公路隧道入口“黑洞”效应的数值表征与遮阳棚光环境设计方法

发布时间：2020-05-07 22:05

【摘要】：晴朗白天公路隧道入口的“黑洞”效应极大加剧了驾驶人的生、心理负担,诱发的高事故风险长期困扰公众的安全出行。当前公路隧道入口遮阳棚较少、型式多、长度不一,经验设计成分大,已有研究难以支撑其渐低光环境的科学设计。开展隧道入口“黑洞”效应的数值表征研究,进而提出遮阳棚的光环境设计方法,对于降低甚至消除隧道入口“黑洞”效应对行车安全的严重影响具有重要意义。本文以隧道入口“黑洞”效应中驾驶人的明暗直接感受指标——视点照度为基础,进行不同地区高速公路隧道入口“黑洞”效应感受的实车试验,利用照度计实测驾驶人在通过隧道入口时的视点照度变化并记录其视觉感受程度,依据相邻比值模型获得不同视觉感受等级下的分类结果,采用模糊K-均值算法得到驾驶人视觉感受的分级阈值,揭示了驾驶人明暗感受分级与照度变化的本质内涵;基于优选的Ecotect Analysis光环境仿真技术构建遮阳棚及其相连的隧道模型,分析不同视点照度水平、控制速度条件下4/6车道隧道入口视点照度变化,提出了隧道入口遮阳棚的设置条件;将遮阳棚2倍理论最小长度结合分段最大长度确定其初始长度,分别对该长度下不同遮阳材料透光参数组合的遮阳棚进行全长范围内视点位置处的照度数值仿真,基于驾驶人视觉舒适的照度变化指标,得到不同视点照度水平、控制速度条件下的遮阳棚长度及遮阳材料透光参数组合推荐值,提出了“分段单一、整体组合”式遮阳棚的渐低光环境的设计方法。分别以实体工程4/6车道公路隧道入口为对象,分别通过参照法及光环境仿真方法,确定其遮阳棚长度及遮阳材料透光参数的组合方式,研究成果可为公路隧道入口遮阳棚的设置提供科学的理论基础和方法支撑,有助于从根本上消除隧道入口“黑洞”效应现象,可望实现公路隧道运营安全。
【图文】：

近10年公路隧道增长趋势

减光材料组合方式
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP391.41;U453.1

【参考文献】

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本文编号：2653615