考虑驾驶行为稳定性与交通流状态稳定性的路标效用评价模型

高速公路互通立交区域由于交通流相互交织、车辆加减速换道等原因,驾驶人需要付出更多的注意力以及操控力,操作难度较大,该区域交通标志的设置位置和形式对于交通安全至关重要;我国以往针对互通立交区指路标志的效用评价往往采用定性化主观评价方法,无法全面反映指路标志对于互通立交区域车辆驾驶人驾驶行为与交通流的综合影响。基于驾驶模拟实验,构建综合驾驶人微观驾驶行为评价指标、交通流宏观评价指标的互通立交区指路标志效用评价模型,提出了评价模型的基本形式。并对基本形式进行了目标分解。在驾驶人微观驾驶行为评价指标方面,选取了反应时间、心率变异率作为具体评价指标,分别给出了计算公式,以及各自影响权重;在交通流宏观评价指标方面,选取了速度变化率、车道保持能力作为具体评价指标,同样的,分别给出了计算公式,以及各自影响权重。在结合实际情况确定各目标函数评价指标的相关约束条件基础上,提出了基于遗传算法的互通立交区指路标志效用定量化评价方法,并选取某高速公路客货分离车道车流交织区的标志布设方案,开展驾驶模拟实验,应用本模型对两组设计方案的标志诱导效果进行评价。     

指路标志信息量评价模型研究

为改善指路标志信息量过载评价方法和弥补规范相关指标不足问题,文章提出采用汉字个数和路名数作为指路标志信息量评价指标。通过设计室内指路标志视认实验,采用稳健估计理论和95%分位值方法对实验数据进行处理。分析结论得到不同行车环境下指路标志的极限汉字个数和路名数阈值模型。研究成果可作为指路标志信息设计的参考依据,在提高指路标志视认性和行车安全方面具有重要意义。     

基于视认特性的互通区出口指路标志形式比较分析

互通区出口指路标志信息量过载问题严重,为优化标志信息量和标志形式,文中基于驾驶人视认特性对F型标志和常规标志形式进行比较分析。通过同济大学八自由度驾驶模拟平台设计驾驶模拟实验,从驾驶员视认性角度对2种标志进行分析。结果显示,F型标志的视认性较常规型标志更好,具体体现在：扫视时间少,用时0.98 s;注视时间和注视频率表现介于对照组与信息过载组之间;换道点距标志距离均值为3组中最大,说明标志视认用时最短,分别比对照组和信息过载组变道长了8 m和21 m。     

高速公路出口指路标志设置有效性评价

为评价高速公路出口指路标志设置有效性,以湖北省高速公路交通标志调整为案例,在湖北省高速公路沿线代表性服务区开展针对驾驶人的实地问卷调查,获取不同个体特征和出行特征驾驶人对于出口指路标志设置清晰程度、是否满足驾驶预期、能否有利于少走错路的主观判断。数据统计分析结果表明：(1)总体上,调整后的出口指路标志能够满足驾驶人出行需求;(2)男性、年龄较大和驾龄越长的驾驶人更倾向于认为指路标志设置是有效的;(3)跨省因公出行且出行越频繁的驾驶人对指路标志设置越满意。本研究可为高速公路交通标志调整后的有效性评估提供参考,为高速公路出口指路标志的进一步优化提供依据。     

面向公路智能预警系统效用评价的驾驶模拟实验设计

随着智慧交通的发展，高速公路利用智能预警系统提升多因素影响高原山区高速公路互通立交区进出匝道的通行安全性与通畅性。为进一步评价预警系统的有效性，研究设计了驾驶模拟仿真实验，通过搭建典型低能见度天气下的虚拟场景的道路、交通、环境和交通流，通过驾驶模拟器、无线生理仪和眼动仪等设备采集驾驶员的驾驶行为和生理心理数据，通过不同场景的模拟仿真，对不同预警系统应用条件下的驾驶行为的变化进行分析。实验招募了50名驾驶人完成共12个互通立交进出口匝道场景的闭环虚拟仿真实验，利用实验设备采集了速度、加速度、皮电、心率以及注视扫视等数据，通过统计分析驾驶人在不同能见度、进出口匝道以及有/无预警系统的场景中的驾驶行为数据和生理心理数据，为预警系统的有效性分析提供定量化的评价。实验结果表明，预警系统能够有效提高驾驶人的驾驶安全性；此外，对比互通匝道预警系统对不同驾驶经验的驾驶人的影响，发现对驾龄>10年的驾驶人的警示效果更好。     

高速公路复杂节点指路标志有效性研究与应用

为寻找高速公路复杂节点指路标志的最优方案,基于驾驶员对于标志的理解度和认知时间,采用标志规范符合率和信息量2个客观指标,建立单块标志和标志系统的有效性评价模型,并应用模型对某双向八车道高速公路互通区出口前主线同向分离的4种指路标志设置方案进行评价。发现当将外侧两车道作为互通区出口集散车道,并将互通出口标志与同向分离标志独立设置时,单块标志的有效性与标志系统的整体有效性最好。     

基于交通标志信息量的驾驶负荷加载有效性研究

过高的驾驶负荷是导致驾驶绩效受损和交通事故的重要原因,因此驾驶行为和交通安全研究中需要采用适当的负荷加载形式;通过试验分析不同信息量的交通标志对驾驶人认知负荷的影响规律,验证交通标志信息量对负荷加载的有效性。基于不同信息量的交通标志,对驾驶人的驾驶负荷进行试验验证。招募44名被试在静态控制环境下进行交通标志认知试验,采用信息理论对交通标志信息量进行量化计算,用不同信息量的交通标志进行认知负荷加载,采集被试对每个标志的主观负荷评价及反应时间。试验结果表明：主观驾驶负荷与交通标志信息量有高度相关性,反应时间随着信息等级的增加而增加;而驾驶人性别和驾驶经验对交通标志视认反应时间和主观驾驶负荷量化没有显著影响,这说明在驾驶试验中,交通标志信息量可以用于驾驶试验中的认知负荷的加载,而这种负荷的加载对于驾驶人的性别和驾驶经验是无差别的。该研究更多地考虑了驾驶人的认知特性,研究成果可用于驾驶负荷试验的次任务加载,帮助进行交通安全理论研究。     

交叉口指路标志信息要素需求研究

指路标志在驾驶人出行过程中至关重要,目前标志系统现存一些问题,如指路信息无法满足驾驶人需求,在交叉口处尤为明显.为研究驾驶人在出行过程中对路网信息要素的需求,设计并开展了交叉口周边路网信息的需求实验与调查问卷.结果表明,驾驶人开车行驶至交叉口时,对近端路名、地名信息的需求程度高于对远端信息的需求;出行过程中对不同指路信息的需求与目的地有关;91% 的驾驶人倾向于指路标志中选取路名信息;78% 的驾驶人倾向于指路标志中选取方向信息;94%的驾驶人认为指路标志信息数量在4~9条之间较为合适.通过对3类信息的重要程度进行排序,得出路名信息最为重要,其次为地名信息,最后为方向信息.      

高速公路交通标志的认知及评价综述

交通标志作为高速公路与驾驶人进行信息交流的纽带, 是道路交通必不可少的一部分。目前关于交通标志的研究已取得一定的成就, 但在某些方面仍存在不足之处。为此从视认性, 识别率、驾驶人理解能力以及驾驶水平4个方面分析交通标志认知的影响因素; 将有效性评价分为定量评价方法以及定性定量结合的评价方法。并从这2个角度对目前的研究进行综述和评论, 结果表明, 高速公路与城市道路的差异较大, 应考虑二者不同处, 对高速公路交通标志认知的影响因素进行研究; 由于每个信息中含有的信息量不同, 建议引入信息理论, 得出准确的信息量阈值; 未来需加强不同学科的交叉融合, 建议将统计概率模型与认知模型结合起来, 建立新的认知模型; 驾驶补偿策略和交感神经的兴奋范围是未来重点的研究方向; 交通标志大多是以组合的形式出现, 未来需要开展对交通标志组的研究。     

基于贝叶斯网络的高速公路出口指路标志满意度评价

为建立科学有效的高速公路出口指路标志设置满意度评价体系,分析多维度因子对评价结果的直接和潜在影响。采用问卷调查收集驾驶人的基本信息和对指路标志的主观评价,通过贝叶斯网络构建高速公路出口指路标志设置满意度评价模型。结果表明,文中建立的贝叶斯网络模型可以准确识别驾驶人对高速公路出口指路标志的满意度,总体准确率达到72.9%;通过贝叶斯网络模型识别了驾驶人个体特征、出行选择特征、出口处的行为特征等因素之间的因果关联及其组合对出口指路标志满意度的影响。     

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。     

城市快速路匝道合流区车辆交互行为模式

在城市快速路匝道合流区,驾驶任务难度主要来自于车辆与其周边车辆之间的动态交互,目前对这种交互行为的特征和机理的认识还不十分清楚。基于从无人机视频中提取的高精度车辆轨迹数据,提取出表征车辆交互行为的指标TTC和GAP,并结合速度、加速度、车道位置等其他指标,对车辆的交互过程加以刻画,从中获得了大量交互行为实例,并在此基础上归纳总结出9种典型的车辆交互行为模式。通过分析各模式特征发现：即使在相同的外部环境下,车辆交互行为模式也可能存在差异,这表明交互行为不仅与车辆之间的相对位置、时空距离、速度状态等环境因素有关,还与驾驶人的应对能力、动机及风险意识等认知心理有关;另外,不同的交互模式面临的风险不同,并且该风险既可能是周边车辆行为发生改变而被迫卷入,也可能是驾驶人自身主动寻求的结果;9种不同类型的交互行为模式,构成了驾驶人自行感知的4种风险状态互相转换的具体实现形式;在驾驶过程中,驾驶人努力寻找契机并选择某种交互行为模式在各个风险状态之间来回切换,并非仅由心理压力较大的危险态向压力较小的自由态转换,也会发生反向转换,前者主要由降低事故风险和减少认知努力的动机驱动,后者旨在追求行车效率,但同时驾驶人会付出更多的认知努力以对抗风险的增加,这充分反映了驾驶人试图在行车效率、事故风险与认知努力三方面取得平衡。研究成果对深化理解驾驶行为及其背后的决策机制具有积极意义。     

高速公路交通运行效率监控方法研究

高速公路运行效率监控由两阶段分析实现,第一阶段是对不同运营期间内运行效率的测度,选用能够反映高速公路基本运行特征的交通量、平均行驶时间等分析指标作为决策变量,以高速公路运营过程中的各时间段为决策单元,构造可排序的数据包络分析模型测度决策单元相对效率的变化,得到外部运营环境影响下交通运行效率的动态发展过程;第二阶段是对运营过程中发生的异常状况的识别,应用质量管理中的质量控制图法,将运行效率测度值在单值-极差控制图上描点,识别高速公路运行情况最好的时期,将其作为以后实践的参考标准,实现运营管理策略实施的自我监控和自我调整,从而对高速公路的运营管理进行连续性的改进;最后,论文用算例对模型的合理性和可行性进行验证。     

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。     

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。     

驾驶人对潜在危险性事件的心理预期识别研究

为准确识别驾驶人对潜在危险事件的心理预期,提出一种通过脑电信号对驾驶人心理预期进行识别的方法。参照心理学预期行为研究常用的标准S1-S2范式,改进设计了路侧停靠公交车造成视觉遮挡的人车碰撞事故模拟驾驶试验。模拟任务中以路侧停靠的公交车为线索刺激,公交车头的行人为目标刺激,诱发驾驶人的心理预期。为有效识别驾驶人心理预期,首先采用释放油门的避险行为对每个试次标定是否产生心理预期,然后通过快速傅里叶变换提取相关的脑电特征数据,并通过差异性分析及主成分分析算法对脑电特征指标进行筛选和压缩,最后基于支持向量机建立驾驶人心理预期识别模型。研究获取36名驾驶人数据,共计1 440个样本。结果表明:当驾驶人产生心理预期活动时,枕区和额区的α波能量值显著降低,而β波能量值则显著增加;差异性分析显示共有31项脑电指标对驾驶人心理预期敏感,所有脑电特征指标通过PCA算法进行降维,抽取出5个主成分作为识别模型输入;选择径向基核函数构建SVM识别模型,通过粒子群寻优算法对模型进行优化,模型对驾驶人心理预期水平的平均识别正确率为82.02%,平均AUC面积为0.82,结果表明模型具有良好的识别能力和稳定性,可为驾...     

基于驾驶行为和视觉特性的长大隧道突起路标作用效果评估

突起路标（RPMs）是高速公路隧道内常见的交通安全设施，对预防和减少交通事故具有重要作用。针对高速公路长大隧道RPMs作用效果，从驾驶人角度出发，基于驾驶模拟试验测试，分析RPMs对驾驶人的影响，实现以微观驾驶行为和眼动数据为基础的高速公路长大隧道RPMs作用效果评估。设计2种RPMs方案（RPMs-B：设置在隧道检修道和车道边缘线；RPMs-C：设置在车道分界线和边缘线）与未设置RPMs（RPMs-A）的隧道形成对比；招募32名持照驾驶人，获取细粒度驾驶行为及眼动数据，选择平均速度、加速度、横向偏移等7项指标构建评价指标体系；利用重复测量方差分析方法，探究各项指标的显著性及效应量水平，进而采用基于熵权法的模糊综合评价模型，对比3种RPMs方案的作用效果。研究结果表明：RPMs对驾驶行为及心理、生理具有较显著的作用，具备不同程度的现实意义；驾驶人心理、生理负荷程度降低，焦虑情绪得到缓解，驾驶舒适性良好；速度调控能力增强，对车辆横向位置感知及操纵水平上升，车辆行驶更加平稳；在隧道曲线段RPMs使得平均速度明显增加，增加了事故风险；模糊综合评估结果显示在隧道全程、曲线段和中间段，RPMs-C均为最优方案，即RPMs设置在车道分界线及两侧边缘线位置。研究结果为隧道安全设施的评估及优化问题提供了解决方案，也为进一步形成隧道安全设施设置指南奠定了基础。     

高速公路限速策略优化方法与评价模型

为解决限制速度值确定不合理、限速方式不适用以及限速区间长度设置不恰当等问题, 对驾驶人行驶体验以及限速管理可信度的负面影响, 优化了高速公路限速区间最小长度、限制速度值、限速区间划分的确定方法, 进而提出了以安全车速与通行效率为依据的高速公路限速区间优化与评价模型。依据驾驶人视认距离、限速标志设置前置距离和驾驶人心理稳定距离, 标定计算模型中的限速区间最小长度。以行驶速度是否易发生突变为标准, 采用不定长法将不同路段划分为6种组合类型, 建立基于不同组合路段的限速预测模型。采用有序聚类分析法中基于划分和层次的分析方法, 以满足限速区间最小长度和交通延误最小2个方面为目标进行优化限速区间的划分。同时, 选取交通冲突率作为表征交通安全的指标, 选取交通延误时间作为表征交通效率的指标, 建立评价指标模型; 最后通过对比分析优化前后的指标来验证限速区间优化方法的有效性。以某山区高速公路为对象应用VISSIM开展限速优化仿真实验, 结果表明: 优化后安全评价模型参数值比原方案降低了约29.49%, 效率评价模型参数值比原方案提高了约21.90%, 优化后的高速公路整体安全性以及通行效率均得到提高。所提出的高速公路限速区间确定方法以速度突变为基准, 结合路段的属性及指标特点, 能够优化限速区间长度的制定和区间的划分。