城际道路平面线形与驾驶员眼动特性关系研究

为研究城际道路平面线形与驾驶员眼动特性之间的关系,选取长春市长清公路为试验道路,将其划分为直线路段和曲线路段,选取4名驾驶员佩戴DIkablis眼动仪在不同路段进行实车试验,获取瞳孔面积、注视持续时间眼动参数.结果表明:城际道路的直线长度、平曲线半径与驾驶员平均瞳孔面积存在相关性;直线路段开阔的视野和简单的线形使瞳孔面...     

山区高速公路隧道进口路段环境因素对驾驶员生理的影响

为了分析山区高速公路隧道进口环境变化对驾驶员生理的影响,在山区高速公路隧道进行实车试验,收集了限速、亮度、道路线形与驾驶员心率等数据。采用特征点法分析限速差对心率的影响;在此基础上采用回归法,建立预测模型分析不同限速条件下亮度、道路线形对心率的影响。分析结果表明:限速差越大,进口路段心率变化率越大;限速条件相同时,亮度变化率越大,心率变化率越大;平纵线形指标对驾驶员心率增长率影响明显。在对模型进行验证分析的基础上,结合国内外相关研究成果,提出了隧道进口安全改善方法。     

山地城市快速路弯坡路段驾驶员眼动行为特性

在山地城市快速路进行实车试验,运用Smart Eye Pro 5.7型非侵入式眼动仪对驾驶员眼球运动进行记录,统计分析驾驶员在山地城市快速路不同类型弯坡路段的眼动行为。结果表明:将驾驶员注视区域划分为6类能更好地反映驾驶员的视觉搜索特性。驾驶员在不同类型弯坡路段行驶时,随着道路环境复杂程度的增加,驾驶员长时间注视占比、瞳孔直径和扫视持续时间增长幅度较大;竖直视角变异系数受道路环境变化影响不明显,而道路环境变化对水平视角变异系数影响显著。     

驾驶员前视行为特性的动态变化规律

为了准确描述驾驶员前视预瞄行为随车速及道路曲率动态变化的特性,文章开展了在不同道路曲率和车速下的驾驶员前视距离实车场地试验测试,建立了车速-道路曲率-驾驶员前视时间的关系曲线,并将其应用于人-车-路闭环仿真中,进一步提高了驾驶员方向控制模型与真实驾驶员操纵行为的一致性.     

驾驶仿真模型实验验证及参数初步标定

为了验证适用实际道路输入的最优加速度模型并标定相应的参数,选取有代表性的路段进行实车观测实验。实验的结果表明:该模型的仿真结果与实际车辆在弯道上行驶规律相吻合,驾驶员的前视时间在不同的视野下有所变化,并且不同的驾驶员其前视时间存在一定的差异。     

动态道路交通环境对驾驶疲劳的影响试验

影响驾驶疲劳的因素很多.作为驾驶疲劳主要影响因素之一的道路交通环境,是以动态形式展示在驾驶员视野中并产生作用的,有必要针对道路交通环境的动态特性进行专门研究.首先理论分析动态道路交通环境相互制约和影响的持续变化性和自主可控性.据此设计了基于3个场景的2组现场实车试验.然后以驾驶员的心率作为测量指标,研究动态道路交通环境对驾驶疲劳的影响.通过对比分析驾驶员的心率随道路交通环境场景的变化程度和行车速度大小的变化规律,发现道路交通环境变化性的大小会对驾驶疲劳的形成和发展产生影响.因此,合理设计道路交通环境的变化性能够减缓驾驶疲劳,提高道路的安全水平.     

林区公路纵坡下坡路段驾驶员心率的特性分析

为了研究驾驶员在林区冰雪路面纵坡下坡路段行车过程中的心理生理特性,提高林区冰雪路面行车安全性,选取林区冰雪路面纵坡路段作为试验路段,通过实车试验采集驾驶员行车过程中的运行车速和心电信号等数据,分析驾驶员心率增长率与试验路段线形指标、运行车速之间的关系,建立驾驶员心率增长率与线形指标、运行车速的回归模型。结果表明:在林区冰雪路面纵坡下坡路段行车时,驾驶员心率增长率与坡度、运行车速均呈正相关,而与坡长的相关性不显著;驾驶员心率增长率与坡度、运行车速均存在三次函数关系,心率增长率随着坡度增加而增加,随着运行车速的增大而增大;坡度和运行车速2个因素共同作用时,驾驶员心率增长率增加更显著,坡度越大、运行车速越高,驾驶员心率增长率越大。     

雨天高速公路纵坡对驾驶员心率及行车速度影响

为了探究降雨时高速公路纵向坡度对行车安全的影响, 以驾驶员的心率增长率(HRGR)和行车速度做为特征参数, 量化分析晴朗和降雨天气下行车速度与驾驶员心率和纵向坡度之间的关系。开展实地驾驶试验采集基础数据, 提取特征参数进行数据融合, 在控制其他因素不变的情况下, 对比晴天和雨天驾驶员HRGR和车辆行驶速度表现的异同, 并确定纵坡路段的研究特征点; 分析晴天和雨天行车速度表现与驾驶员HRGR变化规律, 建立晴天和雨天驾驶员HRGR和行车速度与道路纵向坡度之间的量化关系模型。结果表明: 道路条件相同时, 驾驶员HRGR与行车速度在晴天和雨天的变化规律是分别一致的, 但雨天驾驶员HRGR变化幅度更大, 减速次数更多; 随坡度增大(坡度区间为[1.0%, 4.0%]), 驾驶员HRGR在下坡路段满足指数增长模型, 在上坡路段满足对数增长模型; 行车速度在上坡路段是呈负指数下降趋势, 但在下坡路段, 行车速度在晴天呈指数型增长, 在雨天却呈现出二次多项式先增长再下降的变化规律。      

突发情况下驾驶员生心理与道路环境模型分析

本文利用动态心电分析仪、Freecod数据采集系统及动态GPS,在交通运输部试验场对紧急状况下驾驶员心率变化与车距障碍物距离以及行驶车速间的关系进行了试验研究。试验结果表明,遇到障碍物时,心率变化大体呈波浪式,上下起伏状;在傍晚,驾驶员心率变化要比中午明显。在数据分析基础上,建立驾驶员心率与车距障碍物以及心率与行车速度的回归模型,并对模型进行验证。试验结果有助于进一步明确突发事件下驾驶员的心率变化规律。     

山区高速公路桥隧连接段安全评价技术

针对山区高速公路桥隧连接段事故率高的特点,为了从道路几何线形优化角度提高其行车安全性,对桥隧连接段特征点车速进行了观测,并开展了驾驶员心理生理指标的实车试验.在此基础上分析了车辆在桥隧连接段车速衍生值(平均速度差和加速度)以及驾驶员心理生理指标的变化情况,并运用数理统计理论定量分析了桥—隧路段、桥—隧—桥路段以及隧—桥—隧路段3种主要形式对车辆平均速度差、加速度以及驾驶员心率增长率的影响.结果表明,隧道洞口平纵线形和隧道之间的连接段长度对车辆平均速度差、加速度和驾驶员心率增长率都有一定的影响.最后,并针对桥隧连接段提出了基于平均速度差、加速度和心率增长率的评价方法.     

考虑驾驶员视觉特性的路段设计通行能力修正方法

通过真实道路环境下眼动试验数据处理得到不同的视觉特性参数,运用灰关联熵分析法遴选出与交通流水平关联度较大的3个视觉特性参数,即注视点分布、视角区域分布及平均注视时间,建立路段交通量与驾驶员视觉特性参数的变化关系,并根据驾驶员视觉特性参数变化规律,提出了考虑驾驶员视觉特性参数的路段通行能力修正方法。分析结果表明:交通量未饱和时,驾驶员视觉特性参数变化比较平稳,而当交通量趋于饱和时,视觉特性参数变化剧烈;修正后的路段设计通行能力更加符合实际情况。     

道路环境感知与预警系统的研究

提出了一种具有3层控制结构的车辆道路环境感知与预警系统,其中主要包含前向碰撞预警和自适应前照灯两个模块.实车道路试验结果表明,该系统能有效地增强驾驶员的感知能力并在危险时发出碰撞预警,显著提高了行车安全性.     

高速公路不同线形组合路段划分研究

通过对27名典型车型驾驶员在高速公路不同线形条件下的运行速度、生理和心理变化等现场试验数据采集、分析,得到驾驶员安全舒适性评价指标(驾驶工作负荷度)在高速公路不同线形组合路段的变化规律;提出高速公路线形变化引起的车辆运行速度和驾驶工作负荷度变化具有提前性,而并非在道路线形变化点同时发生变化,这种提前现象反映出驾驶员对道路线形条件变化认知和决策的适应特性;提出了基于驾驶工作负荷度变化特性的高速公路不同线形组合路段划分标准。研究结论对道路设计、交通安全设施布设和道路运营管理等理论和实践具有一定的参考价值。     

草原公路线形诱导标志对驾驶员视觉特性影响的实验研究

草原公路线形诱导标志在指示曲线路段道路线形变化、诱导驾驶员视线、缓解视觉单调感、提高行车安全等方面都发挥着重要作用.选取草原公路不同曲线路段,利用眼动仪采集7名驾驶员的眼动指标,筛选得到5名驾驶员的能清晰描述眼动变化规律的有效数据,并通过单因素方差分析筛选眼动响应敏感指标,得出不同因素对驾驶员眼动指标的影响规律.结果表明,瞳孔直径对是否存在线形诱导标志、驾驶员性别响应敏感;扫视幅度对线形诱导标志设置位置响应敏感.不存在线形诱导标志时,驾驶员的平均瞳孔直径大于存在线形诱导标志时驾驶员的平均瞳孔直径0.09 mm;而存在线形诱导标志时,驾驶员的瞳孔直径变化幅度较大,平均变化率相差近0.5%.线形诱导标志设置在道路左侧时,驾驶员扫视幅度幅值较大,相比线形诱导标志设置在道路右侧时驾驶员的扫视幅度高2.59°,平均变化率相差1.3%.女性驾驶员在线形诱导标志引导路段的平均瞳孔直径比男性驾驶员大近0.25 mm,瞳孔直径变化幅度明显,平均变化率相差0.7%.      

特长隧道灯光带对驾驶员视觉信息获取的影响

为研究高速公路特长隧道中,驾驶员在特殊灯光带区域视觉信息的感知模式,分析灯光带对视觉特征的影响,选用9名驾驶员进行隧道环境实车研究试验.采用眼动仪记录行车过程中驾驶员视觉特征参数,通过专用软件及统计方法分析试验数据,获得数据特征.结果表明,所有试验路段驾驶员注视时间、注视次数变化平缓,完整隧道段驾驶员扫视幅度值及其变化...     

驾驶经验对安全车速选择影响的研究

为研究驾驶员的驾驶经验对安全车速选择的影响,采用情景试验的方法,对驾驶员安全车速的感知进行了试验。研究结果表明:在不考虑驾驶车辆性能、驾驶任务缓急的情况下,驾驶经验对驾驶员安全车速的选择产生较大影响,有经验的驾驶员安全车速的选择在限速范围内相对集中,受道路及环境约束变化的影响较小,安全车速较为均衡;而无经验的驾驶员安全车速的选择更容易受道路及环境约束变化的影响,具有较大的离散性。     

雾天不同能见度条件下高速公路限速建议值研究

高速公路雾天不同能见度条件下,驾驶员对道路线形走向的敏感性有所变化,驾驶员需要不断调整方向盘,以不同的车速行驶在线形不断变化的高速公路上.为了探寻在雾天不同能见度条件下,驾驶员以不同车速通过不同曲率道路时的驾驶行为安全特性,利用UC-win/Road建立道路驾驶模拟环境,采集驾驶员在单因素和正交多因素实验方案条件下的车辆运行轨迹数据,结合驾驶行为特点提出了新的评价指标(车辆横向偏移系数)对驾驶员的驾驶行为进行分析.结果表明,能见度、圆曲线半径和车速对车辆横向偏移均具有显著性影响;并且通过正交试验确定各因素对车辆横向偏移影响由强到弱依次为:能见度(F=531.643)>圆曲线半径(F=256.599)>车速(F=45.986).      

高速公路特长隧道对驾驶人的影响

为研究驾驶人在特长隧道中心理、生理和驾驶行为的变化规律,进行了实际道路试验.试验采用多导生理记录仪实时记录行车过程中驾驶人心率,微波速度传感器测量记录车速度变化.将特长隧道分为人口段、行车段和出口段,分别研究不同路段中驾驶人心率和车速的变化规律及对应关系.结果表明:驾驶人在高速公路特长隧道人口段行驶时,心率增加,心理紧...     

公路隧道出入口驾驶员视觉负荷评价与建模

公路隧道出入口段行车时驾驶员的视觉负荷变化较大，为进一步量化该路段视觉负荷的变化规律，选取10名驾驶员在秦岭终南山公路隧道柞水—西安段进行实驾试验，采集驾驶员在昼间晴朗天气下通过隧道出入口路段的照度、车速、瞳孔面积等数据。通过分析驾驶员在隧道出入口段的瞳孔面积变化特征，参照峰均比(PAR)、频段比(LF/HF)等物理学、医学参数，提出“瞳孔面积相对变化强度”(RCPA)的概念，将其作为视觉负荷的评价指标，划分出该指标取值与视觉舒适度的关系，并建立RCPA与速度、照度的数学模型。结果表明： 1）RCPA可以较好地体现出隧道出入口段视觉负荷渐变累积和急剧震荡的规律； 2）在即将驶入洞口和刚刚驶离洞口时的瞬时视觉负荷最大，超过了生理极限； 3）RCPA与速度、照度的定量关系可为隧道出入口制定安全速度阈值、改善照明环境提供参考依据。     

基于模糊神经网络道路纵向附着系数预测

为了研究路面状况及使用年限对道路纵向附着系数的影响,通过对不同年限、不同干湿状况的路面进行测试纵向附着系数,建立了基于模糊神经网络道路纵向附着系数预测模型,并通过实车制动试验进行验证。试验结果表明:预测模型误差率小于6%,实车制动试验制动车速与实际车速误差也在6%内,验证了模型的有效性和实用性。因此,为交通事故再现提供了一个快速有效的方法。