公路隧道出口“白洞”效应改善方法研究.pdf

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1、第39卷第3期武汉理工大学学报(交通科学与工程版)Vo1．39No．32015年6月JournalofWuhanUniversityofTechnologyJun．2015(TransportationScience&Engineering)公路隧道出口“白洞"效应改善方法研究*肖尧”杜志刚¨陶鹏鹏¨王明年(武汉理工大学交通学院”武汉430063)(西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031)摘要：针对隧道出口亮度过渡不合理的环境现状，提出基于防眩原理的渐变图层设计方案，利用照明计算软

2、件DIALUX对改善前后隧道出口段进行模拟实验，验证驾驶员瞳孔亮度过渡改善前后的变化趋势和变化规律，利用隧道微缩模型对改善前后方案进行视频拍摄，用matlab编程检测隧道眩光面积和眩光高度．结果显示，改善方案的驾驶员瞳孑L亮度比改善前的瞳孔亮度过渡更加缓和合理，眩光面积减少2O～3O％，且眩光高度抬高2O～4O，视觉负荷系数降低了3O～40，从而可以提升隧道视觉舒适性，降低驾驶员错误操作几率．关键词：公路隧道；“白洞”效应；渐变图层；微缩模型；瞳孑L亮度中图法分类号：u491．5doi：10．396

3、3／j．issn．2095-3844．2015．03．027我国中西部地区长大公路隧道洞内外亮度变化剧烈，在隧道出口段，眩光现象明显，驾驶员极1DIALUX模拟实验设计及方法易产生眩晕感，即为隧道出口“白洞”效应，易发生隧道出口车辆追尾事故，但按国家规范设置照明1．1改善思路能耗高，且中西部公路隧道普遍交通量小，运营总王子枫等[7]研究得出驾驶员在行车过程中，收入远不及隧道运营照明费用开支，运营单位无驾驶员视线的方向是水平向下1。，如果能将驾驶法承担巨额的隧道照明费用，采取长期低照度策员视线范围内的

4、眩光抬高，可以减轻眩光对驾驶略，中西部地区运营照度值是规范值的2O～员视线的干扰，降低驾驶员的视觉负荷．杨韬对50[，严重影响了隧道内行车安全[2]，导致隧道隧道侧壁反光性能研究指出，合理反射系数的隧出口段交通事故频发．王辉等]通过隧道实地调道侧墙能够缓和隧道出口亮度过渡，抬高眩光区，查发现，隧道出入口事故类型53为追尾，其中减少驾驶员目高以下的眩光面积，延长驾驶员视70为速度误估．为了改善隧道出口的“白洞”效觉适应时间，降低驾驶员视觉负荷．潘贝贝等[g指应，现有的改善方法一般为加强照明，长大隧道出

5、出隧道路面宜铺设反射系数较高的混凝土路面，口段照明亮度为隧道中部的5倍以上_4]，或者采隧道洞口接近段宜铺设反射系数较低的沥青路面用减光格栅等洞外延伸体，不同形状的出口，例以降低洞外亮度，改善隧道出口“白洞”效应．因此如，削竹式、反削竹式等[5]．单一的加强照明不能针对隧道出口“白洞”效应，可以通过小车和大车从根本上改善“白洞”效应[6]．如何在保证交通安驾驶员视线高度(小车为1．2m，大车为1．8m)全和满足隧道瞳孔照度过渡合理的条件下，尽可在侧墙设置渐变反射系数涂层，与低反射系数路能的降低隧道照

6、明设备的电力消耗，成为公路隧面形成亮度对比，来抬升眩光的高度以及减少正道出口“白洞”效应改善方法的重点研究对象．面眩光，见图1．收稿El期：2015-02—20肖尧(1990一)：男，硕士生，主要研究领域为交通工程国家自然科学基金项目(批准号：51008241)、西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室开放基金课题(批准号：TTE201407)资助第3期肖尧，等：公路隧道出口“白洞”效应改善方法研究·575·{。，_Ⅲ＼i式中：C。C，dC。均为常数路面亮度L与路面照度成正比例，即L—Eq(5)式中

7、：q为常数，称为亮度系数，与路面材料反射特性有关，将各式代入式(2)可以得到t恒毯A一tanc√tanIlObql="L"-I(6)录像帧数2．2亮度变化与眩光面积变化速度关系图2隧道出口段眩光面积变化情况在隧道出口60m范围内，试验加速度绝对值大多不超过0．5m／s，行程较短，一般为2S左右．为简化计算，将式(3)两边对时间t求导，可得V一—3．6VdA(7)—-2．3亮度变化与视觉负荷系数关系研究表明，隧道出口视觉负荷与眩光面积变化速度正相关，隧道出I=1视觉负荷系数定义为眩光面积变化速度与眩光

8、面积变化临界速度的比录像帧数值，即图3隧道出口段眩光中心高度变化情况表33种方案眩光面积与眩光高度变化对比是一㈦式中：V为隧道出口眩光面积变化临界速度；V一0．0606A一1．235A+3．3158．由表2可以计算出隧道出口视觉负荷系数在6O1TI内的变化情况见表4．表4隧道出口段视觉负荷系数变化对比由表4分析得出，经过涂层改善后的隧道出口段视觉负荷系数明显降低，降低视觉负荷系数3o～409／6，降减轻了驾驶员视觉负荷，提高了隧注：X，Y为人眼所看到眩光横向和纵向形成