高速公路隧道進(jìn)出口視覺震蕩與行車安全

郭鴻杰

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州貴陽 550008）

高速公路隧道進(jìn)出口視覺震蕩與行車安全

郭鴻杰

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州貴陽 550008）

針對(duì)高速公路隧道進(jìn)出口視覺震蕩，通過實(shí)驗(yàn)研究的方法，分析高速公路隧道進(jìn)出口視覺震蕩的基本內(nèi)容，并提出了行車安全的基本思路，以進(jìn)一步加深相關(guān)人員對(duì)高速公路隧道進(jìn)出口視覺震蕩問題的認(rèn)識(shí)，為保證行車安全奠定基礎(chǔ)。

高速公路；隧道進(jìn)出口；視覺震蕩；行車安全

1 實(shí)驗(yàn)分析

1.1 采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

（1）隧道。選擇若干條隧道為研究對(duì)象，所選隧道的限速為60～80 km·h-1。本次研究中所選擇的試驗(yàn)長度普遍為1 500～2 430 m之間，包括水泥路面隧道6組，瀝青路面隧道4組。

（2）設(shè)備與人員。本次研究中，采用日本的EMR-8B型眼動(dòng)儀測量駕駛?cè)藛T的動(dòng)態(tài)視覺資料；采用MS6610型照度儀測量，并采用自主研發(fā)的車輛三軸加速采集設(shè)備進(jìn)行加速測試。所選的研究車輛為比亞迪G3。

（3）試驗(yàn)對(duì)比要素。在實(shí)驗(yàn)前，獲取白天不同時(shí)間段的隧道進(jìn)出口照度資料，并測量行車加速度、駕駛?cè)藛T瞳孔直徑，以獲取行車速度、駕駛?cè)藛T瞳孔面積等常規(guī)數(shù)據(jù)之間的定量關(guān)系。

2 視覺震蕩與視覺舒適度評(píng)價(jià)

2.1 視覺震蕩現(xiàn)象

這種特殊的視覺震蕩情況如圖1所示，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因?yàn)椋海?）該現(xiàn)象屬于視覺適應(yīng)期出現(xiàn)的瞬時(shí)盲期，主要表現(xiàn)為短暫的瞳孔面積快速變化，是典型的雙相漲落式變化。（2）該現(xiàn)象為典型的視覺適應(yīng)現(xiàn)象，要與眼震相區(qū)分。

圖1 視覺震蕩示意圖

2.2 視覺震蕩試驗(yàn)

（1）車速與視覺震蕩

通過開展107次高速公路隧道試驗(yàn)中，其中72次為白天樣本，35次為夜間樣本，兩者的試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 隧道進(jìn)出口行車速度與換算視覺震蕩的持續(xù)時(shí)間關(guān)系圖

通過對(duì)圖2的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，隧道進(jìn)出口車速與視覺震蕩的持續(xù)時(shí)間之間存在密切的關(guān)系。根據(jù)圖2所顯示的信息來看，在隧道進(jìn)出口位置，在行車速度達(dá)到40～80 km·h-1時(shí)，車速與之間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而隨著車輛運(yùn)行速度不斷變化，在行車速度超過90 km·h-1時(shí)，開始與車速呈正相關(guān)關(guān)系。

結(jié)合圖2研究結(jié)果可以判斷，對(duì)于限速為80 km·h-1的高速隧道高速公路，在車速不大于85 km·h-1時(shí)，其產(chǎn)生的視覺震蕩強(qiáng)度較低，而且基本上不會(huì)出現(xiàn)二次視覺震蕩的問題。圖3記錄了隧道進(jìn)出口行車速度與換算系數(shù)之間的關(guān)系。

圖3 隧道進(jìn)出口行車速度與換算系數(shù)之間的關(guān)系

通過對(duì)圖3內(nèi)容進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在隧道進(jìn)出口速度大于90 km·h-1時(shí)，視覺震蕩時(shí)間換算系數(shù)μ≈1；而如果隧道進(jìn)出口的速度小于70 km·h-1時(shí)，則μ＜0.85，并且在這個(gè)范圍內(nèi)，視覺震蕩強(qiáng)度與車速之間存在密切的關(guān)系，視覺震蕩效果會(huì)隨著車速的提高而提高。由此可以判斷，當(dāng)將運(yùn)行速度控制在90 km·h-1時(shí)，有助于進(jìn)一步控制視覺震蕩強(qiáng)度，并改善二次視覺震蕩后問題，實(shí)現(xiàn)行車安全。

（2）建立視覺舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)

有關(guān)行車試驗(yàn)研究表明，在視覺刺激小于0.1 s時(shí)，基本不會(huì)引起駕駛?cè)藛T的不良知覺情況；而如果時(shí)間達(dá)到0.2 s，將會(huì)產(chǎn)生最小視覺刺激時(shí)間，就會(huì)對(duì)駕駛?cè)藛T的行車安全構(gòu)成影響。一般在開展有關(guān)視覺舒適度問題的研究中，主要按照表1的相關(guān)信息開展分析。

表1 隧道進(jìn)出口視覺舒適度評(píng)價(jià)指標(biāo)（s）

對(duì)于隧道進(jìn)出口可以判斷，在tc＜0.2 s的情況下，會(huì)引起駕駛?cè)藛T的不適，不會(huì)對(duì)其駕駛行為產(chǎn)生影響；而如果tc＞1.0 s將會(huì)對(duì)駕駛?cè)藛T的心理、生理產(chǎn)生影響，致使其不能識(shí)別交通信息，也不能及時(shí)規(guī)避遠(yuǎn)處危險(xiǎn)，就有可能發(fā)生交通事故。

2.3 基于視覺適應(yīng)的停車視距

由于明暗適應(yīng)過程中的視覺震蕩將會(huì)延長駕駛?cè)藛T的反應(yīng)時(shí)間，因此為了達(dá)到安全行駛的目的，需要在隧道進(jìn)出口位置適當(dāng)?shù)脑黾油＼囈暰?，是保證行車安全的關(guān)鍵點(diǎn)。一般情況下，基于視覺適應(yīng)的停車視距應(yīng)該滿足下列關(guān)系式：

在上述公式中，St代表視覺適應(yīng)停車視距；Ls代表最小視距增加的長度；V代表行車速度；t代表時(shí)間；φ、Φ分別代表隧道進(jìn)、出口時(shí)的視覺障礙系數(shù)。

假設(shè)車輛在運(yùn)行過程中分別保持80、100 km· h-1的運(yùn)行速度，根據(jù)上述公式，可以確定高速公路隧道進(jìn)出口基于視覺適應(yīng)的停車視距，具體資料如表2所示。

表2 高速公路不同速度條件下的停車視距資料

根據(jù)表2的相關(guān)內(nèi)容可知，在確定隧道進(jìn)出口停車視距時(shí)，需要在現(xiàn)行管理?xiàng)l例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加20～40 m，以切實(shí)保證行車安全。

3 結(jié) 論

根據(jù)本次研究內(nèi)容，共得出以下結(jié)論：（1）為了切實(shí)保證行車安全，需要嚴(yán)格控制控制隧道的進(jìn)出口速度，一般速度不應(yīng)大于85 km·h-1。（2）在確定隧道進(jìn)出口停車視距時(shí)，需要在當(dāng)前現(xiàn)行規(guī)章制度的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增加20～40 m，以進(jìn)一步提高行車安全性。

［1］ 郭雪斌.隧道出入口駕駛員瞳孔及視點(diǎn)分布特性實(shí)驗(yàn)研究［D］.上海：同濟(jì)大學(xué)，2006.

［2］ 胡江碧，李然，馬勇.高速公路隧道入口段照明安全閾值評(píng)價(jià)方法［J］.中國公路學(xué)報(bào)，2014，（3）：92-99.

U455

C

1008-3383（2017）01-0128-02

2016-09-12

郭鴻杰（1973-），男，貴州貴陽人，高級(jí)工程師，研究方向：橋隧工程。