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原文传递照度与纵坡耦合作用下V形海底隧道驾驶人心电及皮电信号变化规律研究

论文题名：	照度与纵坡耦合作用下V形海底隧道驾驶人心电及皮电信号变化规律研究
关键词：	海底隧道;驾驶人;心电信号;皮电信号;光照强度;道路纵坡
摘要：	随着国民经济的持续快速发展，人们对跨海跨江交通的需求越来越大。海底隧道作为跨海交通的一种有效设施，带来巨大的交通便利和经济效益。但是由于隧道内外环境的较大差异以及海底隧道独特的“V”形结构，也给交通和运营安全带来了一定的隐患。海底隧道内一旦发生交通事故，疏散困难，救援难度大且损失惨重。为减少隧道内交通事故的发生，探究海底隧道照度与纵坡耦合作用对驾驶人心电、皮电及驾驶行为的影响，从而进一步研究这种耦合作用对海底隧道交通安全影响，具有重要的研究意义和实际价值。　　本文总结了隧道内驾驶人生理特性及视觉特征的研究现状，选取青岛胶州湾海底隧道为实验隧道，采集并筛选后得到了22名驾驶人在上午和下午非交通高峰时段通过胶州湾海底隧道接近段、入口段、下坡段、中间段、上坡段、出口段和离去段时的心电、皮电以及车速数据，分析了海底隧道不同行车段驾驶人心电、皮电及行为特征与照度和纵坡之间的关系。运用SPSS软件，采用单因素方差分析方法，详细分析了不同行车段驾驶人心电、皮电及行为特征的差异性，并采用最小显著性差异法具体比较了不同坡度范围对驾驶人心电、皮电及车速影响差异是否显著。运用Origin软件构建了海底隧道照度、坡度与驾驶人生理及行为指标的关系模型，定量分析了海底隧道隧道各行车段驾驶人心电、皮电及车速的变化规律。　　结果表明：驾驶人在海底隧道各行车段行驶时，照度变化率对驾驶人心率增长率、窦性心搏R-R间期标准差（SDNN）以及皮肤电导水平（SCL）存在显著影响，而对车速影响不显著，照度变化率与驾驶人心率增长率和SCL值存在明显的正相关性，与SDNN值存在明显的负相关性；不同范围上、下坡坡度对驾驶人心率增长率、SDNN值及SCL值的影响存在显著差异，在海底隧道上、下坡段行驶时，随着坡度的增大，驾驶人心率增长率值增大，SDNN值减小，SCL值增大，但变化规律存在差异；在海底隧道上、下坡段行驶时，驾驶人SDNN值的最小值以及心率增长率、SCL值最大值均出现在3.5%-4%范围下；与上坡段相比，在海底隧道下坡段驾驶人心率增长率更大，SDNN值更小，SCL值更大，说明驾驶人在海底隧道行车时，在下坡段行驶时比在上坡段行驶的心理负荷更大；不同范围上、下坡坡度对驾驶人车速影响存在显著差异；运用Origin软件，采用数据拟合方法，构建了海底隧道照度、坡度与心率增长率、SDNN值关系模型，量化了照度、坡度与驾驶人心率增长率和SDNN值之间的关系；构建了海底隧道照度、坡度与SCL值关系模型，量化了照度、坡度与驾驶人SCL值之间的关系；构建了海底隧道坡度与车速关系模型，量化了坡度与驾驶人车速之间的关系；基于驾驶人在不同照度及坡度下生理及行为指标变化规律，提出了海底隧道段安全管理建议，为海底隧道段安全管理提供了理论依据。
作者：	泮海涛
专业：	交通运输工程
导师：	潘福全
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2021