基于視覺負(fù)荷的公路隧道進(jìn)出口環(huán)境改善范圍分析

王亞楠

關(guān)鍵詞：視覺負(fù)荷；公路隧道；出口環(huán)境改善；范圍；分析研究

1基于視覺負(fù)荷的公路隧道進(jìn)出口環(huán)境改善的意義

高速公路的隧道進(jìn)出口是十分常見的，因?yàn)樗淼肋M(jìn)出口的存在，能夠滿足人們生活的基本需求，實(shí)現(xiàn)生活品質(zhì)的合理提升，從而降低干擾因素給人們出行安全帶來(lái)影響，進(jìn)而進(jìn)一步提高人們出行的安全系數(shù)。

通過(guò)對(duì)視覺負(fù)荷進(jìn)行研究，以視覺負(fù)荷為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公路隧道進(jìn)出口環(huán)境改善范圍的合理研究，并對(duì)環(huán)境進(jìn)行合理的改善，從而能夠?qū)λ淼浪矐B(tài)振動(dòng)值進(jìn)行合理分析，并提出振動(dòng)生理負(fù)荷的評(píng)估理念，實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺負(fù)荷的合理研究。然后，基于視覺負(fù)荷實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道進(jìn)出口環(huán)境的改善研究，從而使環(huán)境改善能夠滿足交通安全運(yùn)行的需求，提高車輛行駛的安全系數(shù)，降低隧道進(jìn)出口的安全事故發(fā)生概率，進(jìn)一步滿足人們出行的基本需求。

綜上所述，可以發(fā)現(xiàn)基于視覺負(fù)荷的隧道進(jìn)出口環(huán)境改善是提高隧道進(jìn)出口安全系數(shù)的基礎(chǔ)，通過(guò)合理的環(huán)境改善，能夠提高交通運(yùn)行的安全系數(shù)，降低交通事故的發(fā)生概率，從而確保人們出行安全。

2實(shí)驗(yàn)條件與數(shù)據(jù)采集

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)基于視覺負(fù)荷的隧道進(jìn)出口環(huán)境改善范圍研究，需要對(duì)視覺負(fù)荷的相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行分析，同時(shí)，還要對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，確保數(shù)據(jù)能夠滿足隧道的分析需求，促使進(jìn)出口的環(huán)境改善能夠滿足實(shí)際工作的需求，進(jìn)而更好地推動(dòng)交通的服務(wù)能力，使人們可以更好地實(shí)現(xiàn)交通的利用，促使出行安全得到保障。

2.1實(shí)驗(yàn)隧道及實(shí)驗(yàn)駕駛員的簡(jiǎn)單分析

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的合理研究，本文選擇某一具體高速公路為研究對(duì)象，該高速公路限速為60km/h，同時(shí)隧道的長(zhǎng)度為155～2445m，共計(jì)26組隧道。

另外，為了保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，還要對(duì)駕駛員進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，駕駛員需要視力在5.0以上，且年齡在20～40歲，平均年齡（31.25+4.35）歲，其中所有駕駛員均為男性，凡參與實(shí)驗(yàn)的駕駛員，均簽署知情同意書，并愿意參加實(shí)驗(yàn)調(diào)查。對(duì)視力低于5.0的駕駛員，且對(duì)不愿意參加實(shí)驗(yàn)調(diào)查的駕駛員進(jìn)行排除，確保參加實(shí)驗(yàn)調(diào)查的駕駛員，都具備一定的駕駛經(jīng)驗(yàn)，一般駕齡在10～15年，平均駕齡為（12.45+4.28）年。

2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備

為了保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，需要選擇合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，其中車輛為常規(guī)車輛，并配合日本NAC公式的EMR-8B眼動(dòng)儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員動(dòng)態(tài)視覺的測(cè)量，除此之外，還要對(duì)照度儀進(jìn)行應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)照度的測(cè)量。同時(shí)，還要對(duì)加速度采集儀器實(shí)現(xiàn)加速度的合理測(cè)量，確保其可以滿足實(shí)際工作的需求，從而進(jìn)一步推動(dòng)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行[1]。

2.3實(shí)驗(yàn)測(cè)定要素

為了促進(jìn)實(shí)驗(yàn)的順利開展，還要對(duì)實(shí)驗(yàn)的測(cè)定要素進(jìn)行研究，確保這些要素都能得到合理的測(cè)定，使實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)質(zhì)量都能得到保證。首先是對(duì)度隧道的照度進(jìn)行測(cè)量，對(duì)洞口0m處，洞口外20 m處，洞口內(nèi)依照Sm遞增的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)5m，10m位置的照度測(cè)量，和以10m遞增的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)20m，30m和50m等位置的照度測(cè)量。為了進(jìn)一步對(duì)實(shí)驗(yàn)的要素進(jìn)行分析，還要對(duì)車輛加速度和駕駛員瞳孔直徑進(jìn)行測(cè)量，加速度選擇加速度測(cè)量?jī)x實(shí)現(xiàn)測(cè)定，而駕駛員瞳孔直徑則選擇MER-8B眼動(dòng)儀實(shí)現(xiàn)測(cè)量[2]。

2.4瞳孔面積最大瞬態(tài)速度值指標(biāo)及應(yīng)用

針對(duì)瞳孔面積最大瞬態(tài)速度指標(biāo)，本文將其作為視覺負(fù)荷評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其具體評(píng)價(jià)時(shí)，以某規(guī)范為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)瞳孔面積最大瞬態(tài)速度值的計(jì)算，隧道進(jìn)出口照度的急劇變化，會(huì)引起瞳孔的變化，而且這一變化是一種瞬態(tài)過(guò)程，持續(xù)的時(shí)間相對(duì)較短，而且與橋頭差異沉降引起的汽車振動(dòng)較為相似，所以，可以參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的內(nèi)容，對(duì)持續(xù)加速度均方根值，實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺負(fù)荷的計(jì)算。也就是說(shuō)，可以按照計(jì)算式（1）實(shí)現(xiàn)對(duì)瞳孔面積最大瞬態(tài)速度值的計(jì)算。

利用式（2）能計(jì)算瞳孔面積最大瞬態(tài)速度值，其中單位為mm2/s。當(dāng)測(cè)定隧道進(jìn)出口的MTPA時(shí)，丁推薦選用1s，可以對(duì)隧道進(jìn)出口的視覺負(fù)荷進(jìn)行展示，即使用這一計(jì)算得來(lái)的數(shù)值，能夠?qū)M(jìn)出口的視覺負(fù)荷進(jìn)行展示，從而滿足實(shí)際工作的需求。另外，在工作中還要對(duì)視覺舒適度的指標(biāo)進(jìn)行確定，確保視覺舒適度能夠滿足駕駛員的基本需求，提高駕駛期間的安全系數(shù)，降低安全隱患的發(fā)生概率，使其可以更好地為人們開展隧道進(jìn)出口環(huán)境改善工作提供支撐，進(jìn)而提高環(huán)境的可靠性。

通過(guò)大量的高速公路隧道行車實(shí)驗(yàn)，再結(jié)合式（1）（2）得到的相應(yīng)內(nèi)容，對(duì)隧道進(jìn)出口的VMTPA值進(jìn)行獲取，然后將其轉(zhuǎn)換為視覺震蕩持續(xù)時(shí)間t0的關(guān)系，之后對(duì)有效樣本進(jìn)行擬合卡方檢驗(yàn)，并獲取相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。詳細(xì)結(jié)果可以參考表1所列內(nèi)容[3]。

參考表1結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)視覺刺激<0.1s時(shí)，不會(huì)給駕駛員的視覺帶來(lái)影響，也就不會(huì)造成不良視覺后果。而0.2s則為心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中的最小視覺刺激時(shí)間，所以，需要對(duì)視覺舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)進(jìn)行研究，并將其換算為視覺震蕩持續(xù)指標(biāo)，且經(jīng)過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)，它們保持一致，故可以認(rèn)為隧道進(jìn)口VMTPA超過(guò)80mm2/s和出口超過(guò)120mm2/S時(shí)，駕駛員在駕駛過(guò)程中容易出現(xiàn)視覺障礙，且會(huì)給駕駛員的心理帶來(lái)負(fù)荷，也就容易引發(fā)交通事故。對(duì)于隧道內(nèi)外的普通道路，可以結(jié)合隧道換算視覺震蕩持續(xù)時(shí)間和人的主觀感覺，進(jìn)行環(huán)境改善的設(shè)置，要求進(jìn)口≥20mm2/s時(shí)，就進(jìn)行道路景觀改善，經(jīng)過(guò)改善后，道路能夠更好地為人們提供服務(wù)，確保駕駛員不會(huì)因?yàn)橐曈X負(fù)荷，造成嚴(yán)重的交通事故，從而保證交通安全[4]。

2.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究

在確定公路隧道進(jìn)出口環(huán)境改造范圍時(shí)，需要結(jié)合Vw的相應(yīng)內(nèi)容，對(duì)起點(diǎn)、終點(diǎn)和最小值拐點(diǎn)進(jìn)行選擇，一般選擇洞口4s內(nèi)的最小值拐點(diǎn)。

針對(duì)圖1做進(jìn)一步分析，可以發(fā)現(xiàn)白天隧道進(jìn)出口距離洞口5～15m存在視覺負(fù)荷最大的情況，建議在環(huán)境改造中，從這個(gè)范圍人手，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)照度的合理設(shè)置，確保照度滿足視覺負(fù)荷需求，減少視覺負(fù)荷的影響。另外，還能得到隧道進(jìn)出口需要考慮照度的過(guò)渡區(qū)域，白天隧道的進(jìn)出口區(qū)間分別為[-40，55]和[-65，40]，而夜間則分別為[-30，50]和[-55，35]，參照這2組數(shù)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)照度過(guò)渡范圍的合理控制，進(jìn)而提升隧道進(jìn)出口的安全系數(shù)，促使隧道可以滿足日常出行的基本需求，降低視覺負(fù)荷帶來(lái)的不利影響。除此之外，隧道的VMTPA按照從小到大的順序?qū)崿F(xiàn)排列，能夠得到“夜間中段<夜間進(jìn)口<夜間出口<邊天中段<白天出口<白天進(jìn)口”。按照這一排列，可以得到進(jìn)出口的照度變化，會(huì)給人類的瞳孔帶來(lái)一定的影響。主要體現(xiàn)在，瞳孔大小發(fā)生了變化，且視覺負(fù)荷會(huì)相對(duì)加強(qiáng)，說(shuō)明在白天和夜間，需要對(duì)隧道進(jìn)出口過(guò)渡范圍的照明問(wèn)題進(jìn)行合理的考慮，確保照明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)視覺負(fù)荷的合理控制，減少視覺負(fù)荷的影響[5]。

3基于視覺負(fù)荷的公路隧道進(jìn)出口環(huán)境改造措施

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)的相應(yīng)內(nèi)容，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基本情況，針對(duì)視覺負(fù)荷的基本情況，對(duì)公路隧道進(jìn)出口環(huán)境改造范圍進(jìn)行確定，再采取適宜的改造措施，促使視覺負(fù)荷能夠得到合理的控制，進(jìn)而確保駕駛的安全系數(shù)[6]。

（1）注意對(duì)白天隧道進(jìn)口的黑洞效應(yīng)進(jìn)行控制，并注意擺動(dòng)效應(yīng)的控制，所以，應(yīng)在距離隧道40m的位置設(shè)置大冠幅高株植物。另外，在洞口5—15m之間做好過(guò)渡段照度的控制。

（2）注意夜間隧道進(jìn)口處的照度，需要在隧道外35m左右的位置做好照度設(shè)置，減少白洞效應(yīng)的影響。

（3）注意對(duì)隧道整體顏色的設(shè)置，選擇暗色彩的方式，注意對(duì)強(qiáng)光弱色的控制，減少視覺不良刺激的影響。

4結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)基于視覺負(fù)荷的隧道進(jìn)出口環(huán)境改造進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)視覺負(fù)荷的相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行分析，了解了視覺負(fù)荷的基本情況，之后對(duì)視覺負(fù)荷進(jìn)行控制，最后對(duì)基于視覺負(fù)荷的隧道進(jìn)出口環(huán)境改造范圍及改造措施進(jìn)行研究，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)隧道進(jìn)出口視覺負(fù)荷的合理控制，確保駕駛員的行車安全，提升公路行駛的安全系數(shù)。