基于视觉明暗适应变化规律的公路隧道洞口景观优化研究

发布时间：2017-04-15 18:23

  本文关键词：基于视觉明暗适应变化规律的公路隧道洞口景观优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：公路隧道作为公路建设路段上的一种两端开口、中间封闭的特殊管状构造物,必然会造成白天时段洞内比洞外照度低、夜间时段洞内比洞外照度高、洞内外照度始终有较大差异的交通安全问题,另外还伴有车辆行驶空间狭小受限、遇到火灾不易消防等很多可能严重影响交通安全的问题。司机在人、车、路和环境的交互环境中居于主导地位,司机作为汽车的唯一操纵者,同样也是公路交通环境的感受者和体验者,所以驾驶人必然是公路交通安全的主要因素之一。根据前人科研数据可知90%以上的交通事故都是由司机直接或间接造成的。司机都是通过感觉器官来获取的交通信息,这些交通信息中高达80%都是由视觉器官获取的,并且动态视觉信息占到了95%以上,由此可见最关键的交通信息是动态视觉信息,动态视觉信息是公路安全研究的基础,因此本论文重点研究公路隧道洞口景观对动态视觉特性的影响和洞口景观建设的优化有着非常重要的意义。人们依据色相、明度和纯度识别和区分色彩,它们是色彩的基本性质,所以被称为色彩三要素或色彩三属性,公路隧道洞口景观色彩的基本属性同样是色相、明度和纯度。根据对比隧道洞口景观不同时段的照片可以得出,公路隧道洞口景观最好的色彩辨识要素应该是明度。公路隧道入口段和隧道洞口外,环境变化突然,光线照度也发生显著改变,隧道内与隧道外的巨大差异必然造成驾驶员动态视觉发生巨大改变,动态视觉特征参数就能衡量这些变化,本论文选用瞳孔面积大小作为衡量驾驶员进入隧道过程中动态视觉舒适性的指标是最合适的。实验选用眼动仪来记录司机驶入隧道过程中动态视觉数据的变化,根据实验测得司机的瞳孔面积数据,分析得到白天不同时段驶入隧道洞口过程中司机动态视觉特征数据变化规律。根据不同时段的隧道实验可得到科研结果,晴天早晨和下午时段或阴天正午时段,洞口景观明度适中,色彩真实性和可视性最好,此时驾驶员驶入洞内过程中动态视觉舒适性最好,安全性也就最好;晴天正午时段洞口景观明度较高,色彩较为失真,此时驾驶员动态视觉舒适性比上一种情况差,瞳孔面积变化率有小范围波动;晴天傍晚,阴天早晨或下午时段,洞口景观明度很低,色彩失真,可视性较差,此时驾驶员动态视觉舒适性是最差的,瞳孔面积变化率有大范围波动,所以这种景观色彩明度条件下安全性是最差的。最后通过洞口外照明对不同明度的景观进行优化,不同明度的景观和明度对比卡的不同分格相对应。
【关键词】：隧道洞口 景观色彩 明度 视觉特征
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.25;U453.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.1.1 我国公路及公路隧道建设的发展状况9-10
• 1.1.2 问题的提出10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国外研究现状11-13
• 1.2.2 国内研究现状13-16
• 1.3 研究内容和技术路线16-18
• 1.3.1 研究内容16-17
• 1.3.2 研究技术路线17-18
• 第二章 公路隧道洞口景观色彩辨识要素选取18-29
• 2.1 公路隧道洞口景观色彩的分类及属性18-20
• 2.1.1 公路隧道洞口景观色彩的分类18
• 2.1.2 公路隧道洞口景观色彩的基本属性18-20
• 2.2 公路隧道洞口景观色彩的性质20-22
• 2.2.1 景观色彩的识别性20-21
• 2.2.2 景观色彩的诱目性21-22
• 2.2.3 景观色彩的视认性22
• 2.3 公路隧道洞口景观色彩辨识要素分析22-27
• 2.3.1 隧道洞门形式的分类22-23
• 2.3.2 国内隧道洞口设计现状23-24
• 2.3.3 隧道洞口景观对安全的影响24-25
• 2.3.4 隧道洞口景观色彩辨识要素的选取25-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 公路隧道环境特征与驾驶人视觉特征因素分析29-36
• 3.1 公路隧道交通环境特征29-30
• 3.2 驾驶人视觉特征基础理论30-33
• 3.2.1 视觉基础理论30-32
• 3.2.2 驾驶人视觉适应机理32-33
• 3.3 驾驶人视觉明暗适应表征参数33-35
• 3.3.1 驾驶人视觉特征参数-瞳孔面积33-34
• 3.3.2 隧道洞口景观指标参数-照度34-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第四章 公路隧道实车实验与建模分析36-57
• 4.1 驾驶人眼动仪试验基础理论36-38
• 4.1.1 驾驶员眼动的基本形式36-37
• 4.1.2 驾驶员眼动评价方法37-38
• 4.2 实验设备38-40
• 4.2.1 Smart Eye Pro5.7 型非侵入式眼动仪38-39
• 4.2.2 其他试验设备39-40
• 4.3 实验原理与实验方案设计40-41
• 4.3.1 实验原理40
• 4.3.2 实验方案设计40-41
• 4.4 隧道实车实验结果41-56
• 4.4.1 瞳孔面积数据分析方法41-44
• 4.4.2 洞口景观色彩明度对隧道驾驶舒适性的影响44-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 重庆慈母山隧道洞口景观优化57-67
• 5.1 隧道洞外照明的设计与优化57-64
• 5.1.1 道路照明方式的选择57-60
• 5.1.2 道路照明对路面照度的计算60-61
• 5.1.3 隧道洞口外照明对景观亮度的优化61-64
• 5.2 隧道洞口景观的优化64-65
• 5.2.1 利用植被降低隧道洞口亮度64
• 5.2.2 控制洞外景物的表面亮度64-65
• 5.3 本章小结65-67
• 第六章 结论与展望67-68
• 6.1 结论67
• 6.2 不足67
• 6.3 展望67-68
• 致谢68-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间取得的研究成果74

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本文编号：308997