公路隧道车距保持方法设计开题报告

选题依据及研究意义（研究背景、研究意义）：

研究背景： 随着我国国民经济的快速增长，我国公路建设也取得了很大的发展，截至2018年末全国公路总里程484.65万公里，全国共有公路隧道1.77万座、17236.1km，其中特长隧道1058处、470.66万米，长隧道4315处、742.18万米，近年来隧道建设数量逐渐增多，具体数据见下表^[1]：

公路隧道的建设克服了地形障碍，一定程度上缩短起讫点之间的距离，减少了出行时间，从而提高出行效率，提高社会经济效益，但是随着隧道建设发展越来越快，隧道交通安全事故也随之频发。

虽然万车死亡率在降低，但仍为日本、加拿大等发达国家的5~6倍，死亡人数仍居于世界前三。

隧道交通事故主要受到驾驶员、车辆、道路的影响：

（1）隧道内照度低，环境暗，参照物缺失、刺激物的对比度较低，隧道内行车诱导标志不全、诱导标志组合不当，导致驾驶员无法对距离和速度产生正确的判断；特别是在长大隧道中，通风不良，汽车排出的尾气会恶化隧道环境，在这样的环境下驾驶员容易产生加速逃逸行为，极易诱发超速行为导致交通事故发生。

（2）由于隧道受地理条件限制，隧道中的车辆一般具有这样的行驶特点：隧道一般为单向双车道，在隧道行车时，不能变道并线，不能超车，也不能随意停车。

（3）隧道中车流量较大，路面磨损严重，特别是在隧道出、入口，由于“白洞”、“黑洞”效应，驾驶员频繁减速制动，使路面抗滑性能降低；隧道内空气流通少，污染物长期附着在路面上也会降低路面抗滑性能；阴雨天环境、道路潮湿，也会导致路面摩擦系数降低。

根据国外学者的研究，导致交通事故的原因中与人有关的原因占93％～94％，与车有关的原因占8％～12％，与道路有关的原因大约占28％～34％，这表明人是导致交通事故的关键因素。

研究意义：公路隧道环境单调、照度低及空间封闭等特点,使得驾驶员对速度的感知变弱,虽然驾驶员在隧道中会有意识的减速，与前车保持一定的距离，但数据显示隧道交通事故绝大部分原因是追尾，说明驾驶员在隧道中容易误判跟车距离,从而诱发隧道交通事故。一旦发生事故,由于隧道封闭导致的救援困难,整个路段可能都将陷入瘫痪状态。本文运用交通工程学的基本原理和交通心理学的理论和方法，采用视错觉理论，结合隧道标志标线及反光材料的应用，考虑实际成本消耗，提出科学、有效的速度控制方法，以帮助驾驶员看清前车，并对跟车距离有更好的判断，从而避免隧道交通事故的发生。

文献综述（对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价）：

1. 国内研究现状

申艳军^[2]等人对国内公路隧道运营期交通事故进行统计分析，得到隧道交通事故结论，发现在公路隧道事故类型中，以车辆相撞（包括追尾和碰撞）为主，发生事故的车辆类型以轿车（含面包车）最多，特长隧道对伤亡情况影响最大，引发公路隧道交通事故的最不利组合为 “特长隧道＋货车＋追尾事故”。

杜志刚^[3]等人研究表明，照度水平及多频视觉信息对极限反应时均有显著影响，在良好的照度水平和视觉参照条件下，驾驶员对速度变化比较敏感。

胡思涛^[4]等人构建了隧道入口亮度过渡技术指标与断面速度差的关系模型，通过模型来评价公路隧道入口照明状态对交通安全的影响。

刘兵^[5]的研究表明，当边缘率为2HZ时，驾驶员并未表现出速度高估效应；边缘率为4~16HZ时，驾驶员对速度感知产生高估，边缘率密度在12HZ时驾驶员速度感知差异最小。

孙宝芸^[6]针对具有不同驾驶水平的驾驶员所做的2700组驾驶实验中，仅有4.63%的驾驶员对距离感知比较准确。

卓言冲^[7]等人对城市隧道中驾驶员注视点特征的研究发现，在自由流条件下，驾驶员在隧道入口前不仅观察中部区域，还注视左中，左下和右中区域，进入隧道后还会观察中下区域；出隧道后更倾向于观察近前方的道路，以保证行车安全。

岳希^[8]根据公路隧道内的行车环境，对一般高速公路下车头间距模型参数进行修正，建立了基于隧道内车头间距模型，给出了以隧道安全等级为基础的不同隧道路面类型的合理车头间距及车流密度，并以此来进行公路隧道的控制。

马骏^[9]通过对高速公路上的车辆在不同条件下、不同行驶速度时安全距离的计算与分析，寻求既可避免发生追尾碰撞事故，又不影响道路通行能力的安全距离恰当值。

侯德藻^[10]基于人——车——路一体化的思想，通过对驾驶员实验获得的参数进行分析，建立了车间距安全距离保持模型。

2. 国外研究现状

Yan Huo^[15]等人提出了一种基于新兴的道路上RFID系统（RSR）的车辆道路距离测量和维护系统（RDMMS），通过分析存储在RFID标签中的信息来测量两辆车之间的道路距离，并根据安全距离要求和前方车辆的估计状态来调整车速。该系统的发明可成功避免在多种驾驶环境下发生追尾事故，同时使驾驶员保持舒适。

Du^[16]等人使用主观等效速度的刺激作为指标来测量驾驶员的速度感知，评估视觉信息在不同比例和频率下对高速公路隧道驾驶员视觉感知和驾驶安全的影响，以减少驾驶员的视错觉并确保驾驶安全。

由国内外研究可知，国内外学者对驾驶人注视点、隧道环境对速度感知的影响等方面做了大量的研究，对保障隧道交通安全有很明显的效果，但很少对具体的某一反光设施进行研究，且缺乏对不同隧道路段、不同车种、不同车速的研究。