[发明专利]一种用于隧道洞门减少视觉震荡的方法及模拟试验平台

说明书

本发明公开一种用于隧道洞门减少视觉震荡的方法及模拟试验平台，属于隧道工程技术领域，本发明提供的模拟试验包括动态驾驶舱，曲面屏，平行光源，投影仪，眼动仪，光谱辐射亮度计，模拟试验平台控制装置；本发明提供的方法建立了驾驶员瞳孔面积变化率、车速和亮度折减系数的回归模型；通过瞳孔面积变化率的阈值来确定满足驾驶员视觉舒适的亮度折减系数范围；通过模拟试验平台调整不同的植被密度和排列方式，获得在驾驶员视觉舒适亮度折减系数范围内，减少隧道内外亮度差的方案并进行评价优选，进而得到符合减光要求的植被密度和排列方式；采用本发明的方法能有效减少暗适应时间，避免出现视觉震荡，从而使得驾驶员能够安全舒适的通过隧道入口段。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，具体涉及一种用于隧道洞门减少视觉震荡的方法及模拟试验平台。

背景技术

公路隧道是一种两端开口、中间封闭的特殊管状构造物，这种结构会导致白天时段洞内比洞外亮度低，而夜间时段洞内比洞外亮度高等洞内外亮度差异较大的交通安全问题，而且公路隧道一直是公路运营期间的重点风险较高路段，其建设不当必定会导致社会生命财产蒙受巨大的损失，甚至可能导致整个公路建设和公路网的正常运行。

视觉震荡为视觉适应(明暗适应等强视觉刺激)发生时出现的瞬时盲期，变现为短暂的初期瞳孔面积迅速变大和紧随其后的瞳孔面积较少，为典型的双相涨落式变化过程。隧道洞内外具有较大的亮度差，驾驶员在进入隧道过程中极易产生视觉震荡现象，因此减少隧道隧道洞内外亮度差就变得很关键。现有的减少亮度差的方法主要分为两种：一种是提高隧道入口段的亮度，一种是降低隧道洞外亮度。第一种方法虽然直接有效，但不符合隧道建设的节能理念，增加隧道的运营费用，而降低洞外亮度则既能实现行车安全，又能实现节能经济。

目前隧道洞外亮度定义与取值存在两种较为常用的方法：基于K值法的L₂₀(S)和等效光幕亮度L_seq(Equivalent Veiling Luminance)。这两种取值法分别在国际照明协会颁布的CIE61—1984和CIE88—1990技术文件中被定义和推荐。L₂₀(S)是指：距离隧道洞口一倍停车视距处，距离地面垂直高度为1.5m的位置，朝着隧道洞口方向以水平面夹角20°视线环境内所有景观(路面、天空率、隧道洞口和植被等)的平均亮度。而等效光幕亮度L_seq是指光线经过透明介质的折射、散射和隧道外面的建筑物、植被等景观吸收、反射之后进入人眼的光幕现象，并且以亮度进行量化表达。因此如何降低隧道外景观在反射太阳光以后的亮度便是降低洞外亮度的关键。

目前国内外主要通过遮光棚和遮阳棚来降低洞外亮度，遮阳是一种建造在城市隧道入口段，用于遮阳减光的封闭式透光构造物。在雨雪环境下，能够遮蔽雨雪，防止路滑，保护路基。由于遮阳棚的减光工作原理和其自身的封闭性，导致雨雪天气下的遮阳棚透光性能和通风性能较差。遮光棚也是一种运用较多的减光建筑物，其结构是棚状构造物，但结构相对简单，其与遮阳棚的根本区别是允许日光直接投射到路面上。相比于遮阳棚，遮光棚通风性能较好、维护成本较低。与此同时，遮光棚不但结构简单、价格较低，还能防止太阳眩目。但遮光棚遮挡面积较少，还存在安全隐患。且以上两种减光措施均不能实现公路建设的环保理念。因此急需一种能将生态环保和行车安全结合在一起的减光措施。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是减少隧道的洞内外亮度差，使驾驶员能安全舒适地在隧道内行驶。通过诸如多元回归、神经网络、灰色关联分析等方法建立视觉震荡影响参数的关联模型，寻求影响视觉震荡的主要因素，找到参数之间的相互关系，进而控制驾驶人员视觉震荡的强度和时间。因此，本发明提供一种用于隧道洞门减少视觉震荡的方法，包括以下步骤：

基于隧道洞门，测量用于产生视觉震荡的相关影响参数，构建视觉震荡关联模型，其中，视觉震荡关联模型用于评价隧道洞门的洞内外亮度差对于视觉震荡的影响；

基于舒适度范围内的最大瞳孔面积变化率，获得视觉震荡关联模型的亮度折减系数；