考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法

驾驶员的视觉适应过程直接影响交通安全。为考虑驾驶员的视觉适应过程,在确定公路隧道入口段亮度时,通过实测得到驾驶员驾车进入隧道过程中的瞳孔大小变化数据,建立了描述驾驶员驾车进入隧道过程中瞳孔面积变化速率最大值与各相关参数之间关系的数学模型。以驾驶员不发生视觉障碍的瞳孔面积变化临界速率为基准,计算得到了驾驶员瞳孔面积变化达到临界速率时,隧道入口段的最低亮度,分析了隧道入口段所需最低亮度与洞外亮度之间的关系,通过回归分析建立了隧道入口段亮度与洞外亮度之间关系的数学模型,得到了考虑驾驶员视觉适应的公路隧道入口段亮度确定方法。     

高速公路隧道进出口视觉适应实验

高速公路隧道进出口亮度的急剧变化,直接影响驾驶行为,甚至导致交通事故.利用照度仪、加速度采集仪、EMR-8B眼动仪等设备,通过对隧道进出口驾驶员的瞳孔变化等进行大量行车实验和分析证明,隧道内距进出口50 m范围,驾驶员瞳孔面积与隧道进出口照度成幂函数关系,驾驶员瞳孔面积变化速度可作为隧道进出口的行车安全评价指标.统计分析表明,基于行车安全的驾驶员瞳孔面积变化临界速度在-6 mm2s-1到4 mm2s-1之间,研究还得出了基于视觉适应的隧道进出口照明公式.     

隧道反光环设置间距对驾驶员视觉的影响研究

从驾驶员动态视觉角度出发,应用UC-win/Road仿真软件对多种隧道反光环间距设置方案进行仿真模拟,并利用Tobii眼动仪对多名驾驶员展开仿真模拟实验。根据实验数据定性分析了不同行车速度下,反光环间距对驾驶员瞳孔面积及其变化率的影响变化关系,并利用Matlab中的rstool函数构建了速度、反光环间距及驾驶员瞳孔面积三者之间的趋势面模型。研究结果表明,行车速度与驾驶员瞳孔面积呈正相关,隧道反光环间距值与驾驶员瞳孔面积值呈负相关;并根据驾驶员心理状态与其瞳孔面积变化率的关系,得到不同行车速度下隧道反光环间距对驾驶员心理状态影响情况表;根据此表及驾驶员心理紧张状态与行车安全的关系,提出了不同速度下隧道反光环间距设置情况推荐值。     

干线公路上车速对驾驶员注视行为的影响研究

视觉系统是驾驶员获取外界信息最重要的通道.通过实地调查和采用眼动仪进行野外试验,对驾驶员的注视行为进行分析.记录行车过程中随着车速的增加,驾驶员认读标志时注视标志的次数和认读时间的变化,同时记录驾驶员对认读标志的注视持续时间变化.采用BHS6型眼动仪自带的分析程序EyeNal Analysis Software,对试验...     

高速公路长隧道夜间出口照明优化研究

我国现行隧道通风照明标准中,关于高速公路长隧道夜间出口段照明设计存在缺失,而上述问题对于行车安全和节能减排具有重要意义.为使高速公路长隧道出口段照明适合驾驶人需求,选用11名驾驶人进行夜间隧道实际行车试验.以眼动仪记录驾驶人瞳孔面积实时变化参数,照度计测量不同点的环境照度,非接触式五轮仪测量行车速度.运用多元曲面回归分析方法,获得瞳孔面积随照度和适应时间变化的规律,并建立量化模型.研究表明：现有隧道夜间出口段照度过高,与驾驶人实际需求差异大,造成驾驶人严重的暗适应问题;该段的照度值应按驾驶人需求进行优化,逐渐降低洞内照度并在出口外增设照度逐渐降低的照明设施.计算列举了出口段不同位置具体照度值,以减弱暗适应对行车的影响.     

隧道口减光罩路段视觉适应性分析

为研究减光罩设置对隧道口光环境及进出隧道口时驾驶视觉安全的影响,基于隧道口减光罩等比例微缩模型仿真及驾驶模拟实验平台构建进出隧道口路段驾驶环境,利用眼动仪测量驾驶员在进出隧道口时瞳孔面积变化速度,对驾驶视觉安全进行评价。对比无减光罩实验结果表明:有减光罩条件下,进出隧道口路段光环境变化相对平缓,有效降低了"黑白洞效应";驾驶员进出隧道口路段瞳孔面积变化速度减小,且驾驶员瞳孔面积变化速度最大值与其持续时间均低于临界值,有效减少光环境突变造成的视觉安全问题。     

双车道公路不同线形组合路段划分标准研究

针对驾驶员驾驶安全舒适性特性,以我国双车道公路不同线形组合路段划分标准为研究对象,引入驾驶员驾驶工作负荷理论和驾驶工作负荷度计算模型,通过对驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度条件下的动态驾驶试验方案设计,采集了36名驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度上行车时的运行速度和心电指标数据;在此基础上通过驾驶员在驾驶过程中眼动视频的分析处理,得到小客车和大货车驾驶员在双车道公路不同平曲线半径和纵坡坡度线形、自由流条件下行驶时的驾驶工作负荷度变化规律,发现不同的平曲线半径和纵坡坡度对驾驶员驾驶工作负荷度的影响不同,并确定了满足驾驶安全舒适性的平曲线半径和纵坡坡度划分阈值,最终提出了基于驾驶工作负荷度的双车道公路不同线形组合路段划分标准.     

红外TV法眼动测量系统及实现

文中对基于红外电视法的眼动仪原理及实现做了详细的研究,详细讨论了瞳孔中心位置坐标的提取算法及ＡＳＩＣ实现,眼动仪的实时眼动测量的标定与显示,由瞳孔中心位置确定眼睛实际注点的标定算法,并对眼动仪的系统性能进行了分析。     

基于眼动仪的基础A形裙波点图视觉评价研究

针对波点图案在服装视觉评价中存在主观评价不准确、难与客观评价相联系的情况,以基础A形裙为波点图案的载体,结合眼动仪与问卷调研用于该图案的评价。以波点疏密变化(A)、大小变化(B)、大小与疏密同时变化(C)为3因素设计了22款波点裙,分别对其进行客观眼动追踪实验与主观喜好问卷调研分析得出最受关注的图案。对不同因素变化的波点裙进行主客观的相关性分析,结果显示:在波点图案的A、B、C 3要素变化时,客观注视时间与主观喜好的相关系数分别为0.901、0.923、0.869;客观注视点数与主观喜好的相关系数均大于0.9。高度的相关一致性说明使用眼动仪可建立主客观评价的联系,能使波点图案更好地运用于服装设计。     

隧道群不同间距对驾驶人视觉特性影响研究

为研究隧道群不同间距对驾驶人视觉特性的影响，选取了5个不同间距的隧道群路段进行实车试验，采集了28名驾驶人的眼动数据.采用瞳孔面积变化率、瞬时瞳孔面积变化速度、注视点一步转移概率矩阵等指标，分别从驾驶人视觉适应性、视觉舒适性和注视点转移规律3个方面对比分析了不同间距影响下视觉特性的差异.试验结果表明：驾驶人在隧道群不同间距路段的视觉特性变化规律存在一定共性，但隧道间距显著影响驾驶人视觉特性.随着隧道间距增大，瞳孔面积变化率分布区间范围逐渐减小，由区间范围为-70%～50%减小至区间范围为-40%～0%,且瞳孔面积变化率变化趋势趋于平稳；瞬时瞳孔面积变化速度总体呈现先上升、后倾向“M形”平稳波动、再上升的趋势，上升的突变点集中在上、下游隧道洞口处，极值点在上游隧道外20～30 m处和下游隧道内30～50 m处，且下游隧道入口段对驾驶人的视觉舒适性影响较大；驾驶人在隧道群连接段的注视点主要集中在道路近前方区域和后视镜区域而无法分散至道路其他区域，且隧道间距较小时，对于其他区域的“重复注视”的概率小于10%.研究成果可以为隧道群连接段安全设施设计及交通组织设计提供一定的理论参考依据.     

高寒地区铁路隧道复杂衬砌结构最优浇筑长度数值分析研究

以某高寒地区铁路隧道进口段作为研究对象,利用Midas/GTS有限元软件基于Morh-Coulomb的理想弹塑性模型和线弹性模型对铁路隧道衬砌进行数值模拟,明确极端温度荷载作用对隧道各层衬砌的影响,并探究出本铁路隧道衬砌的最优浇筑分段尺寸.通过对在-30℃~30℃,温度差为60℃温度荷载作用下的不同分段长度隧道衬砌数值分析,得出:(1)不同分段长度的隧道衬砌沿纵深方向位移变化不大;不同部位的衬砌位移变化呈现出随着隧道衬砌分段长度增大而变大的规律.(2)由于隔热层在温度变化中起到巨大的作用,明显降低了环境温度对隧道衬砌变形的影响.(3)隧道衬砌分段长度变化对应力大小分布有显著影响:不同部位的衬砌应力大小分布呈现出随着隧道衬砌分段长度增大而变大的规律.(4)通过数值模拟计算得出针对本工程在极端温度荷载作用下最优衬砌分段长度为6m.     

桩基础承载过程对近距离地铁隧道影响机制分析

为更好地了解桩基础承载过程对已建成隧道的长期影响,通过改进离心场桩基加载装置和试验监测设备进行离心试验,分析桩基础承载过程对邻近已有隧道的变形及受力影响,在试验中考虑了参数变化(不同桩顶荷载以及桩基础与隧道结构净距)因素,并基于试验结果对桩-土-隧道之间的相互作用进行了探讨.结果表明:承载桩基会引发临近地铁隧道结构变形,且以沉降变形为主,隧道截面影响区域横向变小,纵向变大;相对于隧道双侧存在承载桩基础,单侧桩基础荷载造成隧道所受弯矩分布向桩基础方向发生明显偏转,隧道结构向桩基础方向产生一定扭曲;桩基础承载所致附加应力会在隧道结构体产生应力集中效应,隧道拱腰部位是桩基受荷所引发土体附加荷载主要承受区;隧道结构会在承载桩周所产生的附加应力场中产生加筋阻拦效应,明显缓释桩周摩阻力在相同位置处的传递,桩顶荷载越大,缓释的程度越明显.     

小净距盾构隧道施工管片附加应力监测与分析

为了研究在小净距隧道施工过程中新建隧道对先行隧道内力的影响,本文通过实际工程现场监测数据,总结了先行隧道管片附加内力大小及变化规律.采用振弦式表面应变计和频率读数仪对北京地铁某区间先行隧道管片环向和纵向的附加应力进行了现场监测,给出了环向附加应力和纵向附加应力历时变化曲线,并对不同测点附加应力在历时变化中最大值及稳定值进行了比较分析.监测结果表明:环向应力为压应力,其量值比纵向应力的量值大,且水平直径处受力最大,最大值达12.77 MPa.所得结论定量评价了小净距盾构隧道施工相互影响程度,为盾构隧道设计施工监测提供参考依据.     

不同车速下驾驶员变换车道前视行为特征规律

为探究不同车速下驾驶员视觉行为规律,进行了驾驶员变换车道实车试验。分别采集城市交通和环城高速公路下的驾驶员眼动信息、车辆状态以及道路环境信息等,从视觉搜索广度、换道前预瞄距离、视线转移概率等多角度综合归纳驾驶员在不同车速下变换车道过程的眼动规律。揭示了驾驶员在复杂的交通环境中的前视行为变化规律,为完善考虑真实驾驶员视觉特征变化的换道辅助驾驶系统提供了理论依据。     

隧道开挖对邻近土体位移影响的数值分析

在城市修建地铁的过程中,隧道洞口开挖会不可避免地对隧道洞口周围的土体产生影响。采用有限差分软件FLAC3D来分析由于隧道开挖而引起的土体位移。在数值模型中,假设衬砌为线弹性材料;而土体则是由Mohr--Coulomb破坏准则控制的弹塑性材料。将采用有限差分软件计算得到的土体位移结果同采用解析法以及经验法得到的位移结果进行对比。并结合不同土层刚度以及衬砌刚度的情况,来分析以上两个因素对土体位移的影响。经过分析得到的结果表明：（1）通过有限差分软件计算得到的地表土体沉降曲线能够与采用解析法以及经验法得到的沉降曲线很好的吻合,但是采用数值方法得到的沉降曲线相对较宽并且较浅。（2）在上软下硬土层中,地表土体的最大沉降值将变大而沉降曲线将变窄;而在上硬下软土层中,地表土体的最大沉降值将变小而沉降曲线将变宽。（3）随着衬砌刚度的增大,土体的位移将会减小。     

影响人眼视觉质量的光学因素

人眼作为一种光学器官,存在着一些光学缺陷。从物理学的角度,分析了小瞳孔的衍射效应、眼球光学系统的像差、瞳孔尺寸、照明度和光学散射等对人眼视觉质量的影响,重点分析了由眼球的屈光介质引入的光学像差对人眼视觉质量的影响。对于平常人眼,影响视网膜的成像质量主要受波前像差和衍射的综合作用影响。瞳孔变大时,衍射效应逐渐减弱。人眼的光学像差是影响人类视觉效果的主要因素。就各种不同光学像差性质而言,眼睛成像质量的最大缺陷是球面像差和色像差。     

曲线盾构隧道掘进地表沉降计算模型研究

盾构隧道掘进过程中产生的地层损失和施工荷载是引起地表沉降的主要因素,曲线盾构隧道的非对称性使得掘进引起地表沉降规律更加复杂。基于直线盾构隧道掘进引起地表沉降的研究成果,考虑实际工程中隧道会由于自重而沉降到土体边界底部和曲线盾构隧道地层损失的非对称特征,建立了曲线盾构隧道掘进引起地表沉降的地层损失模型,同时将建立的模型与已有曲线隧道地层损失模型进行对比研究。结果表明:本文建立的地层损失模型引起的地表沉降变形值更大,受转弯半径的大小影响,当隧道转弯半径大于1000米后,曲线隧道与直线隧道地层损失引起地表沉降值变化较小,而当隧道转弯半径小于300米时,此时地表沉降值对隧道转弯半径的敏感性较高,文章建立的计算模型可以很好的体现出小转弯半径隧道引起的地表沉降值的影响程度更大;通过将两种不同地层损失模型引起的地表变形与实际工程进行比较分析,验证了文章建立的计算模型与实际数据更接近,误差更小,显示该模型能够较好地反映实际情况,研究成果为曲线盾构隧道掘进引起地表沉降分析和预测提供参考。     

经典传统图案在当代服装中的应用效果评测及其模型构建

为帮助设计师更有效的将经典传统图案应用于当代服装设计中，借助 TObii-X3-120 眼动仪、喜好评分量表及 ErgoLAB 人机环境交互平台，系统探究了图案造型、装饰设计（边框）、大小、位置、倾斜角度、排列形式（连续方式）与其整体应用效果的关系。结果表明：被试人员面对不同图案造型、边框、大小、位置、倾斜角度、连续方式的主客观感受均存在一定差异。其中图案大小、位置、造型和连续方式是影响其应用效果的关键因素，而倾斜角度和边框对其影响不大。还发现：平均注视时间、每秒钟的平均注视点数、首次注视持续时间与喜好程度相关性较高，且呈正相关关系。首次注视用时与喜好程度呈弱相关关系，且呈负相关关系， 瞳孔直径与喜好度之间未呈现相关关系。     

基于支持向量机的驾驶员超车意图识别

为了进一步完善驾驶员辅助系统的功能,应用支持向量机建立驾驶员超车辨识模型,对比分析了人—车—路不同特征参数组合下的辨识效果.通过江苏大学6自由度SCANER II驾驶模拟器和眼动仪,采集了10位驾驶员进行超车时的500组数据,运用受试者工作特征曲线(ROC)获取了自车参数、道路信息和驾驶员信息下的分类效果,并根据控制变量法对不同参数组合的辨识效果进行对比分析.结果表明,以方向盘转角、自车速度、车辆与道路边界的距离和驾驶人眼部信息为特征参数,时窗长度为2 s,采用时窗内信息的均值和方差作为数据输入时,可获得最佳的辨识效果.     

公路隧道入口环境亮度安全临界阈值分析

在安全运行约束下,为了分析公路隧道照明需求,提出公路隧道环境亮度安全临界阈值.构建模拟隧道环境识别实验,设计动、静2种实验模式,通过对7 020余组人眼识别时间与环境亮度实验数据的统计分析,得出环境亮度与人眼反应时间呈幂指数关系.在此关系基础上,结合驾驶员信息感知识别时间要求,得出公路隧道环境亮度安全临界阈值.选择长、中、短隧道进行实验,结果表明,隧道环境亮度安全临界阈值为5cd/m2,远低于国际照明学会(CIE)隧道适应曲线所推荐的值,可大幅简化和降低公路隧道照明设置,节约照明运营成本.