渗漏水对在役隧道运营安全性影响的测试方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道工程，尤其涉及一种渗漏水对在役隧道运营安全性影响的测试方法及系统。
【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，其原因是: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，将严重影响形成安全，其中，在其他因素中，隧道内的渗漏水是造成行车危险的重要因素之一，在隧道内虽然设置有排水设施，但是，隧道的地面以及顶部的渗漏水仍然对形成造成严重的影响，目前，对于隧道渗水的分布情况主要依靠实地勘测，由于隧道行车环境的影响并不能准确测定，从而不能对隧道渗水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渗水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，本发明提供一种渗漏水对在役隧道运营安全性影响的测试方法，包括
[0004]a.构建不同渗水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；
[0005]b.采集驾驶员的行为信息，并统计隧道虚拟环境内的渗水位置及渗水量；
[0006]c.根据驾驶员的行为信息和虚拟环境中的渗水位置及渗水量，判定隧道内渗水条件下行车安全性等级。
[0007]进一步，步骤c还包括
[0008]cl.统计驾驶员在不同渗水条件下的行为信息，并将行为信息分为不同的等级；
[0009]c2.统计虚拟的隧道环境中的渗水位置及渗水量信息，根据渗水位置及渗水量的密集程度进行分级；
[0010]C3.将行为信息等级和渗水位置及渗水量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。
[0011]进一步，步骤a还包括通过虚拟环境呈现设备模拟出不同的隧道渗水条件下汽车驾驶的虚拟环境。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]本发明还提供了一种渗漏水对在役隧道运营安全性影响的测试系统，包括输入单元、输出单元、主控单元、用于模拟出隧道内不同渗水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，主控单元根据采集单元的采集信息进行分析评价，判定隧道内渗水安全性分级评价标准，
[0015]所述虚拟环境呈现单元和采集单元分别与主控单元连接，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。
[0016]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，用于模拟出不同的隧道内渗水的虚拟环境。
[0017]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。
[0018]进一步，所述输入单元包括方向盘、油门和制动器，所述输出单元包括用于还原虚拟环境中汽车的运动的六自由度运动平台。
[0019]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。
[0020]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渗漏水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渗漏水病害进行直接测试，并且能够提高运营隧道渗漏水分级及对行车安全性影响评估的效率以及安全型评估的准确性，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】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述:
[0022]图1是本发明的原理示意图。
[0023]图2是本发明的流程示意图
【具体实施方式】
[0024]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。
[0025]如图1、2所示，本发明中的隧道内渗漏水对在役隧道运营安全性影响的测试方法，包括
[0026]a.构建不同渗水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；
[0027]b.采集驾驶员的行为信息，并统计隧道虚拟环境内的渗水位置及渗水量；
[0028]c.根据驾驶员的行为信息和虚拟环境中的渗水位置及渗水量，判定隧道内渗水条件下行车安全性等级。
[0029]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渗漏水的虚拟视景、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渗漏水对行车安全性影响的评估。
[0030]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，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渗水的虚拟环境。本实施例采用Unity 3D软件平台，用于隧道内渗水的虚拟场景的设计，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。
[0031]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渗漏水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。在本实施例中，将隧道分成若干段，统计每一段距离的渗水覆盖情况，因为隧道内的渗水情况是随机分布的，渗水的严重程度也是随机分布的，因此将单位距离内的渗水情况与量化的行为信息相结合，可以使判定的结果更加准确。
[0032]在本实施例中，步骤c还包括
[0033]cl.统计驾驶员在不同渗水条件下的行为信息，并将行为信息分为不同的等级；
[0034]c2.统计虚拟的隧道环境中的渗水位置及渗水量信息，根据渗水位置及渗水量的密集程度进行分级；
[0035]c3.将行为信息等级和渗水位置及渗水量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。<