基于視覺負荷的公路隧道進出口環境改善范圍分析

王亞楠

關鍵詞：視覺負荷；公路隧道；出口環境改善；范圍；分析研究

1基于視覺負荷的公路隧道進出口環境改善的意義

高速公路的隧道進出口是十分常見的，因為隧道進出口的存在，能夠滿足人們生活的基本需求，實現生活品質的合理提升，從而降低干擾因素給人們出行安全帶來影響，進而進一步提高人們出行的安全系數。

通過對視覺負荷進行研究，以視覺負荷為基礎，實現對公路隧道進出口環境改善范圍的合理研究，并對環境進行合理的改善，從而能夠對隧道瞬態振動值進行合理分析，并提出振動生理負荷的評估理念，實現對視覺負荷的合理研究。然后，基于視覺負荷實現對隧道進出口環境的改善研究，從而使環境改善能夠滿足交通安全運行的需求，提高車輛行駛的安全系數，降低隧道進出口的安全事故發生概率，進一步滿足人們出行的基本需求。

綜上所述，可以發現基于視覺負荷的隧道進出口環境改善是提高隧道進出口安全系數的基礎，通過合理的環境改善，能夠提高交通運行的安全系數，降低交通事故的發生概率，從而確保人們出行安全。

2實驗條件與數據采集

為了實現對基于視覺負荷的隧道進出口環境改善范圍研究，需要對視覺負荷的相應內容進行分析，同時，還要對相關數據進行采集，確保數據能夠滿足隧道的分析需求，促使進出口的環境改善能夠滿足實際工作的需求，進而更好地推動交通的服務能力，使人們可以更好地實現交通的利用，促使出行安全得到保障。

2.1實驗隧道及實驗駕駛員的簡單分析

為了實現對實驗的合理研究，本文選擇某一具體高速公路為研究對象，該高速公路限速為60km/h，同時隧道的長度為155～2445m，共計26組隧道。

另外，為了保證實驗的順利進行，還要對駕駛員進行簡單的分析，駕駛員需要視力在5.0以上，且年齡在20～40歲，平均年齡（31.25+4.35）歲，其中所有駕駛員均為男性，凡參與實驗的駕駛員，均簽署知情同意書，并愿意參加實驗調查。對視力低于5.0的駕駛員，且對不愿意參加實驗調查的駕駛員進行排除，確保參加實驗調查的駕駛員，都具備一定的駕駛經驗，一般駕齡在10～15年，平均駕齡為（12.45+4.28）年。

2.2實驗設備

為了保證實驗順利進行，在實驗過程中，需要選擇合理的實驗設備，其中車輛為常規車輛，并配合日本NAC公式的EMR-8B眼動儀，實現對駕駛員動態視覺的測量，除此之外，還要對照度儀進行應用，實現對照度的測量。同時，還要對加速度采集儀器實現加速度的合理測量，確保其可以滿足實際工作的需求，從而進一步推動實驗的順利進行[1]。

2.3實驗測定要素

為了促進實驗的順利開展，還要對實驗的測定要素進行研究，確保這些要素都能得到合理的測定，使實驗效率和實驗質量都能得到保證。首先是對度隧道的照度進行測量，對洞口0m處，洞口外20 m處，洞口內依照Sm遞增的方式來實現對5m，10m位置的照度測量，和以10m遞增的方式來實現對20m，30m和50m等位置的照度測量。為了進一步對實驗的要素進行分析，還要對車輛加速度和駕駛員瞳孔直徑進行測量，加速度選擇加速度測量儀實現測定，而駕駛員瞳孔直徑則選擇MER-8B眼動儀實現測量[2]。

2.4瞳孔面積最大瞬態速度值指標及應用

針對瞳孔面積最大瞬態速度指標，本文將其作為視覺負荷評價指標。結合相關標準，對其具體評價時，以某規范為基礎，實現瞳孔面積最大瞬態速度值的計算，隧道進出口照度的急劇變化，會引起瞳孔的變化，而且這一變化是一種瞬態過程，持續的時間相對較短，而且與橋頭差異沉降引起的汽車振動較為相似，所以，可以參考相關標準中的內容，對持續加速度均方根值，實現對視覺負荷的計算。也就是說，可以按照計算式（1）實現對瞳孔面積最大瞬態速度值的計算。

利用式（2）能計算瞳孔面積最大瞬態速度值，其中單位為mm2/s。當測定隧道進出口的MTPA時，丁推薦選用1s，可以對隧道進出口的視覺負荷進行展示，即使用這一計算得來的數值，能夠對進出口的視覺負荷進行展示，從而滿足實際工作的需求。另外，在工作中還要對視覺舒適度的指標進行確定，確保視覺舒適度能夠滿足駕駛員的基本需求，提高駕駛期間的安全系數，降低安全隱患的發生概率，使其可以更好地為人們開展隧道進出口環境改善工作提供支撐，進而提高環境的可靠性。

通過大量的高速公路隧道行車實驗，再結合式（1）（2）得到的相應內容，對隧道進出口的VMTPA值進行獲取，然后將其轉換為視覺震蕩持續時間t0的關系，之后對有效樣本進行擬合卡方檢驗，并獲取相應的實驗結果。詳細結果可以參考表1所列內容[3]。

參考表1結果，可以發現視覺刺激<0.1s時，不會給駕駛員的視覺帶來影響，也就不會造成不良視覺后果。而0.2s則為心理學實驗中的最小視覺刺激時間，所以，需要對視覺舒適度評價指標分級進行研究，并將其換算為視覺震蕩持續指標，且經過分析后發現，它們保持一致，故可以認為隧道進口VMTPA超過80mm2/s和出口超過120mm2/S時，駕駛員在駕駛過程中容易出現視覺障礙，且會給駕駛員的心理帶來負荷，也就容易引發交通事故。對于隧道內外的普通道路，可以結合隧道換算視覺震蕩持續時間和人的主觀感覺，進行環境改善的設置，要求進口≥20mm2/s時，就進行道路景觀改善，經過改善后，道路能夠更好地為人們提供服務，確保駕駛員不會因為視覺負荷，造成嚴重的交通事故，從而保證交通安全[4]。

2.5實驗結果研究

在確定公路隧道進出口環境改造范圍時，需要結合Vw的相應內容，對起點、終點和最小值拐點進行選擇，一般選擇洞口4s內的最小值拐點。

針對圖1做進一步分析，可以發現白天隧道進出口距離洞口5～15m存在視覺負荷最大的情況，建議在環境改造中，從這個范圍人手，從而實現對照度的合理設置，確保照度滿足視覺負荷需求，減少視覺負荷的影響。另外，還能得到隧道進出口需要考慮照度的過渡區域，白天隧道的進出口區間分別為[-40，55]和[-65，40]，而夜間則分別為[-30，50]和[-55，35]，參照這2組數值，實現對照度過渡范圍的合理控制，進而提升隧道進出口的安全系數，促使隧道可以滿足日常出行的基本需求，降低視覺負荷帶來的不利影響。除此之外，隧道的VMTPA按照從小到大的順序實現排列，能夠得到“夜間中段<夜間進口<夜間出口<邊天中段<白天出口<白天進口”。按照這一排列，可以得到進出口的照度變化，會給人類的瞳孔帶來一定的影響。主要體現在，瞳孔大小發生了變化，且視覺負荷會相對加強，說明在白天和夜間，需要對隧道進出口過渡范圍的照明問題進行合理的考慮，確保照明能夠實現對視覺負荷的合理控制，減少視覺負荷的影響[5]。

3基于視覺負荷的公路隧道進出口環境改造措施

結合上述實驗的相應內容，再結合實驗結果的基本情況，針對視覺負荷的基本情況，對公路隧道進出口環境改造范圍進行確定，再采取適宜的改造措施，促使視覺負荷能夠得到合理的控制，進而確保駕駛的安全系數[6]。

（1）注意對白天隧道進口的黑洞效應進行控制，并注意擺動效應的控制，所以，應在距離隧道40m的位置設置大冠幅高株植物。另外，在洞口5—15m之間做好過渡段照度的控制。

（2）注意夜間隧道進口處的照度，需要在隧道外35m左右的位置做好照度設置，減少白洞效應的影響。

（3）注意對隧道整體顏色的設置，選擇暗色彩的方式，注意對強光弱色的控制，減少視覺不良刺激的影響。

4結束語

本文對基于視覺負荷的隧道進出口環境改造進行研究，通過對視覺負荷的相應內容進行分析，了解了視覺負荷的基本情況，之后對視覺負荷進行控制，最后對基于視覺負荷的隧道進出口環境改造范圍及改造措施進行研究，旨在實現對隧道進出口視覺負荷的合理控制，確保駕駛員的行車安全，提升公路行駛的安全系數。