衬砌掉块对在役隧道运营安全性影响的测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道工程，尤其涉及一种衬砌掉块对在役隧道运营安全性影响的测试方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济水平的不断提高，汽车行业发展迅猛，车辆密集化、行车高速化、轿车家庭化和驾驶员非职业化已经是发展的必然趋势。但是由于车辆数量和驾驶人数的迅速增加，交通事故率逐年上升，行车安全问题已经得到了人们的广泛关注，尤其是在隧道环境中的交通事故发生率较普通行车环境事故发生率更高，其原因:隧道作为埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，隧道为人们带来交通便利的同时，但是由于隧道内行车环境复杂，光线的影响以及其他因素的影响，将严重影响行车安全，其中，在其他因素中，隧道内的衬砌掉块是造成行车危险的重要因素之一，隧道的顶部或侧壁的衬砌掉块对行车安全会造成严重的影响，目前，对于隧道衬砌掉块下的行车安全性的测定主要依靠实地勘测，由于隧道行车环境的影响并不能准确测定，从而不能对隧道衬砌掉块条件下安全行车作出正确的指导措施，虽然目前有通过纯理论的数学模型对隧道内衬砌掉块条件下的行车安全性进行评估，但是缺乏现场实证，同样不能够作出准确的指导措施。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供一种衬砌掉块对在役隧道运营安全性影响的测试方法，以解决上述问题。
[0004]本发明提供的衬砌掉块对在役隧道运营安全性影响的测试方法，包括
[0005]a.构建不同衬砌掉块条件下的隧道虚拟环境，并使驾驶员在所述虚拟环境中进行模拟驾驶；
[0006]b.采集驾驶员的行为信息，并统计隧道虚拟环境内的衬砌掉块位置；
[0007]c.根据驾驶员的行为信息和虚拟环境中的衬砌掉块位置，判定隧道内衬砌掉块条件下行车安全性等级。
[0008]进一步，所述步骤c还包括
[0009]Cl.统计驾驶员在不同衬砌掉块条件下的行为信息，并将行为信息分为不同的等级；
[0010]C2.统计虚拟的隧道环境中的衬砌掉块位置信息，根据衬砌掉块位置的密集程度进行分级；
[0011]C3.将行为信息等级和衬砌掉块位置的密集程度等级匹配对应，确定隧道虚拟环境的行车安全性，其中，行车安全性也具有不同的安全等级。
[0012]进一步，步骤a还包括通过虚拟环境呈现设备构建汽车驾驶的虚拟环境，所述虚拟呈现设备用于模拟出在不同的隧道内衬砌掉块的虚拟环境。
[0013]进一步，步骤b中所述的驾驶员的行为信息包括驾驶员的注视信息和驾驶员的动作信息。
[0014]进一步，所述驾驶员的注视信息包括注视持续时间、注视时间百分比、平均注视时间、注视次数百分比、扫描眼动平均速度和瞳孔面积大小；所述驾驶员的动作信息为驾驶员改变车辆行驶状态的操作信息。
[0015]进一步，所述驾驶员的动作信息包括改变行驶方向、车辆加速、车辆减速和驻车信息。
[0016]进一步，步骤b还包括通过采集单元采集处于虚拟环境中进行模拟驾驶的驾驶员的行为信息，所述采集单元包括眼动仪和传感器组。
[0017]进一步，步骤a还包括采用六自由度运动平台还原虚拟环境中汽车的运动。
[0018]本发明的有益效果:本发明利用虚拟现实技术和眼动仪的结构原理，建立了测试运营隧道内衬砌掉块病害对行车安全性影响的虚拟现实实验平台，无需到实际运营的隧道中对衬砌掉块病害进行直接测试，并且能够提高运营隧道衬砌掉块对行车安全性影响评估的效率，实现了在虚拟运营隧道场景中定量测试不同衬砌掉块条件对隧道运营功能性和安全性的影响，为测试运营隧道衬砌掉块提供了一种高效、节能的新方法，大大减少了人力和物力成本，提高了测试的准确性。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0020]图1是本发明的原理示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:图1是本发明的原理示意图。
[0022]如图1所示，本发明中的衬砌掉块对在役隧道运营安全性影响的测试方法，包括
[0023]a.构建不同衬砌掉块条件下的隧道虚拟环境，并使驾驶员在所述虚拟环境中进行模拟驾驶；
[0024]b.采集驾驶员的行为信息，并统计隧道虚拟环境内的衬砌掉块位置；
[0025]c.根据驾驶员的行为信息和虚拟环境中的衬砌掉块位置，判定隧道内衬砌掉块条件下行车安全性等级。
[0026]本发明利用虚拟现实技术，构建用于汽车驾驶的虚拟环境和用于驾驶的车辆，产生“汽车-驾驶员-隧道”的闭环系统，在这一闭环系统中驾驶员模拟驾驶汽车，可根据运营隧道场景中出现的衬砌掉块的虚拟视景、场景音效和车辆的运动仿真等虚拟环境，使驾驶员沉浸到这一环境中，并根据虚拟场境中产生的触觉，听觉和视觉，变换相应的驾驶动作，使得虚拟驾驶车辆的位置在行驶环境中不断变化，以产生驾驶员和虚拟环境的交互，通过对驾驶员行为信息和车辆的运动情况，测试运营隧道内衬砌掉块现象对行车安全性的影响。
[0027]在本实施例中，所述步骤c还包括
[0028]Cl.统计驾驶员在不同衬砌掉块条件下的行为信息，并将行为信息分为不同的等级；
[0029]c2.统计虚拟的隧道环境中的衬砌掉块位置信息，根据衬砌掉块位置的密集程度进行分级；
[0030]c3.将行为信息等级和衬砌掉块位置的密集程度等级匹配对应，确定隧道虚拟环境的行车安全性，其中，行车安全性也具有不同的安全等级。
[0031]本实施例中，将行为信息分为:轻微行为信息、一般行为信息、严重行为信息以及特别严重行为信息，各等级的行为信息是注视信息和动作信息的变化量作出的，比如，将油门、刹车以及方向盘的变化量和注视信息变化量分为四个区间段，即A-B，B-C, C-D以及D-E，其中，A<B<C< D，衬砌掉块位置的密集程度也分为四个等级，包括微量衬砌掉块、一般衬砌掉块、密集衬砌掉块以及特别密集衬砌掉块。当微量衬砌掉块时，行为信息位于区间A-B，那么此时行车为安全，一般A取值为O ;当一般衬砌掉块时，行为信息位于区间B-C，那么此时行车为较为安全，但是需要驾驶员注意；密集衬砌掉块时，行为信息位于区间C-D，那么此时行车危险，需要立即终止隧道运营；当衬砌掉块特别密集时，此时行为信息的区间为D-E，则此时行车极为危险，需要立即终止隧道运营，并立即对隧道进行抢修，以免出现塌方等恶化事故。由于在模拟环境中，没有其他车辆的影响，因此，行为信息与衬砌掉块位置的密集程度具