[發明專利]基于車速控制與車距保持的隧道逆反射照明系統設置方法

有效

• 申請號: 201210122215.1
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102635076A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 杜志剛;萬紅亮;蔣旭;黃發明;劉啟遠;陶鵬鵬
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E01F9/00
• 分類號: E01F9/00;E01F9/015;E01F9/08;E01F9/053
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國;伍見

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技術領域

本發明涉及一種提升駕駛員車速控制、車距保持能力的隧道逆反射照明系統設置方法，從而實現隧道照明節能與隧道交通安全效益協調。

背景技術

隧道路段運營照明不足，隧道內超速普遍，追尾、撞側墻事故多發。1999年頒布的《JTJ026.1-1999公路隧道通風照明設計規范》、2004年頒布的《JTG/T?D?71-2004公路隧道交通工程設計規范》，使我國公路隧道的機電設施配置達到了很高的水平。對于高速公路隧道而言，按照我國國家標準設置照明，每延公里隧道照明負荷應不小于60kW。以高速公路長隧道為例，其照明總功率接近100kw/km，電費按0.6元/度計算，每年電費用為320萬/km。因而導致公路隧道機電設備配得起，用不起；中西部很多高速公路實際運營中，白天開燈率較低，且具有一定盲目性，往往犧牲了交通安全。同時相應交通安全設施不足，環境單調，參照物少；駕駛員缺乏方向感、速度感，表現為駕駛員視野變窄，急于逃離隧道，造成了普遍的超速現象。國內隧道事故統計表明超速是主要事故原因，占事故總數50%以上，追尾及撞隧道側墻事故是主要事故形態，占到總事故80%。陳昌武等在論文“基于視知覺環境的隧道內超速致因分析”一文（公路與汽運.?2011年4月）通過室內模擬實驗表明，在不同照度和對比度條件下，公路隧道會有顯著的速度低估，并容易導致超速事故。

現有隧道照明標準過于保守，有必要針對事故原因及形態設置隧道照明及安全設施。現有隧道照明理論建立在隧道內危險障礙物識別分析基礎上，即駕駛員在停車視距范圍內能有效視認行駛車道中心10cm大小的障礙物，過于保守，對于交通量較小的我國中西部隧道也不必要。因此很有必要根據事故形態（追尾、撞側墻）及事故原因（超速），通過提升駕駛員對側墻、前方車輛的識別能力，具體為車速控制、車距保持能力，以達到隧道照明的安全與效益的統一。

基于光流率的車速控制方法得到應用。光流率被認為是影響速度感知的重要視覺因素。光流率是人運動時，空間中各點穿過視野的相對速度。國內外學者通過光流率在交通中“無意識”地進行速度控制的使用來提升公路環境速度知覺，劉兵在碩士論文“基于駕駛員視知覺的車速控制和車道保持機理研究”中（武漢理工大學，2008年）通過心理物理實驗得出當光流率小于2Hz，或大于32Hz時，駕駛員會出現速度低估，光流率在4Hz~16Hz時，實驗者對速度產生了高估，其中光流率為12Hz高估達到30%以上。

逆反射材料及技術已日趨成熟。隨著近些年，反光膜、反光片、反光漆等逆反射材料的應用越來越廣泛，成本越來越低，同時，逆反射檢測技術也進一步完善，這就為隧道內部采用“逆反射照明”夯實了基礎。逆反射技術最大特點是充分利用車輛前燈的亮光，通過逆反射材料的表面結構，為駕駛人感知，從而改善駕駛者的安全視距，優化道路沿線交通設施視認效果，讓駕駛者獲得更多的時間、更強化的感受，來判斷路況和獲取指導信息，以便及時正確的采取安全措施。它是以物理手段調動人的主觀能動性，提高行駛安全，是一種節能環保的低成本道路安全解決方案。

現有隧道內一般是通過前方交通設施及景觀信息來確定車速、車距，如路面標線、輪廓標、線形誘導標等。但是由于隧道內照度及對比度較低，因此隧道內普通交通工程設施難以為駕駛員發現，事故資料也表明它們的作用有限。同時現有隧道照明主要側重于隧道照明節能控制、智能照明控制系統、自然光與人工光結合的隧道照明設置等，較少基于交通事故進行研究，也導致設置及運營成本較高，交通安全與效益不匹配。同時現有的基于視覺光流率的速度感知提升方法，對于方向感、距離感方面缺乏研究，也導致駕駛員熟悉局部信息后，敏感程度下降，控速效果降低，甚至出現報復性加速。因此亟需在保障隧道節能與隧道交通安全效益的前提下，從事故形態及原因出發，采用新的隧道照明系統。光逆反射系統則是一種非常行之有效的思路。

發明內容

本發明根據空間頻率在8~12Hz作用下時，感知速度顯著大于物理速度，最高達30%以上，而中頻、低頻條件下（<2Hz），感知速度小于物理速度（參見圖1）。在行車環境中，理想感知速度應比物理速度略大為宜（<10%或者5%），因此需要將高頻、中頻、低頻信息結合起來，以達到感知速度與物理速度相協調，并實現速度控制的長效機制（參見圖2）。