基于生理和心理效应的公路隧道入口段照明质量检测方法[4]

　　5. 1 “停车视距法”的测试信息处理

　　“停车视距法”的测试结果为眼动仪所采集的视频图像，图像中记录了受测人的眼动信息。运用BeGaze 软件的动态AOI 功能，可对该信息中受测人的视觉行为进行分析，从而获取其注视点信息。

　　AOI 可对眼动仪所记录的每一帧图像进行处理。处理中，逐帧导入视频图像，并根据图中小目标物体的大小，手动划定眼动信息捕捉区域，小目标物位于捕捉区域内中心处，软件将对该区域内的信息及数据进行分析和统计，如注视点进入区域内的首次时间、出现次数及持续时间的统计等。这些信息可反映小目标物被关注的程度，从而确定小目标物被发现的时刻。因此，区域范围的取值至关重要，它关系着整个测试精度，本测试在实验研究的基础上，获得的区域范围取值为正方体小目标物边长的4 倍( 以图中实际边长为基准) ，见图5 所示的BeGaze 软件处理界面。

　　5. 2 路面亮度LS、照度ES及小目标物垂直面照度EV的实测数据处理结果

　　在测量受测人眼动信息的同时，分别对各点路面LS、ES及EV进行检测，根据其检测样本和检测时段分别算出各个样本平均值和该时段的太阳高度角，以便对相应照明工况下的隧道入口段的安全停车视距进行分析。

　　表2 记录了1# 隧道某日早、中、晚三个时段中不同照明灯开启工况和小目标物出现位置的情况。表3 则列出了与表2 对应的各次LS、ES及EV的测量平均值和停车视距的数据处理结果。

　　6 实验结果的分析与讨论

　　6. 1 由安全视距评价隧道入口段照明质量

　　表3 列出了由眼动仪测取，经BeGaze 软件动态AOI 功能处理后，获得的1# 隧道在不同时段和照明工况下的小目标物发现距离。不难看出，在1# 隧道所获得的24 个测量样本中，当照明工况为正常状态，车速为80 km/h 时，其发现距离均大于110m。由表1 可知，该结果满足国标规定的停车视距要求。即该隧道照明质量可满足规定车速下的行车安全要求。安全视距直接反映了受测人的视觉功效，它源于受测人的生理和心理因素，较传统的检测方法，它更具合理性及科学性。

　　6. 2 照明工况对隧道入口段照明质量的影响

　　由表2、表3 可知，照明工况在仅开启基本照明、应急照明或仅有车灯的情况下，所对应的LS、ES及EV值极低，绝大多数发现距离不足110m，甚至远低于此，如表3 中10、11、12、13、14、19、20、21 号测量样本值所示。这说明此时洞内和洞外形成较大的亮度差，黑洞效应使受测人员产生严重的视觉滞后[8]现象和紧张感，这种生理和心理上的负面反应，会使视觉功效大大下降。而当照明工况为全开状态时，所对应的LS、ES及EV值均很高，

　　其发现距离远超过110m，这显然违背了以节能为前提的安全原则。因此，合理的照明工况，不仅可消除黑洞应，满足行车安全，又可防止洞内过亮所造成的能量浪费。

　　6. 3 天然光对隧道入口段的影响

　　由于隧道构造特点所致，晴天时，天然光将使洞内外形成极大的亮度反差，这也会给驾驶员带来严重的视觉滞后现象，这种影响在有直射阳光时尤为明显。由4 条隧道的实验结果证明，天然光对隧道入口段有较大的影响，且与隧道洞口朝向、太阳高度角和两者间的夹角有关。表4 列出了当关闭人工照明，仅受晴天天然光影响时的1#、2#、3#隧道入口段1 和2 的LS实测值。由表4 可知，当太阳高度角较小( 如早晨或傍晚) 或洞口朝向与太阳方位夹角不大时，天然光对入口段1 影响较大，这种影响随着洞内距离的延伸而变小，由入口段2 的LS值即可看出。

　　此结论为如何考虑隧道朝向和太阳高度角的关系，以充分利用天然光资源，降低人工照明的能耗损失，制定出安全节能的隧道入口段照明标准提供了依据。

　　7 结束语

　　该研究在查阅国内外标准的基础上，结合相关理论，利用安全视距法和先进的眼动仪系统，通过实验，创新性地总结出一种全新的隧道入口段照明质量检测方法。该方法可直接测取驾驶人员在某一照明环境下的视觉功效，它是驾驶人员生理和心理效应的客观反映，比常规的物理检测方法更具合理性和科学性，因此，它还可推广到道路、体育场等大型室外照明场所。该方法的成功运用将为室外照明设计标准的制定提供更加科学的依据。