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基于视觉特性的荧光标线涂料研发及模拟分析

吴谨  
【摘要】:随着各级公路和城市道路的蓬勃发展,作为道路行车安全重要保障的交通标线也迎来了高速发展的春天。反光交通标线为降低交通事故率、维护交通安全畅通发挥了巨大作用。但是,就目前反光路面标线的应用来看,道路交通标线在雨夜环境下雨水浸没反光玻璃珠,加上车胎对反光玻璃珠的磨损,使其反光性能大大降低。此外,驾驶员在夜间行车时为了更好地掌握前方路线的变化,及时调整车辆行驶的轨迹,保障自身安全,常选择长时间打开远光灯行驶,而长时间打开远光灯行驶将对对向驾驶员视线造成严重干扰,从而引发交通事故。蓄能荧光标线由于不依靠车灯照射即可自主发光,克服了普通标线必须借助车灯照射才能反射发光的缺点,在夜间(特别是夜间雨雾天气下)具有良好的可辨识度。驾驶员不需要打开远光灯就可以得到前方更远距离的路线信息,起到普通路面标线无法提供的指引效果,进而保证驾驶员的行车安全。本文从驾驶员眼动形式和视觉特征方面做了介绍,并对不同颜色使驾驶员产生的联觉现象以及对驾驶行为的影响进行了分析,为后续荧光材料颜色的选取提供一定的理论依据。选择瞳孔面积变化率和注视次数(区域)作为驾驶员对荧光标线反应效果的评价指标。优选蓄能荧光材料、胶结料基料,研究荧光粉不同掺量对胶结料的性能、辉度值的影响,以及解决荧光胶结料分层现象,并通过偏光显微镜、电镜实验观察了荧光胶结料的微观结构。最后对荧光标线胶结料进行了不粘胎时间、耐水碱性、抗滑性、抗老化性能的测试与分析。对荧光标线进行方案设计,分为直线段和曲线段(左转和右转),利用UC-win/Road软件进行建模并用Adobe Photoshop(PS)对模型进行渲染,制作仿真场景模型。并用SMI2.1眼镜式眼动仪对20名驾驶员进行仿真模拟实验,分析了驾驶员在不同荧光标线设置方案下的注视点占比和瞳孔面积变化率,选出具有良好诱导效果的设计方案。最后在实际路段铺设蓄能荧光标线,邀请5名驾驶员对优选的方案进行实车实验,综合分析荧光标线对驾驶员的诱导效果,研究成果可以为道路管理设计部门提供一定的理论参考。


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