平竖重合路段的弯道错觉及其对交通事故的影响

根据驾驶员视觉特性和弯道感知调查结果,阐述了透视曲率半径的估计和计算方法,并验证了透视图分析方法,阐明了错觉产生机理,最后对上三高速公路交通事故进行了调查分析.结果表明:驾驶员是根据弯道内侧边线的开敞程度来判断和估计弯道曲率的;平凹组合路段和平凸组合路段的事故伤亡程度分别显著高于和低于全路段;平凹组合路段的死亡率、受伤率和伤亡率是平凸组合路段的2倍左右;超速行驶是平凹组合路段事故多发的主要原因之一;全路段及2种线形组合路段的事故形态没有明显差异;平竖重合路段的弯道错觉及交通事故的异常性应引起高度重视.     

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%.      

高速公路隧道内轮廓标与路钮设置技术研究

目前对隧道内部引导驾驶员视线的轮廓标及路钮的研究不够深入与全面,规范也只给出了一个较大的间距设计范围。该文依据中频信息(包括轮廓标、路钮等设施)给驾驶员提供间隔的中等程度心理反应,考虑不同速度下隧道横断面尺寸、隧道线形指标、侧墙效应引起的驾驶员在隧道内行车轨迹的偏移等对驾驶员视野范围的影响,建立隧道内轮廓标与路钮间距计算模型,选择最优间距设置值。结果表明,直线路段与平曲线路段轮廓标与路钮设置间距计算模型不同,平曲线路段不同半径下轮廓标与路钮设置间距最大相差可达15 m。     

基于多因素的公路弯道停车视距计算模型研究

为了厘清弯道路段相关线形参数对停车视距的影响,在对弯道路段车辆行驶动力学分析的基础上,建立以制动初速度、平曲线半径、弯道超高、弯道纵坡及道路附着系数为自变量的弯道路段车辆制动模型;结合驾驶人和车辆的反应时间,根据运动学原理,构建弯道路段车辆安全停车视距修正模型,通过数值分析,提出弯道路段车辆停车视距计算方法,并将弯道路段车辆停车视距计算结果与《公路路线设计规范》规定值进行对比。结果表明,随着弯道纵坡坡度、超高的增大及弯道半径的减小,停车视距逐渐增加;模型计算值普遍大于规范规定值,特别是在高车速时二者的差别较大。     

急弯处警告标志位置对驾驶行为的影响研究

为探索急弯处不同警告标志位置对驾驶行为的影响机理,利用驾驶模拟试验,在急弯前设置5种不同位置的警告标志,观察车辆在弯前直线路段、弯道路段中的运行状态.结果表明,标志位置对直线路段的平均速度,直线、弯道路段的平均加速度、速度标准差均存在显著性影响;标志位置与急弯半径的交互效应对直线路段的平均速度、弯道路段的平均加速度有显著性影响.警告标志位置能够影响车辆在弯前直线路段的行驶速度、驾驶员在弯道路段对速度的纵向控制以及过弯前后速度的波动性;同时,对速度控制的影响还受到急弯半径的干扰.     

基于模糊神经网络的驾驶员弯道安全感受预测模型研究

论述了在人-车-路(环境)系统中驾驶员弯道安全感受的非线性特性。为了体现车辆、道路结构对驾驶员认知过程的作用和认知结果形成的影响,驾驶员弯道安全感受模型采用弯道平曲半径、车辆运行速度和驾驶员驾龄作为道路线形、车辆结构动力性、驾驶员经验的主要特征参数集,在增加积极和消极补偿运算的基础上,构建出模糊逻辑推理规则与神经网络优化逼近运算相互结合的5层推理预测模型,并结合实例数据,进行了对比分析验证,表明5层结构模型能够较好的满足特定弯道条件下驾驶员主观安全感受的认知推理预测要求,能够准确的、稳定的再现出驾驶员主观安全感受同驾龄、平曲半径和车辆运行速度间的相互作用关系。     

基于车辆侧向稳定性分析的弯道行驶安全评价

为提高车辆在弯道路段的行驶安全性,在分析弯道路段事故形态的基础上,提出弯道行驶安全性评价指标.同时,从车辆侧向稳定性分析角度,建立道路圆曲线半径与弯道路段行驶安全性的定量关系.通过TruckSim与Simulink的联合仿真实验,利用3种典型的弯道行驶工况,对现行规范中规定的标准弯道的行驶安全性进行评价.结果表明:道路圆曲线半径与车辆侧向稳定性呈正相关,车速与其呈负相关.在给定实验工况下,车速为120 km/h,圆曲线半径为500 m时,侧向加速度超过0.4g,横向载荷转移率达到0.7,车辆极易发生侧滑/侧翻;而当车速为40 km/h,圆曲线半径低于60m时,车辆动态响应的幅度虽有所增加,但车辆并不会发生侧滑与侧翻现象.      

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。     

基于安全感的高速公路隧道入口视线诱导系统

公路隧道入口黑洞效应是导致道路交通事故多发的重要原因。文中从交通事故主动预防出发,分析隧道驾驶员的安全感需求,并以秦岭一号隧道为例对隧道进口方向感进行分析,提出了基于驾驶员安全感需求,结合逆反射技术,针对隧道入口接近段、入口段的由反光环、反光条、猫眼道钉等组成的高速公路隧道入口视线诱导系统,以满足隧道入口安全要求。     

公路弯道昼夜驾驶行为特征研究

文章旨在研究昼夜对驾驶员在弯道处对车辆控制能力的影响,以此完善道路风险评估理论。借助模拟驾驶仪,选取14名驾驶员在昼夜条件下进行弯道驾驶试验。对试验数据进行了对比分析,并利用Logistic回归模型分析昼夜对弯道驾驶的影响程度,以此建立评价驾驶员紧张程度的数学模型。结果表明:对于驾驶员车辆控制能力,白天普遍要好于夜间,且与弯道半径呈正相关。另外,驾驶员夜间紧张程度也随半径变化而变化。基于此,可以针对昼夜、不同弯道半径分别实施车速限制标准,从而提高道路交通安全。     

线形诱导标设置条件的探讨

线形诱导标用于引导或警告驾驶员平面线形的变化,科学合理的设置线形诱导标有利于公路行车安全。在总结国内外研究成果和标准规范的基础上,针对国内外对线形诱导标设置条件的规定比较模糊,不便于实际操作的问题,对公路平曲线线形诱导标的设置条件进行了探讨,从视距和线形协调性两方面讨论了线形诱导标的设置条件。根据人机工程学并结合平曲线行车视距,讨论得出视距不良平曲线路段的界定条件;根据曲线路段运行速度的连续性和运行速度理论,讨论得出急弯曲线路段的界定条件。同时根据道路设计理论和运行速度预测模型推导出便于实际计算的应设置线形诱导标的急弯和视距不良路段的判定方程,为后续线形诱导标的相关研究和实际工作提供了借鉴。     

长大隧道光环境下驾驶人信息感知表征方法研究现状和进展

随着我国交通隧道数量的增多、种类的丰富,隧道运营安全、节能和舒适之间的矛盾日益凸显。为解决上述矛盾,其关键就在于明晰隧道运营光环境与驾驶人的关系。基于此,在国内外研究的基础上,将隧道动态光环境信息感知表征方法归纳为视觉辨识能力、视觉功效、视觉负荷、视错觉4类,并阐述其定义、表征模型、评价指标等研究现状。通过对比,厘清目前国内外对隧道动态光环境信息感知表征方法研究的不足,并从驾驶人注视行为和考虑“光生物效应”2个方面论述隧道动态光环境信息感知表征方法的研究进展。最后,指出在未来的公路隧道动态光环境表征方法研究中,应注重物理量与生物量的结合,并进一步考虑生物量变化对驾驶人信息感知的影响。     

基于驾驶工作负荷的高海拔地区隧道照明亮度分析

为研究高海拔地区与平原区驾驶员驾驶工作负荷差异特性以得到适用于高海拔地区的隧道照明亮度需求，以及客观量化高海拔地区公路隧道照明设计与管理标准提供理论、方法与技术依据，基于驾驶员驾驶工作负荷理论，从驾驶视认安全、稳定和舒适性的角度，分别在道路运行条件相似的江西宜安Ⅱ级公路和青藏公路高原青藏段（公路－Ⅱ级）设计实车试验进行定量研究。1）运用CART分类方法分析实地驾驶试验数据，发现海拔高度与驾驶员正常行驶的驾驶工作负荷之间呈正相关关系： 平原区驾驶员驾驶需求最低、驾驶工作负荷度最小，海拔高度3 200～3 300 m驾驶工作负荷度居中，海拔高度4 300～4 400 m驾驶工作负荷度最大。2）通过分析得到高海拔地区驾驶员驾驶工作负荷可根据海拔高度进行修正，得到修正系数和驾驶工作负荷度阈限。3）提出高海拔地区隧道照明视认需求相对于平原区的修正系数，海拔高度3 200～3 300 m时为1.2，海拔高度4 300～4 400 m时为1.8。4）得到不同海拔高度公路隧道各个特征段照明亮度设计标准。     

富水砂层土压平衡盾构小半径曲线始发掘进参数控制研究

盾构始发是盾构施工的关键环节，也是盾构施工时的高风险环节。为给南昌地区富水砂层条件下盾构曲线始发施工提供掘进参数设置样本，以南昌市轨道交通3号线绳金塔站—六眼井站盾构始发工程为背景，对富水砂层盾构小半径曲线始发段主要掘进参数进行统计分析，确定相关参数的优势区间，并基于盾体姿态控制参数和地表沉降进行掘进参数控制效果评价。结果表明： 1）盾构水平方向2组油缸推力在曲线段和直线段变化差异明显，线路平曲线半径越小，差值越大，在左右线曲线段和直线段水平方向2组油缸推力分别相差872%和758%； 2）线路平曲线半径越小，所需的总推力和刀盘转矩越大，而掘进速度略有降低，左右线总推力均值为1 3976 t和1 6717 t，刀盘转矩均值为3 1011 kN·m和3 7239 kN·m，掘进速度均值为388 mm/min和351 mm/min； 3）由于始发段掘进断面地层相对均一，土舱压力基本随隧道埋深呈线性增加，而由于右线曲线半径更小，因此右线土舱压力离散程度相对较高； 4）左右线盾尾注浆量差异不大，优势区间均为3~6 m3，均值约为4 m3； 5）左右线曲线始发段水平方向盾体姿态超限率分别为2%和4%，地表累积沉降最大值仅为625 mm，表明本工程小半径曲线始发段掘进参数控制效果较好，掘进参数对地层条件和线路线型具有良好的适应性。     

曲线顶管施工引起的地表变形预测研究

为了研究曲线顶管施工引起的地表变形,通过分析拱北隧道管幕工程曲线顶管现场实测数据,得出曲线顶管地表沉降槽的偏移曲线;在现有Peck和Loganathan地表变形计算公式的基础上,考虑曲线顶管与隧洞的相对位置对沉降槽偏移量的影响,得出经过沉降槽偏移修正的Peck和Loganathan地表变形预测公式。结果表明:1)曲线顶管施工引起的地表沉降槽曲线表现为非对称,最大沉降点可能出现在轨迹弯曲内侧,也可能偏向外侧;2)曲线顶管与隧洞相对位置引起的土体损失变化是造成沉降槽偏移的主要原因,相对位置与顶管穿越地层性质、顶进力、注浆压力和轨迹曲率半径等因素有关;3)修正的Peck公式可以较好地反映砂层和淤泥质土层中曲线顶管施工地面沉降槽偏移效应和最大沉降量。     

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。     

隧道驾驶疲劳唤醒段设置长度研究

为解决驾驶员在隧道中间段因驾驶疲劳带来的行车安全问题，对隧道驾驶疲劳唤醒段设置长度进行研究。首先，建立疲劳唤醒段的刺激量与其产生疲劳唤醒后对驾驶员的唤醒程度以及唤醒维持时间的相互关系； 然后，进行蓝、紫、青3种色彩，3种亮度及5种刺激持续时间共45种不同刺激量组合下疲劳唤醒段的静态唤醒试验，研究隧道疲劳唤醒段不同刺激量对被试驾驶员唤醒程度的影响规律，建立刺激量与唤醒程度的相关关系模型，得到疲劳唤醒段刺激量应不低于8.84 cd·s/m2； 最后，分析不同刺激量的疲劳唤醒段对驾驶员唤醒的维持时间，建立不同运行速度条件下疲劳唤醒段刺激量与唤醒维持时间的相关关系模型，根据不同运行速度下隧道疲劳唤醒段侧壁可设置的最高亮度，得到不同运行速度下隧道疲劳唤醒段应设置的长度。当设计速度为60、80、100 km/h时，第x（x∈［1, N-1］）处疲劳唤醒段的设置长度分别为160、200、220 m，第N处疲劳唤醒段的设置长度应保证剩余路段驾驶员的正常驾驶，且不低于65、80、90 m。     

基于双向反射分布函数的公路隧道照明计算方法及节能措施

隧道内壁作为隧道光照环境的重要组成部分，现有的照明计算方法在解决隧道内壁反光增效时，漫反射系数无法准确描述侧壁材料的反射特性，计算结果和实测值之间有较大偏差，不利于隧道照明安全与节能。为解决上述问题，提出一种改进的照明计算方法，借助离散元思想，将隧道侧壁离散为若干个反射单元，引入侧壁的双向反射分布函数，借此计算侧壁反射增光作用对路面的影响。研究发现： 相比隧道照明相关规范中的计算方法，改进方法的计算结果与实测值差距更小，仅有3.5%； 对不同材料用作隧道侧壁材料时的辅助照明效果，从路面、墙面的照度、均匀度等方面进行评价可知，相比于隧道专用腻子材料，隧道侧壁采用蓄能反光发光材料更有助于照明节能。     

公路平曲线路段大型车运行速度模型研究

从安全设计一致性理念出发,详细分析了驾驶员在高速公路自由流状态下平曲线路段的信息采集处理过程,认为大型车在平曲线路段的曲中点前后两部分运行速度是受不同的线形信息的影响,用大量的实测数据建立了相应的两阶段平曲线路段大型车运行速度统计模型。经过与实测速度对比验证,证明两阶段平曲线运行速度预测模型具有预测精度高、适用范围广的优点。这为利用运行速度制定公路线形设计标准提供了良好的数据支持,同时也为运行速度进行安全一致性审核提供了理论支撑。