基于瞬时记忆特性的强制减速车道标志设置

文章结合驾驶员视野特性对交通标志的视认距离与消失距离进行分析,通过记忆衰减特性对辅助减速车道、避险车道的设置前置距离与重复距离进行研究,降低因为驾驶人对辅助减速车道标志信息的遗忘造成的潜在交通事故的可能性。     

多车道高速公路路侧交通标志遮挡概率研究

为了计算不同交通量、不同运行车速情况下,多车道高速公路路侧交通标志视认中大型车对小型车的动态遮挡概率,将内侧车道小型车与外侧车道大型车车头间的垂直距离作为判断路侧交通标志遮挡的依据,根据视距几何关系确定多车道高速公路驾驶人在视认区域内视线被遮挡的最大和最小临界距离;建立路侧交通标志遮挡模型,根据视认距离确定内侧及外侧车道仿真路段长度,以0.1 s为仿真步长,借助VISSIM交通仿真软件获取车辆车头坐标、与前车跟车距离等动态基础数据,实现高速公路交通标志遮挡概率计算过程的动态化。结果表明：外侧车道的车型、交通量、视认距离以及大小车运行速度都对路侧交通标志遮挡率有一定的影响;在交通量一定的情况下,驾驶人视线被遮挡的概率随着外侧车道大型车数量的增加而增大;在外侧车道大型车数量一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率随着小型车数量的增加而增大;在小型车速度一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率随着大型车速度的增大呈降低趋势;小型车速度增大时,驾驶人视线被遮挡的概率会有所提高。     

降雨强度对驾驶人视认距离的影响研究

为研究降雨对汽车驾驶人空间辨识能力的影响,选择38名被试人,在不同降雨强度的夜间,选用黑、白两色障碍物,在不同车速条件下进行驾驶人空间距离判识实际道路试验,对比相同条件下黑、白两色视认距离差异,利用曲面回归分析方法建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律的函数模型。研究结果表明,白色与黑色障碍物视认距离差异显著,白色障碍物视认距离大于黑色;随着单位时间内降雨量的增加,视认距离缩短;随着行驶速度的增加,视认距离减小;当降雨强度和行驶速度耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。     

多车道高速公路门架式交通标志遮挡概率研究

基于车辆车头坐标、与前车跟车距离等动态数据,确定多车道高速公路驾驶人在视认区域内视线被遮挡的最大和最小临界距离;建立多车道高速公路门架式交通标志遮挡模型,借助VISSIM软件获取基础计算数据,实现高速公路门架式交通标志遮挡概率计算过程的动态化。对计算结果进行统计分析得出:在交通量一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率和驾驶人错过标志的概率随着大型车混入率的增大而增大;在大型车混入率一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率和驾驶人错过标志的概率随着交通量的增大而增大;在同样的交通条件下,驾驶人视线遮挡概率相对驾驶人错过交通标志概率稍微偏高,并不是所有被遮挡的驾驶人都会错过交通标志信息。     

驾驶人所处环境照度对视认距离影响

为研究夜间行车中因驾驶人所处环境照度高于障碍物环境照度,导致驾驶人视认距离减小的定量变化规律,进行了实际道路试验.试验选择35名被试开展,障碍物分别为黑色和白色.考虑到行车速度特征,分别选择80 km/h和100 km/h速度下进行试验.在不同驾驶人所处环境照度条件下,进行障碍物视认距离标定试验.统计分析全部视认距离,分析不同颜色障碍物在不同条件下视认距离差异.利用回归分析方法,建立视认距离随驾驶人所处环境照度变化规律函数模型.结合汽车制动距离,分析不同照度条件下的允许极限速度.研究表明,随着驾驶人所处环境照度增加,视认距离缩短.进而导致允许反应时间缩短,必须控制车速在临界速度以下,才能避免碰撞发生.经验证表明,所建立函数模型能准确拟合其变化规律.在驾驶人遭遇上述照度光源时,必须降低行车速度,才能保证安全.     

雨夜驾驶人对黑色障碍物视认距离变化规律研究

为预防和减少雨夜道路交通事故,定量研究降雨强度对驾驶人视认距离变化规律,以确定行车速度、停车视距及限速选择,进行实际道路试验研究。试验共选择被试38人,在不同降雨量的雨夜,选用黑色障碍物,在不同车速条件下,进行驾驶人空间距离判识实际道路试验。试验共进行71组,最终依据速度和降雨强度,聚类为25组不同条件下全样本试验。统计全部结果,分析数据分布特征。利用曲面回归分析方法,建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律函数模型。模型相关系数为0.9832,模型有效度系数为0.94,可有效表示视认距离与瞬时降雨强度和行驶速度之间的关系。研究表明,随着单位时间内降雨量增加,视认距离缩短;随着行驶速度增加,视认距离减小;当两因素耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。      

避险车道制动距离计算方法研究

国内外的实践经验已经证明,避险车道改善连续长大下坡路段交通安全问题最常用且最有效的工程措施。避险车道制动距离的计算是避险车道设计中的关键问题。介绍了3种制动距离计算方法,分别为:基于运动学原理的分析方法,基于动量原理的分析方法,以及基于实车试验的经验数据拟合方法,并介绍了各种计算方法的原理与计算过程,总结了各种计算方法的优缺点。对避险车道制动距离的探讨,可为避险车道的长度设计提供重要参考。     

LED主动发光交通标志视认性能研究（双语出版）

为了给道路交通标志的设计与应用提供参考,针对LED点阵式发光标志、LED半透式发光标志和传统逆反射标志,考虑光照强度、闪烁频率、发光形式等因素的影响,进行了交通标志视认性能的驾驶试验研究。采用方差分析研究各个因素对标志视认距离影响的显著性及其交互作用。基于驾驶模拟器进行视认性能对比试验,采用配对样本t检验比较了半透式发光标志与逆反射标志的视认距离,并根据试验数据分析不同光照强度下半透式发光标志的最佳亮度区间。结果表明：在光照强度为200 lx的下午,LED主动发光标志相对于逆反射标志只增加了2~4 m的视认距离;而在光照强度为0.5 lx的晚间,视认效果则提升显著,点阵式和半透式发光标志的视认距离相比逆反射标志分别提升了39.7%和80.4%。闪烁发光无论快慢,对于LED主动发光标志的视认效果均无提升。另外,半透式发光标志的亮度过高时会产生眩光效应,不利于驾驶人辨识标志内容,且最佳亮度区间随着环境光照强度的变化而变化。因此,在光照条件较差的情况下,推荐采用常亮LED半透式发光标志。     

LED主动发光交通标志视认性能研究

为了给道路交通标志的设计与应用提供参考,针对LED点阵式发光标志、LED半透式发光标志和传统逆反射标志,考虑光照强度、闪烁频率、发光形式等因素的影响,进行了交通标志视认性能的驾驶试验研究。采用方差分析研究各个因素对标志视认距离影响的显著性及其交互作用。基于驾驶模拟器进行视认性能对比试验,采用配对样本t检验比较了半透式发光标志与逆反射标志的视认距离,并根据试验数据分析不同光照强度下半透式发光标志的最佳亮度区间。结果表明:在光照强度为200lx的下午,LED主动发光标志相对于逆反射标志只增加了2~4m的视认距离;而在光照强度为0.5lx的晚间,视认效果则提升显著,点阵式和半透式发光标志的视认距离相比逆反射标志分别提升了39.7%和80.4%。闪烁发光无论快慢,对于LED主动发光标志的视认效果均无提升。另外,半透式发光标志的亮度过高时会产生眩光效应,不利于驾驶人辨识标志内容,且最佳亮度区间随着环境光照强度的变化而变化。因此,在光照条件较差的情况下,推荐采用常亮LED半透式发光标志。     

驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型研究

研究驾驶人交通标志信息记忆量随时间的变化规律,构建驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型,能够为城市道路交通标志设计及实施应用提供有力的支撑.基于对记忆衰减因子、衰减曲线形式的分析及对交通标志视认的短时记忆衰减模型的三个特点,提出采用幂函数曲线作为驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减曲线,并以一条有交通标志的实验路段为例,采用实车调查法,结合心理学记忆理论,分析交通标志信息量对驾驶人短时记忆的影响,构建驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型.     

城市干路交叉口路侧交通标志遮挡失效研究

为了分析外侧车道中大型车对城市干路交叉口路侧交通标志遮挡的影响,基于空间遮挡模型存在缺陷,研究了交叉口路侧交通标志时间遮挡模型.通过驾驶人最大视域角及小型车、大型车在路段上运行时与交通标志存在的几何关系,确定了遮挡模型的开始计数条件、停止计数条件及遮挡判定条件.以驾驶人视认交通标志需要的最小时间为依据,建立驾驶人错过交通标志的概率模型.利用Vissim仿真获取仿真时间、车辆编号、路径编号以及小型车、大型车车头坐标等数据,依据遮挡模型的3个条件进行小型车驾驶人错过交通标志的概率计算.从外侧车道中大型车比例和行驶速度2个方面分析其对交通标志遮挡的影响.结果 表明,原始数据下得到小型车驾驶人错过交通标志的概率为0.042 6.在交叉口进口道交通量、绿信比等参数不变的条件下,将外侧车道中大型车比例由0.10增加至0.40时,小型车驾驶人错过交通标志的概率由0.021 3增加至0.117 6,二者呈正相关;外侧车道大型车行驶速度增大,驾驶人错过交通标志的概率并非一定降低,还取决于外侧车道中大型车的数量.      

基于视知觉的交通可变标志信息认度评价

交通可变信息标志(Variable Message Signs,VMS)作为交通信息动态发布设施,被广泛应用于城市道路及高速公路管理中。由于VMS发布的图符信息数量及大小等缺乏标准,无法衡量发布信息是否有效传递给了驾驶人。为了准确度量VMS发布信息的视认有效性,基于驾驶人视知觉理论和VMS识别过程的特征,建立VMS信息量的量化方法,提出VMS认度概念。根据影响静态VMS有效视认的信息量、驾驶人动视力、车速等因素,以认度率为评价指标,建立信息量-认度评价模型;对影响动态VMS有效视认的屏幕信息滚动周期、视认冗余距离等因素,以周期有效度为评价指标,构建周期-认度评价模型。然后,通过视觉信息获取试验,将1s时间内人眼可获取信息量与实际信息量的比值作为可获取信息系数:当信息量在50比特内,测试对象可获取信息系数最大,可获取信息系数趋于常数1;当信息量增加至56~105比特时,测试对象可获取信息系数呈指数骤减,随后趋于稳定(人眼可获取信息系数ρ=0.22±0.02)。最后,通过对实际道路中驾驶人对VMS信息获取情况的调查,采用认度评价模型与驾驶人实测结果进行对比分析,当静态VMS信息量大于90比特时,信息量轻微过载,驾驶人无法准确获取标志信息;当动态VMS标志周期有效度小于0.9时,驾驶人无法完整视认标志。该认度评价方法经过路测试验验证,可为VMS设计、信息发布管理提供参考。     

蒙新高速公路网索式避险车道试验研究

在避险车道入口处增设搅拌式网索阻尼系统,通过调整搅拌式阻尼器的阻尼力、网索布设距离和道数,网索避险车道能够满足不同车辆质量和速度组合的防护要求,缩短避险车道设计长度,使避险车道的布置更灵活、系统更安全、建造更经济.     

公路避险车道平均阻尼系数的研究

避险车道是一项重要的安全设施,对预防长大下坡路段由于刹车失灵引起的交通事故具有重要的作用。本文通过实车足尺试验,研究了碎石道床避险车道对车辆阻尼效果与车辆质量、驶入速度以及避险车道纵坡的关系,确定了碎石道床避险车道对车辆的平均阻尼系数,并进而提出了避险车道的长度计算公式,为我国公路避险车道设计提供了有效的实验数据和参考依据。     

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.      

改扩建高速公路中央分隔带封闭区交通标志适用性评价研究

高速公路改扩建项目中老路中央分隔带的保留增加了潜在行车风险,交通标志牌作为传递道路信息的主要手段,其设置是否合理对于行车安全至关重要.从驾驶入的认知原理出发,通过分析标志牌信息量与标志视认时间的关系,量化了标志视认距离,在此基础上结合高速公路改扩建后最不利条件下的车辆换道过程,提出了基于驾驶人视认性和换道操作舒适性的交通标志适用性评价方法,从而对改扩建高速公路中央分隔带封闭区设计的新型交通标志进行评价.案例评价结果表明,该高速公路改扩建中央分隔带封闭区交通标志方案能有效诱导驾驶人安全、舒适的出入中央分隔带封闭区.      

基于驾驶人视认特性的可变情报板文字信息优化

可变情报板是传播道路实时路况信息的重要交通设施,但版面文字信息量过载和信息结构不规范导致视认性降低等问题仍然存在。根据已有可变情报板文字信息显示规范和应用现状,将文字信息内容分为状况、突发性事件及计划性事件3种。通过招募45名驾驶人开展静态认知试验,研究了基于驾驶人视认特性数据的可变情报板文字信息优化问题。首先,通过静态认知试验采集了驾驶人视认特性。其次,构建了文字字数与视认时间的关系模型。然后,利用统计假设检验明确了文字字数对视认时间、判断时间及理解错误率的影响,逐步确定了可变情报板推荐文字字数。最后,通过视认时间及理解错误率,确定了不同内容文字信息单元阈值及推荐信息组合结构。结果表明:驾驶人视认时间及判断时间均随文字数量和信息单元数量增加而显著增长;理解错误率随文字字数增加而显著增加。综合考虑驾驶人视认时间、判断时间、理解错误率及主观偏好,建议可变情报板文字信息阈值范围介于12至16个字。状况信息上限为3个单元,宜由位置、状况及诱导信息构成。突发性事件信息上限为3个单元,宜由位置、事件及诱导信息构成。计划性事件信息上限为2个单元,宜由位置及事件构成。     

指路标志版面信息量与布局设计关系研究

为了探讨在标志信息量大小和信息排列方式变化条件下的指路标志视认特性,实现快速路指路标志的优化设置方法,在视认时间有限的情况下增加可视的信息量。以探索指路标志视认特性为切入点,研究城市快速路高架路段与辅路衔接的出口指路标志尚需优化的问题。试验选取32名驾驶人各完成77张静态标志的目标路名视认任务,其中标志图片均保持一致,采用互动测试程序,设置标志图片的随机显示和不重复出现,通过按键激活下一张标志的视认,采集被试者操作行为及视认时间的原始数据。通过室内视认试验,以信息量(版面中2~12条路名,共11种)及信息在指路标志内的位置(2-12个位置)为控制因素,以标志视认时间为指标,利用经过预处理的数据进行分析,通过对比不同信息量和信息排列方式对于驾驶人视认时间的影响,确定信息量及视认时间,和信息量、版面布局方式及视认时间两个关系模型。研究结果表明,驾驶员对指路标志视认时间由标志信息量大小来决定,信息量与视认时间之间呈正相关关系;驾驶员对指路标志视认时间的长短也会受到信息布局方式的影响,当信息以矩阵形式排列时,可以有效降低标志的视认难度;信息布局方式的变化会引起信息量范围的变化,当信息以矩阵式排列时,可增大信息量的极限范围。     

基于视距模型的辅助减速车道标志设置

文章结合驾驶人视距模型对辅助减速车道字体、版面进行合理化设计,以提高驾驶人的辨识程度;通过驾驶员认知特性对辅助减速车道标志前置距离设计进行研究,为辅助减速车道合理化利用提供可能,降低了由于车辆自动失效后因错过辅助减速车道强制减速造成重大交通事故的可能。     

地面标记文字高度与行人视认距离的关系

在综合考虑地面标记视认试验设计参数的基础上,对地面标记版面颜色、文字字体、字宽、笔划数都给予相关规定,并选择光线明亮的大空间场所,运用行人实地试验的方法,采集行人视认地面标记的数据;运用方差分析或均值检验的分析方法,筛选影响视认距离的因素;采用线性回归拟合出不同身高条件下,地面标记文字高度与视认距离的关系模型,并进行补充试验以验证模型的有效性.结果表明:行人视认距离随着地面标记文字高度的增加而增加,但增加的幅度越来越小.综合以上分析,给出不同视认距离下地面标记文字高度设计推荐值,以便改善地面标记的视认性和有效性.