不同等级公路环境下驾驶人动态视觉特性规律研究

为研究不同等级公路上行车时驾驶人的动态视觉行为模式,采用数理统计与回 归分析方法,对采集的不同等级公路上驾车的不同年龄、不同驾龄、不同性别及不同教育 程度的 6 类驾驶人视觉特性指标数据进行了对比分析,定量研究了不同等级公路上的驾 驶人的注视、扫视及眨眼的变化规律.试验结果显示,车速、视野、注视点距离之间显著相 关,并得到随着车速增加受到信息刺激次数及反应错误次数也随之增加;驾驶人的注视 点、水平搜索广度、垂直搜索广度、扫视幅度、扫视速度等视觉特性指标的变化随不同等 级公路具有明显的规律性分布.本文的研究有助于公路交通设施的设计、设置及其管理, 有利于公路行车安全与效率的提高.     

道路环境对驾驶人眼动行为影响的试验研究

为了分析道路类型条件对驾驶人眼动行为的影响,分别在城市道路、城乡结合道路及山区公路上开展试验,利用EyeLink Ⅱ型眼动仪对20 名驾驶人的眼动行为进行测试和记录,分析不同道路环境中驾驶人的注视区域、注视目标及注视时长等特征.结果表明,驾驶人根据道路环境的变化调整其视觉搜索行为,在交通环境相对简单的道路上,驾驶人注视较远且平均注视时间较短,而在交通环境复杂多变的道路上,驾驶人注视较近且平均注视时间较长.研究结果为深入研究驾驶人的视觉行为规律、提高驾驶人行车安全性奠定了试验基础.     

照度与纵坡耦合作用下海底隧道出入口段驾驶人视觉特征分析与建模

为研究照度与纵坡耦合作用下海底隧道出入口段驾驶人视觉特征变化规律,选取26名驾驶人在交通状况相近的非高峰时段进行海底隧道实车试验。利用视觉仪、照度计等采集真实交通状态下照度、驾驶人眼睑闭合度、注视时长、车速及位置数据,分析驾驶人受不同照度及纵坡耦合作用下眼睑闭合度、注视时长和行车速度的变化规律,并分别建立眼睑闭合度、注视时长、车速与照度和坡度的数学模型。研究结果表明：驾驶人驾车通过海底隧道出入口段时,眼睑闭合度明显降低,受照度影响作用效果显著;注视时长增加,受照度作用效果显著;注视点多分布于前方车辆;车速呈现下降-上升-趋于平缓-下降-上升的规律,且受照度和纵坡坡度耦合作用效果显著。     

虚拟试验下驾龄对驾驶人危险感知特性的影响

为提高行车安全,设计危险场景并进行虚拟试验,选择眼动参数作为驾驶人危险感知能力的衡量指标,利用Face LAB眼动仪测试了37名驾驶人的眼动参数,分析了不同驾龄驾驶人的平均注视时长及注视次数的变化规律及差异性规律,并进一步分析了导致不同驾龄驾驶人注视行为差异的原因。研究结果表明:不同驾龄的驾驶人的危险感知能力有显著差异:当发生突发危险状况,驾龄短的驾驶人的紧张程度较高,平均注视时长相对较小,注视点分布比较集中;而驾龄长的驾驶人对危险区域的关注范围更大,注视点分布分散而密集;就处理视觉信息的能力而言,驾龄短的驾驶人对危险的感知水平要明显低于驾龄长的驾驶人,其视觉搜索策略有待改善。     

基于眼动参数的驾驶员标志视认行为研究

通过驾驶员佩戴眼动仪在模拟舱中进行动态标志视认仿真实验,获得不同车速下驾驶员视认交通标志时的注视次数和注视时间.采用动态聚类方法将驾驶员的视野平面划分成3个区域,并统计分析各区域的眼动参数规律:驾驶员的注视点分布与车速及信息量的变化呈现高度的相关性,随着车速的提高以及信息量的增多,落在标志区域的注视次数和注视时间占总数...     

干路绿化带特性对驾驶人视觉影响评价研究

为量化研究城市干路绿化带对驾驶人的视觉影响程度,首先利用对偶比较法选取干路绿化带样本,并基于德尔菲法筛选绿化带的高度、冠幅等五种影响驾驶行为的指标,采用SBE法对样本路段进行相应指标的视觉刺激评价并建立了单一车速下视觉影响度模型。为验证模型的可靠性,使用眼动仪进行实车上路试验,根据五种指标将视觉场景划分兴趣区,分析兴趣区内驾驶人注视点的集中度,并与模型得分进行拟合,发现拟合度较高,说明模型可靠。然后,采用驾驶模拟舱获得不同车速下的眼动数据,构造了可变车速下视觉影响度优化评价模型。最后,基于优化模型计算视觉环境舒适的绿化带影响度分值,确定了视觉舒适评分区间。研究结果表明,干路绿化带对驾驶人视觉存在一定影响,应当合理调整绿化带各项指标,以保证其分值位于舒适区间,从而减小绿化带对驾驶人视觉的不良影响。     

不同能见度及信息量对驾驶人视觉特性影响

为探究不同能见度及信息量条件下驾驶人的视觉特性，以城市主干路为模型基础，分别建立不同能见度及信息量条件的模拟驾驶场景。选取21名驾驶人参与试验，运用模拟驾驶试验的方式采集数据，分析不同能见度及信息量条件下驾驶人注视时长、扫视百分比和瞳孔直径变化规律；通过动态分类法对驾驶人视野区域进行划分，应用马尔科夫链计算驾驶人在不同能见度及信息量条件下注视点在各区域间的一步转移概率和平稳分布概率。结果表明：能见度较好时交通标志信息量是影响驾驶人视觉特性的主要因素，在I3条件下驾驶人能够迅速判别道路交通环境中的重点信息；当能见度较差时驾驶人的观察区域由道路远处向近处转移，无法及时搜索远处的潜在威胁，不利于行车安全。     

城市道路人行横道处夜间限速标志前置距离研究

为了保障过街行人的夜间出行安全,开展了城市道路人行横道处夜间限速标 志前置距离研究.通过驾驶人夜间视认距离试验,分析了驾驶人夜间对过街行人视认距离 随照度及行驶车速的变化规律,构建了驾驶人夜间视认距离与行驶车速、平均光照强度 的关系模型.基于安全行驶判别条件,给出了城市道路人行横道处夜间限速标志前置距离 的确定方法及对应不同路面类型、车速限制值和路灯平均照度的建议值.研究结果表明： 城市道路人行横道处夜间限速标志前置距离宜根据车速限制值与路灯平均照度确定,车 速限制值越低、路灯平均照度值越高,前置距离应越大;应用所提出的方法设置夜间限速 标志,可以保证过街行人的夜间出行安全.     

基于模拟驾驶的借道左转驾驶人视觉特性研究

借道左转是一种缓解左转车流压力的新型交通组织方法,通过信号灯时空调配借用对向车道为左转待行区,提高相位内左转车辆通行能力。笔者运用驾驶模拟平台,建立城市道路交叉口借道左转仿真场景;结合眼动追踪系统,获取驾驶人借道左转过程中视觉特性参数的变化;通过瞳孔变化和眼动行为,分析驾驶人心理紧张程度及其与行车风险的关联。结果表明：识读借道左转标识及分隔带开口、到达分隔带开口和到达借用车道停车线几个位置,是驾驶人瞳孔面积变化和持续注视时间、注视兴趣区域变化以及扫视频率骤增的集中点,反映出相应位置驾驶人风险感知强、心理负荷大;借道左转短期注视行为较多,注视时长差距较大,表明该过程驾驶人关注目标多、摄取信息密集且处理难度悬殊,需要进行高强度的信息处理;累计扫视时间占比高于普通左转,且以5°以下小角度扫视为主,反映出借道左转过程环境信息复杂、行车风险较大,驾驶人搜索、对比分析的需求更高,扫视主要是为了捕捉关注目标和补充注视信息。     

高速公路视觉环境与车辆运行特征相关性分析

为研究高速状态下驾驶人视觉特征与车辆运行特征的相关性,提出高速公路视觉环境层级结构,将高速公路视觉环境解析成意义性、运动性、物理性和景观性4个层级。通过设计考虑道路视觉环境差异的实车试验,获得较为准确的驾驶人在高速公路环境下的车辆运行表征指标,采用独立样本T检验分析研究高速公路视觉环境中有无广告牌对行车速度和加速度的影响情况,进而研究驾驶人注意力分散与车辆操控的内在关系。分析结果表明,在不同视觉环境下驾驶人对车速的保持能力差异显著,夜间复杂路侧环境对驾驶人横向稳定性操控影响程度是其他各路段的2倍以上。     

高速公路长隧道入口段驾驶人视觉特征变化

为减少高速公路隧道入口交通事故,利用实际道路试验,研究驾驶人在隧道入口段的视觉特征.实验记录行车中驾驶人视觉特征参数,运用神经网络和回归方法,通过程序计算和统计分析实测数据,以及模拟视觉特征参数变化,建立驾驶人注视时间、注视次数、扫视幅度等变化的数学模型.结果表明:在接近隧道人口过程中,驾驶员注视时间逐渐增加,注视次数减少,眼动扫视幅度减小;在车辆由远处不断接近隧道入口过程中,驾驶人注视点逐渐由正前方向右侧过渡,出现右侧注视点增加的情况;在车辆进入隧道后,注视时间出现先减少后增加,注视次数增加,扫视幅度增加的规律.     

汽车驾驶人驾驶经验对注视行为特性的影响

通过实车试验,分别在城市道路和公路上,利用EyeLinkⅡ眼动仪测试了20名驾驶人的眼动参数与注视行为特性。将被试驾驶人分为熟练驾驶人组和非熟练驾驶人组,通过将实际驾驶过程中的交通场景录像逐帧分解,并与驾驶人的眼动数据相结合来确定驾驶人的真实注视目标,对比了熟练与非熟练驾驶人的注视区域和注视目标特征,研究了2组驾驶人驾驶经验对驾驶人注视行为特性的影响,并分析了导致2组驾驶人注视行为差异的原因。研究结果表明：驾驶经验对驾驶人注视行为特性有显著影响;在城市道路上,熟练驾驶人对近处目标的注视频次比非熟练驾驶人高约18％,而对车内后视镜的注视频次约为非熟练驾驶人的4．7倍;在公路上,非熟练驾驶人对远距离区域的注视频次仅为熟练驾驶人的4l％,而对车内区域的注视频次则为熟练驾驶人的2．1倍;驾驶人对右区域的注视频次平均约为左区域的2．5倍,且熟练驾驶人对右区域关注更多,约为左区域的4倍,而非熟练驾驶人对右区域的注视频次约为左区域的1．5倍;非熟练驾驶人处理信息的策略和效率均比熟练驾驶人差。     

典型事故形态下驾驶人工作记忆与应激反应研究

为探究事故发生时的不同形态和工作记忆与驾驶人应激反应能力及视觉行为的关系,本文对31名驾驶人分别开展城市道路中侧面碰撞、追尾碰撞和刮撞行人这3种典型事故形态下的驾驶模拟器实验。根据摄像机和眼动仪的输出视频,采用动态聚类将驾驶人的注视区域划分成7类,同时,基于单因素方差分析,Mann-Whitney U检验和Kruskal-Wallis检验,分析事故形态的类型、不同工作记忆容量的人群避险时的应激反应能力和视觉行为的影响。结果表明：事故形态和驾驶人的应激反应能力显著相关,在前车紧急制动事件中驾驶人的反应时间最短,较侧面碰撞减少了25.46%;在面对危险时的反应时间受到驾驶人工作记忆容量的影响,即相比于低工作记忆容量,高工作记忆容量的驾驶人反应时间短;此外,注视总持续时间、平均扫视时间和瞳孔直径均与工作记忆容量相关。研究结果可为车辆安全针对性预警提供理论支持。     

低限速公路车速选择行为分析与建模

我国限速值低于 60 km/h的公路上超速 50%以下仅给予警告处分,部分低限速公路无交通监控设施,超速现象严重.以北京市郊某限速 40 km/h的公路路段为背景,设计并实施意向偏好调查(Stated Preference Survey,SP调查),通过分析 SP数据,并建立随机效用-后悔混合模型,剖析驾驶人车速选择的影响因素,探索超速行为机理.结果表明,限速标志对车速有一定规范作用,其他车辆平均车速的影响会弱化违法监控设备的效果;性别、驾龄、驾驶车型和接受超速处罚的经历均对车速选择行为有显著影响;驾驶人面对超速带来的收益和损失,遵循后悔最小化原则进行决策.     

景区与城市道路环境下驾驶人眼动特性差异性分析

为反映景区和城市道路环境下驾驶特性的差异性,运用眼动仪进行实地视线追踪对比实验,从驾驶人这一关键视角分析了两种环境下驾驶人在注视区域、注视目标、视负荷和视疲劳方面眼动特性的差异。实验结果表明:在水平注视区域,驾驶人都更关注中部,且景区较城市道路更关注左右两侧。在垂直注视区域,于景区驾驶人关注中距离,于城市道路关注近处。在注视目标上,都更关注道路,机动车,尤其是城市道路,而景区注视目标多样。在城市道路驾驶人视负荷大,易于疲劳,驾驶更为谨慎。在景区,驾驶人视负荷小,不易受压迫,更为放松。研究结果可以分析景区交通的突出性,并对设计景区独立明确的各项交通设施规范提供了重要的依据。     

基于因子分析的城市隧道驾驶人心理负荷变化规律

隧道路段驾驶人心理负荷变化与交通安全关系紧密。为研究驾驶人在出入隧道路段过程中的心理负荷变化规律,在城市隧道路段开展实车实验。首先利用D-Lab软件的Dikablis眼动追踪系统和Physio生理采集系统采集驾驶人的眼动数据和心电数据,分析瞳孔面积变化率、注视时间变化规律及驾驶人心率变异性。然后,基于瞳孔面积变化率、注视时间、RR间期标准差和RR间期差值平方根4项指标,利用因子分析法构建了驾驶人心理负荷计算模型。研究结果表明:在进出隧道过程中,驾驶人瞳孔面积变化率、注视时间及心率变异性均存在显著变化;驾驶人心理负荷可从视觉负荷和生理负荷两方面解释量化,两个公因子的累计方差贡献率为83.165%,其中视觉负荷的方差贡献率为42.689%,生理负荷的方差贡献率为40.476%;驾驶人在进出隧道过程中心理负荷具有显著差异,驶入隧道的过程中心理负荷显著增大,驶出隧道的过程中心理负荷显著减小。因此,在隧道安全设计和道路交通安全预警中,应对驾驶人心理负荷变化规律予以考虑。     

手机社交娱乐操作对驾驶人视觉参数影响研究

为探究手机社交娱乐操作对驾驶人视觉参数的影响，基于模拟驾驶器和SmartEye 眼动仪设计模拟驾驶实验，采集驾驶人正常驾驶、拨打电话、收发信息等5种操作下视觉特征数据，应用拉依达准则和联合频数分布直方图进行数据归约.针对不同操作下视觉参数，应用箱形图和Kruskal-Wallis显著性检验，验证视觉参数评价指标的有效性.结果表明：随手机操作类型的不同，驾驶人水平和垂直视角标准差、视线离开道路时间百分比、扫视平均速度和眨眼持续时间呈显著性变化，可作为视觉参数影响的评价指标；观看视频和刷朋友圈操作对驾驶人视觉影响程度明显高于拨打电话和收发短信操作.     

基于驾驶人认知模式的荒漠地区运行车速预测模型

通过分析新疆荒漠地区人-车-路及环境等因素对驾驶人控速状态的影响,利用先验统计知识和实际观测数据,针对荒漠地区特定公路等级及车型,建立道路线型认知的模糊子集及其隶属函数.采用车速控制模式与方法模拟表达驾驶人在不同线型量化程度下的车速水平,并对其车速进行科学有效预测.研究表明,该方法模型可为道路线形设计的质量评价提供可靠参数,为优化方案和改善措施提供理论依据.本文研究结论可为提高西部荒漠地区的道路交通安全奠定理论基础.     

夜间高速公路反光标志对驾驶人的影响研究

文章针对夜间高速公路行车时反光标志对驾驶人的影响,同时利用工效学原理,分析了部分标志设置中存在的眩目、对比度低、视觉单调及信息过载问题,并提出了相应的解决措施,具有一定的实践指导意义。     

弯道路侧标志梯度提示策略研究

弯道易造成车辆速度控制不当而成为事故多发路段。为改善弯道安全，本文针对弯道路侧警示标志的布设展开研究，制定弯道路侧安全警示标志梯度提示策略，依托高保真模拟驾驶实验平台，建立山区弯道虚拟场景，选取急弯标志、限速标志(Speed Limit Sign, SLS)及可变信息板(Variable Message Sign, VMS)作为警示标志，在弯道对传统提示策略(急弯标志)、二级梯度提示策略(急弯标志和SLS)和三级梯度提示策略(急弯标志、SLS及VMS)开展实验，获取33名被试驾驶人的车辆运动、眼动数据和主观问卷。选择平均速度、纵向加速度、速度遵从率、标志单次注视时长、标志注视提前距离、反应时间以及主观评价等参数作为评价指标，利用单因素方差分析方法和事后测试，对比不同提示策略对驾驶人的作用效果。研究结果表明：相比传统策略，梯度提示策略能有效提高驾驶人注意力，减小对警示标志的视认距离和反应时间，帮助驾驶人在进入弯道前提前完成减速，并在弯道稳定保持低速行驶。本文研究可为弯道路侧安全警示标志连续布设提供依据。