隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法及系统，包括：构建隧道结构损伤修复后的隧道修复场景；采集驾驶人员通过所述隧道修复场景时的视觉特性信息；根据所述视觉特性信息，计算驾驶人员的区域视觉特性值；使用所述区域视觉特性值对行车安全影响进行评估，区域视觉特性值越大，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较小；区域视觉特性值越小，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较大。本发明专利技术能够量化隧道不同病损模式下加固与修复处置结果对驾驶员行车安全的影响，保障了隧道交通的正常安全运行。保障了隧道交通的正常安全运行。保障了隧道交通的正常安全运行。

【技术实现步骤摘要】
隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及隧道交通安全领域，具体涉及一种隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国公路隧道的迅速发展，隧道工程已由建设向运营护养过渡，围岩开裂、衬砌掉块、结构裂缝以及地下水渗流等问题逐渐凸显，且隧道内突发事件时有发生，“十隧九漏、十隧十裂”运营问题不容乐观。
[0003]隧道结构损伤模式是多样的，其相对应的修复与加固方式众多，采用不同的修复与加固方式和隧道结构损伤模式综合作用下对隧道结构表观形态进行了改变，驾乘人员在通过隧道修复段时，其通行特性会受到隧道结构表观形态变化而改变，这将对隧道内行车安全产生影响。
[0004]目前，缺乏隧道结构损失修复后对行车安全影响的测试技术，难以实现隧道不同结构损伤模式下的加固与修复处置后对行车安全的有效评估。因此，需要一种隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法与系统，能够实现隧道结构损失修复后对行车安全影响的有效评估。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷，提供隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法及系统，能够量化隧道不同病损模式下加固与修复处置结果对驾驶员行车安全的影响，保障了隧道交通的正常安全运行。
[0006]本专利技术的隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法，包括：
[0007]构建隧道结构损伤修复后的隧道修复场景；
[0008]采集驾驶人员通过所述隧道修复场景时的视觉特性信息；
[0009]根据所述视觉特性信息，计算驾驶人员的区域视觉特性值；
[0010]使用所述区域视觉特性值对行车安全影响进行评估，区域视觉特性值越大，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较小；区域视觉特性值越小，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较大。
[0011]进一步，所述视觉特性信息包括视觉特性热力图。
[0012]进一步，根据所述视觉特性信息，计算驾驶人员的区域视觉特性值，具体包括：
[0013]对驾驶人员通过正常隧道场景时的视觉区域进行划分，得到视觉区域图；其中，所述视觉区域图包括M个视觉区域；
[0014]分别对视觉区域图以及视觉特性热力图进行灰度处理，得到视觉区域灰度图G
RQ
以及视觉特性热力灰度图G
RR
；
[0015]针对M个视觉区域，分别计算每个视觉区域对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性，得到M个平均相似性；
[0016]根据M个平均相似性，计算驾驶人员的区域视觉特性值K：
[0017][0018]其中，k
i
为第i个视觉区域的差异系数，SM
i
为第i个视觉区域对应的平均相似性。
[0019]进一步，对驾驶人员通过正常隧道场景时的视觉区域进行划分，得到视觉区域图，具体包括：
[0020]将驾驶人员视觉焦点所在区域划为焦点区域；
[0021]将与焦点区域相接的视觉区域划为相接区域；
[0022]将与焦点区域不相接的视觉区域按照距离焦点区域由近到远的距离依次划为第一相邻区域以及第二相邻区域。
[0023]进一步，按照如下公式分别对视觉区域图以及视觉特性热力图进行灰度处理：
[0024]Gray＝(R
·
30+G
·
59+B
·
11+50)/100；
[0025]其中，Gray表示图像的灰度值；R表示像素点的红色像素值；G表示像素点的绿色像素值；B表示像素点的蓝色像素值。
[0026]进一步，根据如下公式计算每个视觉区域对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性：
[0027]SM(x,y)＝I(x,y)
·
C(x,y)
·
S(x,y)；
[0028]其中，SM(x,y)表示目标视觉区域中像素点(x,y)对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性；
[0029]I(x,y)表示亮度对比值；μ
x
表示图像G
RQ
像素的均值；μ
y
为图像G
RR
像素的均值；C1为常数；
[0030]C(x,y)表示对比度对比值；δ
x
表示图像G
RQ
像素的标准差；δ
y
为图像G
RR
像素的标准差；C2为常数；
[0031]S(x,y)表示结构对比值；δ
xy
表示图像G
RQ
与图像G
RR
的协方差；C3为常数。
[0032]进一步，根据如下公式确定第i个视觉区域的差异系数k
i
：
[0033][0034]其中，x表示驾驶人员的第i个视觉区域与视觉焦点区域之间的距离。
[0035]一种隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估系统，包括场景构建单元、信息采集单元以及安全影响评估单元；
[0036]所述场景构建单元，用于构建隧道结构损伤修复后的隧道修复场景；
[0037]所述信息采集单元，用于采集驾驶人员通过所述隧道修复场景时的视觉特性信息；
[0038]所述安全影响评估单元，用于根据所述视觉特性信息，计算驾驶人员的区域视觉特性值；使用所述区域视觉特性值对行车安全影响进行评估，区域视觉特性值越大，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较小；区域视觉特性值越小，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较大。
[0039]进一步，根据所述视觉特性信息，计算驾驶人员的区域视觉特性值，具体包括：
[0040]对驾驶人员通过正常隧道场景时的视觉区域进行划分，得到视觉区域图；其中，所述视觉区域图包括M个视觉区域；
[0041]分别对视觉区域图以及视觉特性热力图进行灰度处理，得到视觉区域灰度图G
RQ
以及视觉特性热力灰度图G
RR
；
[0042]针对M个视觉区域，分别计算每个视觉区域对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性，得到M个平均相似性；
[0043]根据M个平均相似性，计算驾驶人员的区域视觉特性值K：
[0044][0045]其中，k
i
为第i个视觉区域的差异系数，SM
i
为第i个视觉区域对应的平均相似性。
[0046]进一步，根据如下公式计算每个视觉区域对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性：
[0047]SM(x,y)＝I(x,y)
·
C(x,y)
·
S(x,y)；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法，其特征在于：包括：构建隧道结构损伤修复后的隧道修复场景；采集驾驶人员通过所述隧道修复场景时的视觉特性信息；根据所述视觉特性信息，计算驾驶人员的区域视觉特性值；使用所述区域视觉特性值对行车安全影响进行评估，区域视觉特性值越大，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较小；区域视觉特性值越小，则表明隧道结构损伤修复后对行车安全影响较大。2.根据权利要求1所述的隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法，其特征在于：所述视觉特性信息包括视觉特性热力图。3.根据权利要求2所述的隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法，其特征在于：根据所述视觉特性信息，计算驾驶人员的区域视觉特性值，具体包括：对驾驶人员通过正常隧道场景时的视觉区域进行划分，得到视觉区域图；其中，所述视觉区域图包括M个视觉区域；分别对视觉区域图以及视觉特性热力图进行灰度处理，得到视觉区域灰度图G
RQ
以及视觉特性热力灰度图G
RR
；针对M个视觉区域，分别计算每个视觉区域对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性，得到M个平均相似性；根据M个平均相似性，计算驾驶人员的区域视觉特性值K：其中，k
i
为第i个视觉区域的差异系数，SM
i
为第i个视觉区域对应的平均相似性。4.根据权利要求3所述的隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法，其特征在于：对驾驶人员通过正常隧道场景时的视觉区域进行划分，得到视觉区域图，具体包括：将驾驶人员视觉焦点所在区域划为焦点区域；将与焦点区域相接的视觉区域划为相接区域；将与焦点区域不相接的视觉区域按照距离焦点区域由近到远的距离依次划为第一相邻区域以及第二相邻区域。5.根据权利要求3所述的隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法，其特征在于：按照如下公式分别对视觉区域图以及视觉特性热力图进行灰度处理：Gray＝(R
·
30+G
·
59+B
·
11+50)/100；其中，Gray表示图像的灰度值；R表示像素点的红色像素值；G表示像素点的绿色像素值；B表示像素点的蓝色像素值。6.根据权利要求3所述的隧道结构损伤修复后对行车安全影响的评估方法，其特征在于：根据如下公式计算每个视觉区域对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性：SM(x,y)＝I(x,y)
·
C(x,y)
·
S(x,y)；其中，SM(x,y)表示目标视觉区域中像素点(x,y)对应的灰度图G
RQ
与灰度图G
RR
的平均相似性；
I(x,y)表示亮度对比值；μ
x
表示图像G
RQ
像素的均值；μ
y
为图像G
RR
像素的均值；C1为常数；C(x,y)表示对比度对比值；δ
x
表示图像G
RQ
像素的标准差；δ
y...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨孟，丁浩，廖嘉雯，陈建忠，廖志鹏，刘帅，胡居义，李科，汤唯，曹鹏，江星宏，孙茂贵，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：