夜间机车驾驶环境中液晶显示器视觉工效的研究

摘要

伴随中国铁路机车规范化司机室和单司机值乘的发展方向,中国司机室显示设备出现参数集中化、显示智能化的趋势.但是机车驾驶时,由于不合理的照明设计和司机室布局导致的司机室内眩光的出现以及由此可能带来的乘务员视疲劳现象,直接对司机室液晶显示器的认读产生危害,并直接影响到人机交互的有效性和列车的行车安全.该论文对规划化后的机车司机室的照明设计和液晶显示器的视觉工效进行了研究和评价,建立的眩光测试和基于眼动仪的视疲劳测试和分析评价方法能比较有效地实现眩光和视疲劳的测试和分析.同时,该论文的研究工作对于其他VDT作业的研究也具有参考和借鉴意义.该文的研究成果主要体现在以下几个方面:1)完成了眩光的产生机理和测试评价方法的研究工作,成功地引入了CIE的研究成果(统一眩光评价系统和GGR方法),并结合其他眩光评价方法,完成了夜间机车的眩光评价系统的构建.并在夜间现场环境下,进行了实车的实验和测试计算,得出了机车夜间正常行车时车载液晶显示器上的不舒适眩光产生机理及其等级.论文同时也提出了四条合理改进措施.2)完成了视觉特性、眩光与视觉工效以及视觉工效的测定方法的研究工作,结合人机工程学原理和计算机数字图像处理理论,综合其他视疲劳评价方法,建立了一种基于眼动仪的、可行的视疲劳分析评价方法.并利用上述方法,完成了夜间车载液晶显示器视疲劳实验研究,得出了眩光、作业时间与视疲劳之间的关系曲线,为进一步研究司机室视觉工效和照明设计规范化提供了实验方法和理论参考.

目录

文摘

英文文摘

第一章概述

1.1研究背景

1.2研究现状

1.3研究任务和论文主要内容

第二章眩光与视觉工效

2.1视觉

2.1.1视觉概述

2.1.2视觉功效

2.2眩光

2.2.1眩光概述

2.2.2眩光分类

2.2.3 CIE眩光研究进展

2.3视疲劳

2.3.1疲劳与视疲劳

2.3.2视疲劳的测定方法

2.3.3 VDT作业与视疲劳

2.4眩光与视疲劳

2.5本章小结

第三章夜间机车驾驶环境中LCD眩光的分析与评价

3.1眩光分析与评价方法

3.2综合分析与评价

3.2.1主观感觉评价

3.2.2 UGR、GGR系统眩光分析

3.2.3亮度对比评价

3.3结论

3.4本章小结

第四章夜间车载LCD显示器视疲劳实验研究

4.1实验设计

4.1.1实验目的

4.1.2实验对象

4.1.3实验环境与实验设备

4.1.4实验参数与变量

4.1.5视疲劳测定方法

4.2实验步骤

4.3瞳孔尺寸数据分析

4.3.1瞳孔视频图像预处理

4.3.2瞳孔尺寸数据分析

4.4实验结果和数据分析

4.4.1实验结果

4.4.2数据分析

4.5实验结论

4.6本章小结

第五章结论

5.1工作总结

5.2研究展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ数据处理统计公式

附录Ⅱ攻读学位期间科研及发表论文

北京交通大学学位论文独创性声明