环境因素对隧道运营安全性影响的测试方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道工程，尤其涉及一种环境因素对隧道运营安全性影响的测试方法及装置。
【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。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，如何安全管理好隧道，充分发挥隧道的经济效益与社会效益，这一问题已明显的摆在了隧道营运管理者面前。
[0003]在隧道内，任何一个元素都可能会影响隧道的正常运营，如隧道内渗水、衬砌掉块、机电设施脱落和不同照明度等因素，现有的技术手段难以测试这些环境因素对隧道运营功能性和安全性的影响，传统的运用数学模型方法对交通行为进行理论分析存在很大的难度，而现场实证，又受到实际场景的条件限制且存在安全问题。因此，亟需一种新的测试手段，来尽可能的避免隧道内事故发生，保证隧道内的安全，保障过往司乘人员的生命安全，减少国家财产损失。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种环境因素对隧道运营安全性影响的测试方法及装置，以解决上述问题。
[0005]本发明提供的环境因素对隧道运营安全性影响的测试方法，包括
[0006]a.构建隧道内不同环境条件下的汽车驾驶的虚拟环境，
[0007]b.采集处于对应的环境因素条件下的虚拟环境中进行模拟驾驶的驾驶员的行为信息，
[0008]c.通过对采集信息进行分析评价，判定隧道内不同环境因素对隧道功能性和安全性的影响。
[0009]进一步，步骤c还包括:
[0010]Cl.统计驾驶员在不同环境条件下的行为信息，并将行为信息分为不同的等级；
[0011]C2.统计虚拟的隧道环境中的不同环境因素信息，根据环境因素进行分级；
[0012]c3.将行为信息等级和环境因素等级匹配对应，确定隧道虚拟环境的行车功能性和安全性，其中，行车安全性也具有不同的安全等级。
[0013]进一步，所述环境因素包括隧道内渗漏水、衬砌掉块、机电设施脱落和不同照明度。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]进一步，所述虚拟环境包括虚拟视景、场景音效和车辆运动仿真。
[0017]—种环境因素对隧道运营安全性影响的测试装置，包括输入单元、输出单元、主控单元、用于模拟出不同的隧道内不同环境的虚拟环境的虚拟环境呈现单元和用于采集驾驶员行为信息的采集单元，主控单元通过对采集单元的采集信息进行分析评价，判定隧道内不同环境因素对隧道功能性和安全性的影响，
[0018]所述虚拟环境呈现单元和采集单元分别于主控单元连接，所述输入单元与主控单元的输入端连接，所述输出单元与主控单元的输出端连接。
[0019]进一步，所述虚拟环境呈现单元包括立体折幕和视频头盔，所述立体折幕和视频头盔分别与主控单元连接。
[0020]进一步，所述采集单元包括用于采集驾驶员注视信息的眼动仪和用于采集动作信息的传感器组。
[0021]进一步，还包括用于驾驶员与虚拟场景进行交互的交互单元，所述交互包括光学位置追踪器、手持终端和驾驶模拟器。
[0022]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不同环境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不同环境病害进行直接测试，并且能够提高运营隧道不同环境分级及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环境量对隧道运营功能性和安全性的影响，为运营隧道不同环境分级评价提供了一种高效、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】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0024]图1是本发明的原理示意图。
[0025]图2是本发明的流程示意图。
【具体实施方式】
[0026]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，图2是本发明的流程示意图。
[0027]如图1、2所示，本发明中的环境因素对隧道运营安全性影响的测试方法，包括
[0028]a.构建隧道内不同环境条件下的汽车驾驶的虚拟环境，
[0029]b.采集处于对应的环境因素条件下的虚拟环境中进行模拟驾驶的驾驶员的行为信息，
[0030]c.通过对采集信息进行分析评价，判定隧道内不同环境因素对隧道功能性和安全性的影响。
[0031]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不同环境的虚拟视景、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，实现研究运营隧道内不同环境对行车安全性影响的评估。
[0032]在本实施例中，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，通过虚拟环境模拟出隧道内不同的环境因素，如隧道渗水、衬砌掉块、机电设备脱落和不同照度等环境，所述虚拟环境包括虚拟视景、场景音效和车辆运动仿真。所述虚拟呈现设备用于模拟出隧道内不同环境的虚拟环境。本实施例采用Unity 3D软件平台，用于隧道内不同环境的虚拟场景的设计，人与虚拟环境进行交互等应用开发，与虚拟现实外围设备的通信和控制，虚拟呈现设备主要包括立体折幕和视频头盔，通过虚拟呈现设备构建一个3D虚拟环境。
[0033]在本实施例中，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。基于隧道路段环境特点、事故特征以及驾驶员动态视觉特性，利用眼动仪记录驾驶员眼动数据，通过对眼动行为的分析，有效量化驾驶员的眼动行为，有利于找到驾驶员的行为规律，再结合驾驶员做出相应眼动时隧道内的虚拟环境，并以此为运营隧道内不同环境病害对行车安全影响评估提供了新的实验方法。具体地，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。
[0034]在本实施例中，步骤c还包括
[0035]Cl.统计驾驶员在不同环境条件下的行为信息，并将行为信息分为不同的等级；
[0036]c2.统计虚拟的隧道环境中的不同环境因素信息，根据环境因素进行分级；
[0037]c3.将行为信息等级和环境因素等级匹配对应，确定隧道虚拟环境的行车功能性和安全性，其中，行车安全性也具有不同的安全等级。
[0038]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