急弯处警告标志位置对驾驶行为的影响研究

为探索急弯处不同警告标志位置对驾驶行为的影响机理,利用驾驶模拟试验,在急弯前设置5种不同位置的警告标志,观察车辆在弯前直线路段、弯道路段中的运行状态.结果表明,标志位置对直线路段的平均速度,直线、弯道路段的平均加速度、速度标准差均存在显著性影响;标志位置与急弯半径的交互效应对直线路段的平均速度、弯道路段的平均加速度有显著性影响.警告标志位置能够影响车辆在弯前直线路段的行驶速度、驾驶员在弯道路段对速度的纵向控制以及过弯前后速度的波动性;同时,对速度控制的影响还受到急弯半径的干扰.     

山区城市道路匝道段纵向视错觉减速标线影响研究

为了能够使驾驶员识别到更多的信息获取充足的道路环境状态来保证安全行驶,驾驶员在行驶时需要关注道路上的各种目标,驾驶员视线点在其视野范围内呈一定分布规律,视错觉减速标线的应用对交通安全有着重要影响。该文通过实车试验的方法对设置纵向减速标线的鹅公岩匝道路段和未设置标线的匝道路段的交通流量、区间速度、驾驶员瞳孔指标和轨迹横向偏移量等试验数据进行采集,再结合鹅公岩大桥的道路线形等数据,分析试验路段的交通流特性、驾驶员生理行为指标和轨迹规律,得到在鹅公岩匝道路段设置纵向视错觉减速标线后对驾驶行为及交通流状态的影响规律。试验表明:在匝道路段设置纵向减速标线可以使区间速度的均值降低8.48%,大部分车辆轨迹偏移量一般为0.5～1 m,小于对比路段的1～1.5 m;利用聚类分析结合车辆结构和道路线形,将驾驶员前方视野平面划分为左前方、右前方、左远前方、右远前方、近前方和远前方6个区域。     

基于驾驶模拟实验的高速公路互通立交路段广告牌设置参数研究

针对互通立交路段广告牌易对驾驶员横向、纵向操控稳定性、视认特性造成影响,进而提高行车风险的问题,现研究了不同广告牌设置参数对互通立交路段车辆行驶特性和驾驶员视认特性的影响,并提出了互通立交路段的广告牌合理设置方案,降低广告牌对车辆行驶的不利影响。基于常用广告牌设置参数,通过SCANeR驾驶模拟试验,研究不同广告牌设置参数的影响规律。通过对车辆运行速度、横向偏移量、方向盘转角、注视频率、扫视频率等指标,对广告牌影响程度进行评价。通过各指标的分析结果,提出了各广告牌设置参数对指标的影响规律。为今后高速公路互通立交路段广告牌设置方案提供参考。     

喇叭形互通立交行驶安全性与舒适性仿真研究

选择重庆九龙坡至永川高速路段的来凤立交进行虚拟实验,目的是研究车速和匝道半径大小对行驶舒适性与安全性的影响,并依据实验结论对来凤立交提出合理限速与设置安全性设施。首先使用纬地三维道路设计软件对来凤立交进行立交复现,然后依据实车实验,利用Carsim车辆动力学软件对车辆进行建模指导。研究得出如下结论:(1)横向加速度在缓和曲线和圆曲线上的峰值随着车速的增加而变大,考虑行驶安全性与舒适性,给出了行车速度建议,匝道A、B建议车速为50km/h以内,匝道C建议车速45km/h,匝道D限速35km/h,并针对每一条匝道提出安全性建议;(2)增大匝道半径有利于提高行车安全性与舒适性,但是具体半径值还需要结合实际情况;(3)针对匝道C、D,研究车速与匝道半径耦合效应下对横向加速度的影响,车速与半径对匝道D上的横向加速度影响程度都很大,而匝道C上的横向加速度主要受车速影响。     

基于安全仿真模型的小半径环圈匝道超高设置研究

为加深对互通立交小半径匝道的行车安全性和匝道超高之间关系的认知,综合天气,道路线形等因素,利用行车动力学仿真软件建立小半径环形匝道仿真模型,选取车辆的临界附着系数和横向荷载转移率为侧滑和侧翻风险指标,通过改变超高e值,分别分析了不同天气条件下大货车在小半径匝道段行车的侧滑和侧翻风险。研究结果表明:《公路立体交叉设计细则》中规定的匝道圆曲线半径最大值为8%,当因工程特殊性采用最大值时,在晴天路面干燥或雨天路面湿滑等条件下,大货车侧滑,侧翻危险性均较低,但横向力系数较大,驾驶员及乘客有车辆行驶不稳定,有倾覆的危险感的心理活动;当在路面积雪的车辆行驶条件下,e=7%和e=8%对应的路段侧滑风险较大,但当超高值增大至9%时,小客车侧滑风险显著降低。     

基于运行速度的互通立交出口匝道设计适应性评价研究

为了打破仅以设计速度作为互通匝道设计依据的传统设计理念,引入运行速度模型,利用汽车行驶中的横向力系数大小对汽车行驶状态进行科学评价,对大货车和小客车在出口匝道的行驶状态分别评价,从而为互通立交出口匝道设计提供参考依据.     

互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度研究

为确定车辆在互通式立交出口匝道满足安全行驶需求的运行速度过渡段最小长度,分别建立了满足超高过渡、变速行驶、3 s行程时间及横向加速度变化率适中等要求的运行速度过渡段长度计算模型。采用UMRR链式开普勒雷达测速仪,实测不同主线设计速度下立交出口匝道分流鼻运行速度,结合SPSS软件分析,得到分流鼻运行速度。基于运行速度过渡段长度计算模型和典型参数的分析论证,得到了满足不同需求下的运行速度过渡段长度。结果表明:匝道设计速度为30~40 km/h时,车辆变速行驶需求为运行速度过渡段长度的主要控制因素;匝道设计速度为50~80 km/h时,超高过渡、3 s行程时间为运行速度过渡段长度的主要控制因素;基于安全行驶需求,提出了互通式立交出口匝道运行速度过渡段长度最小建议值及纵坡修正系数。     

几何设计对快速路立交匝道行车安全性的影响

由于城市快速路转向交通流量大、线形设计标准低,快速路立交匝道成为交通事故的多发点。利用上海市快速路3年事故数据和交通流量检测数据,以上海市浦西地区快速路立交匝道为研究对象,根据车辆在匝道上的行驶特征以及车辆交互特性,将立交匝道划分成出口段、衔接段和入口段及左转匝道、右转匝道等5个研究单元,针对各单元分别建立负二项模型分析匝道几何设计及其组合参数、交通流特征对于安全的影响。结果表明,出口段及入口段的安全性与几何特征的联系较为紧密;迂回式左转匝道相较于右转匝道受几何线形影响大;流量越大、长度越长,事故风险越高,但出口段的长度与事故发生呈负相关关系;出口处为直线、入口处存在长直下坡路段、入口处线形与主线差异大的立交匝道安全性差;迂回式左转匝道上存在过小半径曲线,特别是将小半径曲线设置在出口处,会极大增加事故几率。     

双车道公路小半径曲线段行车速度与行车轨迹关系研究

为研究双车道公路小半径曲线段中行车速度变化趋势及车速对行车轨迹的影响,建立了某村镇路段双车道公路3处曲线段的三维仿真场景,针对双车道公路运行车速离差大的特点,以小客车不同行车速度进行了驾驶模拟实验.为了保证数据精度,每段曲线提取31个断面.实验表明:车辆在车速较低时能以"减速—稳定—加速"的状态行驶,在车速较高时难以保持此状态;因驾驶员个体差异,曲线段行车轨迹主要分为"漂移"和"校正"两类;行车轨迹向弯道外侧最大偏移位于圆缓点处,向弯道内侧最大偏移位于曲中点处.同时行车轨迹侧向偏移量与行车速度呈正相关关系.     

视觉分神对驾驶员跟驰行为的影响

为了研究驾驶员视觉通道被车载信息系统所占用时,驾驶员对交通信息进行实时加工处理的机理及其应对事故风险的能力,模拟车载信息系统设计了诱导驾驶员视觉分神的驾驶次级任务。根据次级任务的复杂程度划分为3个任务难度等级,使得驾驶员单次视线离开路面的时间随着次级任务难度增加而递增;基于驾驶仿真试验平台,构建了城市道路和高速公路下的典型跟驰场景;招募熟练驾驶员,于驾驶过程中根据试验声音提示执行驾驶次级任务。对采集的试验数据先采用箱图方法进行离群处理,对筛选后的数据采用方差分析和多重比较的方法,分析驾驶员对车辆车道位置掌握、转向盘调整等相关横向操控行为,驾驶员对车辆纵向位置调整、车速调整等相关纵向操纵行为,以及通过其对车辆横纵向控制反映出的补偿措施。分析结果表明:无论车辆处于高速还是低速行驶环境,处于视觉分神状态的驾驶员对车辆的横向控制能力均会变差;驾驶员视线离开路面的时间越长,其对车辆的横向控制能力越差;车辆高速行驶时,驾驶员将面临更大的横向失控风险;而无论车辆处于高速还是低速行驶环境,驾驶员在意识到自身视线离开路面时间过长后,均会通过降低速度和增大跟车距离,以平衡视觉分神带来的纵向方向上的事故风险。     

螺旋匝道和螺旋桥的小客车行驶速度特征

为明确螺旋匝道和螺旋桥处的驾驶行为模式和汽车运行特征，在涪陵长江一桥、乌江二桥、重庆融侨大道和涪陵金凯环形高架4处地点开展螺旋匝道实车试验，用车载仪器采集自然驾驶状态下的汽车连续行驶轨迹、速度以及周围行驶环境等信息。基于自然驾驶数据，研究螺旋匝道范围内的速度变化模式、幅值特性以及影响因素。研究结果表明：单车道螺旋匝道的速度变化模式多样化，双车道螺旋匝道的行驶速度在整体上维持稳定，匝道范围内的连续升坡和降坡并未导致速度出现趋势性衰减和趋势性升高；螺旋匝道并入主线时，驾驶人在合流鼻之前有明显的、共性的减速行为，这与现行设计标准中的设计假定相反；除涪陵长江一桥之外，其余3处都是下行速度低于上行速度；螺旋匝道设计速度越低，实测速度与设计速度之间的偏离越严重，并且速度幅值离散化，因此不建议使用20 km·h^-1的匝道设计速度；螺旋匝道运行速度与匝道半径成正相关。     

左转圆曲线处避险车道流出角与引道设置

为了给设置于左转圆曲线处的避险车道流出角与引道长度设置提供参考，针对山区高速公路广泛采用的9.0 m宽制动床避险车道，考虑左转圆曲线半径和驶入速度的影响，进行了不同流出角度与引道长度的驾驶仿真试验研究。采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台，获取了不同场景下16名男性B照驾驶人由主线驶入紧急避险车道过程中的车辆运行特征数据。采用拟合回归的方法，分析了圆曲线半径和驶入速度对方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率的影响，建立了各指标与圆曲线半径的定量回归关系模型，并对比了主线为直线时的试验结果。采用二阶聚类的方法对不同圆曲线半径条件下的引道与流出角度的设置水平进行分类，获取了适宜设置避险车道的初步条件。根据车辆的行驶稳定性，确定了左转圆曲线处避险车道流出角与引道的设计标准。研究结果表明：左转圆曲线处避险车道的流出角受圆曲线半径的影响，引道长度受圆曲线半径与驶入速度的影响；主线半径1 000 m及以上，流出角0°~5°，引道为6 s设计行程，流出角5°~10°，引道为9 s设计行程；条件困难时，紧急避险车道可设置于半径600~1 000 m的曲线处，流出角0°~5°，引道为9 s设计行程，流出角5°~15°，引道为12 s设计行程。     

大型立交交通噪声污染特性分析

针对交通建设项目环境影响评价中对大型立交的交通噪声污染特性分析不够系统和深入的问题,从占地面积、通行能力、行车速度、匝道转弯半径、车辆行驶状态等方面分析了大型立交的特性,从车流密度、速度、车型和行驶工况、路面材料、纵坡、距离、障碍物等方面分析了大型立交交通噪声的影响因素,提出了大型立交交通噪声具有立交位置和规模不同交通噪声影响不同、单车噪声相对较小、需要考虑加速和减速噪声、噪声声源复杂等特性。     

匝道超高合理取值方法探讨

阐述互通匝道中超高取值的问题,根据匝道功能,确定汽车在匝道上实际运行车速。根据实际运行车速来确定匝道超高值,达到匝道安全、舒适行车的要求。     

上海市架空线入地与合杆整治工程评价研究

立体交叉在城市交通系统中起着举足轻重的作用,是城市道路网络的关键节点。匝道作为立体交叉不可缺少的组成部分,其设计合理与否,直接关系到立交功能的发挥、行车的安全畅通、营运的经济和工程的投资等。北京经济技术开发区现状太和东桥为一双苜蓿叶式的部分互通立交,以对该立交增设转向匝道实现节点的全互通为例,通过对现况条件的梳理、对规划方案的解读、对项目功能的理解以及对设计方案的推敲,直至最终确定设计方案,将该立交增设两条左转转向匝道的设计方案分别进行分析比较、归纳总结,以为相关类似工程提供经验和参考。     

Drowsy behavior detection based on driving information

Drowsy behavior is more likely to occur in sleep-deprived drivers. Individuals’ drowsy behavior detection technology should be developed to prevent drowsiness related crashes. Driving information such as acceleration, steering angle and velocity, and physiological signals of drivers such as electroencephalogram (EEG), and eye tracking are adopted in present drowsy behavior detection technologies. However, it is difficult to measure physiological signal, and eye tracking requires complex experiment equipment. As a result, driving information is adopted for drowsy driving detection. In order to achieve this purpose, driving experiment is performed for obtaining driving information through driving simulator. Moreover, this paper investigates effects of using different input parameter combinations, which is consisted of lateral acceleration, longitudinal acceleration, and steering angles with different time window sizes (i.e. 4 s, 10 s, 20 s, 30 s, 60 s), on drowsy driving detection using random forest algorithm. 20 s-size datasets using parameter combination of accelerations in lateral and longitudinal directions, compared to the other combination cases of driving information such as steering angles combined with lateral and longitudinal acceleration, steering angles only, longitudinal acceleration only, and lateral acceleration only, is considered the most effective information for drivers’ drowsy behavior detection. Moreover, comparing to ANN algorithm, RF algorithm performs better on processing complex input data for drowsy behavior detection. The results, which reveal high accuracy 84.8 % on drowsy driving behavior detection, can be applied on condition of operating real vehicles.     

Optimal Control Model Applications and Field Measurements with Respect to Car Driving

The well-known optimal control model has been applied only rarely to car driving, although its structure suits the modelling demands of driving by allowing for a multitask application and providing possibilities for the evaluation of driving in terms of supervisory control. Two series of Supervisory Driver Model predictions are stated for lateral position control in a straight driving scenario with disturbances generated internally by the driver. The first series of model calculations predicts lateral position variations and the time that a driver's vision can be occluded during the observation and control of different combinations of display variables (lateral position, lateral speed, yaw rate, lateral acceleration and yaw acceleration). The second series of predictions concerns two extreme sets of display variables in relation to driving speed and driving experience. Model predictions for the observation and control of all display variables give occlusion times which correspond with data from instrumented car studies with experienced drivers. However, with exclusive observation and control of the lateral position cue, predicted occlusion times are less than found in experimental results of inexperienced drivers. It is suggested that inexperienced drivers are also controlling yaw rate and/or both acceleration cues.     

基于LightGBM的驾驶人风险感知能力判别方法

碰撞风险与风险感知能力有关, 为准确评估驾驶人风险感知能力, 设计考虑危险源个数与类型的驾驶模拟试验, 采集危险场景下的驾驶人驾驶行为与眼动特征等数据。利用Mantel-Haenszel检验分析危险源因素、驾驶人个人特性在不同风险感知水平人群下的差异性, 借助Spearman相关性分析探索驾驶行为、眼动特征与风险感知能力之间的关系。结果表明: 危险源个数、类型与风险感知能力负相关。驾龄、车速、纵向加速度、刹车深度、制动反应时间及位置等与风险感知能力显著相关。风险感知能力迟钝的驾驶人车速偏高且加速度更大, 刹车深度更深, 从发现危险事件到采取行动需要更多的反应时间。构建综合风险感知能力评价指标集, 借助Random Forest算法对特征进行重要性排序, 在此基础上利用LightGBM算法建立驾驶人风险感知能力判别模型, 分析不同特征个数输入对模型性能的影响。结果表明: 与SVM和AdaBoost等算法相比, 基于LightGBM算法的模型F1值达到86.07%, 精度为86.14%, 可以有效地对不同风险感知等级的驾驶人进行分类。      

2车碰撞事故下5座乘用车乘员死亡风险分析

为探究5座乘用车乘员在2车碰撞事故下的死亡风险,研究了6种单一特征变量对乘员致死率的影响,进而基于二项Logistic回归模型分别对单一特征变量和组合特征变量进行显著性分析。通过9种常用的分类算法,结合网格搜索的调参方法,以F1为衡量指标选出相对较优的3种分类算法,即投票分类器、梯度提升及决策树,来构建多特征组合下的死亡风险预测模型。研究结果表明:①单一特征变量中行驶方向、路段类型、碰撞对象、乘坐位置对乘员死亡有显著影响。其中,异向行驶的车辆碰撞与同向行驶相比,乘员的死亡风险增加72%;非高速交叉路段与高速路段相比,乘员的死亡风险降低69%;碰撞对象为商用货车、商用客车的乘员死亡风险分别是乘用车的5倍和3倍,若在非高速非交叉路段发生碰撞则乘员死亡风险升至8倍左右,若在高速路段则高达15倍左右;相对于驾驶位乘员,副驾驶位乘员的死亡风险增加70%,且该位置乘员的死亡风险在高速路段会升高到驾驶位乘员的近4倍;②碰撞对象和路段类型是影响乘员死亡情况的主要特征变量;③由模型的预测结果可知:5座乘用车的正面或后面与商用货车在高速路段或非高速非交叉路段发生碰撞,乘员的死亡风险高于生存几率。      

Impacts of freeway speed limit on operation speed of adjacent arterial roads

Speed limit is one of the essential factors associated with roadway safety. Spillover effect is the tendency of drivers to drive at a higher speed on relatively lower-speed non-freeway roadways after exiting higher-speed freeways. Speed studies were conducted on urban arterial roads with speed limits of 45 mph - all adjacent to freeways with speed limits of 55 mph and 70 mph. A comparison of speed differences between motorists who exited the freeway and those who were already driving on the arterial road was performed. Results showed that the mean speed and 85th percentile of passenger cars on arterials adjacent to 55 mph freeway were 47.3 and 51.1 mph, respectively, while the mean speed and 85th percentile of passenger cars on arterial adjacent to a higher speed 70 mph freeway were 49.5 and 53.4 mph, respectively. Differences in the mean speeds between vehicles exiting from freeways and vehicles already driving on the arterial road were observed at all four sites evaluated. This paper provides researchers, policymakers, and engineers with a better understanding of the effects of speed spillover on adjacent roads when determining whether to increase the speed limit on freeways.