环境因素对在役隧道行车安全的评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其包括：构建隧道内不同环境因素组合的环境工况下的汽车驾驶的模拟环境；所述环境因素包括隧道侧壁模块、隧道装饰模块、行车模块、交通标志模块及语音模块；采集处于对应环境工况下的虚拟环境中模拟驾驶的驾驶员的生理信息和注视信息；在模拟驾驶环境中，随机模拟突发事件，采集在对应环境工况下，驾驶员应对对所述突发事件而做出动作的行为信息；重复步骤S1和S2直至所有的环境因素组合的隧道内环境工况模拟完毕；统计驾驶员在不同环境工况下的行为信息、驾驶员注视信息和生理信息，并根据统计的信息计算隧道内不同环境工况下的行车安全系数；根据所述行车安全系数确定行车安全等级。

Evaluation method and device of environmental factors on driving safety of tunnel in service

【技术实现步骤摘要】
环境因素对在役隧道行车安全的评价方法及装置
本专利技术涉及隧道行车安全领域，尤其涉及一种环境因素对在役隧道行车安全的评价方法及装置。
技术介绍
公路隧道因具有缩短里程、提高交通效率，节约用地等诸多优点在交通领域发挥着越来越重要的作用，由于隧道内行车环境特殊，在隧道内，任何一个环境因素都有可能影响行车安全，如隧道内照度、隧道侧壁颜色、交通标志等因素。随着我国经济水平的不断提高，汽车行业发展迅猛，车辆密集化、行车高速化、轿车家庭化和驾驶员非职业化已经是当今的常态。由于车辆数量和驾驶人数的迅速增加，交通事故率逐年上升，行车安全问题已经得到了人们的广泛关注。现有的技术手段难以评估各项环境因素对隧道内行车安全的影响，传统的运用数学模型方法对交通行为进行理论分析存在很大的难度，而现场实证，又受到实际场景的条件限制且存在安全问题。因此，亟需一种新的评估方法，来评估各项环境因素对隧道内行车安全的影响权重，尽可能的避免隧道内事故发生，保证隧道内的安全，保障过往司乘人员的生命安全。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种环境因素对在役隧道行车安全的评价方法及装置。本专利技术提供一种环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其特征在于：包括：S1：构建隧道内不同环境因素组合的环境工况下的汽车驾驶的模拟环境；所述环境因素包括隧道侧壁模块、隧道装饰模块、行车模块、交通标志模块及语音模块；S2：采集处于对应环境工况下的虚拟环境中模拟驾驶的驾驶员的生理信息和注视信息；在模拟驾驶环境中，随机模拟突发事件，采集在对应环境工况下，驾驶员应对对所述突发事件而做出动作的行为信息；S3：重复步骤S1和S2直至所有的环境因素组合的隧道内环境工况模拟完毕；S4：统计驾驶员在不同环境工况下的行为信息、驾驶员注视信息和生理信息，并根据统计的信息计算隧道内不同环境工况下的行车安全系数；S5：根据所述行车安全系数确定行车安全等级。进一步，所述行车安全等级包括四级，分别是安全、较安全、较危险和危险，其中安全等级D采用如下方法确定，其中，D表示隧道内行车安全等级，Sj表示第j种环境工况下的交通安全系数。进一步，所述第j种环境工况下的交通安全系数Sj采用如下方法确定，其中，Sj表示第j种环境工况下的交通安全系数，n表示参与试验的驾驶员的数量，Sij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的交通安全系数；所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的交通安全系数Sij通过如下方法确定，Sij＝St+Sp+Sr(2-1)其中，Sij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的交通安全系数，St表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的行为信息对应的交通安全系数，Sp表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的疲劳指数对应的交通安全系数，Sr表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的生理指数对应的交通安全系数。进一步，所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的行为信息对应的交通安全系数St采用如下方法确定，其中，St表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的行为信息对应的交通安全系数，表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的平均反应时间；所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的平均反应时间采用如下方法确定，其中，表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的平均反应时间，Tij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的有效反应时间，表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的无效反应时间，nij第i个驾驶员在第j个环境工况下的总反应次数，第i个驾驶员在第j个环境工况下的无效反应次数。进一步，所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的疲劳指数对应的交通安全系数Sp采用如下方法确定，其中，Sp表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的疲劳指数对应的交通安全系数，pp80表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的眼睛闭合度；所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的眼睛闭合度pp80采用如下方法确定，其中，pp80表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的眼睛闭合度，Pij80表示表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的眼睛闭合度大于80％的帧数，Pij表示表示第i个驾驶员在第j个环境工况下图片总帧数。进一步，所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的生理指数对应的交通安全系数Sr，采用如下方法确定，其中，Sr表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的生理指数对应的交通安全系数，Rij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的脑电波功率谱比值；所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的脑电波功率谱比值Rij采用如下方法确定，其中，Rij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的脑电波功率谱比值，αij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下α脑电波的频率，θij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下θ脑电波的频率，βij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下β脑电波的频率。进一步，所述行为信息为驾驶员应对随机模拟的突发事件而做出的改变车辆行驶状态的操作信息。进一步，所述虚拟环境包括虚拟视景、场景音效和车辆运动仿真。相应的，本专利技术还提供一种环境因素对在役隧道行车安全的评价装置，其特征在于，包括：隧道行车信息模拟单元，所述隧道行车信息模拟单元包括一个用于图像输出的曲面屏和分别安装于模拟驾驶系统内外的语音输出装置；驾驶员行车任务模拟单元，其包括一台高清投影仪及包含有任务信息的图片库；模拟驾驶系统，其包括模拟汽车驾驶室、汽车方向盘、油门踏板和制动踏板；数据采集单元，其包括眼动仪、脑电波和用于采集动作信息的传感器组；数据分析单元，用于接收所述数据采集单元的数据，分析评价，并将评价结果输出；输出显示单元，所述输出显示单元用于接收所述数据分析单元的分析结果，并显示。本专利技术的有益技术效果：利用虚拟现实技术、眼动仪、传感器和模拟驾驶系统，建立了在役隧道内不同环境工况对行车安全性评估的试验平台，无需到实际运营的隧道内对不同环境工况进行现场测试，还能提对不同环境工况对行车安全性能评估的效率，为隧道内行车安全评估提供了一种高效、节能的评估方法，降低了人力和物力成本。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术的流程图。图2为本专利技术的俯视示意图。图3为本专利技术的右视示意图。图4为行车任务区域图。图5为投影图像信息模块示意图。图6为突发事件仿真目标示意图。图7为仿真目标投射位置示意图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术做出进一步的说明：本专利技术提供的一种环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其特征在于：包括：S1：构建隧道内不同环境因素组合的环境工况下的汽车驾驶的模拟环境；所述环境因素包括隧道侧壁模块、隧道装饰模块、行车模块、交通标志模块及语音模块；所述隧道侧壁模块包括隧道侧壁与颜色，所述隧道装饰模块包括隧道顶部有装饰和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其特征在于：包括：/nS1：构建隧道内不同环境因素组合的环境工况下的汽车驾驶的模拟环境；所述环境因素包括隧道侧壁模块、隧道装饰模块、行车模块、交通标志模块及语音模块；/nS2：采集处于对应环境工况下的虚拟环境中模拟驾驶的驾驶员的生理信息和注视信息；/n在模拟驾驶环境中，随机模拟突发事件，采集在对应环境工况下，驾驶员应对对所述突发事件而做出动作的行为信息；/nS3：重复步骤S1和S2直至所有的环境因素组合的隧道内环境工况模拟完毕；/nS4：统计驾驶员在不同环境工况下的行为信息、驾驶员注视信息和生理信息，并根据统计的信息计算隧道内不同环境工况下的行车安全系数；/nS5：根据所述行车安全系数确定行车安全等级。/n

【技术特征摘要】
1.一种环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其特征在于：包括：
S1：构建隧道内不同环境因素组合的环境工况下的汽车驾驶的模拟环境；所述环境因素包括隧道侧壁模块、隧道装饰模块、行车模块、交通标志模块及语音模块；
S2：采集处于对应环境工况下的虚拟环境中模拟驾驶的驾驶员的生理信息和注视信息；
在模拟驾驶环境中，随机模拟突发事件，采集在对应环境工况下，驾驶员应对对所述突发事件而做出动作的行为信息；
S3：重复步骤S1和S2直至所有的环境因素组合的隧道内环境工况模拟完毕；
S4：统计驾驶员在不同环境工况下的行为信息、驾驶员注视信息和生理信息，并根据统计的信息计算隧道内不同环境工况下的行车安全系数；
S5：根据所述行车安全系数确定行车安全等级。


2.根据权利要求1所述环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其特征在于：所述行车安全等级包括四级，分别是安全、较安全、较危险和危险，其中安全等级D采用如下方法确定，



其中，D表示隧道内行车安全等级，Sj表示第j种环境工况下的交通安全系数。


3.根据权利要求2所述环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其特征在于：所述第j种环境工况下的交通安全系数Sj采用如下方法确定，



其中，Sj表示第j种环境工况下的交通安全系数，n表示参与试验的驾驶员的数量，Sij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的交通安全系数；
所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的交通安全系数Sij通过如下方法确定，
Sij＝St+Sp+Sr(2-1)
其中，Sij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的交通安全系数，St表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的行为信息对应的交通安全系数，Sp表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的疲劳指数对应的交通安全系数，Sr表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的生理指数对应的交通安全系数。


4.根据权利要求3所述环境因素对在役隧道行车安全的评估方法，其特征在于：所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的行为信息对应的交通安全系数St采用如下方法确定，



其中，St表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的行为信息对应的交通安全系数，表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的平均反应时间；
所述第i个驾驶员在第j个环境工况下的平均反应时间采用如下方法确定，



其中，表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的平均反应时间，Tij表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的有效反应时间，表示第i个驾驶员在第j个环境工况下的无效反应时间，nij第i个驾驶员在第j个环境工况下的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁波，刘宁伟，罗红，张晓坚，刘涛，陈凯，肖尧，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50