基于驾驶员视觉适应性的隧道洞口减光构筑物研究

发布时间：2020-08-08 21:15

【摘要】：在我国经济飞速发展,综合国力不断提升的今天,我国交通建设事业也在蓬勃发展,随着我国交通建设事业中心的向西偏移,在山丘众多的西部地区,隧道成为公路翻山越岭的首选,然而,隧道由于其独特的行车环境,存在着“黑洞效应”、“白洞效应”、“墙效应”等不良现象,驾驶员在行车进出隧道的过程中,明显能感觉到视觉上的不适,甚至是视觉短暂失明,这使得隧道洞口段成为交通事故的多发地。与此同时,为解决隧道洞内外亮度差带来的问题,目前我国多采用在洞口段设置照明加强段的方式,但隧道照明加强段照明功率巨大,这为隧道带来了大量的后期运营费用,巨额的照明能耗不仅仅给公路运营部门带来了极大的经济负担,也造成了大量的能源消耗和环境污染。在强调持续发展、注重能效的今天,这一方式带来的巨大能源消耗与国家积极推行的绿色照明政策存在一定的矛盾,处理不好必将影响高速公路的可持续发展。减光构筑物作为一种经济有效的附属设施,能够有效延长驾驶员视觉适应的时间与空间,但目前国内外学者针对隧道洞口减光构筑物鲜有研究,在实际应用中也缺少成熟的原则与规范指导。因此本文针对隧道洞口减光构筑物,围绕驾驶员的视觉适应性、隧道行车安全性进行了进行了一系列的调研和试验。本文首先针对我国目前隧道照明现状进行了调研和统计,从安全性、经济性、舒适性三方面阐述了隧道洞口减光构筑物的设置意义,在国内外学者针对隧道减光构筑物的研究基础上,开展了驾驶员隧道行车视觉特性的调查,并针对设置有减光构筑物的实体隧道进行了实地调研,并进行了实体隧道行车实验,总结了目前隧道减光构筑物的设置不合理,缺少成熟理论和原则指导的问题。其次,建立了隧道减光构筑物和隧道入口段室内模型,利用眼动仪、无级调光灯具、光感计时器等仪器进行了基于驾驶员瞳孔直径变化和反应时间的室内模拟试验,分析计算得出贴合驾驶员视觉适应性曲线的减光构筑物亮度设置曲线。然后根据试验结果,结合现行隧道照明设置规范,提出了减光构筑物的使用原则和设置原则。最后根据其设置原则进行了隧道减光构筑物的经济性分析计算。通过本文的研究,在满足隧道行车安全舒适的条件下,提出了隧道减光构筑物的适用与设置原则,挖掘了隧道减光构筑物在解决隧道洞内外亮度差问题上的巨大应用潜力,为减光构筑物在公路隧道中的应用提供了科学、合理、有效的理论支撑。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U453.1;U491.254
【图文】：

遮阳棚,隧道洞口

减光措施减光措施是指在隧道洞口段设置构筑物来遮挡自然光，减小于环境亮度变化所带来的不良影响，除了具有节能和安全上驾驶人、美化隧道洞门的作用，其主要分为遮阳棚、遮光棚。指顶部封闭的构筑物，如图 2-2，其作用机理是利用顶部半光进行遮挡，不允许阳光直接投射在路面上。遮阳棚的优点要来自于顶部遮光材料，便于人为控制透光率，遮阳棚区段均匀度，同时其封闭的棚式结构可以遮挡雨雪，降低交通事道路的破坏，延长路基路面寿命。但遮阳棚也存在，对遮阳来的造价较高的缺点，除此之外，遮阳棚封闭的特点使得其、道路扬尘等，影响其减光能力，容易被污染且清洁不便，的存在，给隧道通风带来了压力，需要增加通风设施来改善

隧道洞口,植被,遮阳棚

图 2-1 隧道洞口植被减光措施图筑物减光措施物减光措施是指在隧道洞口段设置构筑物来遮挡自然光，减小车辆由于环境亮度变化所带来的不良影响，除了具有节能和安全上的作示驾驶人、美化隧道洞门的作用，其主要分为遮阳棚、遮光棚、通形式。棚是指顶部封闭的构筑物，如图 2-2，其作用机理是利用顶部半透明然光进行遮挡，不允许阳光直接投射在路面上。遮阳棚的优点在于主要来自于顶部遮光材料，便于人为控制透光率，遮阳棚区段路面度均匀度，同时其封闭的棚式结构可以遮挡雨雪，降低交通事故率对道路的破坏，延长路基路面寿命。但遮阳棚也存在，对遮阳材料带来的造价较高的缺点，除此之外，遮阳棚封闭的特点使得其容易叶、道路扬尘等，影响其减光能力，容易被污染且清洁不便，而且

棚洞,隧道洞口,构筑物,机理

重庆交通大学硕士学位论文光棚又可以称之为遮光格栅，如图 2-3，与遮阳棚不同的是，遮光棚是一敞开式结构形式的棚状构筑物，其允许自然光直接投射于路面上，其作要是利用结构之间镂空部分，使自然光照射在路面上。其特点是对材料，工程投资低，修筑难度小，运营维护要求低，能够很好的适应自然环不具有遮阳棚遮挡雨雪或附近植被落叶的作用，由于是利用格栅间距透减光，路面容易出现路面光照均匀度不够所带来的“斑马效应”。

【参考文献】