穿村镇公路交叉口合理间距探讨

为解决穿村镇公路由于交叉口频密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,根据驾驶员连续驾驶模型理论,以驾驶员的心生理特性为切人点,研究穿村镇公路村镇路段内交叉口的合理间距,获得在限速60 km/h的穿村镇公路上,交叉口的合理间距至少为150 m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.认为合...     

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。     

基于驾驶员心率变化的山区旅游公路线形安全性研究

为研究山区旅游公路密集复杂线形及突破规范极限值的部分线形带来的行车安全问题,选用多名驾驶员进行实车实验,采集行车过程中驾驶员的心率增长率N,路线线形指标(纵坡坡度i,圆曲线半径r)和运行速度v等数据,运用SPSS和Matlab软件分析i,r,v对心率增长率的影响规律,建立N(i),N(r),N(i,r,v)关系模型.实验结果表明,随着半径减小、纵坡增大,心率增长率整体上升,大部分心率增长率在25% ~45% 之间,且速度对心率增长率的影响高于半径和纵坡;建议山区旅游公路圆曲线极限最小半径≥20 m,最大纵坡≤8.5%,圆曲线半径≤15 m时,限速值不应超过20 km/h.根据心率增长率及速度差等指标,提出敏感路段具有的特征,及敏感路段应采取的限速值和安全防护措施.      

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。     

高海拔地区驾驶员疲劳特性分析

为完善高海拔地区公路平面线形设计指标体系和提高高海拔地区公路交通安全,采用行车试验方法,通过心率血氧测试仪、五轮仪等仪器采集驾驶员在高海拔地区一级公路不同海拔行驶过程中的心率、血氧及车速等数据。分析不同海拔驾驶员心率、血氧随海拔高度变化的变化规律,得到了驾驶员心率、血氧量与海拔高度的变化曲线;利用SPSS软件计算了驾驶员心率RR间期标准差SDNN、平均值M、心率间期变异系数RRVC和驾驶疲劳度累积量DFC,得到了高海拔地区不同海拔高度疲劳起始时间及驾驶疲劳度DFD变化曲线;采用定性与定量相结合的方法界定驾驶员无疲劳感、轻度疲劳、中度疲劳和重度疲劳状态,建立了不同疲劳状态下驾驶疲劳度DFD与海拔H的关系模型。结果显示,驾驶员心率随着海拔的升高而增大,血氧量随着海拔升高而降低,心率随着血氧量的减小而增大;驾驶员疲劳度变化呈现"S"曲线,无疲劳感对应"S"形曲线的起点,轻度疲劳和中度疲劳对应"S"曲线的两个拐点,重度疲劳对应"S"曲线的终点;高海拔地区驾驶疲劳起始的时间比一般地区早,且驾驶疲劳度比一般地区高。研究结果为高海拔地区公路线形指标设计与交通安全保障措施的设置研究提供了理论依据,以期提高高海拔地区公路交通安全水平。     

山区双车道公路行车舒适性线形设计指标研究

从心理学和工学相结合的角度,以行车实验为依据,通过驾驶员心率的变动规律,用定量分析的方法研究山区道路线形同驾驶员心理压力和生理负担间的相关性,并建立定量性的评价指标。以山区双车道公路线形的行车舒适性为研究对象,通过分析道路平纵断面线形与驾驶员心率变动的相关性,探讨了山区双车道公路线形设计指标的确定。     

基于驾驶员心率的高海拔地区公路单一景观长度

为缓解高海拔地区驾驶员长时间行车导致的驾驶疲劳,提高高海拔地区公路段交通安全,在高海拔地区单一景观路段进行行车试验。通过心率血氧测试仪采集驾驶员在高海拔地区单一景观路段行驶过程中的心率血氧数据,分析驾驶员在高海拔地区单一景观路段行驶过程中心率变化特性,根据驾驶员心率变化特性提出了高海拔地区一级公路单一景观长度指标,以期对驾驶员行车疲劳起到缓解作用,提高高海拔地区公路驾驶员行车安全和交通安全。     

驾驶模拟条件下高速公路线形指标对驾驶绩效影响特征分析

驾驶绩效是衡量驾驶员维持正常驾驶能力的重要指标。为研究高速公路平、纵线形指标对驾驶员行车过程中纵向和横向驾驶绩效的影响,利用模拟驾驶实验平台开展了模拟驾驶实验。按照几何线形对实验场景进行路段划分,统计分析了不同线形指标路段单元上车辆速度、车道偏移量等驾驶绩效指标的变化规律。实验结果表明,车辆运行速度随着平曲线半径增大而上升;下坡路段车速随着纵坡坡度的增大出现先上升后下降的小幅度变化;车辆横向偏移量随道路线形指标无明显变化规律,其变化受驾驶经验、车速、线形指标等多因素影响。这一研究可为高速公路人性化道路线形设计提供参考。     

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%.      

基于驾驶员心理反应的安全坡度研究

通过心率增长率指标的提出,建立了驾驶员行车的心理生理反应与道路纵断面线形、车速等之间的定量关系模型,实测数据与模型计算数据进行对比,模型计算的精度比较好,能够反应驾驶员实际运行过程中的心率增长的变化。在对山区双车道三级公路上实测速度的统计分析的基础上,使用数理统计和分析的方法,得到速度累计频率分布曲线,确定85%位速度为51km/h。最后提出了山区双车道三级公路纵坡坡度的安全值为7%。     

基于最优控制理论的制动能量回收策略研究

以混合动力电动汽车为研究对象,以驾驶员的制动意图和制动能量回收率为设计指标,基于最优控制理论设计了一套有效的制动力分配模型。仿真结果表明,该控制方法能够显著提高汽车制动时的响应速度,大约在0.5 s以内就能实现制动意图,并且能够提高制动能量回收率10%左右。     

关于一、三级公路安全性认知因素的试验建模研究

在实测86处一级公路典型路段和188处三级公路典型路段道路结构基础上,确定驾驶员对国道一、三级公路的安全性认知因素集,进而针对一级公路的38处样本路段和三级公路的77处样本路段,组织47名驾驶人员进行现场认知评价试验,并应用模糊集合原理和模糊统计方法对评价试验得到的2829组(一级路673组、三级路2156组)有效认知试验评语数据进行分析处理,得到一、三级公路安全性认知因素的模糊评价隶属函数,从而给出驾驶人员对一、三级公路道路条件和交通环境的安全性模糊评价模型。     

基于人机工程学的山区公路桥头跳车分析评价

桥头跳车是山区公路小桥涵运营中的一种常见现象,它影响了行车的舒适与安全。选取了人机工程学指标,包括汽车振动加速度和驾驶员心率,作为桥头跳车对行车安全影响的评价指标;通过行车实验和对比实验,从乘车舒适性和振动知觉两方面,并结合ISO2631全身振动的相关规定,对内蒙古S203线山区某路段桥头跳车的严重程度进行分析评价,并给出了改善建议。     

山区公路纵坡段驾驶人脚操纵特征及驾驶负荷

为证实山区道路纵坡参数与驾驶人生理指标之间的相关性,明晰纵坡路段参数影响驾驶负荷的内在机制,在3条山区双车道公路上开展了小客车实车驾驶试验,采集道路纵坡参数、真实驾驶习惯条件下的驾驶人心电信号、加速踏板力和制动踏板力。基于实测数据,描述制动和加速踏板力幅值的分布特性,分析坡度值对踏板力的影响;探讨加速踏板力、制动踏板力与心率增长率H之间的关联度,并建立H与踏板力之间的回归模型,最终从体力和精神负担两方面揭示了纵坡路段驾驶负荷的形成机制。研究结果表明：制动踏板力的均值和特征分位值均高于加速踏板力,对应最高使用频率的制动踏板力幅值也高于加速踏板力,即下坡路段踩踏板操作的体力负荷更大;踏板力与H正相关,其中下坡制动踏板力与H之间的相关性更强,表明下坡路段尤其是陡坡路段的踏板操作更容易导致精神负担;当踏板力超过某幅值之后,部分驾驶人的H对踏板力的增加变得敏感;对纵坡单元各被试驾驶人的H和踏板力数据取均值,发现在消除驾驶人的个体差异之后,H踏板力的相关性变得更高。     

高速公路隧道驾驶员注视点分布特征分析

驾驶员的眼动特征能很好地表现视觉信息加工过程,可通过对高速公路隧道路段驾驶员注视点变动特征的记录及分析来判定隧道环境的安全性和舒适性。运用IView X HED Laptop眼动仪系统,以高速公路隧道驾驶员的注视点变动为研究对象,选取浙江省上三高速公路4座典型隧道,对2名驾驶员分别进行16次有效行车试验,得出驾驶员白天及夜间注视点分布范围。统计表明:在隧道路段,驾驶员注视点在车辆前方0.604～2.557s,夜间注视点分布比白天更靠近车辆前方。并提出交通信号系统改善方法。     

信息刺激条件下驾驶人警觉性改善规律

为研究持续行驶中的驾驶人在多种信息刺激条件下的警觉性改善情况,构建驾驶模拟试验环境进行试验,试验要求被试驾驶主车跟随前车,并在前车制动减速度超过一定阈值时报告。将时长2 h的试验分为6段,试验分组包括控制组（无刺激组）、设定音乐刺激组与信息刺激组,设定部分时段实施音乐或信息提示进行刺激。利用MP150记录驾驶人的心率与脑电α波、θ波数据,同时记录驾驶人判断绩效,并在试验前后填写SOFI疲劳测量表。试验结果表明：在无刺激条件下,驾驶人警觉性随时间延续呈逐渐下降趋势,信号击中率从84.7%下降到65.2%,心率降低,脑电α波、θ波功率谱密度升高;音乐刺激条件下,驾驶人的判断绩效、脑电α波、脑电θ波均保持在较为稳定的水平,可在一定程度上减缓警觉性下降的幅度;在信息刺激条件下,信号击中率有显著提高,脑电α波功率谱密度增加不明显,但脑电θ波功率谱密度升高;上述3个试验组的驾驶人心率均随时间呈缓慢减少趋势;适当的音乐刺激可使驾驶人警觉性保持在较为稳定的水平,还可以缓解疲劳感受,而信息刺激有助于驾驶人在特定时段提高警觉性并觉察风险。研究结果可应用于车载信息系统设计与安全管理。     

基于视觉仿真的虚拟仪表炫目优化

为了解优化虚拟仪表在光照下产生炫目对驾驶员驾驶感知的影响,通过VOC、QFD等工具分析客户抱怨情况并定义问题来源,利用视觉仿真方法获得各种工况下不同布置方案的包含驾驶员视觉仿真图像及每一像素点的光学信息,数据采用CTQ视觉对比度计算法进行数据对比与分析,对比分析了不同屏幕材质及工艺形成的反射率对驾驶员视觉感知的影响,通过该设计流程和表面处理方式,可在设计阶段对虚拟仪表在乘用车驾驶舱的光学干扰进行有效评估,为人机舒适性相关设计与优化提供指导。     

识别驾驶人意图的车道偏离防避有界控制

为了防止车辆偏离车道导致交通事故的发生和避免车道偏离防避系统（Lane Departure Avoidance Systems,LDAS）对驾驶人行为不必要的干预,提出基于中心区操纵特性阈值法和基于D-S（Dempster-Shafer）证据理论的车辆偏离车道驾驶人意图识别准则,并运用CarSim/Simulink联合仿真对比2种识别准则的有效性。建立转向盘角速度为输入的车路模型,设计LDAS滑模转向控制器,基于预瞄点的侧向偏移量和横摆角速度设计LDAS的期望横摆角速度观测器,并与基于道路曲率和预瞄点侧向偏移量的期望横摆角速度的LDAS进行性能对比。运用相平面法确定保证LDAS车辆稳定性的前轮转向角最大值,并基于CarSim/LabVIEW RT硬件在环试验平台验证基于BP神经网络训练获得D-S证据理论的初始概率赋值的驾驶人意图决策算法的有效性。结果表明：所提出的识别准则能够及时识别车辆偏离车道时的驾驶人意图,为LDAS控制器介入赢得了宝贵的时间,所设计的期望横摆角速度观测器具有很好的稳定性,所提出的方法能够有效避免车辆偏离车道。     

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。