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原文传递考虑照度及平纵线形的海底隧道车辆运动状态和驾驶人视觉特性研究

论文题名：	考虑照度及平纵线形的海底隧道车辆运动状态和驾驶人视觉特性研究
关键词：	海底隧道;照度特征;平纵线形;车辆运行状态;驾驶人;视觉特性
摘要：	海底隧道有效缩短海峡两岸区域交通运输距离，为两岸交通互通提供了极大便利。由于其独特的结构形式，海底隧道成为一种纵向空间高度有限、车道宽度较公路窄、具有一定纵坡坡度与曲面弯度的相对封闭的交通空间环境。隧道交通安全运行需人、车、路及环境等多重因素相互协调、相互配合，任一因素环节出现问题，皆有可能导致交通事故的发生。为了降低海底隧道交通事故发生率，以海底隧道平纵线形路段、出入口段为研究对象，分析考虑照度及平纵线形的海底隧道车辆运动状态和驾驶人视觉特性，对于降低海底隧道事故发生几率、提高通行效率与行车安全性具有重要研究价值与实际意义。　　本研究总结了国内外在隧道平纵线形、车辆运动状态、驾驶人视觉特性与交通安全方面研究现状，分析了海底隧道交通安全因素及驾驶人视觉特性。利用模糊综合评价法选取坡度、曲线半径作为平纵线形指标；车速、纵向加速度、横向加速度作为车辆运动参数指标；眨眼频率、眼睑闭合度、PERCLOS参数作为视觉特性指标。通过海底隧道实车实验采集24位驾驶人指标数据，并对实验数据进行预处理及异常值检验。分别对照度及平纵线形耦合作用下车辆运行状态及驾驶人视觉特性变化规律进行了分析，运用Pearson法对车辆运动状态参数进行相关性分析；利用Pearman法对照度、平纵线形与驾驶人视觉特性指标进行了显著性检验。根据相关性分析结果，构建了考虑照度与平纵线形的海底隧道车辆运行状态拟合模型，量化了照度、平纵线形与车辆运动参数间的关系。同时，基于指标数据间的显著性关系，利用高斯拟合，构建了基于出入口照度的驾驶人视觉特性拟合模型，量化了照度与驾驶人视觉特性指标间的关系；利用ploy2D非线性曲面拟合，构建了基于平纵线形的驾驶人视觉特性拟合模型，定量分析了照度、平纵线形与驾驶人视觉特性间的关系。　　拟合结果表明：左线车速随着照度的增加先上升后下降，右线出口段车速先下降再上升，在曲线半径为1300m路段，车速值最低，下坡坡度接近-4%时，车速值最高；纵向加速度与照度成正比，与坡度成反比。横向加速度随着曲线半径的增大而减小，左线最大横向加速度出现在R1200路段，右线最大横向加速度出现在曲线半径为1300m路段。海底隧道出口段眨眼频率随着照度的增加先增加后降低，平纵线形对驾驶人眨眼频率影响显著，下坡坡度越大，曲线半径越小，眨眼频率越高。眼睑闭合度与照度成正比，与上坡坡度呈正相关，与曲线半径呈负相关。入口段PERCLOS与照度成正比，出口段随着照度的增加先降低后增大，左线PERCLOS值最大值出现在R4000段，右线R4945段PERCLOS值最大，疲劳度最高。由拟合显著性检验结果可知，拟合优度判定系数均大于0.5，拟合模型较好地量化了照度及平纵线形与车辆运动状态及驾驶人视觉特性关系，为海底隧道后续管理与优化提供参考。
作者：	李炜聪
专业：	交通运输工程
导师：	潘福全;王召强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2022