一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法技术方案

本发明专利技术涉及交通安全设施技术领域，特指一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法,包括设于隧道的隧道壁上的腰带线的高度设计、设于隧道的隧道壁上的反光环的形式设计与间距设计、设于隧道的弯道外侧位置的反光带的高度设计与频率设计、设于隧道的弯道内侧位置的诱导标记的形式设计与高度设计及频率设计、设于隧道的检修道外侧位置的外侧立面标记的形式设计、设于隧道的检修道内侧位置的内侧立面标记的形式设计。利用斐波那契曲线和黄金分割的美学原理对隧道弯道导向系统进行设计，提升驾驶员在隧道弯道内对曲率、超高、行车间距的判别感知，加强驾驶员车道保持、车速控制的能力，从而有效使驾驶员更好的感知方向、距离和速度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法
本专利技术涉及交通安全设施
，特指一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法。
技术介绍
隧道是交通事故的高发路段，其事故发生率远高于全线的平均事故率。而隧道弯道又是隧道事故高发地带，事故发生率明显高于隧道直线路段。当车辆行驶于隧道弯道路段时，由于光线不良、线形变化及参照系单调等原因，驾驶员容易产生车距判断失误、车道偏离、超速行驶等问题，极易诱发交通事故。目前，隧道交通安全导向设计主要集中在隧道进出口，针对隧道弯道的交通导向和安全设计相对较少。因此，在隧道弯道内进行导向系统设计对强化驾驶员的曲率和超高感知、辅助其正确判断车道宽度及线形走向、改善速度和距离错觉等视错觉现象、确保行车安全具有重要意义。已有研究表明，斐波那契曲线、黄金分割等美学原理有利于提升人类心理、生理的判别感知。因而，在隧道弯道中，利用符合人类美学原理的理念进行隧道弯道导向系统设计，可以改善驾驶员的视觉环境，有助于提高驾驶舒适性确保交通安全。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法，利用斐波那契曲线和黄金分割的美学原理，通过合理设置腰带线、反光环、反光带、诱导标记、外侧立面标记以及内侧立面标记等交通设施对隧道弯道导向系统进行设计，提升驾驶员在隧道弯道内对曲率、超高、行车间距的判别感知，加强驾驶员车道保持、车速控制的能力，从而有效使驾驶员更好的感知方向、距离和速度，确保车辆在隧道弯道路段内的交通安全。为了实现上述目的，本专利技术应用的技术方案如下：一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法，包括设于隧道的隧道壁上的腰带线的高度设计、设于隧道的隧道壁上的反光环的形式设计与间距设计、设于隧道的弯道外侧位置的反光带的高度设计与频率设计、设于隧道的弯道内侧位置的诱导标记的形式设计与高度设计及频率设计、设于隧道的检修道外侧位置的外侧立面标记的形式设计、设于隧道的检修道内侧位置的内侧立面标记的形式设计。进一步而言，所述腰带线的高度设计由斐波那契曲线的比例得到。进一步而言，所述反光环的形式设计类比斐波那契曲线，反光环在弯道外侧设置至侧壁底部、在弯道内侧设置至腰带线，反光环的间距设计由斐波那契曲线、黄金比例的美学原理和几何数理分析得到。进一步而言，所述反光带的高度设计由腰带线的高度及黄金分割比例关系得到，反光带的频率设计为在两个反光环之间等间距设置三条。进一步而言，所述诱导标记的形式设计为在黄金矩形内得到的三角形状，诱导标记的高度设计由腰带线的高度及黄金分割比例关系得到，诱导标记的频率设计为在两个反光环之间等间距设置三个。进一步而言，所述外侧立面标记由黄白相间的颜色漆绘而成，且颜色漆绘比例符合黄金分割比例，外侧立面标记与行车方向成45度的菱形依次排列构成。进一步而言，所述内侧立面标记由黄白相间的颜色漆绘而成，且颜色漆绘比例符合黄金分割比例，内侧立面标记与行车方向成45度的菱形依次排列构成。本专利技术有益效果：1)本专利技术利用斐波那契曲线和黄金分割的美学原理，设计出符合人体视觉偏好的隧道弯道导向系统，有利于提升驾驶员在隧道弯道内对方向、距离、速度的判别感知能力，改善驾驶员在隧道弯道的视错觉，正确指引行驶方向，保障交通安全；2)所设计的反光环、反光带及诱导标记的组合形式可以更好的强化隧道弯道的曲率和弯道超高，有利于增强驾驶员在隧道弯道行驶时的安全意识；3)通过在内外侧检修道侧壁设置不同形式的立面标记，有助于驾驶员正确感知内外侧车道的宽度，防止出现车道偏移等危险状况。附图说明图1是斐波那曲线的隧道弯道抽象正面图；图2是隧道弯道导向系统设计正面示图；图3是隧道弯道导向系统弯道外侧侧面示图；图4是隧道弯道导向系统弯道内侧侧面示图；图5是隧道弯道导向系统中诱导标记的设计形式图。1.反光环；2.反光带；3.腰带线；4.诱导标记；5.外侧立面标记；6.内侧立面标记；7.隧道壁；8.检修道。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术的技术方案进行说明。如图1至图5所示，本专利技术所述一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法，包括设于隧道的隧道壁7上的腰带线3的高度设计、设于隧道的隧道壁7上的反光环1的形式设计与间距设计、设于隧道的弯道外侧位置的反光带2的高度设计与频率设计、设于隧道的弯道内侧位置的诱导标记4的形式设计与高度设计及频率设计、设于隧道的检修道8外侧位置的外侧立面标记5的形式设计、设于隧道的检修道8内侧位置的内侧立面标记6的形式设计。以上所述构成本专利技术基本结构。本专利技术利用斐波那契曲线和黄金分割的美学原理，通过合理组合反光环1、反光带2、腰带线3、诱导标记4、外侧立面标记5和内侧立面标记6等交通设施对隧道弯道导向系统进行设计，符合人类美学设计理念，可以提升驾驶员在隧道弯道内对曲率、超高、行车间距的判别感知，加强其车道保持、车速控制能力，使驾驶员更好的感知方向、距离和速度，从而确保隧道弯道路段内的交通安全。更具体而言，所述腰带线3的高度设计由斐波那契曲线的比例得到。实际应用中，本专利技术所述的腰带线3至隧道底部的高度为隧道高度的0.382倍。如图3和图4所示，隧道高度为H，腰带线3的高度为H1，则根据美学黄金比例可得到腰带线3高度弯道外侧和内侧腰带线的高度相同。更具体而言，所述反光环1的形式设计类比斐波那契曲线，反光环1在弯道外侧设置至侧壁底部、在弯道内侧设置至腰带线3，反光环1的间距设计由斐波那契曲线、黄金比例的美学原理和几何数理分析得到。采用这样的结构设置，可以提升驾驶员对弯道曲率的感知能力。实际应用中，本专利技术所述的反光环1的间距设计为斐波那契曲线抽象正面图中从起点至焦点直线距离的0.854倍。如图1所示，将隧道弯道平面图抽象为斐波那契曲线与黄金矩形的组合形式，本专利技术所研究的隧道弯道导向系统设计中，F点为弯道外侧的起点，K点为弯道内侧的起点，O点为外侧和内侧边缘车道线在视觉平面的远端焦点，直线FO、KO分别为视觉平面内外侧、内侧边缘车道线，弧FGN代表为第一反光环，弧AEJ为后一道反光环，由斐波那契曲线、黄金比例的美学原理和几何数理分析得即可得到反光环的设置间距为从起点F至焦点O直线距离的由于该直线距离可以实测获得因而可得到设置距离；第一道反光环在隧道直弯点处设置，根据所得设置间距设置第二道反光环，同样的，将弧AEJ视为第一道反光环，动态的重新确定远端焦点后来确定下一道反光环的设置位置，直到隧道弯直点处结束，依照该间距来设置反光环，既符合人类对审美的认知又可以避免反光环设置太密或稀疏所带来的问题。更具体而言，所述反光带2的高度设计由腰带线3的高度及黄金分割比例关系得到，反光带2的频率设计为在两个反光环1之间等间距设置三条。实际应用中，本专利技术所述的反光带2的高度为腰带线3高度减去检修道8高度的1.618倍。实际应用中，考虑视觉美感及驾驶员的行车舒适性反光带2的高度确定方法如下：如图3所示，腰带线3的高度为H1，检修道的高度为h，利用黄金分割比例原理来确定反光带2的设置高度，即腰带线3经过反光带上半部的黄金分割点，因而可以得到反光带2的高度为为确保视觉的连续性和一致性，反光带2的设置频率为在两个反光环1之间等间距设置三条。更具体而言，所述诱导标记4的形式设计为在黄金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法，其特征在于：包括设于隧道的隧道壁(7)上的腰带线(3)的高度设计、设于隧道的隧道壁(7)上的反光环(1)的形式设计与间距设计、设于隧道的弯道外侧位置的反光带(2)的高度设计与频率设计、设于隧道的弯道内侧位置的诱导标记(4)的形式设计与高度设计及频率设计、设于隧道的检修道(8)外侧位置的外侧立面标记(5)的形式设计、设于隧道的检修道(8)内侧位置的内侧立面标记(6)的形式设计。

【技术特征摘要】
1.一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法，其特征在于：包括设于隧道的隧道壁(7)上的腰带线(3)的高度设计、设于隧道的隧道壁(7)上的反光环(1)的形式设计与间距设计、设于隧道的弯道外侧位置的反光带(2)的高度设计与频率设计、设于隧道的弯道内侧位置的诱导标记(4)的形式设计与高度设计及频率设计、设于隧道的检修道(8)外侧位置的外侧立面标记(5)的形式设计、设于隧道的检修道(8)内侧位置的内侧立面标记(6)的形式设计。2.根据权利要求1所述的一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法，其特征在于：所述腰带线(3)的高度设计由斐波那契曲线的比例得到。3.根据权利要求1所述的一种基于斐波那契曲线的隧道弯道导向系统设计方法，其特征在于：所述反光环(1)的形式设计类比斐波那契曲线，所述反光环(1)在弯道外侧设置至侧壁底部、在弯道内侧设置至腰带线(3)，所述反光环(1)的间距设计由斐波那契曲线、黄金比例的美学原理和几何数理分析得到。4.根据权利要求1所述的一种基于斐波那契曲线的隧道弯...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜志刚，焦方通，王首硕，杨理波，余昕宇，陈云，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42