滲漏水對在役隧道運營安全性影響的測試方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道工程，尤其涉及一種滲漏水對在役隧道運營安全性影響的測試方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[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?cè)藬?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(guān)注，尤其是在隧道環(huán)境中的交通事故發(fā)生率較普通行車環(huán)境事故發(fā)生率更高，其原因是: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，但是由于隧道內(nèi)行車環(huán)境復雜，光線的影響以及其他因素的影響，將嚴重影響形成安全，其中，在其他因素中，隧道內(nèi)的滲漏水是造成行車危險的重要因素之一，在隧道內(nèi)雖然設(shè)置有排水設(shè)施，但是，隧道的地面以及頂部的滲漏水仍然對形成造成嚴重的影響，目前，對于隧道滲水的分布情況主要依靠實地勘測，由于隧道行車環(huán)境的影響并不能準確測定，從而不能對隧道滲水條件下安全行車作出正確的指導措施，雖然目前有通過純理論的數(shù)學模型對隧道內(nèi)滲水條件下的行車安全性進行評估，但是缺乏現(xiàn)場實證，同樣不能夠作出準確的指導措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種滲漏水對在役隧道運營安全性影響的測試方法，包括
[0004]a.構(gòu)建不同滲水條件下的隧道虛擬環(huán)境，并使駕駛員在所述虛擬環(huán)境中進行模擬駕駛；
[0005]b.采集駕駛員的行為信息，并統(tǒng)計隧道虛擬環(huán)境內(nèi)的滲水位置及滲水量；
[0006]c.根據(jù)駕駛員的行為信息和虛擬環(huán)境中的滲水位置及滲水量，判定隧道內(nèi)滲水條件下行車安全性等級。
[0007]進一步，步驟c還包括
[0008]cl.統(tǒng)計駕駛員在不同滲水條件下的行為信息，并將行為信息分為不同的等級；
[0009]c2.統(tǒng)計虛擬的隧道環(huán)境中的滲水位置及滲水量信息，根據(jù)滲水位置及滲水量的密集程度進行分級；
[0010]C3.將行為信息等級和滲水位置及滲水量的密集程度等級匹配對應(yīng)，確定隧道虛擬環(huán)境的行車安全性，其中，行車安全性也具有不同的安全等級。
[0011]進一步，步驟a還包括通過虛擬環(huán)境呈現(xiàn)設(shè)備模擬出不同的隧道滲水條件下汽車駕駛的虛擬環(huán)境。
[0012]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。
[0013]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?。凰鲴{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。
[0014]本發(fā)明還提供了一種滲漏水對在役隧道運營安全性影響的測試系統(tǒng)，包括輸入單元、輸出單元、主控單元、用于模擬出隧道內(nèi)不同滲水的虛擬環(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，主控單元根據(jù)采集單元的采集信息進行分析評價，判定隧道內(nèi)滲水安全性分級評價標準，
[0015]所述虛擬環(huán)境呈現(xiàn)單元和采集單元分別與主控單元連接，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。
[0016]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，用于模擬出不同的隧道內(nèi)滲水的虛擬環(huán)境。
[0017]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。
[0018]進一步，所述輸入單元包括方向盤、油門和制動器，所述輸出單元包括用于還原虛擬環(huán)境中汽車的運動的六自由度運動平臺。
[0019]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。
[0020]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和眼動儀的結(jié)構(gòu)原理，建立了測試運營隧道內(nèi)滲漏水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滲漏水病害進行直接測試，并且能夠提高運營隧道滲漏水分級及對行車安全性影響評估的效率以及安全型評估的準確性，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】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述:
[0022]圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的流程示意圖
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)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。
[0025]如圖1、2所示，本發(fā)明中的隧道內(nèi)滲漏水對在役隧道運營安全性影響的測試方法，包括
[0026]a.構(gòu)建不同滲水條件下的隧道虛擬環(huán)境，并使駕駛員在所述虛擬環(huán)境中進行模擬駕駛；
[0027]b.采集駕駛員的行為信息，并統(tǒng)計隧道虛擬環(huán)境內(nèi)的滲水位置及滲水量；
[0028]c.根據(jù)駕駛員的行為信息和虛擬環(huán)境中的滲水位置及滲水量，判定隧道內(nèi)滲水條件下行車安全性等級。
[0029]本發(fā)明利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，構(gòu)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)的滲漏水的虛擬視景、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(yīng)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)滲漏水對行車安全性影響的評估。
[0030]在本實施例中，步驟a還包括通過虛擬環(huán)境呈現(xiàn)設(shè)備構(gòu)建汽車駕駛的虛擬環(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(shè)備用于模擬出隧道內(nèi)不同滲水的虛擬環(huán)境。本實施例采用Unity 3D軟件平臺，用于隧道內(nèi)滲水的虛擬場景的設(shè)計，人與虛擬環(huán)境進行交互等應(yīng)用開發(fā)，與虛擬現(xiàn)實外圍設(shè)備的通信和控制，虛擬呈現(xiàn)設(shè)備主要包括立體折幕和視頻頭盔，通過虛擬呈現(xiàn)設(shè)備構(gòu)建一個3D虛擬環(huán)境。
[0031]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(jié)合駕駛員做出相應(yīng)眼動時隧道內(nèi)的虛擬環(huán)境，并以此為運營隧道內(nèi)滲漏水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。在本實施例中，將隧道分成若干段，統(tǒng)計每一段距離的滲水覆蓋情況，因為隧道內(nèi)的滲水情況是隨機分布的，滲水的嚴重程度也是隨機分布的，因此將單位距離內(nèi)的滲水情況與量化的行為信息相結(jié)合，可以使判定的結(jié)果更加準確。
[0032]在本實施例中，步驟c還包括
[0033]cl.統(tǒng)計駕駛員在不同滲水條件下的行為信息，并將行為信息分為不同的等級；
[0034]c2.統(tǒng)計虛擬的隧道環(huán)境中的滲水位置及滲水量信息，根據(jù)滲水位置及滲水量的密集程度進行分級；
[0035]c3.將行為信息等級和滲水位置及滲水量的密集程度等級匹配對應(yīng)，確定隧道虛擬環(huán)境的行車安全性，其中，行車安全性也具有不同的安全等級。<