公路视错觉警示减速标线设计优化研究

基于驾驶人心理、生理特征分析,对视错觉标线的多组数据组合的形式通过计算机模拟进行减速性能优劣比选,提出视错觉标线的设计参数;并通过驾驶模拟器仿真试验、实际场景的道路试验验证对视错觉标线设计参数进行优化,提出一种视错觉减速标线的最佳设计方法.     

组合型视错觉减速标线设计方法与应用技术研究

对目前减速措施使用现状进行了分析,并对视错觉减速标线的使用状况及存在的问题进行了总结。结合梳齿形视错觉减速标线及宽度视错觉减速标线的部分研究成果,分析了视错觉减速标线的重要设计参数,通过定义组合设计参数,确定了新型组合标线的样式和形式。基于UC-win/road道路三维仿真试验系统对其进行仿真模拟,通过仿真试验和实际道路试验验证了具有最佳减速效果的标线。结果表明,组合型减速标线可达到理想的减速效果。应用道路规划软件对标线进行仿真设计,通过室内模拟仿真试验进行实验,并对优化方案仿真实验结果进行问卷调查,最终提出了减速效果更好,更加人性化的视错觉减速标线形式。研究成果可为道路管理和设施设计部门提供一定理论依据及参考。     

视觉减速标线控速效果评价

为分析视觉减速标线的控速效果和影响范围,选取南宁市6处视觉减速标线路段进行了实地车速采集,获取了视觉减速标线上下游各500m范围内13个断面的地点车速,共计样本约6 300个。利用断面车速数据构建速度-距离曲线,研究了车速的变化规律和视觉减速标线控速影响范围;采用t检验和比例检验分别检验了视觉减速标线上下游控制点及标线末端车速平均值之间的差异显著性和超速比例的差异显著性,验证了视觉减速标线的控速效果,并通过与对照组数据的对比排除了其他因素的干扰。结果表明,视觉减速标线的控速范围为上下游约250m;车辆平均速度下降程度为2.4~4.2km/h,超速车辆比例下降9.4%~15.6%。     

冰雪弯道视错觉减速标线参数组合设计

公路弯道是道路交通事故频发路段,尤其是在冰雪环境下,车辆事故数是非冰雪天气环境下的14倍。在死亡交通事故致因中,车辆超速和速度不当约占1/3,因此合理控制速度是保障公路弯道处行车安全的重要途径之一。而驾驶员的操作行为主要由获取的视觉信息决定,视觉是驾驶员重要的速度感知源。为了减少冰雪天气环境下公路弯道处的事故发生率,从驾驶员视觉信息角度出发,通过视错觉减速标线的合理设置,提高驾驶员的速度感知能力,达到控速的目的。基于视错觉减速标线作用机理和恒定闪现频率,对标线的颜色、宽度、形状3个设计参数进行正交组合,挑选出具有代表性的9种参数组合方案。采用3ds Max建立仿真试验环境,将驾驶员感知加速率作为指标对不同组合标线的减速效果进行了量化分析,并对试验数据进行了方差分析。结果表明:在冰雪弯道施划减速标线可使驾驶员产生感知车速偏高的错觉,且纵向宽度为0.1 m的绿色梳齿形减速标线具有相对较好的减速效果;在显著水平α=0.01的条件下,减速标线的颜色、宽度及形状对驾驶员的车速感知均具有显著影响,且影响程度由大到小依次为颜色因子形状因子宽度因子。     

基于视错觉原理的减速标线技术研究

根据国内外的统计资料,在所有交通事故中,由于车辆超速以及速度不当所造成的交通事故约占死亡交通事故的1/3。本文从驾驶员心理角度出发,考虑驾驶员的视错觉特性,选择一项或多项视错觉生成原理,以此找出三维空间中驾驶员视线与道路标线的交汇点,按功能需要人为改变交汇点处的视觉效果,进而引导驾驶员驾驶行为。从而将视错觉理论应用到道路减速标线设计中,并试验判断设计标线的有效性,提出一种基于视错觉原理的减速标线设计方法。     

基于驾驶人视觉感知的高速公路速度控制措施效果分析

为了从驾驶人视觉感知角度了解4种控制措施(限速标志、警告标志、减速标线、彩色路面)对驾驶人行车速度控制的效果,基于驾驶人动态视觉特性,建立了视觉信息负荷模型,将驾驶人前方视觉区域划分成1个中央视野和4个周边视野,量化了速度控制措施对驾驶人视觉感知影响。基于实车试验数据分析表明:行车速度与驾驶人感知到的速度控制设施的视觉信息量显著相关,信息量越大,减速幅度越大;在速度控制措施的持续影响下,减速频率不会超过,而后趋于稳定。     

高速公路直线段边缘率控速标线周期长度设计模型

为了探索边缘率控速标线周期长度对降速行为的影响现象,构建周期长度设计模型,在4条高速公路直线段上重复开展了边缘率控速标线周期长度分别为16,8,4,2,1m的控制性试验。采集车速特征数据,依据边缘率定义计算了单个车辆所对应的时间频率,建立了时间频率与加速度之间的关系,在此基础上,考虑事故率、事故强度与车速指标的关系,结合路段车速分布特征建立边缘率控速标线周期长度设计模型,并给出对应算法。研究结果表明:时间频率是周期长度影响减速效果的内在因素,当时间频率处于[10,18]Hz时,驾驶人一致采取制动行为,降速幅度随时间频率的增大而增大,当车辆对应的时间频率等于18Hz时,驾驶人一致减速效果最大,且4个试验地点的时间频率与加速度呈显著且稳定的线性相关关系;当时间频率处于[1,10)Hz时,各时间频率所对应的加速度值均小于0;当时间频率大于18Hz时,各时间频率所对应的加速度均值小于0,但其减速幅度显著小于时间频率为18Hz时的,控速效果弱。鉴于此,以车速标准差最小以及将最高车速控制在安全车速以内为目标,以时间频率上限值、时间频率与加速度之间的关系、铺设终点与起点车速关系、边缘率控速标线周期长度最大值为约束构建了边缘率控速标线周期长度设计模型,该模型可用于边缘率控速标线周期长度的优化,提高其控速效果。     

基于UC-Win/Road模拟仿真的减速标线控速有效性评价研究

从外观明了、设计科学、布设合理3方面对减速标线控速有效性进行评价。选取8个评价指标建立减速标线控速有效性评价体系,运用UC-Win/Road道路景观规划软件建立仿真道路场景,采用层次分析法对减速效果进行评价。研究结果表明:采用层次分析法对减速标线控速效果进行评价的途径是可行的。     

公路梳齿形视错觉减速标线优化研究

对于公路危险路段,如果不进行道路线形改善,则通过采用限速设施,有效限制车辆的行驶速度是最有效的安全措施.文中结合梳齿形视错觉减速标线机理分析,基于公路视错觉减速标线仿真试验系统,以鱼刺形视错觉减速标线的部分研究结论为依据,分析了梳齿形视错觉减速标线的重要设计参数,确定了标线的样式和形式,通过仿真试验和实际道路试验验证了...     

基于仿真的公路视错觉减速标线效果对比研究

在分析目前国内外研究和应用较多的几种视错觉标线类减速设施减速机理的基础上,运用VC＋＋编程环境和DirectX技术建立了公路减速标线仿真实验系统,针对GB5768-2009《道路交通标志和标线》中推荐的行车道纵向和横向减速标线进行了减速效果验证及标线参数优化,并进行了行车道纵横向减速标线、鱼刺形减速标线和梳齿形减速标线减速效果仿真实验。结果表明,在同等道路环境条件下,各类标线中相邻标线间距相同时,鱼刺形减速标线和梳齿形减速标线能获得相对较好的减速效果。     

减速标线视觉减速有效性实验研究

依托驾驶模拟实验,在虚拟场景中设计纵向减速标线和无震动感横向减速标线,采集车辆运行状态、驾驶员注视行为和操控行为数据并进行处理和分析,验证减速标线的视觉减速有效性.分析结果表明,纵向减速标线和无震动感横向减速标线对驾驶员的视觉特征均具有一定的影响;纵向减速标线和无震动感横向减速标线对车辆运行状态没有显著影响,但对驾驶员从减速意识到减速决策的转化具有显著的促进作用,尤其无震动感横向减速标线对驾驶员减速意识的影响大于纵向减速标线.结果表明,在道路纵坡为1.7%的双向八车道城市快速路虚拟场景中,纵向减速标线和无震动感横向减速标线具有一定的视觉减速有效性.     

行车错觉模拟分析及道路标线优化

介绍了国内外道路错觉相关研究,并提出对光线错觉的理论补充.在此基础上,通过对光线可能导致道路错觉的具体实例进行分析,提出了利用三维立体标线来解决道路错觉问题,从而使驾驶员能够及时减速的有效方法.并对三维立体标线的具体参数进行研究,得出了适合于实际工程的参数;再通过模拟仿真验证三维立体标线的减速效果,得出正向设置减速34%,反向设置减速27%的结论.通过展望表明了三维立体标线具有广阔的应用前景.      

公路视错觉减速标线横向宽度及角度与减速效果研究

为了研究公路视错觉减速标线横向宽度和角度对车速变化的影响,选择横向宽度20~55cm、角度0°~180°的梳齿形减速标线进行室外实车试验,建立了车速与公路视错觉减速标线的横向宽度和角度的数学模型。结果表明:车速与标线横向宽度之间呈逻辑关系,建立了两者之间的定量关系模型。标线角度为130°~150°时,小车车速下降,在150°时达到最低值,当角度为30°~45°时,小车车速有增加的趋势,车辆通过角度变化的视错觉减速标线后,平均车速和标准差降幅分别达到10.07%和51.48%。     

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。     

城市快速路减速车道驾驶行为分析及其安全性研究

为了研究驾驶人在城市快速路匝道减速车道的驾驶行为及其风险特征,基于43名不同经验驾驶人的道路实验数据,提取了典型快速路出口减速车道共260 m的驾驶行为数据;采用统计方法分析了不同经验驾驶人的行车轨迹、进入减速车道的纵向位置、进入匝道时的车速、进入匝道时的横向位置,以及在典型断面上平均车速.通过分析数据发现,熟练驾驶人提前变道意识强于非熟练驾驶人,而这种提前变道行为对于尽早进入减速车道有正面作用;熟练驾驶人能更好地保持进入匝道时的横向位置,非熟练驾驶人则偏右;减速车道对熟练驾驶人和非熟练驾驶人的减速效果均不理想,非熟练驾驶人在减速车道上车速显著低于熟练驾驶人,但是所有驾驶人在出口匝道车速比限速值要高.研究结论可为城市快速路减速车道参数设计和交通安全管理提供理论基础.      

公路施工区限速措施效果评价研究

本研究对公路典型施工区内三种限速措施的效果进行了分析评价,结论表明:单一的限速标志所能取得的效果很有限,不能达到人们预期的效果;相比之下,视错觉减速标线有一定的减速效果,能够使平均速度降低8 km/h;而减速垄的效果则十分明显,使平均速度降低了17 km/h.     

彩色陶瓷减速标线在高速公路收费站广场的设计与应用

合理设置减速标线对高速公路交通安全具有重要的作用。介绍了新型彩色陶瓷减速标线从设计到应用的整个过程。在综合对比分析了当前常用标线的应用特性后,提出设计新型彩色陶瓷减速标线。新型减速标线进行设计过程充分结合驾驶者的心理反应、交通信息处理的概念模型以及彩色陶瓷减速标线的应用原理。实际应用研究表明,彩色陶瓷标线能达到明显给驾驶人员以心理暗示并自觉减速的效果。进一步经济成本分析显示:虽然彩色陶瓷减速标线的建设成本相对较高(300～400元/m2),但年综合成本相对较低(30～40元/(m2.年))。因此,彩色陶瓷减速标线运用于交通减速标线优势和价值是十分明显的。     

公路养护施工区限速策略有效性评估

本研究对公路施工区内3种限速策略的实施效果进行了评估,结论表明:警告标志不能取得明显减速效果。相比之下,视错觉标线具有理想的减速效果,能够使平均速度降低11.7km/h,但同时也造成了速度标准差的增加;而警车的限速效果则十分明显,使平均速度减少了18.6km/h,并使得速度标准差降低。     

驾驶风格对驾驶行为的影响

为了揭示驾驶风格对驾驶行为的影响规律,进而提取表征驾驶风格的特征参数,对不同风格驾驶人在感知层和操作层的驾驶行为数据进行了量化分析。首先,基于驾驶行为问卷对18名中国非职业驾驶人进行了驾驶风格问卷调查,并采用主成分分析、K-均值聚类等方法将被试驾驶人分为谨慎型、正常型和激进型3种类型。接着,被试驾驶人在搭载了SmartEye眼动仪的驾驶模拟器上开展了高速公路行车环境下的驾驶试验,同步采集了感知层的视觉特性参数和操作层的驾驶绩效参数,并采用判断抽样的方式将驾驶样本按照驾驶风格和驾驶模式（换道意图和车道保持）进行了划分,共选取了810组有效样本。最后,采用方差分析法分析了不同风格驾驶人在不同驾驶模式下的注视行为、扫视行为、横向控制特性、纵向控制特性方面相关参数的差异显著性,并提取了不同风格间存在显著差异的参数作为表征驾驶风格的特征参数。研究结果表明：驾驶风格越激进,驾驶人对周围环境关注越少,对车辆的横向控制稳定性越差,急加速和急减速行为发生的频次越高;不同风格驾驶人在意图时窗内对后视镜的注视次数（p=0.002）、方向盘转角熵值（p=0.04）、加速踏板开度（p=0.01）、制动踏板开度（p=0.02）这4个参数的差异均较为显著,因此可作为表征驾驶风格的特征参数。     

城市道路多车道交织区的微观驾驶行为特性

为明确城市道路立交交织区的微观驾驶行为特征,在重庆市主城区南山立交开展小客车实车试验,通过车载高精度GPS和Mobileye采集了32名驾驶员在自然驾驶状态下的交织区实测数据,获得了交织区以及邻近路段范围内的行驶轨迹特征、速度特征、车辆汇入行为、换道时间等微观驾驶行为的变化规律和分布特性,并分析了驾驶人性别、气质类型对微观驾驶行为的影响.结果表明,驾驶人在交织区范围内会经历减速和加速2个阶段,内敛型驾驶人进入交织区时的减速长度显著大于外向型驾驶人,交织区内的加/减速度幅值在±0.5m/s2范围内,交织区进口速度高于出口速度.在交织区范围内,男性驾驶人比女性驾驶人更早执行换道操作;另一方面,男性驾驶人穿越三角区再汇入车流的危险行为占比较大,容易导致交通事故的发生.男性驾驶人和外向型驾驶人通常更偏向以较高的速度通过交织区,并且换道持续换道时间较短;女性和内敛型则相反,速度普遍偏低,且需要更长的换道时间.