隧道内环境模拟评价设备

1.本发明属于城市设计领域，具体涉及一种隧道内环境模拟评价设备。


背景技术：

2.公路隧道是城市中常见的交通道路，通常布置在地下以及山区之间从而便于车辆穿行。但是，这些公路隧道的中部空间结构封闭，其单调的内部环境容易影响驾驶人对周边环境信息的正确感知，若是在这种内部环境中长时间驾驶会直接影响驾驶人的驾驶行为，严重时将引发交通事故。因此为了保证隧道内的安全驾驶，需要对隧道内环境进行良好的设计，避免其内部环境过于单调。
3.隧道内环境设计包括隧道内部光环境设计和隧道内部装饰环境设计。目前，在设计人员设计出隧道的内环境设计方案后，都需要施工人员根据内环境设计方案对隧道现场进行相应的施工和布置，并进一步通过驾驶员驾驶实车在隧道现场做试验，最后由决策人员通过在试验中采集数据、分析数据来筛选出最佳的内环境方案实现隧道内环境的改善。
4.对于运营中的隧道，不仅需要在施工期间暂停隧道的运行，还需要施工人员对隧道内原先的装饰进行拆除以及重新规划建造等处理，因此会导致每一次改变隧道内环境的时间、经济成本非常高。
5.若是在隧道设计之初就对隧道的内环境进行设计，则会因为根本没有实际的隧道而无法进行实车试验，决策人员只能在没有数据支持的情况下根据主观判断来筛选内环境方案，容易造成内环境的布设效果远远不如预期。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，提供一种通过对进行不同设计方案的隧道内环境进行模拟，并通过让驾驶人在模拟环境中进行测试从而评价出最优内环境方案的隧道内环境模拟评价装置，本发明采用了如下技术方案：
7.本发明提供了一种隧道内环境模拟评价设备，其特征在于，用于根据多个内环境布设方案对隧道的不同内环境进行模拟并评价出隧道的最优内环境布设方案，包括：模拟驾驶装置，用于让多位模拟驾驶员在对应每个内环境布设方案的内环境中进行模拟驾驶；以及评价装置，与模拟驾驶装置相通信连接，其中，评价装置包括：隧道模型存储部，存储有对应于隧道的三维隧道模型图；内环境布设方案存储部，存储有多个预定的内环境布设方案；模拟模型生成部，基于多个内环境布设方案以及三维隧道模型图分别生成多个模拟有相应内环境的内环境模拟模型图；模拟驾驶控制部，依次将内环境模拟模型图输出给模拟驾驶装置从而控制该模拟驾驶装置根据接收到的内环境模拟模型图模拟相应的内环境，进一步使得各位模拟驾驶员依次在每个内环境下进行至少一次模拟驾驶；注意力评价信息采集生成部，对于每一次模拟驾驶，根据预定时间间隔对进行该次模拟驾驶的模拟驾驶员进行生理指标数据的采集，并基于该生理指标数据生成与内环境相对应的注意力评价信息；以及最优方案确定部，基于所有注意力评价信息从多个内环境布设方案中确定出一个最优
内环境布设方案。
8.发明作用与效果
9.根据本发明的隧道内环境模拟评价设备，由于具有模拟驾驶装置以及评价装置，评价装置的模拟模型生成部可以根据预设的内环境布设方案与隧道的三维隧道模型图生成具有相应内环境的内环境模拟模型图，因此模拟驾驶装置可以让驾驶员在根据该内环境模拟模型图模拟出的内环境中进行高仿真的模拟驾驶。进一步通过在每一次模拟驾驶中对模拟驾驶员的生理指标数据进行采集，即可基于该生理指标数据分析出模拟驾驶员在隧道的各个不同内环境下的注意力变化程度，最终确定出一个最优的内环境布设方案。因此，通过本实施例的隧道内环境模拟评价设备，可以直接在隧道的设计阶段就有效、客观地检测出各个内环境布设方案对模拟驾驶员的影响，大大减少相关人员在设计、检测以及实施内环境布设方案时的时间、经济成本，不仅有利于国家建设，还可以避免隧道内发生交通事故的概率。
附图说明
10.图1是不同隧道内环境装饰的对比示意图；
11.图2是本发明实施例中隧道内环境模拟评价设备的结构框图；
12.图3是本发明实施例中vr画面的示意图；
13.图4是本发明实施例中内环境布设方案的示意图；
14.图5是本发明实施例中模拟驾驶条件的示意图；
15.图6是本发明实施例中最优方案确定部的结构框图；
16.图7是本发明实施例中内环境布设方案的对比示意图；
17.图8是本发明实施例中最优方案确定过程的流程图；
18.图9是本发明实施例中最优方案确定过程的流程图；以及
19.图10是本发明变形例中最优方案确定部的结构框图。
具体实施方式
20.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例、变形例及附图对本发明的隧道内环境模拟评价设备作具体阐述。
21.作为一种实施形态，本发明提供了一种隧道内环境模拟评价设备，其特征在于，用于根据多个内环境布设方案对隧道的不同内环境进行模拟并评价出隧道的最优内环境布设方案，包括：模拟驾驶装置，用于让多位模拟驾驶员在对应每个内环境布设方案的内环境中进行模拟驾驶；以及评价装置，与模拟驾驶装置相通信连接，其中，评价装置包括：隧道模型存储部，存储有对应于隧道的三维隧道模型图；内环境布设方案存储部，存储有多个预定的内环境布设方案；模拟模型生成部，基于多个内环境布设方案以及三维隧道模型图分别生成多个模拟有相应内环境的内环境模拟模型图；模拟驾驶控制部，依次将内环境模拟模型图输出给模拟驾驶装置从而控制该模拟驾驶装置根据接收到的内环境模拟模型图模拟相应的内环境，进一步使得各位模拟驾驶员依次在每个内环境下进行至少一次模拟驾驶；注意力评价信息采集生成部，对于每一次模拟驾驶，根据预定时间间隔对进行该次模拟驾驶的模拟驾驶员进行生理指标数据的采集，并基于该生理指标数据生成与内环境相对应的
注意力评价信息；以及最优方案确定部，基于所有注意力评价信息从多个内环境布设方案中确定出一个最优内环境布设方案。
22.在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，注意力评价信息采集生成部包括：生理指标数据采集单元，对于每一次模拟驾驶，根据预定时间间隔对进行该次模拟驾驶的模拟驾驶员进行生理指标数据的采集；生理指标增长率计算单元，对于每一次模拟驾驶，依序基于当前采集到的生理指标数据与模拟驾驶员在进行模拟驾驶前的生理指标数据得到模拟驾驶员在每一个采集时刻上的生理指标增长率；以及注意力评价信息生成单元，对于每一次模拟驾驶，将该次模拟驾驶中所有的生理指标增长率进行统计得到相应平均增长率以及增长率均方差作为对应于该次模拟驾驶的注意力评价信息。
23.在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，评价装置还包括模拟驾驶信息存储部，模拟驾驶信息存储部存储有对应每一次模拟驾驶的模拟驾驶编号、对应的注意力评价信息以及在进行每一次模拟驾驶时的多个模拟驾驶条件，最优方案确定单元包括：当前注意力评价获取单元，对于每一个内环境布设方案，获取对应该内环境布设方案的各次模拟驾驶所对应的注意力评价信息作为当前注意力评价信息；条件评价信息计算单元，对于每一个模拟驾驶条件，分别将对应有该模拟驾驶条件的当前注意力评价信息的平均增长率以及增长率均方差进行平均计算得到与模拟驾驶条件相对应的条件平均增长率以及条件增长率均方差；方案评分比对统计单元，依次根据每个模拟驾驶条件将所有内环境布设方案的对应于模拟对比条件的条件平均增长率以及条件增长率均方差进行比对，并统计每个内环境布设方案在各个模拟驾驶条件下具有最高的条件平均增长率的次数以及具有最低的条件增长率均方差的次数作为对应内环境布设方案的方案评分，最优方案设定单元，将方案评分最高的内环境布设方案设定为最优内环境布设方案。
24.在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，评价装置还包括模拟驾驶信息存储部，模拟驾驶信息存储部存储有对应每一次模拟驾驶的模拟驾驶编号、对应的注意力评价信息以及在进行每一次模拟驾驶时的多个模拟驾驶条件，最优方案确定单元包括：注意力散失判断单元，对于每一次模拟驾驶，判断与该次模拟驾驶相对应的生理指标增长率是否在预定时间段内连续低于预设的注意力散失阈值；废弃方案设定单元，在注意力散失判断单元判断生理指标增长率在预定时间段内连续低于注意力散失阈值时，将当次模拟驾驶所对应的内环境布设方案设定为废弃方案；当前注意力评价获取单元，对于除废弃方案之外的每一个内环境布设方案，获取对应该内环境布设方案的各次模拟驾驶所对应的注意力评价信息作为当前注意力评价信息；条件评价信息计算单元，对于每一个模拟驾驶条件，分别将对应有该模拟驾驶条件的当前注意力评价信息的平均增长率以及增长率均方差进行平均计算得到与模拟驾驶条件相对应的条件平均增长率以及条件增长率均方差；方案评分比对统计单元，依次根据每个模拟驾驶条件将所有内环境布设方案的对应于模拟对比条件的条件平均增长率以及条件增长率均方差进行比对，并统计每个内环境布设方案在各个模拟驾驶条件下具有最高的条件平均增长率的次数以及具有最低的条件增长率均方差的次数作为对应内环境布设方案的方案评分，最优方案设定单元，将方案评分最高的内环境布设方案设定为最优内环境布设方案。
25.在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，模拟驾驶条件包括模拟驾驶员的年龄、性别以及模拟驾驶时虚拟车辆的车辆高度，评价装置还包括车辆模型图存储
部，车辆模型图存储部存储有多个具有车辆高度的车辆模型图，模拟驾驶控制部将内环境模拟模型图输出给模拟驾驶装置时，还根据模拟驾驶条件将对应的车辆模型图发送给模拟驾驶装置，从而在控制该模拟驾驶装置模拟内环境时根据车辆高度对模拟驾驶员在内环境中的视线高度进行对应调整。
26.在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，生理指标数据为脑电波数据、心率指标数据、血压指标数据中的任意一种，生理指标采集单元为脑电波采集器、心率采集器以及血压采集器中的任意一种。
27.在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，内环境布设方案包括隧道灯光设计数据以及隧道内壁设计数据，隧道灯光设计数据包括隧道内的光源色温参数、亮度参数、照度参数以及光源间距参数，隧道内壁设计数据包括隧道内壁的内装饰图案以及该内装饰图案的图案位置参数和颜色参数。
28.在上述实施形态中，还可以具有这样的技术特征，其中，模拟驾驶装置包括vr显示部以及驾驶操作机构，vr显示部用于佩戴在模拟驾驶者的头上并在模拟驾驶控制部的控制下根据内环境模拟模型图显示相应的内环境vr图像从而使得模拟驾驶员在内环境下进行模拟驾驶，驾驶操作机构用于在模拟驾驶员进行模拟驾驶时向模拟驾驶控制部输出对应的模拟驾驶信息并使得模拟驾驶控制部控制vr显示部对内环境vr图像进行相应更新，驾驶操作机构至少包括方向盘部件、刹车部件以及油门部件。
29.《实施例》
30.图1是不同隧道内环境装饰的对比示意图。
31.如图1所示，内环境布设方案主要通过灯光设计以及内壁设计来改变隧道的内环境，如图1中(a)部分展示的隧道内壁图案为布设在隧道顶部的蓝天白云图案、(b)部分展示的隧道内壁图案为连续布设在隧道侧壁的树木花草图案、(c)部分展示的隧道内壁图案为多个布设在隧道侧壁的人文图案、(c)部分展示的隧道内壁图案为纯白的隧道侧壁，这几类方案都是为了提升隧道中驾驶员的注意力。
32.而当隧道内环境的设计人员设计出多个内环境布设方案后，需要相关人员来决定最终采用哪种内环境布设方案为最优，此时即可采用本发明的对隧道内环境进行评价并筛选出最佳的内环境布设方案。
33.图2是本发明实施例中隧道内环境模拟评价设备的结构框图。
34.如图2所示，隧道内环境模拟评价设备100包括模拟驾驶装置101、评价装置102以及通信网络103。
35.其中，模拟驾驶装置101通过通信网络103与评价装置102相通信连接，该通信网络103为局域网、蜂窝网或蓝牙网络。
36.模拟驾驶装置101用于让多位模拟驾驶员在对应每个内环境布设方案的内环境中进行模拟驾驶，其包括vr显示部11以及驾驶操作机构12。
37.vr显示部11用于向模拟驾驶员显示与内环境相对应的vr画面，使得模拟驾驶员通过该vr画面感受与真实的隧道内环境相匹配的虚拟内环境。
38.本实施例中，vr显示部11为一个vr眼镜，可以佩戴在模拟驾驶者的头部并向其呈现与内环境相对应的vr场景，从而使得模拟驾驶员在内环境中驾驶操作机构12并进行模拟驾驶。
39.图3是本发明实施例中vr画面的示意图。
40.如图3所示，模拟驾驶员在佩戴vr显示部11后，即可在模拟出的隧道中进行模拟驾驶，图3中示出了模拟驾驶员在隧道模型为双车道时的驾驶场景。
41.驾驶操作机构12具有转向盘、换挡杆、油门刹车踏板(即油门踏板、刹车踏板以及离合器踏板)等仿真驾驶部件。在在各个仿真驾驶部件被模拟驾驶员操作时，会生成对应的驾驶模拟信息，如转向信息、刹车信息、加速信息等。
42.进一步，驾驶操作机构12会将生成的驾驶模拟信息实时输出给vr显示部11，使得vr显示部11根据这些驾驶模拟信息来模拟车辆的动作，从而为模拟驾驶员模拟出在隧道内环境中驾驶“车辆”穿过隧道的全过程。本实施例中，vr显示部11中模拟的内环境根据驾驶模拟信息进行移动的具体原理为常规的技术，在此不在赘述。
43.另外，进行模拟驾驶的模拟驾驶员为不同年龄、不同性别的驾驶人。本实施例中，模拟驾驶员一共有30名，且男女比例1：1，满足被试的驾龄在1年以上、视觉机能正常、无生理缺陷且有通过隧道段的行车经验。为避免外部因素影响，模拟驾驶员在进行模拟驾驶前1h内未进行激烈运动，前12h内未饮用含酒精/可卡因饮品，以保证生理指标数据的合理性和客观性。
44.如图2所示，评价装置102具有隧道模型存储部21、内环境布设方案存储部22、模拟驾驶方案存储部23、车辆模型图存储部24、模拟模型生成部25、模拟驾驶控制部26、注意力评价信息采集生成部27、最优方案确定部28、画面存储部29、输入显示部30、评价侧通信部31以及用于控制上述各部的评价侧控制部32。
45.本实施例中，评价装置102为一台计算机，通过在计算机中运行实现。
46.隧道模型存储部21存储有隧道的三维隧道模型图。该三维隧道模型图为隧道的基本结构模型，该模型能够展示出隧道的整体结构以及材料，如路面及路面上的车道、隧道整体长度等。
47.本实施例中，三维隧道模型图采用多个对应通用结构的通用隧道模型图，分别具有不同的路面宽度和隧道长度，例如，分为双车道、三车道、四车道等路面宽度，隧道长裤可以分为短隧道(长500m及以下)、中隧道(长500m以上至1000m)、长隧道(长1000m以上至3000m)和特长隧道(全长3000m以上)。通过这些通用隧道模型图，可以在评价隧道内环境布设方案时方便地根据实际隧道选择相似的通用隧道模型图进行模拟驾驶测试。另外，决策人员也可以预先将对应实际对到的三维模型度导入至计算机中并让隧道模型存储部21进行存储，从而直接利用与实际隧道相对应的三维隧道模型图进行模拟驾驶测试。
48.内环境布设方案存储部22存储有多种内环境布设方案。
49.图4是本发明实施例中内环境布设方案的示意图。
50.如图4所示，该内环境布设方案包括隧道灯光设计数据221、隧道内壁设计数据222，其中，隧道灯光设计数据221至少包括用于调整隧道内的光源色温参数221a、亮度参数221b、照度参数221c以及光源间距参数221d；隧道内壁设计数据222包括内装饰图案222a以及对应的色彩参数222b。每个内环境布设方案之间至少有一个设计数据的参数存在不同，每个参数的不同都会导致隧道整体的内环境出现差别，进而对驾驶员的驾驶状态造成影响。
51.模拟驾驶信息存储部23存储有对应内环境布设方案的方案编号、每一次模拟驾驶
的模拟驾驶编号、采集到的生理指标数据、对应的注意力评价信息以及模拟驾驶条件。
52.本实施例中，每个内环境布设方案都会对应地执行多次模拟驾驶，即一个方案编号对应有多个模拟驾驶编号。生理指标数据以及注意力评价信息为注意力评价信息采集生成部27在每一次模拟驾驶中对模拟驾驶员采集得到的。模拟驾驶条件为针对每一次模拟驾驶预先设定好的驾驶条件，具体地：
53.图5是本发明实施例中模拟驾驶条件的示意图。
54.如图5所示，本实施例的模拟驾驶条件为模拟驾驶员性别252、模拟驾驶员年龄253以及模拟车辆高度254。在每个内环境布设方案下，各次模拟驾驶之间至少一个模拟驾驶条件彼此不同，如模拟驾驶编号为simu1和simu3的两次模拟驾驶之间是模拟驾驶员的年龄253不同。
55.车辆模型图存储部24存储有多个具有不同车辆高度的车辆模型图。
56.本实施例中，各个车辆模型图的车辆高度为预先设定，与模拟驾驶条件中的模拟车辆高度相对应。如图3所示，在vr显示部11显示vr画面时，还同时根据车辆模型图显示有相应的车辆模型，同时会对模拟驾驶员在内环境中的视线高度进行对应调整。
57.模拟模型生成部25能够基于多个内环境布设方案以及三维隧道模型图分别生成多个模拟有相应内环境的内环境模拟模型图。
58.本实施例中，每个内环境模拟模型图都对应于一个内环境布设方案，在生成内环境模拟模型图时，模拟模型生成部25会根据内环境布设方案中的隧道灯光设计数据以及隧道内壁设计数据来对三维隧道模型图的内部进行相应的渲染，从而构建出与实际在隧道上应用内环境布设方案时的内环境相一致的内环境模拟模型图。例如，两个内环境布设方案的光源色温参数分别为3000k以及9000k时，相应的两个内环境模拟模型图模拟出的隧道中的灯光色彩就会呈现出相应的暖白光以及冷白光。
59.模拟驾驶控制部26用于将模拟模型生成部25生成的内环境模拟模型图以及车辆模型图输出给模拟驾驶装置101从而控制该模拟驾驶装置101中的vr显示部11根据接收到的内环境模拟模型图以及车辆模型图模拟相应的内环境，进一步使得各位模拟驾驶员依次在每个内环境下进行至少一次模拟驾驶。
60.本实施例中，模拟驾驶控制部26在将内环境模拟模型图输出给模拟驾驶装置101后，会在所有对该内环境模拟模型图的模拟驾驶都结束后，再输出下一个内环境模拟模型图。
61.另外，模拟驾驶控制部26会根据模拟驾驶信息存储部23中存储的模拟驾驶条件获取对应车辆高度的车辆模型图，并在每一次模拟驾驶前单独输出给模拟驾驶装置101。
62.同时，在模拟驾驶控制部26控制vr显示部11模拟内环境时，还会控制其根据车辆模型图模拟出相应的车辆高度。每一次模拟驾驶为让模拟驾驶员在模拟出的内环境中驾驶虚拟车辆跑完隧道的全程。
63.注意力评价信息采集生成部27用于在每一次模拟驾驶中，根据预定时间间隔对进行该次模拟驾驶的模拟驾驶员进行生理指标数据的采集，并基于该生理指标数据生成与内环境相对应的注意力评价信息。
64.本实施例中，注意力评价信息采集生成部27包括生理指标数据采集单元271、生理指标增长率计算单元272以及注意力评价信息生成单元273。
65.生理指标数据采集单元271用于在每一次模拟驾驶中，根据预定时间间隔对进行该次模拟驾驶的模拟驾驶员进行生理指标数据的采集。
66.本实施例中，生理指标数据采集单元271为一个脑波采集设备(如赋思头环)，可以采集模拟驾驶员的脑电波信号并转换为相应的具体数值作为脑电波数据。该脑波采集设备的采集频率设定为每1秒采集两次，即预定时间间隔为0.5秒。
67.在本实施例的生理指标数据采集单元271进行脑电波数据的采集时，会实时将采集到的脑电波数据通过数据线发送给计算机从而让生理指标增长率计算单元272进行后续处理。
68.生理指标增长率计算单元272用于每一次模拟驾驶中，依序将生理指标数据采集单元271当前采集到的生理指标数据与前一个被采集的生理指标数据相除并得到模拟驾驶员在每个预定时间间隔上的生理指标增长率。
69.由于不同模拟驾驶员之间的个体差异，因此每位模拟驾驶员之间的生理指标数据(脑电波数据)都是不同的，因此若简单比较生理指标数据的高低或增减次数，并不能全面体现内环境对安全驾驶的影响。因此本实施例中，将每次采集到的生理指标数据与驾驶员在开始模拟驾驶前的生理指标数据相比并生成相应的生理指标增长率，来表示模拟驾驶者的注意力变化情况，该生理指标增长率平为：
[0070][0071]
式中，n1为平静状态下模拟驾驶员的生理指标数据；n2为模拟驾驶过程中模拟驾驶员的生理指标数据。
[0072]
注意力评价信息生成单元273用于在每一次模拟驾驶中，将该次模拟驾驶中所有的生理指标增长率进行统计得到相应平均增长率以及增长率均方差作为对应于该次模拟驾驶的注意力评价信息。
[0073]
本实施例中，平均增长率为一次模拟驾驶过程中所有注意力增长率的平均值，通过平均增长率可以检测出模拟驾驶员的注意力在模拟驾驶过程中整体是增长还是减少；增长率均方差为一次模拟驾驶过程中所有注意力增长率的均方差，通过增长率均方差可以检测出模拟驾驶员的注意力在模拟驾驶过程中是否稳定。
[0074]
最优方案确定部28能够基于注意力评价信息采集生成部27生成的所有注意力评价信息从多个内环境布设方案中确定出一个最优内环境布设方案。
[0075]
图6是本发明实施例中最优方案确定部的结构框图。
[0076]
如图6所示，最优方案确定部28包括当前注意力评价获取单元281、条件评价信息计算单元282、方案评分比对统计单元283以及最优方案设定单元284。
[0077]
当前注意力评价获取单元281用于依次针对每一个内环境布设方案，获取对应该内环境布设方案的各次模拟驾驶所对应的注意力评价信息作为当前注意力评价信息。
[0078]
条件评价信息计算单元282用于依次针对每一个模拟驾驶条件，分别将对应有该模拟驾驶条件的当前注意力评价信息的平均增长率以及增长率均方差进行平均计算得到与模拟驾驶条件相对应的条件平均增长率以及条件增长率均方差。
[0079]
本实施例中，通过上述当前注意力评价获取单元281以及条件评价信息计算单元282，可以将每一个内环境布设方案下的所有注意力评价信息根据模拟驾驶条件进行统计，
从而每个内环境布设方案都具有与各个模拟驾驶条件相对应的条件平均增长率以及条件增长率均方差。通过这样的方式，可以对通过检测内环境布设方案在各个模拟驾驶条件下的注意力变化情况，来选择出最优内环境布设方案。
[0080]
方案评分比对统计单元283用于依次根据每个模拟驾驶条件将所有内环境布设方案的对应于模拟对比条件的条件平均增长率以及条件增长率均方差进行比对，并统计每个内环境布设方案在各个模拟驾驶条件下具有最高的条件平均增长率的次数以及具有最低的条件增长率均方差的次数作为对应内环境布设方案的方案评分。
[0081]
最优方案设定单元284将方案评分最高的内环境布设方案设定为最优内环境布设方案。
[0082]
图7是本发明实施例中内环境布设方案的对比示意图。
[0083]
如图7所示，每个内环境布设方案(方案编号)都对应有多个与模驾驶条件的数量相一致的多个条件平均增长率以及条件增长率均方差(图7中的统计数据并非真实数据)。
[0084]
在方案评分比对统计单元283统计各个内环境布设方案的方案评分时，以图7中示出的三个内环境布设方案为例：在统计条件平均增长率时，id-1方案的得分为2分、id-2方案的得分为2分、id-3方案的得分为4分；在统计条件增长率均方差时，id-1方案的得分为1分、id-2方案的得分为4分、id-3方案的得分为4分。此时，id-3方案的方案评分总分即为8分，因此最优方案设定单元284会确定id-3方案作为最佳内环境布设方案。
[0085]
画面存储部29存储有最优方案显示画面。
[0086]
最优方案显示画面用于在最优方案确定部28确定出最优内环境布设方案后，显示该最优内环境布设方案以及让相关人员查看，使其决定在实际隧道中应用该最优内环境布设方案。
[0087]
输入显示部30用于显示上述画面，从而让相关人员通过上述画面完成相应的人机交互。
[0088]
评价侧通信部31用于进行评价装置102与模拟驾驶装置101之间的数据交换。
[0089]
图8是本发明实施例中最优方案确定过程的流程图。
[0090]
如图8所示，最优方案确定过程包括如下步骤：
[0091]
步骤s1，模拟模型生成部25依次从内环境布设方案存储部22中获取一个内环境布设方案，并基于隧道模型存储部21中存储的三维隧道模型图生成一个模拟有相应内环境的内环境模拟模型图，然后进入步骤s2；
[0092]
步骤s2，模拟驾驶控制部26将步骤s1生成的内环境模拟模型图以及车辆模型图存储部24中存储的车辆模型图输出给模拟驾驶装置101，然后进入步骤s3；
[0093]
步骤s3，模拟驾驶控制部26控制该模拟驾驶装置101根据接收到的内环境模拟模型图模拟相应的一个当前内环境，进一步使得模拟驾驶员在该当前内环境下进行当前次模拟驾驶，然后进入步骤s4；
[0094]
步骤s4，注意力评价信息采集生成部根据预定时间间隔对进行当前次模拟驾驶的模拟驾驶员进行生理指标数据的采集，并基于该生理指标数据生成相对应的注意力评价信息，然后进入步骤s5；
[0095]
步骤s5，评价侧控制部32判断是否完成了当前内环境下的所有模拟驾驶，若否则进入步骤s3，若是则进入步骤s6；
[0096]
步骤s6，评价侧控制部32判断是否所有内环境布设方案都完成过模拟驾驶，若否则进入步骤s1，若是则进入步骤s7；
[0097]
步骤s7，最优方案确定部28基于所有注意力评价信息从多个内环境布设方案中确定出一个最优内环境布设方案，然后进入步骤s8；
[0098]
步骤s8，输入显示部30显示最优方案显示画面并显示最优内环境布设方案让相关人员查看，然后进入结束状态。
[0099]
图9是本发明实施例中最优方案确定过程的流程图。
[0100]
如图9所示，本实施例的步骤s7的子步骤具体如下：
[0101]
步骤s7-1，当前注意力评价获取单元281依次针对每一个内环境布设方案，获取对应该内环境布设方案的各次模拟驾驶所对应的注意力评价信息作为当前注意力评价信息，然后进入步骤s7-2；
[0102]
步骤s7-2，条件评价信息计算单元282依次针对每一个模拟驾驶条件，分别将对应有该模拟驾驶条件的当前注意力评价信息的平均增长率以及增长率均方差进行平均计算得到与模拟驾驶条件相对应的条件平均增长率以及条件增长率均方差，然后进入步骤s7-3；
[0103]
步骤s7-3，方案评分比对统计单元283依次根据每个模拟驾驶条件将所有内环境布设方案的对应于模拟对比条件的条件平均增长率以及条件增长率均方差进行比对，并统计每个内环境布设方案在各个模拟驾驶条件下具有最高的条件平均增长率的次数以及具有最低的条件增长率均方差的次数作为对应内环境布设方案的方案评，然后进入步骤s7-4；
[0104]
步骤s7-4，最优方案设定单元284将方案评分最高的内环境布设方案设定为最优内环境布设方案，然后进入结束状态。
[0105]
实施例作用与效果
[0106]
根据本实施例提供的隧道内环境模拟评价设备，由于具有模拟驾驶装置以及评价装置，评价装置的模拟模型生成部可以根据预设的内环境布设方案与隧道的三维隧道模型图生成具有相应内环境的内环境模拟模型图，因此模拟驾驶装置可以让驾驶员在根据该内环境模拟模型图模拟出的内环境中进行高仿真的模拟驾驶。进一步通过在每一次模拟驾驶中对模拟驾驶员的生理指标数据进行采集，即可基于该生理指标数据分析出模拟驾驶员在隧道的各个不同内环境下的注意力变化程度，最终确定出一个最优的内环境布设方案。因此，通过本实施例的隧道内环境模拟评价设备，可以直接在隧道的设计阶段就有效、客观地检测出各个内环境布设方案对模拟驾驶员的影响，大大减少相关人员在设计、检测以及实施内环境布设方案时的时间、经济成本，不仅有利于国家建设，还可以避免隧道内发生交通事故的概率。
[0107]
另外，实施例中，由于注意力评价信息采集生成部根据省里指标数据计算出相应的生理指标增长率，因此可以避免在评价内环境布设方案时受到不同模拟驾驶员的体质等个人因素影响，更客观地完成评价。还由于注意力评价信息采集生成部根据生理指标增长率计算每一次模拟驾驶中的平均增长率以及增长率均方差作为注意力评价信息，因此可以有效地评价出模拟驾驶员在模拟驾驶过程中的注意力集中程度以及稳定程度。
[0108]
另外，实施例中，由于每一次模拟驾驶都对应有相应的多个模拟驾驶条件，最优方
案确定部根据模拟驾驶条件分别对每个内环境布设方案的模拟评价信息进行统计，因此可以评价出各个内环境布设方案在不同模拟驾驶条件下的表现(即模拟驾驶员的注意力是否稳定增长)，从而客观且准确地确定最优内环境布设方案。
[0109]
进一步，实施例中，由于模拟驾驶条件中还具有车辆高度，因此还可以模拟现实中驾驶员因车辆的不同导致在隧道中的视线高度不同，避免因为视线高度不同而对内环境的感知也存在相应不同，从而更全面地保证了最终确定出的最优内环境布设方案可以让更多人接受。
[0110]
另外，实施例中，由于模拟驾驶装置包括vr显示部以及驾驶操作机构，因此可以让驾驶员戴上vr显示部并操作模拟驾驶装置进行模拟驾驶，提高模拟驾驶员在各个内环境下的驾驶沉浸感，使得注意力评价信息采集生成部采集到的生理指标数据更贴合真实情况。
[0111]
《变形例》
[0112]
与实施例相比，本变形例中的最优方案确定部还进行了废弃方案的筛选。
[0113]
为了便于表述，本变形例中对于与实施例中相同的结构，赋予相同的符号并省略相应的说明。
[0114]
图10是本发明变形例中最优方案确定部的结构框图。
[0115]
如图10所示，本变形例的最优方案确定部28’包括
[0116]
注意力散失判断单元285用于针对每一次模拟驾驶，判断与该次模拟驾驶相对应的生理指标增长率是否在预定时间段内连续低于预设的注意力散失阈值。
[0117]
本实施例中，注意力散失阈值设定为-20％。
[0118]
废弃方案设定单元286用于在注意力散失判断单元285判断生理指标增长率在预定时间段内连续低于注意力散失阈值时，将当次模拟驾驶所对应的内环境布设方案设定为废弃方案。
[0119]
当前注意力评价获取单元281’用于依次针对除废弃方案外的每一个内环境布设方案，获取对应该内环境布设方案的各次模拟驾驶所对应的注意力评价信息作为当前注意力评价信息。
[0120]
条件评价信息计算单元282用于依次针对每一个模拟驾驶条件，分别将对应有该模拟驾驶条件的当前注意力评价信息的平均增长率以及增长率均方差进行平均计算得到与模拟驾驶条件相对应的条件平均增长率以及条件增长率均方差。
[0121]
本实施例中，通过上述当前注意力评价获取单元281以及条件评价信息计算单元282，可以将每一个内环境布设方案下的所有注意力评价信息根据模拟驾驶条件进行统计，从而每个内环境布设方案都具有与各个模拟驾驶条件相对应的条件平均增长率以及条件增长率均方差。通过这样的方式，可以对通过检测内环境布设方案在各个模拟驾驶条件下的注意力变化情况，来选择出最优内环境布设方案。
[0122]
方案评分比对统计单元283用于依次根据每个模拟驾驶条件将所有内环境布设方案的对应于模拟对比条件的条件平均增长率以及条件增长率均方差进行比对，并统计每个内环境布设方案在各个模拟驾驶条件下具有最高的条件平均增长率的次数以及具有最低的条件增长率均方差的次数作为对应内环境布设方案的方案评分。
[0123]
最优方案设定单元284将方案评分最高的内环境布设方案设定为最优内环境布设方案。
[0124]
根据本变形例提供的隧道内环境模拟评价设备，由于在最终方案确定部中将生理指标增长率在一定时间内都低于-20％的内环境布设方案设定为废弃方案，因此可以避免会对个别人员造成恶劣影响的内环境布设方案被评选为最优方案，从而更好地提高内环境布设方案的普适性，最终更好地减少隧道中交通事故的发生率
[0125]
上述实施例以及变形例仅用于举例说明本发明的具体实施方式，而本发明不限于上述实施例以及变形例的描述范围。
[0126]
另外，在上述实施例中，生理指标数据采集单元为脑波采集设备。在本发明的其他方案中，该生理指标数据采集单元也可以是心率采集器或是血压采集器，采集到的生理指标数据为相应的心率指标数据以及血压指标数据，这两类数据也可以利用实施例中的计算方法转换为相应的生理指标增长率，进一步用于进行后续的方案评价。
[0127]
另外，在上述实施例中，模拟驾驶装置分别包括vr眼镜以及模拟驾驶机构。然而，在本发明其他方案中，模拟驾驶装置还可以包括ar组件或是其他能够产生虚拟实景效果的设备，使得模拟驾驶员在模拟出的内环境中进行模拟驾驶。