基于视觉负荷的公路隧道进出口环境改善范围分析

王亚楠

关键词：视觉负荷；公路隧道；出口环境改善；范围；分析研究

1基于视觉负荷的公路隧道进出口环境改善的意义

高速公路的隧道进出口是十分常见的，因为隧道进出口的存在，能够满足人们生活的基本需求，实现生活品质的合理提升，从而降低干扰因素给人们出行安全带来影响，进而进一步提高人们出行的安全系数。

通过对视觉负荷进行研究，以视觉负荷为基础，实现对公路隧道进出口环境改善范围的合理研究，并对环境进行合理的改善，从而能够对隧道瞬态振动值进行合理分析，并提出振动生理负荷的评估理念，实现对视觉负荷的合理研究。然后，基于视觉负荷实现对隧道进出口环境的改善研究，从而使环境改善能够满足交通安全运行的需求，提高车辆行驶的安全系数，降低隧道进出口的安全事故发生概率，进一步满足人们出行的基本需求。

综上所述，可以发现基于视觉负荷的隧道进出口环境改善是提高隧道进出口安全系数的基础，通过合理的环境改善，能够提高交通运行的安全系数，降低交通事故的发生概率，从而确保人们出行安全。

2实验条件与数据采集

为了实现对基于视觉负荷的隧道进出口环境改善范围研究，需要对视觉负荷的相应内容进行分析，同时，还要对相关数据进行采集，确保数据能够满足隧道的分析需求，促使进出口的环境改善能够满足实际工作的需求，进而更好地推动交通的服务能力，使人们可以更好地实现交通的利用，促使出行安全得到保障。

2.1实验隧道及实验驾驶员的简单分析

为了实现对实验的合理研究，本文选择某一具体高速公路为研究对象，该高速公路限速为60km/h，同时隧道的长度为155～2445m，共计26组隧道。

另外，为了保证实验的顺利进行，还要对驾驶员进行简单的分析，驾驶员需要视力在5.0以上，且年龄在20～40岁，平均年龄（31.25+4.35）岁，其中所有驾驶员均为男性，凡参与实验的驾驶员，均签署知情同意书，并愿意参加实验调查。对视力低于5.0的驾驶员，且对不愿意参加实验调查的驾驶员进行排除，确保参加实验调查的驾驶员，都具备一定的驾驶经验，一般驾龄在10～15年，平均驾龄为（12.45+4.28）年。

2.2实验设备

为了保证实验顺利进行，在实验过程中，需要选择合理的实验设备，其中车辆为常规车辆，并配合日本NAC公式的EMR-8B眼动仪，实现对驾驶员动态视觉的测量，除此之外，还要对照度仪进行应用，实现对照度的测量。同时，还要对加速度采集仪器实现加速度的合理测量，确保其可以满足实际工作的需求，从而进一步推动实验的顺利进行[1]。

2.3实验测定要素

为了促进实验的顺利开展，还要对实验的测定要素进行研究，确保这些要素都能得到合理的测定，使实验效率和实验质量都能得到保证。首先是对度隧道的照度进行测量，对洞口0m处，洞口外20 m处，洞口内依照Sm递增的方式来实现对5m，10m位置的照度测量，和以10m递增的方式来实现对20m，30m和50m等位置的照度测量。为了进一步对实验的要素进行分析，还要对车辆加速度和驾驶员瞳孔直径进行测量，加速度选择加速度测量仪实现测定，而驾驶员瞳孔直径则选择MER-8B眼动仪实现测量[2]。

2.4瞳孔面积最大瞬态速度值指标及应用

针对瞳孔面积最大瞬态速度指标，本文将其作为视觉负荷评价指标。结合相关标准，对其具体评价时，以某规范为基础，实现瞳孔面积最大瞬态速度值的计算，隧道进出口照度的急剧变化，会引起瞳孔的变化，而且这一变化是一种瞬态过程，持续的时间相对较短，而且与桥头差异沉降引起的汽车振动较为相似，所以，可以参考相关标准中的内容，对持续加速度均方根值，实现对视觉负荷的计算。也就是说，可以按照计算式（1）实现对瞳孔面积最大瞬态速度值的计算。

利用式（2）能计算瞳孔面积最大瞬态速度值，其中单位为mm2/s。当测定隧道进出口的MTPA时，丁推荐选用1s，可以对隧道进出口的视觉负荷进行展示，即使用这一计算得来的数值，能够对进出口的视觉负荷进行展示，从而满足实際工作的需求。另外，在工作中还要对视觉舒适度的指标进行确定，确保视觉舒适度能够满足驾驶员的基本需求，提高驾驶期间的安全系数，降低安全隐患的发生概率，使其可以更好地为人们开展隧道进出口环境改善工作提供支撑，进而提高环境的可靠性。

通过大量的高速公路隧道行车实验，再结合式（1）（2）得到的相应内容，对隧道进出口的VMTPA值进行获取，然后将其转换为视觉震荡持续时间t0的关系，之后对有效样本进行拟合卡方检验，并获取相应的实验结果。详细结果可以参考表1所列内容[3]。

参考表1结果，可以发现视觉刺激<0.1s时，不会给驾驶员的视觉带来影响，也就不会造成不良视觉后果。而0.2s则为心理学实验中的最小视觉刺激时间，所以，需要对视觉舒适度评价指标分级进行研究，并将其换算为视觉震荡持续指标，且经过分析后发现，它们保持一致，故可以认为隧道进口VMTPA超过80mm2/s和出口超过120mm2/S时，驾驶员在驾驶过程中容易出现视觉障碍，且会给驾驶员的心理带来负荷，也就容易引发交通事故。对于隧道内外的普通道路，可以结合隧道换算视觉震荡持续时间和人的主观感觉，进行环境改善的设置，要求进口≥20mm2/s时，就进行道路景观改善，经过改善后，道路能够更好地为人们提供服务，确保驾驶员不会因为视觉负荷，造成严重的交通事故，从而保证交通安全[4]。

2.5实验结果研究

在确定公路隧道进出口环境改造范围时，需要结合Vw的相应内容，对起点、终点和最小值拐点进行选择，一般选择洞口4s内的最小值拐点。

针对图1做进一步分析，可以发现白天隧道进出口距离洞口5～15m存在视觉负荷最大的情况，建议在环境改造中，从这个范围人手，从而实现对照度的合理设置，确保照度满足视觉负荷需求，减少视觉负荷的影响。另外，还能得到隧道进出口需要考虑照度的过渡区域，白天隧道的进出口区间分别为[-40，55]和[-65，40]，而夜间则分别为[-30，50]和[-55，35]，参照这2组数值，实现对照度过渡范围的合理控制，进而提升隧道进出口的安全系数，促使隧道可以满足日常出行的基本需求，降低视觉负荷带来的不利影响。除此之外，隧道的VMTPA按照从小到大的顺序实现排列，能够得到“夜间中段<夜间进口<夜间出口<边天中段<白天出口<白天进口”。按照这一排列，可以得到进出口的照度变化，会给人类的瞳孔带来一定的影响。主要体现在，瞳孔大小发生了变化，且视觉负荷会相对加强，说明在白天和夜间，需要对隧道进出口过渡范围的照明问题进行合理的考虑，确保照明能够实现对视觉负荷的合理控制，减少视觉负荷的影响[5]。

3基于视觉负荷的公路隧道进出口环境改造措施

结合上述实验的相应内容，再结合实验结果的基本情况，针对视觉负荷的基本情况，对公路隧道进出口环境改造范围进行确定，再采取适宜的改造措施，促使视觉负荷能够得到合理的控制，进而确保驾驶的安全系数[6]。

（1）注意对白天隧道进口的黑洞效应进行控制，并注意摆动效应的控制，所以，应在距离隧道40m的位置设置大冠幅高株植物。另外，在洞口5—15m之间做好过渡段照度的控制。

（2）注意夜间隧道进口处的照度，需要在隧道外35m左右的位置做好照度设置，减少白洞效应的影响。

（3）注意对隧道整体颜色的设置，选择暗色彩的方式，注意对强光弱色的控制，减少视觉不良刺激的影响。

4结束语

本文对基于视觉负荷的隧道进出口环境改造进行研究，通过对视觉负荷的相应内容进行分析，了解了视觉负荷的基本情况，之后对视觉负荷进行控制，最后对基于视觉负荷的隧道进出口环境改造范围及改造措施进行研究，旨在实现对隧道进出口视觉负荷的合理控制，确保驾驶员的行车安全，提升公路行驶的安全系数。