環(huán)境因素對隧道運營安全性影響的測試方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道工程，尤其涉及一種環(huán)境因素對隧道運營安全性影響的測試方法及裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，汽車行業(yè)發(fā)展迅猛，車輛密集化、行車高速化、轎車家庭化和駕駛員非職業(yè)化已經(jīng)是發(fā)展的必然趨勢。但是由于車輛數(shù)量和駕駛人數(shù)的迅速增加，交通事故率逐年上升，行車安全問題已經(jīng)得到了人們的廣泛關注。隧道作為埋置于地層內(nèi)的工程建筑物，是人類利用地下空間的一種形式，隧道為人們帶來交通便利的同時，如何安全管理好隧道，充分發(fā)揮隧道的經(jīng)濟效益與社會效益，這一問題已明顯的擺在了隧道營運管理者面前。
[0003]在隧道內(nèi)，任何一個元素都可能會影響隧道的正常運營，如隧道內(nèi)滲水、襯砌掉塊、機電設施脫落和不同照明度等因素，現(xiàn)有的技術手段難以測試這些環(huán)境因素對隧道運營功能性和安全性的影響，傳統(tǒng)的運用數(shù)學模型方法對交通行為進行理論分析存在很大的難度，而現(xiàn)場實證，又受到實際場景的條件限制且存在安全問題。因此，亟需一種新的測試手段，來盡可能的避免隧道內(nèi)事故發(fā)生，保證隧道內(nèi)的安全，保障過往司乘人員的生命安全，減少國家財產(chǎn)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種環(huán)境因素對隧道運營安全性影響的測試方法及裝置，以解決上述問題。
[0005]本發(fā)明提供的環(huán)境因素對隧道運營安全性影響的測試方法，包括
[0006]a.構建隧道內(nèi)不同環(huán)境條件下的汽車駕駛的虛擬環(huán)境，
[0007]b.采集處于對應的環(huán)境因素條件下的虛擬環(huán)境中進行模擬駕駛的駕駛員的行為信息，
[0008]c.通過對采集信息進行分析評價，判定隧道內(nèi)不同環(huán)境因素對隧道功能性和安全性的影響。
[0009]進一步，步驟c還包括:
[0010]Cl.統(tǒng)計駕駛員在不同環(huán)境條件下的行為信息，并將行為信息分為不同的等級；
[0011]C2.統(tǒng)計虛擬的隧道環(huán)境中的不同環(huán)境因素信息，根據(jù)環(huán)境因素進行分級；
[0012]c3.將行為信息等級和環(huán)境因素等級匹配對應，確定隧道虛擬環(huán)境的行車功能性和安全性，其中，行車安全性也具有不同的安全等級。
[0013]進一步，所述環(huán)境因素包括隧道內(nèi)滲漏水、襯砌掉塊、機電設施脫落和不同照明度。
[0014]進一步，步驟b中所述的駕駛員的行為信息包括駕駛員的注視信息和駕駛員的動作信息。
[0015]進一步，所述駕駛員的注視信息包括注視持續(xù)時間、注視時間百分比、平均注視時間、注視次數(shù)百分比、掃描眼動平均速度和瞳孔面積大小；所述駕駛員的動作信息為駕駛員改變車輛行駛狀態(tài)的操作信息。
[0016]進一步，所述虛擬環(huán)境包括虛擬視景、場景音效和車輛運動仿真。
[0017]—種環(huán)境因素對隧道運營安全性影響的測試裝置，包括輸入單元、輸出單元、主控單元、用于模擬出不同的隧道內(nèi)不同環(huán)境的虛擬環(huán)境的虛擬環(huán)境呈現(xiàn)單元和用于采集駕駛員行為信息的采集單元，主控單元通過對采集單元的采集信息進行分析評價，判定隧道內(nèi)不同環(huán)境因素對隧道功能性和安全性的影響，
[0018]所述虛擬環(huán)境呈現(xiàn)單元和采集單元分別于主控單元連接，所述輸入單元與主控單元的輸入端連接，所述輸出單元與主控單元的輸出端連接。
[0019]進一步，所述虛擬環(huán)境呈現(xiàn)單元包括立體折幕和視頻頭盔，所述立體折幕和視頻頭盔分別與主控單元連接。
[0020]進一步，所述采集單元包括用于采集駕駛員注視信息的眼動儀和用于采集動作信息的傳感器組。
[0021]進一步，還包括用于駕駛員與虛擬場景進行交互的交互單元，所述交互包括光學位置追蹤器、手持終端和駕駛模擬器。
[0022]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用虛擬現(xiàn)實技術和眼動儀的結構原理，建立了測試運營隧道內(nèi)不同環(huán)境病害對行車安全性影響的虛擬現(xiàn)實實驗平臺，無需到實際運營的隧道中對不同環(huán)境病害進行直接測試，并且能夠提高運營隧道不同環(huán)境分級及對行車安全性影響評估的效率，實現(xiàn)了在虛擬運營隧道場景中定量測試不同環(huán)境量對隧道運營功能性和安全性的影響，為運營隧道不同環(huán)境分級評價提供了一種高效、節(jié)能的新方法，大大減少了人力和物力成本，提高了測試的準確性。
【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0024]圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
[0025]圖2是本發(fā)明的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述:圖1是本發(fā)明的原理示意圖，圖2是本發(fā)明的流程示意圖。
[0027]如圖1、2所示，本發(fā)明中的環(huán)境因素對隧道運營安全性影響的測試方法，包括
[0028]a.構建隧道內(nèi)不同環(huán)境條件下的汽車駕駛的虛擬環(huán)境，
[0029]b.采集處于對應的環(huán)境因素條件下的虛擬環(huán)境中進行模擬駕駛的駕駛員的行為信息，
[0030]c.通過對采集信息進行分析評價，判定隧道內(nèi)不同環(huán)境因素對隧道功能性和安全性的影響。
[0031]本發(fā)明利用虛擬現(xiàn)實技術，構建用于汽車駕駛的虛擬環(huán)境和用于駕駛的車輛，產(chǎn)生“汽車-駕駛員-隧道”的閉環(huán)系統(tǒng)，在這一閉環(huán)系統(tǒng)中駕駛員模擬駕駛汽車，可根據(jù)運營隧道場景中出現(xiàn)的不同環(huán)境的虛擬視景、場景音效和車輛的運動仿真等虛擬環(huán)境，使駕駛員沉浸到這一環(huán)境中，并根據(jù)虛擬場境中產(chǎn)生的觸覺，聽覺和視覺，變換相應的駕駛動作，使得虛擬駕駛車輛的位置在行駛環(huán)境中不斷變化，以產(chǎn)生駕駛員和虛擬環(huán)境的交互，通過對駕駛員行為信息和車輛的運動情況，實現(xiàn)研究運營隧道內(nèi)不同環(huán)境對行車安全性影響的評估。
[0032]在本實施例中，步驟a還包括通過虛擬環(huán)境呈現(xiàn)設備構建汽車駕駛的虛擬環(huán)境，通過虛擬環(huán)境模擬出隧道內(nèi)不同的環(huán)境因素，如隧道滲水、襯砌掉塊、機電設備脫落和不同照度等環(huán)境，所述虛擬環(huán)境包括虛擬視景、場景音效和車輛運動仿真。所述虛擬呈現(xiàn)設備用于模擬出隧道內(nèi)不同環(huán)境的虛擬環(huán)境。本實施例采用Unity 3D軟件平臺，用于隧道內(nèi)不同環(huán)境的虛擬場景的設計，人與虛擬環(huán)境進行交互等應用開發(fā)，與虛擬現(xiàn)實外圍設備的通信和控制，虛擬呈現(xiàn)設備主要包括立體折幕和視頻頭盔，通過虛擬呈現(xiàn)設備構建一個3D虛擬環(huán)境。
[0033]在本實施例中，步驟b中所述的駕駛員的行為信息包括駕駛員的注視信息和駕駛員的動作信息?；谒淼缆范苇h(huán)境特點、事故特征以及駕駛員動態(tài)視覺特性，利用眼動儀記錄駕駛員眼動數(shù)據(jù)，通過對眼動行為的分析，有效量化駕駛員的眼動行為，有利于找到駕駛員的行為規(guī)律，再結合駕駛員做出相應眼動時隧道內(nèi)的虛擬環(huán)境，并以此為運營隧道內(nèi)不同環(huán)境病害對行車安全影響評估提供了新的實驗方法。具體地，駕駛員的注視信息包括注視持續(xù)時間、注視時間百分比、平均注視時間、注視次數(shù)百分比、掃描平均速度和瞳孔面積大小；所述駕駛員的動作信息為駕駛員改變車輛行駛狀態(tài)的操作信息。
[0034]在本實施例中，步驟c還包括
[0035]Cl.統(tǒng)計駕駛員在不同環(huán)境條件下的行為信息，并將行為信息分為不同的等級；
[0036]c2.統(tǒng)計虛擬的隧道環(huán)境中的不同環(huán)境因素信息，根據(jù)環(huán)境因素進行分級；
[0037]c3.將行為信息等級和環(huán)境因素等級匹配對應，確定隧道虛擬環(huán)境的行車功能性和安全性，其中，行車安全性也具有不同的安全等級。
[0038]本實施例中，將行為信息分為:輕微行為信息、一般行為信息、嚴重行為信息以及特別嚴重行為信息，各等級的行為信息是注視