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清晨和黄昏时太阳的高度角较小,对于刚刚驶出东西朝向的隧道尤其是长隧道的驾驶员来说,处于低空的日光会突然直射他们的眼睛并导致强烈的眩光,引起短暂性的瞬间致盲,一时间驾驶员无法获取仪表盘信息和前方道路的安全状况,从而导致追尾、撞壁和侧翻等交通事故的发生。
本文从交通安全的角度出发,以“日光照度实测——致盲效应量化——防治应用改善”为研究主线,结合视觉实验与数值模拟等研究手段,分析研究太阳高度角为15°-30°的致盲性日光对视觉的影响程度。主要研究工作包括:介绍眩光的成因及作用机理,阐释并分析日光眩光特性及事故关联性;采集了15°-30°太阳高度角下的人眼垂直照度和地面水平照度作为数据参考;结合小目标障碍物视觉准则,开展主观评价视认实验,实验以水平向前的视线和平直无纵坡的道路前提条件,将15°-30°的太阳高度角等效成15°-30°的眩光角,采用与日光同一照度量级的眩光源照射人眼,同时观察前方40m-80m的小目标障碍物并给出主观评价;提出了小目标物识别清晰率指标,采用数学模型拟合不同视认距离下该指标与眩光角的函数关系,量化了致盲效应对视觉的影响程度;采用统一眩光值UGR评价标准获得受试者面对此等级水平的眩光时心理舒适度的评级;结合国外防眩设施现状的不足推导一种动态防护系统,并结合数值模拟验证动态系统的防护效果。研究得出结论如下:
(1)重庆夏季太阳高度角在15°-30°时的人眼垂直照度范围在49.46klx至84.71klx之间,地面水平照度范围在18.98klx至53.79klx之间;
(2)当视认距离为80m时,15°-25°是致盲效应最严重的眩光角度;当视认距离为60m时,15°是致盲效应最严重的角度;当视认距离为40m时,致盲效应极少发生,视认情况良好;
(3)在视认距离保持一定时,小目标物辨识清晰率与眩光角度呈对数函数关系,拟合结果显示R2均大于0.9,相关性较强;进而推出了本次实验条件下,小目标物辨识清晰率N与等效光幕亮度Lseq之间的关系式。
(4)受试者在面对与日光照度同一量级、眩光角为15°-30°时,UGR值均大于30,评级为“无法忍受Intolerable”;
(5)以国外隧道出口防眩设施结构形式为基础,推导动态防护系统在理想情况(太阳光线从正东射入)下的布设方法;
(6)将所推导的理想情况运用数值模拟手段实现其普遍适用性,调试后的动态系统可保证在全年时段(春分-夏至-秋分-冬至)内形成全覆盖行车道的防护区,消除“致盲效应”并抑制“白洞效应”。
本文从交通安全的角度出发,以“日光照度实测——致盲效应量化——防治应用改善”为研究主线,结合视觉实验与数值模拟等研究手段,分析研究太阳高度角为15°-30°的致盲性日光对视觉的影响程度。主要研究工作包括:介绍眩光的成因及作用机理,阐释并分析日光眩光特性及事故关联性;采集了15°-30°太阳高度角下的人眼垂直照度和地面水平照度作为数据参考;结合小目标障碍物视觉准则,开展主观评价视认实验,实验以水平向前的视线和平直无纵坡的道路前提条件,将15°-30°的太阳高度角等效成15°-30°的眩光角,采用与日光同一照度量级的眩光源照射人眼,同时观察前方40m-80m的小目标障碍物并给出主观评价;提出了小目标物识别清晰率指标,采用数学模型拟合不同视认距离下该指标与眩光角的函数关系,量化了致盲效应对视觉的影响程度;采用统一眩光值UGR评价标准获得受试者面对此等级水平的眩光时心理舒适度的评级;结合国外防眩设施现状的不足推导一种动态防护系统,并结合数值模拟验证动态系统的防护效果。研究得出结论如下:
(1)重庆夏季太阳高度角在15°-30°时的人眼垂直照度范围在49.46klx至84.71klx之间,地面水平照度范围在18.98klx至53.79klx之间;
(2)当视认距离为80m时,15°-25°是致盲效应最严重的眩光角度;当视认距离为60m时,15°是致盲效应最严重的角度;当视认距离为40m时,致盲效应极少发生,视认情况良好;
(3)在视认距离保持一定时,小目标物辨识清晰率与眩光角度呈对数函数关系,拟合结果显示R2均大于0.9,相关性较强;进而推出了本次实验条件下,小目标物辨识清晰率N与等效光幕亮度Lseq之间的关系式。
(4)受试者在面对与日光照度同一量级、眩光角为15°-30°时,UGR值均大于30,评级为“无法忍受Intolerable”;
(5)以国外隧道出口防眩设施结构形式为基础,推导动态防护系统在理想情况(太阳光线从正东射入)下的布设方法;
(6)将所推导的理想情况运用数值模拟手段实现其普遍适用性,调试后的动态系统可保证在全年时段(春分-夏至-秋分-冬至)内形成全覆盖行车道的防护区,消除“致盲效应”并抑制“白洞效应”。