基于驾驶模拟的多车道高速公路出口前置指路标志设置位置研究

为研究现有规范中高速公路出口前置标志设置位置的规定在多车道条件下的适应性,根据交通流理论,计算得到不同车道数条件下的出口前置指路标志前置距离推荐值,建立驾驶模拟实验场景进行驾驶模拟实验,结合驾驶模拟器与眼动仪,对不同的标志前置距离进行合理性分析,验证了理论计算的结果。     

高速出口预告指路标志设置距离及其安全性能比较

为弥补我国现行规范和美国MUTCD关于出口预告指路标志设置经验主义的缺陷,根据驾驶员驶离高速主线的驾驶行为,视觉特性以及高速道路交通条件,建模确定了预告指路标志3种不同安装方式(路边直立式、路上横跨式及中央架设式)在不同车道数和不同设计速度下的设置距离.TSIS - CORSIM模拟表明,本文计算值比我国现行规范以及M...     

高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距研究

《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中对主线同侧相邻入口与出口最小间距的规定缺失。为指导设计人员合理选择其指标,提高主线合分流路段交通安全,以主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距为研究对象,在分析国内外相关研究的基础上,界定了主线同侧相邻入口与出口间距。通过分析前后合分流区交通量、服务水平、车流密度、构造长度等的影响,考虑变速车道长度和出口标志前置距离的要求,建立了满足合、分流区交通服务水平的主线同侧相邻单车道匝道入口与出口最小间距的计算模型,并提出了无辅助车道情况下高速公路主线同侧相邻单车道入口与出口最小间距推荐值。在此基础上,结合驾驶人对标志的识认过程,建立了满足安全舒适的相邻合分流区预告标前置距离计算模型,提出了不同道路与驾驶特征状态下的标志合理设置位置建议。结果表明:同侧相邻单车道入口与出口最小间距与主线和匝道设计速度、匝道连续入、出口的设计形式均有关系。本研究一定程度上弥补了《公路路线设计规范》和《公路立体交叉设计细则》中关于主线合分流区最小间距指标的空白,为主线同侧相邻合分流区最小间距的设计提供了参考。     

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。     

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。     

高速公路出口指路标志设置有效性评价

为评价高速公路出口指路标志设置有效性,以湖北省高速公路交通标志调整为案例,在湖北省高速公路沿线代表性服务区开展针对驾驶人的实地问卷调查,获取不同个体特征和出行特征驾驶人对于出口指路标志设置清晰程度、是否满足驾驶预期、能否有利于少走错路的主观判断。数据统计分析结果表明：(1)总体上,调整后的出口指路标志能够满足驾驶人出行需求;(2)男性、年龄较大和驾龄越长的驾驶人更倾向于认为指路标志设置是有效的;(3)跨省因公出行且出行越频繁的驾驶人对指路标志设置越满意。本研究可为高速公路交通标志调整后的有效性评估提供参考,为高速公路出口指路标志的进一步优化提供依据。     

高速公路避险车道诱导系统改善研究

为减少失控车辆驾驶人错过避险车道的概率,基于驾驶人因及驾驶任务理论,提出避险车道多层次视线诱导系统,利用3 ds Max软件构建高速公路避险车道路段仿真模型,通过采集驾驶人的视认距离数据作为实验度量指标,并对数据进行统计分析,结果表明:白天的视认距离提升较少,但晚上的视认距离提升显著,在时速80 km/h下,对避险车道...     

隧道出口至主线收费站最小净距研究

针对我国隧道出口至主线收费站净距研究成果较少的现状,在分析驾驶人驶出隧道洞口后的驾驶行为的基础上,分析了隧道出口至主线收费站最小净距的影响因素,包括隧道出口驾驶人的明适应、变道准备、车道变换等主要影响因素,并建立这些影响因素的距离计算模型。其中为研究车道变换所需的距离,建立了满足车辆行驶特征的等速偏移余弦曲线换道模型。最后对各影响因素的距离进行了定性的分析,提出了隧道出口至主线收费站最小净距的建议值。     

高速公路夜间最高车速限制研究

为了合理确定高速公路夜间最高车速限制值,保障高速公路夜间行车安全,进行了驾驶人夜间距离识别与车速感知试验研究.分析了行驶速度、平曲线半径和纵坡坡度对高速公路驾驶人夜间识别距离与感知速度的量化影响,并建立了高速公路驾驶人夜间识别距离模型与感知速度模型.基于驾驶人夜间识别距离与反应制动距离间的安全行驶判别条件及驾驶人夜间感知速度模型,给出了高速公路夜间最高理论限速值与修正限速值的确定方法,并进行实际案例分析.研究结果表明:驾驶人夜间识别距离与行驶速度呈负线性相关,与平曲线半径呈正对数相关,与公路纵坡坡度呈负指数相关;驾驶人夜间感知速度与纵坡坡度无关,与实际行驶速度呈正线性相关,与平曲线半径呈负对数相关.     

高速公路复杂节点指路标志有效性研究与应用

为寻找高速公路复杂节点指路标志的最优方案,基于驾驶员对于标志的理解度和认知时间,采用标志规范符合率和信息量2个客观指标,建立单块标志和标志系统的有效性评价模型,并应用模型对某双向八车道高速公路互通区出口前主线同向分离的4种指路标志设置方案进行评价.发现当将外侧两车道作为互通区出口集散车道,并将互通出口标志与同向分离标志...     

快速路复杂桥形标志优化设置方法

为明确复杂桥形标志优化设置方法,选取3种典型城市快速路复杂桥形标志,制定5种设置方法（现状及4种优化方法）,开展复杂桥形标志优化设置方法研究。基于驾驶模拟试验,从运行状态、操控行为、行驶效率、主观感受4个层面选取9种评估指标,采用灰色近优评价方法,进行复杂桥形标志不同设置方案的效用评估。结果表明：3种桥形标志的现状设置效用并未达到最优水平,大部分处于中下等水平,有较大提升空间;桥形标志1,2,3的最优设置分别为简化、重复、重复。桥形标志的优化设置能有效改善驾驶人驾驶行为,4种优化方法中,提前设置方法效果较稳定,均使得桥形标志指路效果在一般及以上水平;出口处配合地面文字设置后,桥形标志指路效果在一般水平及以下,设置效用不理想;具有2个出口以上的复杂桥形标志现状设置对驾驶行为影响较差,相关管理部门应对该类型桥形标志加强优化设计设置;不同复杂桥形标志对驾驶人认知、行为影响不同,应进行不同的优化设置,以有效改善驾驶人驾驶行为,快速引导驾驶人寻找目的出口;实际工程应用中,当经济成本、空间条件等因素受限时,可考虑针对复杂桥形标志进行提前设置;不建议出口处设置地面文字,该方法并未达到配合桥形标志改善驾驶行为的效果。     

基于驾驶员视认与驾驶特性的速度控制类标志前置距离计算模型研究

速度控制类交通标志包括限制速度标志和建议速度标志,它是非常重要的交通管理手段,并且在我国很多地方均得到广泛应用。前置距离是决定速度控制类标志设置是否科学、有效的重要条件,然而国内外对于这一前置距离的研究较少,提出的计算方法不够精确。基于驾驶员视认与驾驶操作特性,根据驾驶员减速操作曲线及视认距离模型推出了速度控制类标志前置距离计算模型,根据这一模型提出了速度控制类标志前置距离参照表。同时,给出了实际设置工作中具体设计方法的建议。     

基于贝叶斯网络的高速公路出口指路标志满意度评价

为建立科学有效的高速公路出口指路标志设置满意度评价体系,分析多维度因子对评价结果的直接和潜在影响。采用问卷调查收集驾驶人的基本信息和对指路标志的主观评价,通过贝叶斯网络构建高速公路出口指路标志设置满意度评价模型。结果表明,文中建立的贝叶斯网络模型可以准确识别驾驶人对高速公路出口指路标志的满意度,总体准确率达到72.9%;通过贝叶斯网络模型识别了驾驶人个体特征、出行选择特征、出口处的行为特征等因素之间的因果关联及其组合对出口指路标志满意度的影响。     

高速公路限速策略优化方法与评价模型

为解决限制速度值确定不合理、限速方式不适用以及限速区间长度设置不恰当等问题, 对驾驶人行驶体验以及限速管理可信度的负面影响, 优化了高速公路限速区间最小长度、限制速度值、限速区间划分的确定方法, 进而提出了以安全车速与通行效率为依据的高速公路限速区间优化与评价模型。依据驾驶人视认距离、限速标志设置前置距离和驾驶人心理稳定距离, 标定计算模型中的限速区间最小长度。以行驶速度是否易发生突变为标准, 采用不定长法将不同路段划分为6种组合类型, 建立基于不同组合路段的限速预测模型。采用有序聚类分析法中基于划分和层次的分析方法, 以满足限速区间最小长度和交通延误最小2个方面为目标进行优化限速区间的划分。同时, 选取交通冲突率作为表征交通安全的指标, 选取交通延误时间作为表征交通效率的指标, 建立评价指标模型; 最后通过对比分析优化前后的指标来验证限速区间优化方法的有效性。以某山区高速公路为对象应用VISSIM开展限速优化仿真实验, 结果表明: 优化后安全评价模型参数值比原方案降低了约29.49%, 效率评价模型参数值比原方案提高了约21.90%, 优化后的高速公路整体安全性以及通行效率均得到提高。所提出的高速公路限速区间确定方法以速度突变为基准, 结合路段的属性及指标特点, 能够优化限速区间长度的制定和区间的划分。      

穿村镇公路警告标志前置距离研究

为解决穿村镇公路由于警告标志设置不当而造成的交通安全问题,以北京琉辛路密云县不老屯路段为例,根据驾驶员离散驾驶行为理论和心生理特性,研究穿村镇公路警告标志的前置距离,获得在限速60 km/h的穿村镇公路上,预告需要采取停车措施通过危险地点的警告标志的前置距离应在70~90 m之间的结论,并利用模拟驾驶实验测得驾驶员的心生理数据加以验证。认为细化警告标志的设置位置可以更加有效地指导驾驶员的驾驶,避免因为信息遗漏和误导造成的驾驶误操作,为穿村镇公路交通安全提供了有力保障。     

城市平面交叉口左转车辆规避效应特性

城市道路交叉口交通隔离栏侵入内侧车道建筑限界,导致车辆横向偏移,增加行车风险。为了解城市平面交叉口交通隔离栏对左转车辆规避行为的影响,通过无人机采集3个设有交通隔离栏的平面交叉口车辆视频,提取车辆轨迹、速度、加速度等参数。分析交叉口出口不同车道车辆偏移和速度的分布特性,研究左转车辆规避特性。结果表明：(1)两侧车道上行驶的车辆更倾向于向中间车道偏移,中间车道行驶轨迹则较为稳定;(2)20 m的行程可供驾驶人稳定行驶方向,保持与交通隔离栏的安全横向距离;(3)左侧车道上85%以上车辆远离交通隔离栏行驶,平均偏移距离为0.278 m;右侧车道上60%左右车辆远离右侧行驶,平均偏移距离为0.116 m。(4)左转车辆在出口不同车道的速度分布存在显著差异,其中左侧车道和右侧车道上左转车辆速度分布峰值、横向加速度均值、纵向加速度均值均小于中间车道。以此提出城市道路交叉口的改善方法：(1)增加中分带宽度,提升路侧净距,实现左侧车道名义路权宽度与实际路权宽度一致;(2)增大硬质设施与驾驶人的横向距离;(3)开口段硬质设施优化为柔性,减弱设施心理冲击,降低驾驶负荷;(4)增设路面导流线和反光设施,保证...     

智能网联环境下CAV专用道对道路通行能力的影响

智能网联汽车(Connected-Automated Vehicle,CAV)市场推广的过程中,与人工驾驶汽车混合行驶的环境将长期存在。高速公路CAV专用车道可以在当前技术条件下为CAV提供一个更为安全的行车环境。本文基于传统的元胞自动机模型和CAV跟驰模型构建了一个混合交通流的数值仿真模型,并在单向四车道高速公路的两种CAV专用道的仿真场景下,研究了流量随CAV比例的变化情况。然后,对CAV失去通信能力后的退化情况进行了仿真实验比较。研究结果表明,在CAV比例高于30%时,设置CAV专用车道能够有效提升道路通行能力并降低CAV退化率,为CAV提供了平稳安全的行驶环境。     

商用车电液复合转向系统的车道保持策略

为了提高商用车的行驶安全性,避免因驾驶人的分心驾驶出现车辆偏离车道的问题,提出一种基于电液复合转向系统的商用车车道保持策略;在建立电液复合转向系统模型、二自由度车辆模型、预瞄驾驶人模型的基础上,设计基于驾驶人在环的MPC和ADRC串级的车道保持控制策略。首先,采用MPC算法将车辆横向位置控制的最优问题转化为二次规划求得目标前轮转角;然后,考虑电液复合转向系统的不确定和干扰问题,利用ADRC算法对目标转向盘转角和实际驾驶人的转向盘转角差值以转矩信号的形式进行补偿。同时研究车道保持系统对驾驶人的干预问题,引入干预系数的概念,采用模糊控制的方法,将驾驶人手力和车辆的运动状态作为输入变量,干预系数作为输出变量,保证整车行驶安全性的前提下减小车道保持辅助系统对驾驶人的干预。最后,通过MATLAB/Simulink仿真和硬件在环试验对所设计的控制策略进行验证。研究结果表明：所设计的基于商用车电液复合转向系统的车道保持策略能够及时地纠正因驾驶人的分心驾驶而导致车辆偏离所在行驶车道的行为,特别是在弯道处出现驾驶人转向不足或过度转向的情况时,能够将车辆维持在车道线之内,保证车辆的行驶安全性,同时由于干预系数的设计,使得驾驶人也有良好的人机交互体验感。     

考虑驾驶行为稳定性与交通流状态稳定性的路标效用评价模型

高速公路互通立交区域由于交通流相互交织、车辆加减速换道等原因,驾驶人需要付出更多的注意力以及操控力,操作难度较大,该区域交通标志的设置位置和形式对于交通安全至关重要;我国以往针对互通立交区指路标志的效用评价往往采用定性化主观评价方法,无法全面反映指路标志对于互通立交区域车辆驾驶人驾驶行为与交通流的综合影响。基于驾驶模拟实验,构建综合驾驶人微观驾驶行为评价指标、交通流宏观评价指标的互通立交区指路标志效用评价模型,提出了评价模型的基本形式。并对基本形式进行了目标分解。在驾驶人微观驾驶行为评价指标方面,选取了反应时间、心率变异率作为具体评价指标,分别给出了计算公式,以及各自影响权重;在交通流宏观评价指标方面,选取了速度变化率、车道保持能力作为具体评价指标,同样的,分别给出了计算公式,以及各自影响权重。在结合实际情况确定各目标函数评价指标的相关约束条件基础上,提出了基于遗传算法的互通立交区指路标志效用定量化评价方法,并选取某高速公路客货分离车道车流交织区的标志布设方案,开展驾驶模拟实验,应用本模型对两组设计方案的标志诱导效果进行评价。     

基于数据包络分析的高速公路指路标志地名数研究

随着路网的复杂化，指路标志信息量过载导致交通事故发生的现象日益显著。为了全面、系统地确定高速公路互通区指路标志的合理地名数，为高速公路指路标志的设置提供相应的改进建议，基于数据包络分析（DEA）方法，从驾驶人角度选取了反映其对指路标志认知反应水平的代表性指标，构建了高速公路互通区指路标志地名数研究的宏观模型。使用眼动仪和脑电仪在相关场景中进行室内驾驶模拟试验，以获取被试在不同地名数指路标志场景下的眼动行为、脑电以及驾驶行为数据。利用模型进行数据分析，得到驾驶人在地名数为4，5，6，7，8，9六种场景下，对指路标志认知反应的综合效率均值分别为0.983，0.956，0.902，0.796，0.699和0.617，再针对不同的指标集，进行指标敏感性分析，获取驾驶人在6种场景下的综合效率指数。通过试验发现：随着地名数的增多，驾驶人对指路标志认知反应的综合效率均值呈现下降趋势，当信息量超过其认知阈值时，系统综合效率值会迅速下降；不同地名数指路标志场景下，导致驾驶人认知反应效率低的原因存在差异，在对指路标志版面设计时应有针对性地予以改进；不同驾驶人对指路标志认知反应效率存在差异，所对应的标志地名数合理阈值也存在轻微差异，但总体上从驾驶人认知反应的角度考虑，高速公路指路标志的地名数阈值为6个。该研究从驾驶人对指路标志认知反应的角度，使用DEA方法构建了全面、系统的指标体系对指路标志的地名数进行了探析，为中国高速公路互通区指路标志的版面设置提供了参考。