基于驾驶模拟器高速公路线形设计安全性评价

针对在道路施工之前很难有效地对道路线形设计的安全性进行评价,提出了一种新的道路线形设计安全评价方法,即在驾驶模拟器上构建待建道路的场景,通过提取并分析驾驶员操纵驾驶模拟器汽车在虚拟道路上行驶的客观反应指标,对高速公路的设计方案进行驾驶安全性、舒适性评价,及时发现事故隐患或对安全有不利影响的设计,减少由于设计不当给社会带来的损失及危害。     

汽车驾驶模拟器研究现状与未来展望

汽车驾驶模拟器是一种能正确模拟汽车驾驶动作，并能在主要性能上获得与实车驾驶相同感觉的仿真设备。按用途不同，可分为训练型汽车驾驶模拟器和开发型汽车驾驶模拟器。训练型模拟器可以初步完成对新驾驶员的训练；开发型模拟器能对人一车一环境系统进行研究，从而验证事故的发生原因，预防车辆事故的发生，为汽车工程设计提供帮助。     

新型立体动感汽车驾驶模拟器的开发

汽车驾驶模拟器是驾驶员训练教学与人机仿真试验研究的重要设备。利用汽车驾驶训练模拟器可部分代替实车训练,可学到规范化的驾驶操作手法、降低训练成本、节省燃油、缩短初期训练时间,而且有利于交通安全。文中提出一种新的具有立体动感的汽车驾驶培训模拟器,并介绍了该模拟器的原理、各系统结构及特点。     

基于仿真环境驾驶员反应特性研究

目前利用驾驶模拟器开展驾驶员临界反应特性的研究很少。本文在调查问卷、驾驶员静态指标的测量以及基于驾驶模拟器的驾驶员反应时间的测定基础上，利用神经网络对驾驶员的反应时间建模，并通过数据校验对模型的有效性进行了验证。这种方法为研究驾驶员应急反应行为提供了一条有效途径。     

汽车驾驶模拟器在交通安全中的应用综述

汽车驾驶模拟器是1种研究“人‐车‐路‐环境”交通特性的重要工具,由于具有重现性好、安全性高、成本低等优势,被广泛应用于交通研究方面,尤其因其能够在危险场景中采集多种车辆数据,近年来汽车驾驶模拟器在交通安全方面的研究进展飞速。文中简要介绍了汽车驾驶模拟器的国内外发展历史,从驾驶分心、道路设计、交通设计、交通事故和驾驶疲劳5个方面梳理出汽车驾驶模拟器在交通安全领域的应用研究,并分析了这5个方面研究领域中驾驶模拟器实验的其中利弊,探讨了汽车驾驶模拟器在中国交通安全研究中的应用前景及存在的问题。      

驾驶模拟器在自动驾驶系统中的应用研究

自动驾驶车辆在实际道路上行驶之前的测试阶段是一个至关重要的环节。一个低成本、高效率以及高精度测量的自动驾驶车辆的测试方式,对于自动驾驶车辆的开发具有重要意义。将驾驶模拟器运用到研究自动驾驶车辆测试已是近年来的一个研究热点。基于虚拟驾驶场景的自动驾驶车辆的检测,通过组合虚拟驾驶场景的背景车辆、行人、交通灯、建筑、指示标牌等元素,研究将驾驶模拟器与虚拟驾驶场景的联合应用来测试自动驾驶车辆。设计了典型的交通场景,通过自动驾驶车辆和背景车辆的实时交互,研究自动驾驶车辆的各项性能指标。研究结果表明:该驾驶模拟器可以高度拟合人类驾驶体验,驾驶员通过驾驶模拟器控制背景车辆能够很好的模拟现实中的驾驶行为,对自动驾驶车辆的仿真测试起到了促进作用。     

基于人机工程学的汽车驾驶模拟器后视镜布置研究

为进一步提升汽车驾驶模拟器的感受真实度和视野舒适度,对驾驶模拟器上的后视镜在驾驶视景中的位置布置进行了研究。依据人机工程学原理和驾驶员的视觉特性,结合解析几何学的相关知识,分别对驾驶模拟器的驾驶视景中的左、右后视镜和内后视镜的水平方向和垂直方向的位置与驾驶员视角之间的关系式进行了推导,得到了后视镜位置布置公式。通过对该公式的应用,以期进一步提升汽车驾驶模拟器的视景逼真度,同时改善驾驶员的视觉效率、减少视觉疲劳。     

基于SOM神经网络的多工况驾驶风格识别

不同的驾驶员对车辆的各项性能可能有个性化地要求,因此有必要对驾驶风格的分类与识别问题进行研究。首先在驾驶模拟器上采集不同驾驶员在多工况下的数据,利用主成分分析法选取驾驶员在各个工况下的特征参数,SOM神经网络分别对起步、加速及制动工况下的驾驶数据进行了聚类分析,然后以驾驶风格聚类分析结果为基础,建立了基于SOM神经网络的驾驶风格识别系统,该系统可根据驾驶员驾驶历史数据来判断其驾驶风格,最后以某一温和型驾驶风格识别结果为例验证了系统的合理性。     

开发型驾驶模拟器体感模拟算法及其评价

运用开发型汽车驾驶模拟器，可在模拟的汽车驾驶环境中，研究人－车－环境闭环系统特性，从而研制出高主动安全性汽车，驾驶员的视觉，听觉，触觉及体感是模拟器的四大模拟要素，直接影响模拟器逼真度，本文提出一种驾驶员体感模拟滤波算法，并建立驾驶员体感评价模型，仿真计算的结果表明，该算法既可充分发挥体感模拟系统硬件的模拟能力，并获得满意的体感模拟逼真度，又可为研制汽车驾驶模拟器需体感模拟软件的逼真度评价提供一种行之有效的方法。     

基于自动驾驶汽车稳定性的聚类辨识模型设计

在自动驾驶汽车中高级辅助驾驶系统（ADAS）的设计过程中，车辆稳定性控制目标并没有考虑驾驶员个性化特质需求，尤其在一些极端行驶条件下控制效果会适得其反。鉴于此，在传统汽车稳定性评价标准的基础上融合了隐马尔科夫理论（HMM）和K-means聚类算法，采用无迹卡尔曼滤波和因子加权分析的参数处理方法，设计了一种自动驾驶汽车稳定性辨识模型。模型通过Carsim/Simulink和基于DSPACE驾驶模拟器的硬件在环仿真方法进行了验证。结果表明：该模型能够实现自动驾驶汽车稳定性的合理分类和在线辨识，同时能为今后进一步优化自动驾驶汽车轨迹规划方法提供理论依据。     

基于Origin的隧道入口运行车速计算模型的探讨

运行车速被广泛的应用于检验公路线形。该文对运行车速计算模型采用了一个新的思路:考虑了隧道对运行车速的影响。该研究以人为本,分析了影响隧道入口驾驶员行车速度的三个主要因素:隧道洞内外光线差值、路基宽度差值以及洞口位置,运用Origin软件统计得出高速公路隧道入口运行车速计算模型。该研究完善了运行车速模型,为高速公路交通安全的评价提供了很好的前提条件。     

低能见度条件下高速公路应急指挥系统的建立及功能

通过对我国南方地区特殊气候条件的分析与研究,结合在大雾、暴雨、冰雪等恶劣天气条件下低能见度对高速公路行车安全的影响,介绍高速公路低能见度监测设备的工作原理、布设及数据采集,并阐述高速公路监控系统在低能见度天气条件下其预警、应急指挥、预案发布等方面所采取的措施及技术方法。     

驾驶行为与驾驶风险国际研究进展

驾驶人在驾驶车辆的过程中总会面临由自身或外界条件所带来的或高或低的风险，即驾驶风险，通过对驾驶风险进行识别、分析及评估是对风险进行管理的有效对策，明确由人为因素（即驾驶人个体特征及驾驶行为）所带来的驾驶风险并对驾驶人进行安全管理尤为重要。为了全面了解各类危险驾驶行为和各种驾驶人群体的驾驶风险行为研究进展，对驾驶风险领域重点问题进行了总体概述。从驾驶人个体特征及驾驶行为的角度出发，探究了驾驶风险领域目前的研究现状，并利用科学知识图谱展示驾驶风险领域研究的发展进程与结构关系。通过Web of Science核心合集数据库获取了3 406篇在1986~2020年（截至2020年2月29日）间出版的驾驶风险研究相关英文文献，共涵盖8 684位作者及6 018个关键词，基于科学知识图谱对该领域文献进行梳理与分析。结果表明：驾驶风险领域的国外研究在驾驶人选择方面主要从年轻驾驶人、老年驾驶人、新手驾驶人及职业驾驶人的角度进行切入，重点围绕酒驾、药驾、分心驾驶及疲劳驾驶等主题开展研究。与国外研究相比，中国在分心驾驶、疲劳驾驶领域的研究相对丰富，而针对酒驾、药驾的研究试验手段较为单一，研究不够全面；在研究对象的选取上，有必要进一步增加老年驾驶人及新手驾驶人的深入研究，包括老年驾驶人适驾性评估与教育培训，以及新手驾驶人驾照分级制度的可行性探索。在研究方法方面，国外常见研究方法包括问卷调查、驾驶模拟器试验、实车试验以及自然驾驶研究等，而中国在自然驾驶研究领域尚未充分开发利用；未来应考虑多种方法相结合并从不同角度促进对驾驶行为及驾驶风险的全面理解。     

雾环境下高速公路驾驶人跟驰行为研究

雾环境下驾驶人行车与正常天气相比，在低能见度下视觉参照物较少，驾驶人更倾向于跟驰行驶。为研究雾环境下高速公路驾驶人跟驰行为，以真实雾环境下实车试验方式，选择多条高速公路作为试验路段，以Smart Eye眼动仪获取车辆在雾环境下高速公路驾驶人视觉参数，包含驾驶人注视区域、注视角度、注视持续时间、瞳孔直径、扫视速度以及扫视幅度等，以归一化方法对驾驶人注视重心进行分析，研究不同能见度下驾驶人的跟驰需求，并通过对雾环境下上述视觉参数进行规律总结。对雾环境下驾驶人跟驰特性进行统计及分类，将跟驰行为划分为主动、半主动、半被动以及全被动跟驰；通过分析雾区低能见度下驾驶人跟驰行驶条件，引入多维偏好理论及后悔理论，进行驾驶人跟驰决策模型构建，并基于差分法对模型进行参数标定及验证。研究结果表明：驾驶人在1次跟驰动态过程中，正常车道保持时驾驶人扫视速度较低，而当处于车道调整时，驾驶人扫视速度存在较大波动，且平均扫视速度较高，低能见度下驾驶人注视点转移速度27.0 （°）·s^-1明显低于晴好天气的52.0 （°）·s^-1；驾驶人在跟驰过程中，能见度对驾驶人跟驰时的视觉特征有显著影响，通过跟驰模型构建可为后续雾环境下车辆跟驰前后车距及车速预测提供理论支撑。     

高速公路行车安全驾驶技术控制探讨

市场经济迅速发展以及人们生活水平的提高,汽车已经成为了人们日常出行必不可少的交通工具之一.随着汽车保有量的持续增加,社会各界对高速公路行车安全的关注度也随之越来越高.所以,加强高速公路行车安全驾驶技术分析研究的力度,制定切实可行的安全驾驶技术控制措施,才能从根本上促进高速公路行车安全水平的有效提升.文章主要是就高速公路...     

Role of steering wheel feedback on driver performance: driving simulator and modeling analysis

When driving in curves, how do drivers use the force appearing on the steering wheel? As it carries information related to lateral acceleration, this force could be necessary for drivers to tune their internal model of vehicle dynamics; alternatively, being opposed to the drivers' efforts, it could just help them stabilize the steering wheel position. To assess these two hypotheses, we designed an experiment on a motion-based driving simulator. The steering characteristics of the vehicle were modified in the course of driving, unknown to drivers. Results obtained with standard drivers showed a surprisingly wide range of adaptation, except for exaggerated modifications of the steering force feedback. A two-level driver model, combining a preview of vehicle dynamics and a neuromuscular steering control, reproduces these experimental results qualitatively and indicates that adaptation occurs at the haptic level rather than in the internal model of vehicle dynamics. This effect is related to other theories on the manual control of dynamics systems, wherein force feedback characteristics are abstracted at the position control level. This research also illustrates the use of driving simulation for the study of driver behavior and future intelligent steering assistance systems.     

考虑驾驶人风格的换道轨迹规划与控制（双语出版）

基于自动换道控制技术中融合个性化驾驶人风格的研究，建立考虑驾驶人风格的车辆换道轨迹规划及控制模型以提高换道规划控制模型对不同风格驾驶人的适用性，在保证安全性的基础上进一步满足驾驶人的个性化需求。首先通过问卷调查的方式采集得到了212份驾驶人风格量表数据，采用主成分分析法和K均值（K-means）聚类分析法将驾驶人按驾驶风格分为激进型、普通型和谨慎型，并通过驾驶模拟器试验采集不同风格驾驶人分别在自车道前车、目标车道前车和目标车道后车影响下的换道行为数据。然后对椭圆车辆模型进行改进，以描述不同风格驾驶人的行车安全区域，并据此构建3种典型工况下不同风格驾驶人的换道最小安全距离模型，结合驾驶舒适性约束、车辆几何位置约束以及不同风格驾驶人的换道行为数据，以换道纵向位移最短为目标，实现适应驾驶人风格的换道轨迹规划。最后以基于预瞄的路径跟踪模型作为前馈量，设计基于动力学的线性二次型最优（LQR）反馈控制器，通过调节控制权重矩阵实现3种工况下不同驾驶人风格的换道轨迹跟踪。PreScan和MATLAB/Simulink联合仿真结果表明：所设计的考虑驾驶人风格的换道轨迹规划及跟踪控制模型能够实现不同驾驶风格的自动换道轨迹规划及跟踪控制，可满足驾驶人个性化换道需求。     

Role of steering wheel feedback on driver performance: driving simulator and modeling analysis

When driving in curves, how do drivers use the force appearing on the steering wheel? As it carries information related to lateral acceleration, this force could be necessary for drivers to tune their internal model of vehicle dynamics; alternatively, being opposed to the drivers' efforts, it could just help them stabilize the steering wheel position. To assess these two hypotheses, we designed an experiment on a motion-based driving simulator. The steering characteristics of the vehicle were modified in the course of driving, unknown to drivers. Results obtained with standard drivers showed a surprisingly wide range of adaptation, except for exaggerated modifications of the steering force feedback. A two-level driver model, combining a preview of vehicle dynamics and a neuromuscular steering control, reproduces these experimental results qualitatively and indicates that adaptation occurs at the haptic level rather than in the internal model of vehicle dynamics. This effect is related to other theories on the manual control of dynamics systems, wherein force feedback characteristics are abstracted at the position control level. This research also illustrates the use of driving simulation for the study of driver behavior and future intelligent steering assistance systems.     

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。     

基于驾驶员信息处理能力的高速公路作业区限速值计算方法

基于人体工程学原理,将驾驶员在高速公路作业区行驶过程中接触的交通信息分为道路几何信息、道路交通运行信息、交通管理控制信息、气候与环境信息及驾驶员自身信息,将作业区各种道路交通信息进行量化处理,在系统分析驾驶员对信息处理模式的基础上,提出了基于驾驶员信息处理能力的高速公路作业区车速速度限制值计算模型。以2006年5月哈大公路入口作业区为例,考虑车道宽度、开放车道数、隔离设施、合流机会、合流冲突及大车影响对驾驶员接受信息的量化影响,计算得出该作业区的限速值为50 km/h,与工程实际中采用的55 km/h吻合较好,验证了本文所提方法的有效性,为高速公路交通管理部门确定车辆速度限制标准提供了一种参考方法。