高速公路长隧道入口区段照明优化研究

摘要

高速公路隧道两端开口,中间封闭的特殊构造造成隧道内外交通环境的巨大差异,尤其是隧道出入口区段照明环境的突变,严重影响了驾驶人视觉对交通信息的正确感知。目前,国内隧道照明设计、施工参照的标准《隧道通风照明设计规范》,其中部分标准、规范是照搬国外照明标准,没有针对我国隧道特征以及驾驶人视觉适应特征进行深入的理论和实践研究,也没有针对白天、夜间不同情况进行区分,极易对驾驶人视觉造成严重明、暗适应问题,对隧道行车安全造成了严重的隐患和能源的浪费。因此,高速公路长隧道入口区段照明优化研究对安全行车和节能减排具有非常重要的意义。
　　通过对近年国内271例典型隧道交通事故进行系统整理和归纳总结,分析隧道入口区段交通事故空间和时间分布特征、驾驶人视觉明适应特性。根据驾驶人视觉适应机理,确定照明优化方案实验参数,采取南五台隧道入口区段实车实验方法,全程采集了驾驶人视觉特征参数-瞳孔面积数据、视觉适应时间数据、照度数据,并应用相关分析、回归分析等统计分析方法,分析得到驾驶人瞳孔面积随视觉适应时间变化函数模型,照度与隧道纵深的函数模型,最终得到驾驶人瞳孔面积随视觉适应时间与环境照度的数学模型,确定了隧道入口区段的照度参考值。
　　通过对隧道入口区段优化后照度参考值、优化前实际照度值和隧道照明规范要求照度值进行比较,分析得到:白天优化后照度参考值低于规范要求照度值,高于优化前实际照度值,能很好的满足驾驶人视觉认知需要,降低暗适应过程影响;夜间优化后照度参考值显著低于优化前实际照度值,远低于隧道照明规范要求照度值,优化后隧道入口区段照度设置能符合夜间隧道入口区段驾驶人视觉需要,减小驾驶人明适应过程不良影响,有利于行车安全并一定程度上达到节能减排的效果。
　　基于驾驶人视觉认知需要的隧道入口区段照明优化分析和建模方法,为隧道入口区段进行照明优化提供了理论基础,为后续隧道照明优化研究提供了重要的参考。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 问题的提出

1.3 国内外研究现状

1.4 研究内容和技术路线

第二章 高速公路隧道视觉环境特征及视觉特性基础理论

2.1 高速公路隧道交通环境特征

2.2 驾驶人视觉特征基础理论

2.3 隧道照明优化表征参数的确定

第三章 高速公路隧道实验与实验数据处理方法

3.1 实验目的与原理

3.2 实验方案设计

3.3 实验数据采集

3.4 实验流程

3.5 数据分析方法

第四章 实验数据分析与建模

4.1 瞳孔面积数据分析

4.2 照度数据分析

4.3 隧道入口端瞳孔面积随照度变化模型

4.4 驾驶人视觉适应模型

第五章 高速公路长隧道入口区段照明优化

5.1 隧道入口区段照明设计规范

5.2 隧道入口区段照明优化分析

5.3 白天隧道入口段照度优化及对比分析

5.4 夜间隧道入口区段照明优化及对比分析

结论与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢