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原文传递日光眩光对驾驶员特性的影响与对策研究

论文题名：	日光眩光对驾驶员特性的影响与对策研究
关键词：	日光眩光;驾驶员特性;数学建模;度量指标
摘要：	道路交通事故是人－车－路－环境这个动态系统中的一个或几个环节出现失衡的结果。作为一种特殊的自然现象，日光眩光通过对驾驶员的眼睛发生作用，改变了驾驶员的视觉条件，从而影响了驾驶员对道路条件的准确判断，给安全行车带来影响。在欧美国家，日光眩光对驾驶员的影响广泛应用于事故预防和事故再现方面，并在道路交通事故统计中作为一项指标。在我国，此方面的研究工作相对较少。本文旨在以提高行车安全性为目标，针对日光眩光对驾驶员的影响进行系统分析，主要研究日光眩光对驾驶员心理和生理特性、标志视认性的影响，以及对隧道和通道出入口处的影响，并提出具体的改善措施，为提高行车安全性提供依据。　　课题研究应用交通试验、数学建模、理论推导和统计分析等研究方法，从日光眩光对驾驶员行车的影响及改善措施两个方面开展研究。　　在既有形成机理和视觉效应眩光分类的基础上，采用统一眩光值作为眩光基本计算模型，基于车辆行驶速度对日光眩光值影响的分析和试验，考虑车辆行驶速度及光源距离对眩光的影响，建立了车辆行驶状态下的日光眩光模型、灯光眩光模型及混合眩光模型。　　从太阳高度角的时间变化规律和空间变化规律进行深入研究，对我国大陆区域日光眩光临界区域进行了界定，并以纬度相对较高的哈尔滨地区为例进行了分析；考虑太阳高度角、路线方位角、道路纵坡、驾驶员身高等因素，对日光眩光模型分别进行修正，给出了日光眩光的修正模型。　　结合行车环境，分析瞳孔变化的机理，证明了瞳孔直径大小作为视力分析指标的可行性，并基于瞳孔孔径变化提出了日光眩光影响条件下驾驶员视力恢复模型和视力缺失模型。定量获取了眨眼时间和眨眼频率等两个生理指标，通过驾驶员眨眼数据的叙述性统计指标的分析，建立了基于眨眼频率和日光眩光亮度为参数的驾驶员适应性模型；分析了日光眩光影响下驾驶员视点的停留位置和视点转移位置特性，构建了驾驶员视野特性模型。　　在对日光眩光条件下驾驶员心理、生理特性及其指标分析的基础上，对日光眩光条件下驾驶员心理、生理特性指标的适用性进行分析，提出用于度量驾驶员心理、生理变化的心率、血容积、温度、皮电和呼吸量指标。采用多通道生理记录仪对驾驶员在道路上行驶进行了现场试验，分析日光眩光对驾驶员心理、生理特性造成的影响，应用数值拟合和回归分析的方法，建立日光眩光影响下的驾驶员心理生理特性量化模型，并对模型的结果及应用进行分析。　　为确定交通标志视认性的度量指标，明确了交通标志视认性的定义。分析驾驶员认读交通标志的一般过程和交通标志视认性的影响因素，认为交通标志的高度、角度、色彩搭配、驾驶员视野、动视力以及视觉适应性对交通标志视认性有显著的影响。通过对交通标志视认距离、视认时间与其影响因素进行定性分析，对交通标志认读时间与其影响因素进行了定量分析。讨论了日光眩光对交通标志视认性度量指标的影响。结合实际试验结果，对无日光眩光和有日光眩光条件下，交通标志的视认距离进行对比分析。　　根据公路隧道和城市地下通道的基本几何构造和照明光源，分别对其进行了照明区段的划分，并在此基础上研究得到公路隧道和城市地下通道出入口光线照度变化规律。根据视力测试实验和车辆行驶通过隧道过程中驾驶员瞳孔直径观测实验所得数据，利用统计分析的方法，得到隧道出入口日光眩光对驾驶员视力和视觉适应性的影响关系曲线。根据车辆行驶通过隧道过程中驾驶员生理指标观测实验所得数据，经过理论分析，得到了隧道出入口处日光眩光对驾驶员注意力和紧张情绪的影响关系曲线。　　根据日光眩光条件下悬臂式、门式及柱式交通标志设置高度、角度及色彩对其视认性影响的分析结果，从减小日光眩光对驾驶员影响出发，研究不同类型交通标志对应不同设计速度的合理设置高度、角度及色彩。从分析隧道出、入口驾驶员视力恢复时间入手，研究隧道出入口减光隔栅合理长度的计算模型与取值问题。
作者：	高晗
专业：	道路与铁道工程
导师：	裴玉龙
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文