潘兵宏，周錫湞，韓雪艷

(長安大學 公路學院，陜西 西安 710064)

0 引 言

隨著我國高速公路里程的不斷增加，隧道的數(shù)量越來越多，而隧道路段又是高速公路上交通事故的高發(fā)地。研究表明，隧道路段的交通事故多集中在隧道入口處，造成這種現(xiàn)象的其中一個原因是車輛駕駛?cè)诵旭偟剿淼廊肟诼范螘r，在進入隧道前，路側(cè)的地形、植被等，能給駕駛?cè)溯^強的位置和速度參照，駕駛?cè)四芟鄬蚀_判斷車輛行駛速度和位置，有利于駕駛?cè)藴蚀_操控；而進入隧道后，因隧道內(nèi)洞壁和路面、標線等呈現(xiàn)的參照單調(diào)，導致隧道內(nèi)視覺參照的弱化，在加上隧道入口“黑洞效應(yīng)”的影響，因而駕駛?cè)瞬灰诇蚀_判斷車輛行駛速度和位置。此外，隧道內(nèi)外視覺這種強弱參照系的突變，也容易導致駕駛?cè)嗽诙虝r間內(nèi)難以適應(yīng)，很難及時調(diào)整和控制車輛的速度和位置，容易導致超速和駛離車道，進而發(fā)生事故。同時，也有研究調(diào)查表明：駕駛?cè)嗽谛旭傔^程中有90%以上的交通信息都是通過視覺獲得的，而這些信息構(gòu)成了公路隧道視覺參考系[1]。因此，有必要對駕駛?cè)嗽谒淼廊肟诘膬?nèi)外段落的視覺參照過渡方法和設(shè)置技術(shù)進行研究。

近年來，國外學者對隧道入口路段駕駛?cè)艘曈X特性進行深入研究。C.BOURDY等[2]對隧道入口處可見度隨時間亮度變化的影響進行了研究，并評估了隧道入口的短暫性能不足；P. BLASER等[3]提出基于CIE理念的新方法，通過日光產(chǎn)生的亮度和照度已知經(jīng)驗關(guān)系以及平均相對日照時間分布，確定了隧道照明裝置中所需的亮度水平；A.PEA-GARCA等[4]應(yīng)用光模擬領(lǐng)域的圖形設(shè)計軟件，結(jié)合此前開發(fā)的ESTS方程，模擬了3種不同張力結(jié)構(gòu)，提出在隧道中使用太陽光的半透明張力結(jié)構(gòu)的計算優(yōu)化；L.M. GIL-MARTN等[5]通過在隧道入口前安裝遮光柵來改變隧道洞口閾值區(qū)域，提出在遮光柵間的空間中引入擴散材料來改善隧道入口處視覺效果。同時，國內(nèi)學者也對隧道出入口處的光環(huán)境、駕駛?cè)说囊曈X特性等進行了研究。段萌萌等[6]研究發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)硕虝r間內(nèi)連續(xù)進出隧道會使視覺上多次形成“黑洞、白洞”效應(yīng)，并根據(jù)駕駛?cè)嗽谒淼廊肟诙瓮酌娣e的變化規(guī)律，建立了隧道入口段的視覺舒適評價體系；張?zhí)旄萚7]通過模擬駕駛，分析駕駛?cè)艘曈X特性，提出了基于光過渡最優(yōu)曲線的隧道吐口減光構(gòu)筑物方案；陳昌武等[8]研究了隧道內(nèi)昏暗單調(diào)的環(huán)境所導致的對比度的降低與低邊緣率是駕駛?cè)说凸儡囁俚闹饕?；胡江碧等[9]也指出了隧道洞口的光環(huán)境是影響駕駛?cè)嗽谒淼莱鋈肟谔帿@得視覺信息的重要因素，影響著行車安全；王春雨[10]通過隧道路段駕駛?cè)搜蹌訉嶒灒治鲴{駛?cè)搜蹌幼兓?guī)律，建立了駕駛?cè)俗⒁朁c縱向距離計算模型，并根據(jù)駕駛?cè)送字睆阶兓?，確定隧道路段駕駛?cè)艘曈X敏感路段；杜志剛等[11]通過實車實驗，回歸分析得到進出口照度與駕駛?cè)送酌娣e成冪函數(shù)關(guān)系，并以駕駛?cè)送酌娣e變化率作為隧道出入評價指標；彭成壩等[12]以駕駛?cè)嗽谒淼廊肟诙蔚陌颠m應(yīng)為依據(jù)，通過計算得出在隧道入口段與不同亮度折減系數(shù)K適應(yīng)的可變限速值，以保證隧道口駕駛?cè)说陌踩旭偂?/p>

目前國內(nèi)外對隧道入口路段駕駛?cè)艘曈X特性的研究多集中于隧道進出口照度的研究。較少研究者針對隧道入口路段外界環(huán)境的不同對駕駛?cè)艘曈X參考系的連續(xù)性和過渡進行研究。筆者基于隧道入口視覺參考信息的變化，提出了一種在隧道入口路段能夠正確引導駕駛?cè)艘暰€的柔性視覺參照設(shè)施，并對視覺參照設(shè)施在隧道洞內(nèi)洞外的設(shè)置距離及間距等關(guān)鍵技術(shù)指標進行研究。

1 隧道入口視覺參照系特性分析

車輛駕駛?cè)嗽诘缆沸熊囘^程中，會根據(jù)周圍的行車環(huán)境、條件而建立一個視覺參照系統(tǒng)，以用于確定車輛與周圍事物之間的距離、確定車輛的行駛方向與速度。一般來說，車輛駕駛?cè)藭谒淼劳獠凯h(huán)境下形成一個含有高頻信息、中頻信息、低頻信息的強視覺參照系。高頻信息由道路兩側(cè)樹木、建筑物、標志和護欄立柱等組成；中頻信息由護欄上輪廓標、路鈕、路面標線等組成；低頻信息由道路兩側(cè)的景觀物、標志版面等組成。車輛駕駛?cè)嗽趶娨曈X參照系下行駛時，其心理感知速度優(yōu)于實際物理車速，從而保證行車安全(圖1)。

圖1 隧道內(nèi)外速度感知錯覺Fig. 1 Illusion of speed perception inside and outside the tunnel

與隧道外環(huán)境相反，在隧道內(nèi)，駕駛?cè)烁鶕?jù)隧道內(nèi)環(huán)境一般只能構(gòu)建弱視覺參照系，這一參照系主要包括照明燈具及側(cè)墻輪廓標等構(gòu)成的中頻信息，缺少高頻及低頻信息。而高頻信息的缺乏，容易導致駕駛?cè)嗽趦H有中頻信息的環(huán)境下對車輛的感知速度會較實際物理車速低[13]，從而容易造成隧道內(nèi)超速事故頻發(fā)。

隧道內(nèi)外照明環(huán)境突變，也會嚴重破壞車輛駕駛?cè)艘曈X信息的連續(xù)性，同時在隧道內(nèi)部行車時，駕駛?cè)藭捎谌跻曈X參照系而錯誤判斷車輛運行速度與行車車距，進而造成安全事故。所以，改善隧道入口視覺參照系過渡情況，在駕駛員適應(yīng)隧道內(nèi)較弱參照之前，應(yīng)在隧道入口段設(shè)置一些高頻信息，讓強視覺參照系不要過快消失是十分必要的。因此提出在隧道入口段一定長度范圍內(nèi)設(shè)置視覺參照柱，給駕駛?cè)颂峁└哳l信息，并保證視覺參照系的過渡。下面分析視覺參照柱的設(shè)置技術(shù)要求。

2 視覺參照柱

中頻信息的邊緣率通常情況下為0.5～2.5 Hz，其作用是給予車輛駕駛?cè)斯潭ㄩg隔、中等程度的心理反應(yīng)，通過顯示隧道邊界、內(nèi)部線性變化來引導車輛的行車安全，保證車輛駕駛?cè)艘暰€連續(xù)性。隧道內(nèi)部的中頻信息的獲得渠道含有輪廓標、路鈕等。

在隧道外部、內(nèi)部有許多設(shè)施可供車輛駕駛?cè)私⒖臻g視覺參考系，但是在隧道入口駕駛?cè)酥荒芤揽柯访鏄司€等地面設(shè)施來獲得視覺信息，在這種路徑情況下，車輛駕駛?cè)撕苋菀子捎谌肟谔幑饩€的突變，而破壞其視覺信息的連續(xù)性，造成行車事故。

為了最大程度上降低前文所述的各種不利情況的發(fā)生率，更加正確、自然地引導駕駛?cè)艘暰€，筆者提出了一種容易生產(chǎn)加工、安裝的隧道入口視覺柔性參照柱，增強隧道入口內(nèi)外的視覺參照過渡。此參照柱的主要材料為圓形斷面的PVC管，其半徑40 mm，高為1 200 mm。參照柱柱身涂有一層紅白相間的、寬度為200 mm的紅白兩色反光膜層(圖2)。在行車過程中，駕駛?cè)丝梢詤⒄詹荚O(shè)于路旁的視覺參照柱，知曉其與隧道入口的距離、在隧道路段的行駛速度變化情況，并結(jié)合參照柱在視覺上的頻率變化，控制速度。

圖2 視覺參照柱(單位：mm)Fig. 2 Visual reference column

隧道內(nèi)，視覺參照柱布設(shè)于兩側(cè)檢修道邊緣，而隧道外，其布設(shè)在兩側(cè)硬路肩外邊緣。不同隧道內(nèi)外視覺參照柱的布設(shè)范圍是不同的，需要結(jié)合實際情況，并且考慮隧道入口路段的速度、橫斷面變化、光照過渡及駕駛?cè)诵纳硖匦浴?/p>

隧道內(nèi)部不設(shè)置硬路肩，僅設(shè)置路緣帶，而隧道外的路基或者橋梁一般設(shè)置了硬路肩，所以隧道的橫斷面尺寸與相接的路基或橋梁橫斷面尺寸不同。受隧道內(nèi)墻壁效應(yīng)的影響，車輛的軌跡也會發(fā)生變化。因此隧道入口視覺參照柱設(shè)置長度應(yīng)結(jié)合隧道入口前車輛軌跡變化的長度來確定。

2.1 隧道入口視覺參照柱設(shè)置長度

2.1.1 隧道內(nèi)外路幅橫斷面尺寸變化

因為隧道橫斷面尺寸與相鄰路基或橋梁段的不同，車輛在通過該路段時路側(cè)運行條件發(fā)生了變化，使得進出隧道時的行車安全性有所降低。隧道橫斷面組成尺寸見圖3，圖3中Wd為行車道寬度；LL、LR分別為隧道左、右側(cè)向?qū)挾?；IL、IR分別為隧道左、右側(cè)檢修道寬度；dTL、dTR分別為隧道內(nèi)車身左余寬和車身右余寬，車身左余寬是指車身左側(cè)與行車道中心之間的距離，車身右余寬是指車身右側(cè)與檢修道邊緣之間的距離。

圖3 隧道橫斷面尺寸示意(單位：m)Fig. 3 Dimensions of the tunnel cross-section

路基(或橋梁)橫斷面組成尺寸見圖4，圖4中Wd為行車道寬度；L1、L2分別為左、右硬路肩寬度；LE為路基土路肩寬度(或橋梁路段護欄寬度)；dSL、dSR分別為路基段車身左余寬和右余寬，dSL指在路基或橋梁路段車身左側(cè)與行車道中心之間的距離，dSR指在路基或橋梁路段車身右側(cè)與土路肩邊緣之間的距離。

圖4 路基(或橋梁)橫斷面尺寸示意(單位：m)Fig. 4 Dimensions of the subgrade (or bridge) cross-section

JTG B01—2014《公路工程技術(shù)標準》(以下簡稱《標準》)規(guī)定的不同設(shè)計速度下隧道和路基標準橫斷面尺寸，見表1。

從表1的規(guī)定可以看出，不同設(shè)計速度下，從路基(或橋梁)段到隧道路段，都是右側(cè)寬度變化幅度大。因此從寬度過渡角度看，考慮隧道內(nèi)外視覺過渡變化時，應(yīng)關(guān)注右側(cè)路幅寬度的變化。

表1 隧道和路基橫斷面主要尺寸Table 1 Main dimensions of cross-section of tunnel and subgrade

2.1.2 隧道外視覺參照柱設(shè)置長度

在我國JTG D70—2004《公路隧道設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，當隧道內(nèi)外側(cè)的路基(路面)寬度變化值較大時，為保證橫斷面過渡的順適性，隧道入口應(yīng)設(shè)置按照設(shè)計速度行駛不小于3 s的路段長度，并且過渡段長度應(yīng)不小于50 m。上述規(guī)定較簡單，難以適用于所有情況，應(yīng)該根據(jù)隧道內(nèi)外路幅寬度的實際情形，并結(jié)合該路段車輛的運動規(guī)律來確定。

由于車輛在進入隧道前會受到隧道的“墻壁效應(yīng)”、隧道中間比兩側(cè)高度大、檢修道突出所帶來的影響，導致車輛行駛軌跡會向隧道中心偏移。因大型車的寬度和高度明顯比小汽車大，其更容易受到前述因素的影響，因此取大車作為確定橫斷面過渡段長度的研究對象。為保證車輛在隧道入口路段附近順適安全地完成上述軌跡的改變，對漸變段長度提出最小長度要求，即橫斷面寬度過渡段的漸變率應(yīng)不大于車輛軌跡改變時的漸變率，則有式(1)成立：

(1)

式中：P為橫斷面過渡段漸變率；Pt為考慮車輛軌跡改變時的漸變率；dTR隧道內(nèi)車身右余寬值，m；dSR為路基段(或橋梁段)車身右余寬值，m；S為隧道內(nèi)外不同寬度的橫斷面過渡段長度，m。

普通路段上正常運行車輛的側(cè)向余寬一般呈正態(tài)分布，且車輛的橫向位置基本不變，直到即將到達隧道時，駕駛?cè)瞬艜?qū)使車輛向車道中心移動。根據(jù)相關(guān)調(diào)查發(fā)現(xiàn)駕駛員一般在距離隧道口前約60 m時開始調(diào)整橫向位置，車輛左邊緣距行車道邊緣0.60 m，即在路基段的車身左余寬為0.60 m；而當其駛?cè)胨淼纼?nèi)之后，大型車的橫向位置會向路中心偏移0.4 m[14]，此時隧道內(nèi)的車身左余寬為0.20 m，且在進入隧道口后約60 m結(jié)束調(diào)整橫向位置。因此隧道內(nèi)外不同寬度的橫斷面過渡段長度S可取120 m。則隧道內(nèi)外橫斷面寬度不同時，隧道外最小過渡段長度Lout可以采用式(2)計算：

(2)

式中：P為橫斷面過渡段漸變率；S為隧道內(nèi)外不同寬度的橫斷面過渡段長度，m；L2為右側(cè)硬路肩寬度，m；Pt為考慮車輛軌跡改變時的漸變率；dTR為隧道內(nèi)車身右余寬值，m；dSR為路基段(或橋梁段)車身右余寬值，m；LR為右側(cè)側(cè)向?qū)挾?，m。

根據(jù)表1和圖3、圖4，可以得到不同設(shè)計速度下隧道內(nèi)外車身兩側(cè)的余寬(表2)。采用式(2)可計算隧道內(nèi)外橫斷面差異需要的過渡段最小長度值(表2)。

從表2的計算結(jié)果可知，在滿足車輛軌跡漸變的前提下，隧道右側(cè)路面寬度變化過渡段最小長度在146～156 m之間。駕駛?cè)藶檫m應(yīng)洞內(nèi)橫斷面變窄和墻壁效應(yīng)所產(chǎn)生的變化，一般會在進入隧道前完成軌跡的調(diào)整，因此，為及時給駕駛?cè)颂峁└鼫蚀_的位置參考和視覺誘導，可在隧道橫斷面變窄前的路基或(橋梁)段設(shè)置視覺參照柱，并延伸至洞內(nèi)。則隧道外視覺參照柱設(shè)置長度宜與寬度過渡段長度相同。因此，隧道外視覺參照柱設(shè)置長度宜參考表2的橫斷面寬度最小過渡段長度。

表2 隧道外視覺參照柱設(shè)置長度Table 2 Setting length of visual reference column outside tunnel

2.1.3 隧道內(nèi)視覺參照柱設(shè)置長度

由于晴天隧道內(nèi)外光環(huán)境的劇烈過渡，導致駕駛?cè)嗽诩磳Ⅰ側(cè)胨淼蓝纯跁r，會出現(xiàn)黑洞效應(yīng)，人眼需要經(jīng)歷一個暗適應(yīng)過程來恢復(fù)視力，暗適應(yīng)時間一般不超過3 s[12]。在駕駛?cè)搜劬m應(yīng)暗環(huán)境時，車輛會繼續(xù)行駛。為保證駕駛?cè)四軌蛟谝曈X參照柱的引導下保證視覺信息的銜接，在駕駛?cè)搜劬ν耆m應(yīng)隧道內(nèi)的環(huán)境后，車輛前照大燈所能照射的范圍內(nèi)也均需布設(shè)視覺參照柱。因此隧道內(nèi)視覺參照柱的設(shè)置長度Lin用式(3)計算(表3)。

表3 隧道內(nèi)視覺參照柱設(shè)置最小長度Table 3 Minimum length of visual reference column setting in tunnel

(3)

式中：V為隧道路段的車輛行駛速度，可取隧道路段的設(shè)計速度，km/h；t為暗適應(yīng)的時間，暗適應(yīng)時間一般不超過3 s[12]；dlight為大車前燈照射距離，取127 m[15]。

2.2 隧道進出口視覺參照柱設(shè)置間距

駕駛?cè)怂矔r視野范圍內(nèi)至少存在3～4個輪廓標時才能識別出隧道內(nèi)部線形引導車輛能夠正常行駛，因此視覺參照柱的間距設(shè)置要求與輪廓標相同。當駕駛?cè)嗽谒淼劳庑旭倳r，其瞬時視野為設(shè)計速度下的動視野，根據(jù)相關(guān)文獻，車速為80 km/h時，駕駛?cè)说淖⒁朁c位于車輛前方377 m[16]；當駕駛?cè)嗽谒淼纼?nèi)行駛時，其瞬時視野為車輛前照大燈所能照射的范圍，即車輛前方127 m[15]。為保證視覺參照柱的有效性，隧道內(nèi)外視覺參照柱設(shè)置間距應(yīng)相同，故取隧道內(nèi)駕駛?cè)怂矔r視野計算間距。隧道入口路段駕駛?cè)丝梢暦秶鐖D5。

圖5 隧道內(nèi)駕駛?cè)丝梢暦秶疽釬ig. 5 Schematic diagram of the visual range of the driverin the tunnel

當車輛位于左側(cè)車道行駛時，右側(cè)車燈照射范圍長度比左側(cè)短，故可以采用車輛在左側(cè)車道行駛時右側(cè)參照柱的設(shè)置間距值，采用式(4)計算：

(4)

式中：ds為視覺參照柱設(shè)置間距；α為大車前燈照射角度，取15°[14]；Wsight為車輛右前燈與右側(cè)視覺參照柱之間的橫向距離，m；n為大車前燈照射范圍內(nèi)右側(cè)視覺參照柱的數(shù)量，為達到更強的視覺誘導和參照效果，宜取4根。

車輛前大燈的位置一般距離車身兩側(cè)邊緣約0.30 m。因此當車輛在最左側(cè)車道行駛時，根據(jù)隧道內(nèi)外車身與行車道左邊緣的距離、車身寬度(去2.5 m)、單行車道和隧道右側(cè)側(cè)向?qū)挾?右側(cè)硬路肩寬度)可以計算Wsight(表4)。

表4 視覺參照柱設(shè)置間距Table 4 Setting spacing of visual reference column

隧道內(nèi)外左右兩側(cè)視覺參照柱設(shè)置間距可參照表4計算得到的結(jié)果設(shè)置，對于隧道入口寬度過渡段也可以根據(jù)實際情況適當加密視覺參照柱的設(shè)置，以增強駕駛?cè)说闹敢Ч?，隧道外在過渡段可采用線性漸變形式設(shè)置(圖6)。為保證駕駛?cè)艘曈X的連續(xù)性，可在洞內(nèi)外最小設(shè)置長度的基礎(chǔ)上各增加至少3根參照柱(圖6)。

圖6 隧道入口視覺參照柱布置示意Fig. 6 Schematic diagram of visual reference column setting attunnel entrances

3 仿真驗證

3.1 試驗設(shè)備

試驗采用的主要設(shè)備為UC-win/road和力康PC-80D心臟監(jiān)測儀。

3.2 試驗設(shè)計

用UC-win/road建立以岳武高速橫斷面(單幅路組成為行車道為2×3.75 m，左側(cè)硬路肩為0.75 m，右側(cè)硬路肩為2.50 m，土路肩為2×0.75 m)實際情況為基礎(chǔ)的試驗仿真環(huán)境，采用力康PC-80D心臟監(jiān)測儀獲得駕駛?cè)诵穆蕯?shù)據(jù)。在模擬場景中設(shè)置3座直線、縱坡為零的隧道，以樁號K0+000為行車起點，第1段隧道位于K1+065.4～ K2+332.9，第2段隧道位于K2+774.9～ K4+254.3，第3段隧道位于K5+677.8～ K6+363.9。

為保證結(jié)論的準確性，選取6名試驗者，4男2女，試驗者均身心健康且駕駛技術(shù)熟練，精神狀態(tài)良好、睡眠充足。試驗安排對比試驗組與刺激組兩組試驗，對比實驗組無視覺過渡設(shè)施(圖7)；刺激實驗組為設(shè)置視覺參照柱(圖8)，綜合考慮時間與成本，去掉間距比較近的邊緣率，最后保留0.75、1.5、6、32 Hz 4個邊緣率進行試驗分析，邊緣率對應(yīng)的間距如表5 。

圖7 無視覺過渡設(shè)施Fig. 7 No visual transition facilities

圖8 設(shè)置視覺參照柱Fig. 8 Setting visual referencecolumn

表5 邊緣率與間距之間的關(guān)系[17]Table 5 Relationship between edge rate and spacing

參照系設(shè)施布設(shè)按ABBA法進行，具體的設(shè)施布設(shè)位置與試驗順序安排如表6，表6中1表示設(shè)置視覺參照柱，0表示不設(shè)置視覺參照柱。

表6 試驗安排與視覺參照系過渡設(shè)施設(shè)置位置Table 6 Test arrangement and location of visual reference systemtransition facilities

3.3 試驗步驟

首先對6名試驗者進行試驗講解培訓，讓試驗者適應(yīng)不同車速下的參照物感知特征，每個試驗者按表6的順序完成12次試驗，在每次試驗結(jié)束后按迫選法要求選擇各通過路段的心理感知速度。待6名試驗者均完成12次試驗后整理數(shù)據(jù)。

3.4 試驗結(jié)果分析

3.4.1 視覺參考柱對駕駛?cè)诵睦淼挠绊?/p>

對力康PC-80D心臟監(jiān)測儀采集的心率數(shù)據(jù)結(jié)果進行統(tǒng)計匯總，以視覺過渡設(shè)施段的平均心率為基礎(chǔ)值，以不設(shè)置視覺參考柱的各邊緣率下的平均心率為比較值，得到不同速度下相對心率圖如圖9。

圖9 不同速度下相對心率比較Fig. 9 Comparison of relative heart rate at different speeds

根據(jù)圖9可以看出，設(shè)速度為100 km/h和120 km/h時，設(shè)視覺參考柱能明顯降低駕駛?cè)诵穆?，且在設(shè)32 Hz的視覺參考柱下降低幅度最大，表明視覺參考柱能明顯降低駕駛?cè)说男睦碡摀欣谛旭偘踩?/p>

3.4.2 視覺參考柱對駕駛?cè)烁兄俣鹊挠绊?/p>

將每次試驗結(jié)果后駕駛?cè)烁兄乃俣戎蹬c仿真平臺記錄的駕駛?cè)藢嶋H的行駛速度進行對比分析，得到圖10。

圖10 感知速度與實際速度比較Fig. 10 Comparison of perceived velocity and actual velocity

根據(jù)圖10可知，在設(shè)置了視覺參照柱之后，駕駛?cè)藢π旭偹俣鹊母兄獪蚀_性較不設(shè)視覺參照柱將大大提升，且隨著邊緣率增大，視覺參考柱設(shè)置間距減小，駕駛?cè)藢⒏吖佬熊囁俣龋瑢嶋H行駛速度更慢；視覺參照柱的設(shè)置在各個速度下都能極大改善駕駛?cè)藢λ俣鹊母兄?，有利于隧道?nèi)行車安全。

3.4.3 視覺參考柱對駕駛?cè)诵旭偹俣鹊挠绊?/p>

將駕駛?cè)嗽诟鱾€指定速度下、設(shè)視覺參考柱場景(刺激組)下的行駛速度與無視覺過渡設(shè)施段(參照組)的行駛速度進行統(tǒng)計分析，得到圖11。

圖11 參考組與刺激組的行駛速度對比Fig. 11 Driving speed comparison between the reference group andthe stimulus group

根據(jù)圖11可知，在設(shè)置了視覺參照柱之后，駕駛車輛在隧道段的行駛速度明顯低于不設(shè)視覺參照系，說明視覺參照柱的設(shè)置有利于駕駛?cè)嗽谒淼纼?nèi)減速行駛，更利于行車安全。

3.4.4 視覺參考柱對駕駛?cè)诵旭倷M向位置的影響

對仿真平臺記錄的車輛在道路上的橫向位置進行統(tǒng)計分析，得到參考組與刺激組情況下的車輛中心離行車道邊線的距離(即橫向位置)對比圖12。

圖12 參考組與刺激組的橫向位置對比Fig. 12 Horizontal position comparison between the reference groupand the stimulus group

根據(jù)圖12可知，在設(shè)置了視覺參照柱之后，駕駛車輛在隧道段的橫向位置明顯遠于不設(shè)視覺參照系，說明視覺參照柱的設(shè)置有利于車輛的行駛安全。

4 結(jié) 論

1)針對目前隧道入口路段由于光線及行駛條件的變化，駕駛?cè)诵旭偟膮⒄障蛋l(fā)生變化，導致駕駛?cè)顺霈F(xiàn)視覺信息銜接不暢甚至中斷，影響行車安全性的問題，提出了一種通過在隧道入口設(shè)置視覺參照柱，達到延續(xù)駕駛?cè)艘曈X的強視覺參考的方法。視覺參照柱的設(shè)置能夠幫助駕駛?cè)嗽谒淼纼?nèi)外重建一套連續(xù)的視覺參照系統(tǒng)，更好地保持駕駛?cè)嗽谒淼纼?nèi)外視覺參照的連續(xù)性，有利于駕駛?cè)丝刂栖囁俸蛙囕v位置。

2)提出的視覺參照柱易加工生產(chǎn)、抗腐蝕、耐老化。該參照柱底面采用直徑為80 mm的圓形，高度為1 200 mm，其材質(zhì)為PVC管，柱身包覆由紅白相間而組成的反光膜層，紅白顏色的設(shè)置寬度均為200 mm。

3)通過分析隧道內(nèi)外橫斷面寬度的變化和車輛軌跡變化特點，建立了隧道內(nèi)外視覺參照柱的設(shè)置長度和間距計算模型，并給出了不同設(shè)計速度下，隧道內(nèi)外視覺參照柱的設(shè)置長度和間距的建議值。同時提出了隧道內(nèi)外視覺參照柱的設(shè)置過渡方式。

4)研究成果為隧道入口駕駛?cè)说囊曈X參照系統(tǒng)的建立提供了理論依據(jù)，為隧道內(nèi)外駕駛?cè)说囊暰€誘導提供新的思路和技術(shù)解決方案。