基于驾驶员人因的高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法

为建立基于驾驶员人因的山区高速公路长大连续下坡路段线形组合设计方法,通过大型货车自然驾驶试验,研究了驾驶员动态视觉参数在长大连续下坡路段的分布特性及线形组合对驾驶员视觉的影响规律,提出了长大连续下坡路段线形组合设计控制指标和标准.首先通过长大连续下坡路段自然驾驶行为试验,获取了驾驶员眼动参数;其次利用主成分分析法,建立了长大连续下坡路段驾驶员视觉负荷强度模型;最后提出了基于驾驶员视觉负荷强度的长大连续下坡路段纵坡组合及平纵线形组合设计方法.研究结果表明:传统的陡-缓-陡纵坡组合模式设置的缓坡并没有减轻驾驶员行车过程中的视觉负荷,长大连续下坡路段应尽可能采用单一纵坡模式进行展线;相邻坡段坡度差宜控制在1.5％以内,条件受限时也不应超过2.3％;直坡段宜将直坡组合度控制在0.02 m-1以内,弯坡段宜将弯坡组合度控制在0.25m-1以内、条件受限时应控制在0.45 m-1以内.     

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。     

山区高速公路连续下坡路段驾驶员特性分析

本文依托四川雅泸高速公路长大纵坡路段行车安全对策研究项目,开展了针对山区高速公路连续下坡路段驾驶员特性分析,重点阐述了货车驾驶员在连续下坡路段驾驶行为特征问卷调查统计结果,以及车辆在连续下坡路段行驶时驾驶员皮温、脉搏、皮肤导电水平等生理指标的变化趋势,以进一步把握山区高速公路连续下坡路段驾驶员特性。分析结果表明货车驾驶员对于长大下坡的危险意识不够,并且存在相当数量的驾驶员有把下坡误认为是平坡或上坡的经历。在下坡过程中驾驶员生理指标总体呈上升趋势,接近坡底时呈下降趋势,驾驶员在连续下坡路段容易出现紧张情绪。     

山区高速公路连续下坡路段安全性分析及保障措施研究

在对山区高速公路连续下坡路段交通组成、交通事故数据和道路几何线形指标进行分析的基础上,确定了山区高速公路连续下坡路段的典型车型,应用世界道路协会(PIARC)的温升模型对连续下坡路段的长度进行了界定,分析了道路几何线形指标对连续下坡路段交通安全性和驾驶员心生理的影响,并对连续下坡路段的安全保障措施进行了总结和分析.     

高速公路连续下坡路段线形质量评价方法研究

针对高速公路连续下坡路段交通事故频繁发生,而设计规范对该类路段线形设计又没有制定特别标准的状况,通过分析高速公路连续下坡路段线形指标的特点构造线形质量评价参数,通过收集国内多条高速公路10个连续下坡路段的线形几何指标、交通事故数、交通量等数据,应用统计分析方法,建立了连续下坡路段线形评价参数与亿车公里事故率之间的关系模型,通过分析线形评价参数与亿车公里事故率之间关系曲线的拐点及事故多发的阈值,确定了线形质量评价参数的行车安全区间,为高速公路连续下坡路段线形设计提供指导。     

基于预览视距的山区高速公路线形安全性评价

视觉信息对驾驶员采取正确的驾驶行为至关重要,是高速公路安全行车的基础.从驾驶行为理论和驾驶员的视觉特性出发.提出了预览视距的概念,用于量化驾驶员的视觉信息,构建了预览视距计算模型.以预览视距为切入点.根据多条既有山区高速公路的设计资料、实际运营数据和事故资料,通过理论分析和试验验证,探讨了驾驶行为中的预览视距与高速公路线形安全性之间的关系.提出了基于预览视距变化率的山区高速公路线形安全性评价指标,并通过运行车速修正,建立了山区高速公路线形安全性评价模型与评价标准.     

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。     

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。     

基于驾驶员感知的高速货运通道长大下坡安全设计

采用问卷调查的方式,与50多名货车职业驾驶员进行了深入沟通.在此基础上,结合国道110高速公路昌平德胜口～延庆莲花滩段的实际情况,从分析驾驶员行车感知的角度提出了若干高速货运通道连续长大下坡路段的安全设计建议.设计建议可以为高速货运通道连续长大下坡路段的设计提供参考,也可以供设计其他高速公路连续长大下坡路段时借鉴.     

山区高速公路驾驶人加减速行为建模

山区地形地质条件复杂,各类复杂的组合线形设计更为常见,例如直线与平曲线间组合或不同平曲线间组合。驾驶人在相邻组合路段行驶时会感知到线形的变化,引起驾驶行为的改变,最终车辆的纵向加速度也会随之改变。频繁的加减速行为会引起驾驶人不适,甚至形成安全隐患。目前针对相邻组合路段驾驶行为的研究中,关于加速度的研究主要基于路段特殊点进行计算。随着驾驶模拟技术的发展,高仿真驾驶模拟器为高速公路的设计评估提供了更好的数据及试验条件支撑。在高仿真驾驶模拟器中,基于湖南省永吉高速公路道路设计参数及周边地形环境参数,构建山区高速公路的三维虚拟模型,以山区高速公路中的相邻组合路段为研究对象,获取山区高速公路组合线形路段的车辆纵向加速度数据,提取加减速事件后,基于驾驶人的加减速行为,采用混合Logit模型,分别判定道路线形层和驾驶人层的影响,研究组合线形对驾驶人纵向加减速选择的具体影响变量以及变量的影响范围。研究结果表明：下游路段最大曲率、上游路段圆曲线段比例、下游路段变坡点数量、下游路段曲线数量、上游路段平均曲率和当前位置曲率等对驾驶人加减速行为有显著影响;通过对比混合Logit模型和多元Logit模型,指出驾驶人层面对模型结果的影响显著。研究结果提供了一种山区高速公路连续纵向加减速行为的建模方案,并可为研究驾驶人在复杂线形条件下的纵向加速度选择行为提供基础。     

高速公路平纵线形与事故率的关系及其安全性评价

通过分析高速公路平纵线形指标与事故率的关系,引入线形影响因子,提出了基于线形影响因子的高速公路基本路段安全评价方法。首先,应用回归分析的方法,确定了平曲线半径、平曲线偏角、直线段长度、竖曲线半径及纵坡坡度与事故率的关系,在此基础上分析了弯坡组合、平竖曲线组合以及长大坡组合路段上的事故率。进而,结合事故率与线形的关系,以线形影响因子表征几何线形指标对高速公路事故率的影响,据此评价高速公路的行车安全性。案例分析结果表明,基于线形影响因子确定的危险路段与由实际事故率确定的危险路段具有极高的一致性,达到了81%。      

基于驾驶员心率增长率的山区高速长大下坡安全评价

通过实车试验,探索在长下坡路段行车影响驾驶员的心理因素,建立心率增长率预测模型。并通过实测数据对模型进行有效性验证,确立安全评价标准。研究发现：山区高速公路长下坡路段的坡度、坡长及竖曲线半径对驾驶员心理生理特征有显著影响;建立以累计坡长和曲率为自变量的预测模型,该模型能有效的预测长下坡路段驾驶员的心率增长率;心率增长率低于30%,纵坡路段安全性好,30%~40%安全性较好,高于40%较差。     

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。      

基于驾驶模拟实验的高速公路互通立交路段广告牌设置参数研究

针对互通立交路段广告牌易对驾驶员横向、纵向操控稳定性、视认特性造成影响,进而提高行车风险的问题,现研究了不同广告牌设置参数对互通立交路段车辆行驶特性和驾驶员视认特性的影响,并提出了互通立交路段的广告牌合理设置方案,降低广告牌对车辆行驶的不利影响。基于常用广告牌设置参数,通过SCANeR驾驶模拟试验,研究不同广告牌设置参数的影响规律。通过对车辆运行速度、横向偏移量、方向盘转角、注视频率、扫视频率等指标,对广告牌影响程度进行评价。通过各指标的分析结果,提出了各广告牌设置参数对指标的影响规律。为今后高速公路互通立交路段广告牌设置方案提供参考。     

山区高速公路连续长下坡交通安全综合治理措施探讨

山区高速公路由于地形、地质条件等因素的限制,在一些特殊困难路段不得不采用连续长下坡,对行车安全造成较大隐患.结合连续长下坡路段的工程实例,提出山区高速公路连续长下坡路段交通安全综合治理的一些措施和经验,在实施的过程中把握其针对性及综合性,以减少交通事故,提高连续长下坡路段的行车安全.     

长下坡与隧道群路段安全评价及保障方案研究

超长下坡与隧道群路段的安全保障研究,对公路交通安全的构建有着至关重要作用。总结归纳了在连续下坡与隧道群路段的事故特征中,驾驶人及车辆、车速、道路条件、气候、光照几个影响因素的特点。根据事故安全影响因素和驾驶模拟实验的结论,提取评价指标进行量化分级,采用模糊评价方法,选择设计指标安全条件、驾驶仿真实验驾驶表现、主观危险判断等3个指标建立超长下坡和隧道群路段的安全评价体系。同时,分别从几何线形设计、配套设施设计和运营管理的角度,对长下坡和隧道群路段需要注意的问题提出相应的安全保障措施。对公路超长下坡与隧道群路段的交通安全研究具有指导意义。     

重载货车长下坡挂挡决策行驶安全仿真

长大下坡是大型车辆事故多发的典型路段,现有仿真模式多适用于宏观评价道路平面线形安全,无法反映驾驶人不同挂档决策对长下坡行车安全的影响。建立了重载货车整车模型、转向控制器和踏板控制器。根据重载货车自然驾驶数据,引入驾驶人控制边界约束,通过联合TruckSim和Simulink软件,设计了基于挂档加速、挂档滑行、挂档制动的长下坡行驶控制策略。提出了在车辆速度层面引入驾驶人操纵行为特征谱的虚拟仿真试验。根据当前路段驾驶人挂挡问卷调查信息,以1条实际长下坡道路作为算例,研究了不同驾驶模式下重载货车长下坡行驶特性。仿真结果表明:预瞄定速模式控制下的车辆节气门开度和车轮制动压力呈现相互交替态势,与车辆真实长下坡行驶特性不符,难以为长下坡道路安全改善提供客观依据,而挂挡下坡行驶控制模式能够反映重载货车在不同挂挡决策下的行驶特性;以车辆行车速度和单轮制动压力为评价参数,在当前仿真路段行驶过程中,重载货车7档位挂挡下行安全性能最优,8档位挂挡下行综合性能最优,其单轮制动压力高幅值波动区域主要集中于28.3～35.5 km路段,从而可为该路段驾驶人挂档决策优化、道路纵断面及避险车道位置设计提供一种新的思路。     

高速公路超长下坡隧道群的货车行驶风险与对策研究

为研究山区高速公路超长下坡与隧道群耦合路段的行车安全,利用VBOX和红外线测温仪在雅康高速公路隧道群及相邻路段对下行载重货车进行测试。发现车辆制动集中于坡度超过2.6%的下坡路段、隧道出入口和有阳光照射的隧间路段,并且制动强度和制动频率随下坡的累计长度增加而增大;在下坡的加速作用下,长距离隧道行车和较小半径转弯会强化驾驶员的控速心理,容易导致车速过低和制动器严重热衰退。建议进一步增强隧道间的视觉顺适性、完善对长下坡的信息提示和对下行鼓式制动载重货车采取相应的安全管控措施,并提出了一种适合隧道内设置的摩擦式避险设施。     

绝对信息变化率评价道路平面线形质量

针对目前国内外缺少定量评价道路线形的方法和指标,从驾驶员对道路路线视觉感受的特性出发,提出了绝对信息变化率的概念,并把它用于道路线形的定量评价,合理地解释了平曲线线形对驾驶员行车时的心理和行为影响。     

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.