老年驾驶人在交叉口的视觉特性（双语出版）

机动车驾驶人主要通过视觉搜索行为获取交通信息,为了分析老年驾驶人进入道路交叉口的视觉特性,建立了5个道路交叉口的虚拟场景,并进行了驾驶模拟试验,采集了21名老年驾驶人和17名中青年驾驶人进入交叉口的眼动数据。应用动态聚类法将驾驶人的视野平面划分为5个注视区域;在此基础上对比分析了2组驾驶人进入交叉口的注视特性、扫视特性、注视转移概率和注视平稳分布概率;并通过灰色关联度矩阵分析了影响注意转移行为的因素。分析结果表明：老年驾驶人对非行驶方向上的注视区域的注意都相对较差,2组驾驶人的注视持续时间、扫视幅度和扫视平均速度存在较大的差异,其中老年驾驶人的扫视幅度和扫视速度明显低于中青年驾驶人,而且老年驾驶人的注视点分布在车辆正前方区域的平稳分布概率为80.7%,比中青年驾驶人的69.3%高11.4%,并且具有显著性差异,说明老年驾驶人注视转移模式的灵活性相对中青年驾驶人较差。     

驾驶人的视觉特性与反应特性

汽车驾驶员在行车中，有80％～90％以上的信息是依靠视觉获得的，驾驶员的眼睛是保证安全行车的重要的感觉器官，眼睛的视觉特性与交通安全有密切关系。     

酒后驾驶员在交叉口的视觉特性研究

为了研究饮酒对驾驶员视觉信息收集的影响,验证酒后驾车判断标准的可靠性和合理性,利用UC-win/Road软件搭建虚拟道路交叉口场景,组织20名驾驶员在饮酒前后进行模拟驾驶试验,使用呼吸式酒精检测仪对驾驶员体内酒精浓度进行检测.对驾驶员进入5个交叉口前后的7种视觉指标进行对比和显著性差异分析,并根据饮酒前后指标变化情况计算驾驶员指标衰退率,建立各指标衰退率与体内酒精浓度之间的关系模型.结果表明,驾驶员饮酒后6种视觉特性指标均出现显著变化,在相同时间和场景下注视次数减少12.3%,单次注视持续时间增长11.6%,且注视区域更加集中,扫视幅度减小14.1%,眨眼次数和持续时间分别增加10.7%和16.4%.与直行相比,驾驶员在交叉口转向时注视和扫视指标的变化幅度更为明显.当被体内酒精浓度在20~60 mg/100 mL范围时,3种视觉特性指标衰退率在5%至20%之间,且随体内酒精浓度呈递增趋势,其中眨眼指标受试验时间影响较大,其衰退程度也最为明显.     

高速公路连续隧道群驾驶人视觉特性分析

为了提高高速公路隧道群的行车安全,研究隧道群环境下驾驶人的视觉特性,在实际高速公路隧道群场景中,设计了驾驶人眼动特性实验方案,借助TobiiGlass2眼动仪与ErgoLAB数据分析平台采集了20名实验者的注视、扫视及瞳孔变化等眼动行为数据,对比分析了视觉特性变量在不同隧道、不同区段的差异。结果显示,在水平方向上第1条隧道的视野角度均值高于第2条隧道,而在垂直方向上则相反;第2条隧道的平均扫视时间比第1条隧道缩短47.75%,第1条隧道的平均瞳孔直径比第2条隧道大7.89%;第1条隧道入口段的瞳孔面积变化率平均值与方差大于第2条隧道入口段。实验结果表明,驾驶人在连续隧道群中通行到第2条隧道时视觉负荷降低,视觉稳定性提高。     

无信号控制交叉口老年驾驶人转向行为图谱研究

考虑到老年驾驶人存在的视觉弱化、反应能力下降等问题,有必要分析其转向行为特征。基于此,本文分析了在无信号控制交叉口情景下老年驾驶人的转向行为特征,并绘制图谱描述行为特征的时序变化。基于无信号控制交叉口的现实场景调查,搭建了具备常见冲突类型的虚拟仿真驾驶场景（包含6个无信号控制交叉口）,招募符合要求的老年驾驶人与中青年驾驶人进行驾驶模拟实验,分别采集车辆行驶数据（驾驶模拟器）、眼动数据和生理心理数据分析老年驾驶人与中青年驾驶人在不同转向场景下的行为特征差异,应用图谱理论构建驾驶人转向行为图谱描述老年驾驶人与中青年驾驶人的转向行为特征时序变化。实验结果表明：老年驾驶人的速度均值为20.4 km/h、注视持续时间均值为289.47 ms、扫视幅度均值为3.51°;中青年驾驶人的速度均值为35.79 km/h、注视持续时间均值为247.94 ms、扫视幅度均值为4.56°。老年驾驶人的心率变异性时域指标（SDNN和RMSSD）与频域指标（LF/HF和TP）的值更低,表明老年驾驶人在转向过程中更加紧张。图谱显示老年驾驶人的紧张持续时间更长,并在信息获取广度上弱于中青年驾驶人。结合图谱时空差异性指标发现,这2类驾驶人的驾驶行为在左转向场景下存在显著性差异,老年驾驶人驾驶操作的稳定性与安全性较低。     

基于驾驶人视觉特性的公路景观设计研究

从分析驾驶人视觉特性出发,分析了动视觉和静视觉对于公路景观的不同要求,分别阐述了基于动视觉和静视觉的公路景观设计理念,并提出了使用评估的方法。对于提高公路景观设计的科学性和合理性具有指导意义。     

基于驾驶人视觉特性的公路景观设计研究

从分析驾驶人视觉特性出发,分析了动视觉和静视觉对于公路景观的不同要求,分别阐述了基于动视觉和静视觉的公路景观设计理念,并提出了使用评估的方法。对于提高公路景观设计的科学性和合理性具有指导意义。     

基于视觉特性的驾驶人预瞄时间建模

针对固定时长的预瞄时间无法真实反映驾驶人预瞄行为的问题,首先对自由流条件下的驾驶人视觉特性进行研究,得到直行路段驾驶人注视点多分布在车道中央、弯道路段驾驶人注视点多分布在内侧边缘线附近且视线近似与内侧边缘线相切的结论;在此基础上,探究直行和弯道路段驾驶人预瞄时间的求解方法,并借助驾驶模拟器进行试验,获得了17位驾驶人的预瞄时间。由于预瞄时间的原始数据分布离散程度高,难以直观地体现其随道路线形的变化规律,因而对预瞄时间随道路线形的分布特征进行研究,利用分组求中位数的方法进行数据处理,最终构建预瞄时间关于道路线形的分段线性函数和非线性指数函数。最后,通过数值仿真研究不同类型的预瞄时间（固定时长的预瞄时间、分段线性函数预瞄时间及指数函数预瞄时间）对人-车-路闭环系统动力学特性的影响。研究结果表明：驾驶人预瞄特性会对车辆的轨迹跟随和车道保持绩效产生重要影响;在闭环系统中使用随道路线形变化的预瞄时间可以显著提高车辆的轨迹跟随绩效,确保车辆在指定车道内行驶;驾驶人对道路环境的感知具有自适应性,通过其视觉特性可准确感知环境变化,并据此调整决策目标及其操纵特性。     

城市隧道长度对驾驶人视觉特性影响分析

为了探究城市隧道长度对驾驶人视觉特性的影响,开展了城市快速路隧道行车实验.采用Tobii Pro Glasses 2可穿戴式眼动仪采集驾驶人行车过程中的瞳孔直径、扫视时间以及注视点分布数据,运用数据拟合的方法分析城市隧道长度对驾驶人瞳孔直径及扫视时间的影响规律,从安全注视区域的角度分析驾驶人注视点分布对行车安全的影响.结果表明,城市隧道长度小于1 km的短隧道对视觉特性影响较小,驾驶人瞳孔直径最大值较小,扫视百分比相对较低;长度介于1~2 km的城市隧道对视觉特性影响显著,在此区间随着隧道长度的增加,瞳孔直径最大值显著增大,扫视百分比迅速增加;隧道长度超过2 km以后,瞳孔直径最大值不再继续增加;城市隧道长度越大,驾驶人注视点分布越离散,行车风险越大.研究成果可以为城市隧道交通安全设施设计及交通组织提供科学依据.     

风险情境下老年驾驶人行为特性研究

为研究风险情境下老年驾驶人与中青年驾驶人行为特性的差异,并确定老年驾驶人的眼动、心理生理、驾驶操作及风险感知等各类行为特性的衰退情况;选取19位老年驾驶人和19位中青年驾驶人作为试验对象,应用眼动仪、生理仪及驾驶模拟平台开展驾驶模拟试验;采集5种风险场景下2组驾驶人的眼动、心理、生理、操作行为与车辆运行数据;对比分析2...     

考虑驾驶人安全与视觉特性的高速公路路堑边坡景观优化

为了提升高速公路路堑边坡的景观效益及安全价值,提出考虑驾驶人安全与视觉特性的路堑边坡景观优化思路。首先结合驾驶人视觉特性,以行车视距、注意力集中点和最深视野为参数,对高速公路视觉敏感度进行分区研究,得到高、中、低3级视觉敏感区空间范围。其次对路堑边坡进行景观比重研究,结合净区设置规范,进行净区和景观比重数值模拟计算,得到坡率为1∶8~1∶0.75的路堑边坡在6组坡高下满足净区设计规范之后的景观坡面占据高视觉敏感区的景观比重值。最后结合模拟结果提出路堑边坡优化建议,使其在保障驾驶安全的基础上实现景观效益最大化。结果表明：车速为80 km·h^-1时,高视觉敏感区宽37 m、高10 m,中、低视觉敏感区均宽119 m、高82 m;路堑边坡坡高为0.75 m时,坡率为1∶8~1∶7的边坡景观比重可以超过50%,坡高大于3 m时,缓于1∶1.5的路堑边坡坡长占据高敏感区的景观比重接近定值71%;坡高一定时,路堑边坡坡率越缓,越容易满足净区宽度设置要求,可在增强交通安全属性的同时提升边坡景观展示效率。     

基于视觉特征的交叉口交通标志设计

本文针对北京城市道路交叉口交通特点,实地调研西单5个交叉口交通标志设计设置状况。基于驾驶员对交通标志的认知能力和视觉特性理论,通过数学逻辑公式推导出城市道路交叉口交通标志设计的3个主要技术参数:标志设置的前置距离、汉字高度、牌面尺寸。最后结合所调研道路的实际条件,并基于人的视觉特性设计出在一定的道路条件下较为合理的交叉口交通标志。     

老年驾驶人的驾驶自我调节研究述评

随着社会人口老龄化的发展,老年驾驶人的占比逐年增加,提升老年人的驾驶安全性对于其安全自主出行和公共交通安全均具有重要意义。驾驶自我调节是老年驾驶人为适应身体、认知功能变化而对驾驶行为做出的主动调整,是其提升驾驶安全性、延长驾驶生命和维持自主行动能力的有效补偿策略。通过对已有关于老年驾驶人的驾驶自我调节研究进行系统回顾,介绍了老年驾驶人的驾驶自我调节行为的定义及其表现,归纳分析了其驾驶自我调节行为的影响因素及产生机制,在此基础上总结了现有研究的局限,并指出了未来进一步研究的主要思路和方向。对文献的梳理和分析表明：老年驾驶人的驾驶自我调节包括减少驾驶频率和回避具有挑战性的驾驶情境2种主要形式,并可分为策略性、战术性和生活目标性自我调节3种不同的层次水平;驾驶自我调节是一个复杂的过程,社会人口因素、生理健康和功能状况、心理因素等均可对其产生影响;驾驶自我调节的产生机制可以被概括为是个体从认知到态度改变,再到形成调节行为意向,直至最终发生驾驶行为改变的动态决策过程。未来对老年驾驶人的驾驶自我调节行为研究应更进一步将客观驾驶行为数据、医疗机构数据与驾驶人主观自我报告相结合,适当开展追踪研究,考察驾驶自我调节行为随年龄的发展变化趋势,深入探究驾驶自我调节的产生机制及其在降低事故发生和提升驾驶安全性方面的作用。     

广告牌空间位置对驾驶人视觉的影响分析

以广告牌为代表的道路路侧设施信息纷繁复杂,给驾驶人带来视觉负荷,为确定路侧信息对驾驶人行车环境造城的影响,研究通过设计实车试验,将所有被注视的高立柱塔架式广告牌作为研究对象,以交通量、照明和空间位置等作为分类变量,利用Logistic回归模型,讨论分类变量是否对驾驶人捕捉广告牌有显著性影响。研究表明,广告牌空间位置对驾驶人视觉行为产生影响,右侧紧临道路设置广告牌对驾驶人视觉捕捉的比例最大。探究结论对广告牌的设置依据提供借鉴和建议。     

基于视觉的驾驶人疲劳及注意力监测方法

对驾驶人疲劳状态监测技术进行了深入研究,分析了在实际应用中存在的问题,在此基础上提出基于灰度方差定位驾驶人面部,利用投影曲线极点位置分割面部器官独立区域,对每一个独立区域进行OSTU计算和轮廓提取,最终获得眼睛的轮廓状态,利用PERCLOS判断驾驶人的精神状态。利用驾驶人面部器官定位的结果,对人体头部旋转运动模型进行分析,提出了计算驾驶人面部旋转角度的计算方法。最后给出判断驾驶人的注意力是否分散的判断策略。试验结果表明,该算法实时性好,具有较好的鲁棒性,可以为驾驶人疲劳状态及注意力状态的判断提供较为准确的依据。     

道路交叉口交通事故预防的视觉方法探讨

本文详细研究了我国道路交叉口交通事故多发、易发的原因,结合国内外道路交叉口交通安全研究现状,综合考虑我国道路交叉口的实际情况,从管理措施、交通工程改善和视觉改善方面提出了一些预防道路交叉口交通事故的经济快速、行之有效的措施。     

城市立体交叉口与环形交叉口交通特性研究

交通特性是城市道路及交叉口的重要分析参数,科学合理地分析城市交叉口的交通特性对于正确估算交叉口的服务水平具有重要作用。分析城市立体交叉口和环形交叉口的交通特性,并通过交通调查,就吉林市部分立体交叉口和环形交叉口提出其相应的交通特性分析方法及推荐取值。     

高速公路隧道入口路段驾驶人视觉注意转移规律研究

为了研究驾驶人进入高速公路隧道入口时其视觉转移特性,在7个高速公路隧道入口处进行实车试验。利用Eye Link II型眼动仪,实时记录3名驾驶人进入隧道入口时的眼动行为数据。采用K均值聚类法对驾驶人注视区域进行划分,运用马尔可夫链理论研究驾驶人注视点在不同注视区域之间的转移规律,并分析对比驾驶人在进入隧道入口过程中其注视分布的差异性。研究发现,在驾驶人进入隧道入口时其视觉转移频次明显增加,其注视点主要集中于正前方区域。研究结果可为进一步研究驾驶人进入隧道入口时的安全性提供理论依据。     

高速跟车状态下驾驶人最低视觉注意力需求

为了避免现有驾驶分心研究方法的局限性,从注意力需求角度入手,探索了高速跟车过程中驾驶人安全驾驶所需的最低视觉注意力。在驾驶模拟器上进行试验,记录26名驾驶人在正常驾驶和视线遮挡驾驶2种状态下的视觉行为和视线遮挡行为数据,并进行统计分析。考虑驾驶人个体差异,初步探索了最低视觉注意力需求分布。结果表明:高速跟车驾驶状态下,驾驶人可以不需观察周围交通信息安全行驶35m左右,视线遮挡距离与车速无关,可用于表征注意力需求。视线遮挡距离和遮挡频率存在个体差异,但驾驶人总体遮挡百分比基本不变。高速跟车过程中驾驶人的剩余注意力主要用于观察道路前方和其他区域。具体表现为视线遮挡驾驶状态下驾驶人对道路前方和其他区域的观察距离显著缩短,而观察频率基本不变,且仅需行驶25m左右的时间驾驶人即可完成观察周围交通状况,说明观察频率对获取交通信息更为重要。驾驶人平均每行驶20~60m(1.0~2.8s)需要观察前方道路一次,每行驶80~220m(4.1~8.6s)需要观察车速表一次,每行驶140~300m(6.7~13.5s)需要观察后视镜一次,每50~200m(2.5~9.1s)可以遮挡视线一次,但遮挡距离一般小于43.7m(约2.4s)。研究结果有助于提高分心预警系统的环境敏感性和车内人机界面设计的合理性。