高速行驶环境下视觉敏感区、视觉焦点区演化规律及应用

我国高速公路不合理的交通信息及道路景观设置，极易造成视觉盲区或视觉污染，甚至诱发交通事故。而高速公路眼动试验研究较少，也导致高速公路环境信息设置缺乏驾驶员视觉特性检验。本项目采用图像检索技术及心理物理法，将任务驱动和数据驱动信息加工方式相结合，建立基于注视点分布的高速行驶环境驾驶员视觉选择性注意模型；再进行多因素混合实验设计，采用行车试验与室内模拟实验相结合，提炼典型高速公路环境驾驶员的注视点时空变动特征，解析环境对注视点分布的影响机理；然后获取驾驶员视认视野时空变动特征，并结合高速公路道路线形、环境条件，确定视觉敏感区及视觉焦点区演化规律；最后，将高速公路环境下视觉敏感区、视觉焦点区演化规律应用于交通标志标线、道路景观的评估与设置。本研究将有利于发展高速公路视觉环境评价体系及改善方法，对于驾驶员视觉适应性评定也极具意义。

我国高速公路（含隧道）不合理的交通信息及道路景观设置，极易造成视觉盲区或视觉污染，甚至诱发交通事故。本项目采用行车试验与室内模拟实验相结合，提炼典型高速公路环境驾驶员的注视点时空变动特征，解析环境对注视点分布的影响机理，通过室内模拟实验及室外行车实验，初步解析隧道环境因素对注视点分布影响从大到小依次为：照度、色彩、频率、形状；以注视点为指标，度量了行车过程中驾驶员视认视野，并建立了速度与驾驶员视认视野的合理关系，速度及狭小空间是隧道视形成的根源性诱因。并求算出高速公路路段视觉敏感区、视觉焦点区，并建立相应视认模型，并应用于隧道交通标志信息的设置。. 公路隧道高速行驶容易造成驾驶员时空隧道、黑洞效应。隧道中部易出现“时空隧道”效应，即单调视觉信息环境驾驶员容易低估车速，容易诱发超速行为及交通事故。在低照度、参照物少的隧道中部，可利用逆反射材料的标志标线构建高频、中频、低频相结合的多频视觉参照物，以确保低照度环境中良好的速度感，并针对不同照度水平下，基于3Dmax视频仿真的心理物理实验表明，多频率视觉参照物的隧道中部环境，驾驶员速度错觉将由改善前30%以上降低到10%以下。 . 公路隧道入口“黑洞效应”易导致驾驶员不良生理心理反应：照度剧烈变动导致瞳孔难以在视网膜上准确聚焦成像，出现“两眼一抹黑”的视觉生理盲期；空间、参照物剧烈过渡，参照信息缺失，导致对车速发生较大误判。因此，本项目选取驾驶员生理心理变动为评价指标，通过蝉翼式过渡设施及逆反射参照物，从隧道入口照度、空间、参照物全方位进行过渡设施的缓和设计。本项目通过建立基于瞳孔面积变化的视觉负荷评价指标，得出理想的隧道入口瞳孔照度过渡曲线，并设计隧道入口喇叭式拱形钢结构及蝉翼式渐变遮光膜，以实现理想照度过渡，同时利用微缩模型实验验证了设计方案的合理性，并进行了基于3Dmax视频仿真的心理物理实验，结果表明改善之后隧道入口0-20m速度错觉降低到10%以内。. 本项目提出的高速公路视觉敏感区、焦点区视觉特征及相应视认模型，可应用于限速为60-100的高速公路（隧道）；隧道入口过渡设施及隧道中部改善方法，主要适用于限速为60-80km/h的长大公路隧道路段。预期将能减少隧道入口视觉障碍发生概率，提升驾驶员速度感，降低隧道内部照明标准，对“高配低用”的我国中西山区公路尤显必要。