《基於人眼適應的公路隧道入口段亮度研究》是依託重慶大學，由胡英奎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於人眼適應的公路隧道入口段亮度研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡英奎
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於最新的隧道照明理論，根據進入隧道過程中人眼瞳孔的變化確定隧道入口段的亮度。以重慶地區為例，通過實測確定8個方向的隧道外等效光幕亮度；分別針對採用色溫相近的高壓鈉燈、金鹵燈和LED燈作為隧道照明光源的情況，在實驗室模擬駕車進入隧道過程的光環境變化，用眼動儀記錄人眼瞳孔隨光環境變化而變化的過程；讓被試人員駕車或坐車進入選定的隧道，並用眼動儀記錄其進入隧道過程中的瞳孔變化；分析對比現場實測獲得的數據與實驗室模擬實驗獲得的數據，並根據現場實測數據對實驗室模擬實驗數據進行修正；根據獲得的實驗數據以及確保行車安全允許的人眼適應時間，確定各種條件下合理的隧道入口段亮度，以在保證隧道行車安全的前提下實現隧道照明節能。
結題摘要
對比分析了國內外隧道照明設計標準和規範對入口段長度、照明指標的規定，結果表明，不同標準和規範對隧道入口段長度和照明指標的規定差異明顯。根據隧道照明的特點，考慮LED光源相對傳統光源的優缺點，提出LED是隧道照明光源的發展方向。在對國內隧道照明現狀和運營情況進行調研的基礎上，利用自製的隧道照明反應時間測量系統研究了駕駛員在不同光源下的反應時間，結果表明，隧道入口段適用色溫為4200 K左右的LED。對比分析了目前常用隧道入口段亮度確定方法——k值法和最小察覺對比法的計算原理和過程，利用數值積分方法，得到了洞外等效光幕亮度的改進算法，並證明了改進算法的精度，開發了自動讀解洞口照片並完成計算的等效光幕亮度計算程式，開發了基於等效光幕亮度與察覺對比法的隧道照明計算程式。在對重慶地區光氣候特徵和洞外景物表面反射特徵進行研究的基礎上，得到了重慶地區東、南、西、北4個朝向隧道洞外典型景物亮度值，其它朝向隧道洞外景物亮度值可在此基礎上插值得到。在對比分析用k值法和最小察覺對比法確定隧道入口段亮度優缺點的基礎上，提出了根據駕駛員駕車進入隧道過程中的瞳孔變化確定隧道入口段亮度的方法：駕駛員白天駕車由較亮的洞外進入較暗的隧道內時，瞳孔為了適應較暗的環境而變大，駕駛員的瞳孔變化速度在某一個區間內時，不會發生視覺障礙，如果瞳孔變化速度超出此安全區間，有可能發生視覺障礙而造成行車事故，駕駛員的瞳孔變化受隧道內外亮度之差以及進入隧道時車速的大小影響，為了保證行車安全，在隧道設計行車速度一定的情況下，可以通過減小隧道內外亮度之差的方法，保證駕駛員的瞳孔變化在一定的範圍內。考慮不會產生視覺障礙的駕駛員瞳孔變化的極限範圍，可以根據隧道的洞外亮度和行車速度來確定隧道入口段亮度。利用在福建多座隧道實測得到的駕駛員駕車進入隧道過程中的瞳孔變化數據，以及在實驗室得到的駕駛員瞳孔大小隨亮度變化的數據，考慮洞外亮度和行車速度，得到了基於人眼適應的隧道入口段亮度值。考慮隧道照明節能的需要，還對在隧道入口段引入天然光照明的可行性進行了探索。
