高速公路小客车驾驶员安全注视特性分析

为了对高速公路设计与运营安全性评价提供理论依据,基于人-车-路协同过程中的驾驶员视觉注视特征,选取双向四车道高速公路453个线形组合路段,对13名小客车驾驶员在路面范围内的动态视觉注视点位置进行研究,分析不同运行速度下驾驶员在不同线形组合路段路面范围内的注视点分布规律,得出驾驶员受不同运行速度和线形条件影响时在路面上的注视点集中区域特点,提出基于驾驶员行为特征的驾驶期望视距概念,并建立了不同运行速度下驾驶期望视距的计算模型.研究结果表明:驾驶期望视距与车辆运行速度和平曲线半径相关;当道路平曲线半径小于等于800 m时,驾驶员的视野会随运行速度的提高受到限制,需采取适当限速措施以保证行车安全.     

双车道公路期望车速确定方法研究

期望车速作为运行速度的上限,是运行速度预测的关键参数。针对当前双车道公路运行速度预测中期望车速过高的问题,着重分析了道路条件与驾驶员期望车速选择的关系,并采用调查统计方法,量化道路条件对期望车速的影响程度,完善了双车道公路期望车速的确定方法,为利用运行速度检验双车道公路的线形安全性奠定了良好基础。     

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本文旨在研究期望速度对速度—密度曲线的影响.通过引入期望速度建立了新的博弈表和相应的交通流中观模型,利用VBA和Matlab混合编程技术开发了相应的计算程序.对于一个期望速度类情况,分析了期望速度相同时不同的道路条件对应的速度—密度曲线,以及相同道路条件下,不同期望速度对应的速度—密度曲线.对于多个期望速度类的情况,研究了多个期望速度的变异系数对车流平均速度的影响,以及慢车比例对车流平均速度的影响.得出结论,驾驶员的期望速度差异是影响车流平均速度的主要因素之一.当密度较小时,交通流处于个体流模式,此时交通流平均速度主要由期望速度差异决定;当密度较大时,交通流处于集体流模式,此时交通流平均速度主要由密度决定.     

行人主动安全系统对交通流运行状态影响分析

行人主动安全系统能够有效降低人车碰撞风险,但其对交通流长时间运行状态的影响有待探究.运用Net Logo软件,基于智能体建模思想设置车辆和行人运动模式,选择平均车速波动情况和车辆等待时间、行人等待时间、行人速度分布评估传统车辆、行人检测系统车辆和人车通讯系统研究车辆运行时的交通流稳定性和通行效率.研究结果表明:行人主动安全系统在不同道路条件下的性能互有差异;行人检测系统的使用不利于交通流运行的稳定性;人车通讯系统的普及可能影响车辆通行效率,加剧城市拥堵.研究为驾驶人培训、自动驾驶车辆市场准入、道路设计和管理等方面提供思路.     

考虑驾驶愤怒的元胞自动机交通流模型

驾驶员在愤怒时的驾驶行为表现与正常驾驶时存在较大的差异,这些行为差异会影响车辆的运行速度、运行轨迹等,进而对道路交通流产生影响.文中在NaSch元胞自动机交通流模型的基础上,考虑愤怒驾驶行为的特点,从运行速度、换道条件和安全距离3个方面重新确定元胞更新规则,构建考虑驾驶愤怒情绪的周期边界条件下双车道元胞自动机交通流模型.在MATLAB环境下,对所建模型与普通NaSch交通流模型进行对比仿真分析.结果表明,驾驶愤怒所引起的行驶速度变化对交通流影响明显.     

道路交通事故车速分析的探讨

速度是诱发道路交通事故的重要因素，为保证道路行车安全，车速控制非常必要。通过对行车速度与道路安全的关系进行探讨，分析了速度对事故的影响机理，重点强调了车速分布的离散性对事故的影响，并建立了车速模型，对车辆运行中如何控制车速提出了建议。     

双车道公路平曲线段径向加速度相关实验研究

车辆的径向加速度是车辆在弯道上行驶时驾驶行为的重要表征,通过对加速度的分析,可对驾驶员加速和刹车的行为进行定量描述.通过对双车道公路平曲线处的车辆运行车速现场进行行车实验,获得车辆转弯时的径向加速度,利用Matlab软件建立了车辆加速度与平曲线线形之间的数学模型.实验结果表明,平曲线处车辆行驶时的加、减速行为：车辆从直线进入到曲线时逐渐以较大的减速度减速至该圆曲线半径所对应的运行车速;当汽车离开曲线时,会适当加速至期望车速,然后做匀速行驶.     

不同交通管理策略下异质交通流稳定性分析

为研究智能网联车辆（CAV）对交通流稳定性的影响机理,对CAV车辆与人工车辆（HMV）构成的异质交通流,先建立车道管理策略下的交通流分配模型,提出车队管理策略下的车辆编队规模计算方法;再基于CAV与HMV车辆的跟驰模型,运用李雅普诺夫理论,搭建交通流稳定性分析框架;最后,构建异质交通流稳定性判别式,对比分析在不同管理策略下异质交通流稳定性的演变机理。研究结果表明：在随机混行条件下,当车辆速度大于23.12 m/s或CAV车辆的渗透率高于92%时,异质交通流处于恒稳定的状态;在车道管理策略条件下,当CAV车辆的渗透率低于60%时,异质交通流趋于稳定,随着CAV车辆渗透率的增大,通用车道稳定性开始逐级变差;当车辆采取编队控制算法且CAV车辆渗透率大于19%时,异质交通流处于稳定状态。CAV车辆在道路中随机混行,会对交通流的稳定性造成不良影响,而通过车道管理和编队控制,交通流的稳定性得到了明显改善。该研究可为智能网联汽车的安全管控及相关交通规划提供理论指导与借鉴。     

基于车辆动力学模型的山区道路行车风险分析

为了研究山区道路车辆的行驶安全,在构建车辆动力学模型的基础上,解算车辆的行驶状态,分析纵坡坡度、横向超高以及行车速度等单一因素下的车辆动力学响应;以最大横摆角速度与稳态横摆角速度为指标,分析组合因素对车辆行驶稳定性的影响。结果表明:当车速保持不变时,横摆角速度随超高的增加而减小,随纵坡坡度的增加而增大;对于相同的道路几何线形,车速越高,横摆角速度越大,行车风险越高。     

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为了研究驾驶疲劳对道路交通流运行状态的影响,提出了一种改进的一维元胞自动机交通流模型.在周期性边界条件下,通过分析驾驶员的疲劳特性,考虑驾驶疲劳对驾驶员驾驶行为的影响,分别对疲劳车辆与正常车辆制定各自的演化规则,并以此对车辆进行状态更新,以建立改进的交通流模型.通过计算机仿真实验,得出不同疲劳车辆比例下车流密度、速度与流量的关系数据,并分析了疲劳车辆对交通流安全性的影响.仿真结果表明,对于本文改进的模型,随着道路上疲劳车辆比例的增加,交通流的拥堵呈分散趋势,车辆的拥堵频率显著提高,整体车流的安全性有所下降.同传统的SDNaSch模型相比,能够更好地描述道路交通流的实际运行状态.     

基于速度里程分布的快速路宏观交通状态评价模型

随着城市规模的不断扩大,快速路已成为支撑城市道路交通系统运行的重要 部分.准确的快速路宏观交通状态评价是快速路交通管理的关键.本文以北京市西三环为 例,引入交通流宏观基本图模型,设计了基于速度里程分布的快速路宏观交通状态指数 （MTCI）.首先,利用RTMS 数据,建立了宏观基本图模型.在此基础上,将快速路宏观交 通状态划分为畅通、基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵和阻塞五个等级.然后,利用浮动车数 据建立了快速路车辆运行速度累积里程分布模型.通过关联宏观交通流状态与车辆运行 速度累积里程分布,构造了基于速度里程分布的MTCI 评价方法,并通过实例验证了该 模型的适用性.     

桥隧组合复杂场景速度行为特性及线形评价

为研究山地城市快速路桥隧组合场景的“车-路”耦合环境和线形协调程度,在重庆市主城区快速路3隧2桥组合场景开展自然驾驶实验,采集18名驾驶员的实时运行速度和13个断面的小型车地点车速,根据道路条件和运行速度数据构建线形综合评价模型。实验结果表明：在隧道-桥梁-隧道多场景切换连接方式中,主线路段的运行速度均值分布在50.00～64.25 km·h^-1;驾驶员在桥梁路段行驶最为警惕,从桥梁驶进衔接匝道或隧道入口时,车辆速度明显减小,有15%以下的车辆会低速通行或经历严重的交通拥堵,其速度分布在8.00～39.50 km·h^-1;验算实验路段的“车-路”耦合强度发现,实验路段整体运行安全状况水平良好,线形条件较好。对山地城市快速路桥隧组合场景的速度行为管控不能只依靠对单体隧道或桥梁的交通管理手段和治理措施,需考虑与上游道路衔接路段的距离和受信号控制的时长等。     

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山区高速公路连续长大下坡路段受道路条件和不利气候条件影响,发生交通事故的可能性和严重程度均相对较高.本文以提升连续长大下坡路段交通安全水平为出发点,通过典型山区高速公路连续长大下坡路段实车试验,采集驾驶员生理指标数据,并以心率增长率作为表征驾驶员心理变化的指标,建立了驾驶员心率增长率与车辆驶离连续长大下坡路段起点的距离、车辆所在坡段的曲率和车辆运行速度的关系模型;提出了基于驾驶员心率指标的连续长大下坡路段路线安全性评价方法;建立了评价标准和评价流程.本文模型充分考虑了连续长大下坡路段道路环境和车辆行驶特征,可以为山区高速公路路线安全设计提供理论支撑.     

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针对城市道路路段上车流的流量和密度之间的特性，对道路元胞自动机交通流模型进行了改进，使CA模型能够较好模拟城市道路交通流。提出了网格动态调整算法，该算法根据模型模拟的路段流量和密度计算车辆平均通行距离，并以此距离动态调整CA模型的格子长度，按照城市道路路段上车辆速度的统计分布规律，以路段的车流速度密度模型输出作为下步模拟的平均车速，通过车辆速度的分布范围确定车辆加速减速的概率，对模型车速进行更新。选择500米长的城市主干道上的一条车道，利用本文改进的CA模型进行模拟，模拟结果表明:该模型在车速为30-65公里/小时范围内，能较好模拟城市道路上车流的运行特性。改进后的CA模型，适用于对城市道路上中速车流运行状况的模拟。     

基于交通心理学的交通安全策略

对汽车司机的驾驶环境、心理因素与交通安全的关系进行研究,从交通心理学的角度进行分析。指出车外环境、车内环境及司机性格、习惯对行车安全有重要影响的各种因素及其影响机理,并有针对性地提出改善道路结构、完善交通标志、治理交通秩序、改善车内环境、加强驾驶员心理教育及应用交通心理学原理调控行车速度等一系列交通安全策略。     

Driver's Visual Cognition Behaviors of Traffic Signs Based on Eye Movement Parameters

A dynamic visual cognition experiment was carried out in driving simulation barn with eye tracker system to get drivers' eye movement parameters when they were reading traffic signs with various information quantities in different speeds. The eye movement parameters include fixation number and duration. Driver's visual area was divided into three areas using dynamic cluster method. Further analysis was conducted on the eye movement parameters of the three areas. Findings were discussed in this paper: the fixation distribution has a high correlation with driving speed and information quantity. As the driving speed and information quantity increased, the fixation number and duration in traffic sign area have an increasing trend and drivers have less visual cognition to front lane. When the guide signs have more than five amount of information, drivers' fixation number and duration have an abrupt change and the effectiveness of visual cognition decreased significantly. It is recommended that the highway traffic guide sign information volume should not exceed 5. Under the same condition, the driver needs more fixation when recognizing non-guide signs and the visual cognition process is more complicated.     

基于自回归条件持续期模型的疲劳驾驶研究

对实际驾驶实验中不同驾驶员的车速数据进行处理,得到车速变化持续期间序列,应用自回归条件持续期模型(ACD),讨论了车速变化持续期的相关性质,并对模型的可靠性做了评估.使用ACD模型为车速变化持续期时间序列建模,其优点是能够在不损失原始非等间隔时间序列特性的条件下,直接分析得到驾驶状态的时域微观性质.采用EACD(1,1)和 WACD(1,1)模型对不同驾驶员的车速变化时间序列进行建模,结果表明：其具有较好的拟合程度,当实际期间小于条件预期期间,驾驶员的驾驶状态有变好的可能;当实际期间大于条件预期期间,驾驶员的驾驶状态有变差的可能.     

不同能见度条件下高速公路车辆速度特性研究

本文以京港澳高速公路湖北省内金山-武汉南路段内的交通流检测器及其附近设置于路侧的公路气象站的历史数据为主要研究数据,针对雾天低能见度等天气因素,分析有无雾及不同能见度条件对车辆速度均值及速度离散型的影响;研究在雾天条件下,不同车道位置、不同车辆类型、不同时间时段的车辆行驶速度的差异性;基于交通流Greenshield 经典V-K关系,采用非线性回归方法,建立雾天车辆平均行驶速度综合预测模型,模型的拟合优度达到80%.研究成果对研究公路沿线能见度因素对行车安全影响,分析雾天等低能见度条件下的公路通行能力,制定雾天等低能见度条件下可变速度控制等交通控制措施具有重要参考与借鉴意义.     

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虽然多数先进技术应用的目的是改善路网的运行效率和安全性,但目前为止其在提高道路安全性方面的作用并不突出. 例如,可以提供大容量、多方面信息的可变信息板,其设立之初的唯一目的是引导驾驶员的道路行驶. 事实上,这种信息传达装置在不发布路段行驶信息的情况下,还可以发布交通安全信息以改善交通安全状况. 本文选取两种禁止超速信息为研究对象,分析了该信息的发布对于驾驶员态度和路段行驶车速的影响. 对近100名驾驶员进行抽样调查. 测试路段为加拿大埃德蒙顿市和卡尔加里市间2号高速公路. 研究结果表明,本文所选取的两种禁止超速标识对驾驶员态度和行驶车速产生的影响相对较小.     

交通事故贝叶斯最小风险控制模型

为了预测交通事故与控制事故风险,引进贝叶斯最小风险理论,构建了交通事故贝叶斯最小风险控制模型。当车辆在不同半径曲线上运行时,采集其位移坐标数据,并进行换算处理,如果速率梯度模的变化率出现不正常的振荡,则交通事故前兆出现。模拟结果表明:在车辆正常运行情况下,速率梯度模对时间的绝对变化率服从三参数的威布尔分布,利用柯尔莫哥洛夫检验可以判定交通事故前兆出现与否,从而实现对高速公路交通事故的动态监控。