道软弱围岩施工弹塑性智能位移反分析

结合宜万铁路堡镇隧道的施工,将BP神经网络和遗传算法引入特长隧道软岩段的施工位移反分析,采用遗传算法自动搜索BP神经网络训练效果最优的参数,建立起反映围岩变形与岩体物理力学参数及初始地应力之间高度非线性、不确定的GA-BP智能模型,然后采用遗传算法在岩体物理力学参数和初始地应力取值范围内,搜索BP神经网络预测围岩变形与实测围岩变形最接近的参数组合,取得反演获得的岩体物理力学参数和初始地应力.从堡镇隧道应用结果来看,这种进化神经元算法反演结果可以满足隧道施工的需要,并为类似工程提供了借鉴.     

跨越运营地铁隧道超大基坑开挖的土体参数反分析

针对跨越运营地铁隧道的超大面积深基坑建立了大型三维有限元模型,并对基坑开挖引起的周边环境和隧道变形进行分析.根据工程的重要性和信息化施工的需要,利用施工过程的变形监测数据,使用单纯形法对其土体参数进行了反分析.根据编制的单纯形反分析程序和有限元方法计算得到了相关的土体参数,并预测了基坑开挖最终引起的隧道隆起量.结果表明,计算所得隧道隆起预测结果与实际监测数据较为接近.     

基于EPANET的桐梓隧道反坡排水设计和分析

为提高桐梓隧道反坡排水系统管道水力计算精度,确定排水管道流速和节点水压力分布及水头损失,模拟不同类型水泵组合和排水方式,基于EPANET建立桐梓隧道反坡排水模型,通过控制管道流速和末端水压力,实现对整个排水系统的设备选型和动态模拟.结果表明:与常规计算方法相比,EPANET隧道反坡排水模型在水力计算时考虑了实际高程及局部水头损失,总水头损失计算准确度提高50％以上,设计流速与实际流速一致,并能得出管网系统动水压力分布.可见EPANET可以对不同水泵组合模拟抽水分析,为隧道反坡排水设备选型和水力计算提供参考.     

基于交通技术监控设备的隧道交通安全管理方法研究

为预防城市隧道及公路隧道(以下统称隧道)交通事故,提高隧道交通安全,针对驾驶人在通行隧道的进入、经过和驶离过程中可能发生的交通安全违法行为,提出了基于交通技术监控设备的机动车、行人、非机动车交通安全违法行为管理办法,提出特长隧道、长隧道、中隧道及短隧道交通技术监控系统的设置方法,对管理驾驶人安全通行隧道和预防隧道交通事故有参考价值。     

基于驾驶视认需求的隧道入口段光环境研究

为实现安全舒适的隧道入口段光环境,从驾驶员视觉功能及需求出发,提出了基于驾驶安全视认的隧道入口段光环境评价方法.以色温5 700K、显色指数70的隧道入口段光环境为研究对象,对小客车驾驶员进行不同运行速度的实车视认试验,得到驾驶员动态视认特性规律;采用驾驶员驾驶过程中对小目标物的视认距离作为入口段光环境安全视认评价指标,应用MATLAB数学统计软件建立了不同运行速度下视认距离与入口段亮度折减系数定量逻辑关系模型;最终得到不同设计速度下能够满足驾驶视认需求的亮度折减系数阈值,与现行规范值相比略高.研究方法和结论可为实际隧道入口段光环境设置、监控及运行管理提供技术参考.     

基于视觉行为的长下坡路段彩色路面设置有效性研究

为研究高速公路彩色路面对驾驶员视觉行为的影响规律,采用Smart Eye Pro 5.7型非侵入式眼动仪记录了在彩色路面路段的驾驶员眼球运动数据,并选用瞳孔面积、XY视角、注视次数百分数、注视时间百分比、平均注视时间等眼动指标对数据进行分析。结果表明:彩色路面能够有效引起驾驶员的注意,但也影响了驾驶的舒适性。彩色路面会导致驾驶员对近处与远处的关注变换更为频繁。对于隧道出口同时又是转弯的彩色路面路段,驾驶员注意力分散,关注于弯道内侧,因此彩色路面设置的方式还有待改善。。     

基于红外视频的目标色彩分析研究

对黑暗环境中的目标进行监控,要借助红外视频摄像设备进行观察和采集.红外视频影像主要反映和体现目标及所在位置的背景向外界辐射出的能量的区别.文章通过阐述红外视频目标色彩分析的不同应用途径,对红外影像成像的主要特点进行分析,指出目标的大小、形状、姿势以及色彩灰度分布等属性共同构成了影像的信息,并且多种因素会对红外视频的目标色彩造成影响.文章对红外视频色彩分析流程进行了描述,对红外视频目标色彩分析处理技术进行了分析,对自适应阀值的确定进行了推算.以此,可以明显地分离出红外视频目标和背景的边缘色彩.     

基于弹塑性理论的软岩隧道最大变形量预测方法研究

软岩隧道支护时机选择和安全评价过程中,隧道边缘最大变形量是一个重要的参数。为了准确预测隧道边缘最大变形量,基于松动圈剪切滑移理论,利用Hoek-Brown准则推导得到最小支护应力,将其带入到隧道边缘位移公式中,得到圆形隧道边缘最大变形量的理论解。利用现有研究成果对所提出的计算方法进行验证,并探究远场应力、岩体力学参数对最大变形量的影响规律,分别利用现有数值模拟方法和所提算法对2条隧道最大变形量进行计算。结果表明：所提算法的误差均小于5%,证明了所提估算方法的合理性与准确性。最大变形量与远场应力呈现正相关,与单轴抗压强度、参数m_i呈现负相关。随着地质强度指标(GSI)的增加,敏感性均呈现减弱的趋势,当GSI较大时(超过40时),敏感性可近似忽略。最大变形量与弹性模量、泊松比呈负相关,随着地质强度指标GSI的增大,敏感性并未产生显著的改变。     

基于遗传算法和神经网络的隧道围岩位移智能反分析

基于正交试验设计和FLAC3D建立的学习样本以及测试样本,通过工程现场获取的围岩位移信息,用神经网络建立待反演参数与围岩位移之间潜在的映射关系。研究结果表明:利用该神经网络的仿真预测功能,结合遗传算法搜索反演参数的最优解,从而实现位移反分析;可将反演结果反馈于隧道支护结构的设计,实现隧道的信息化施工与设计。     

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.