基于视觉适应的高速公路高风险路段照明参数设置研究

为提高高速公路夜间高风险路段的交通安全水平,基于行为适应理论,采用UCwin/road软件构建了高风险路段试验场景,并结合眼动追踪系统进行驾驶模拟试验,采集了不同环境照度条件下驾驶人的眼动参数,并通过研究环境照度差异对驾驶人视觉适应的影响规律,提出了高风险路段照明的照度标准及过渡段设置标准.研究表明,在高速公路高危路段...     

基于LightGBM的驾驶人风险感知能力判别方法

碰撞风险与风险感知能力有关,为准确评估驾驶人风险感知能力,设计考虑危险源个数与类型的驾驶模拟试验,采集危险场景下的驾驶人驾驶行为与眼动特征等数据.利用Mantel-Haenszel检验分析危险源因素、驾驶人个人特性在不同风险感知水平人群下的差异性,借助Spearman相关性分析探索驾驶行为、眼动特征与风险感知能力之间的...     

基于驾驶模拟的多车道高速公路出口前置指路标志设置位置研究

为研究现有规范中高速公路出口前置标志设置位置的规定在多车道条件下的适应性,根据交通流理论,计算得到不同车道数条件下的出口前置指路标志前置距离推荐值,建立驾驶模拟实验场景进行驾驶模拟实验,结合驾驶模拟器与眼动仪,对不同的标志前置距离进行合理性分析,验证了理论计算的结果。     

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...     

眼动技术在道路交通系统中的应用

人-车-路环境组成了道路交通系统.从眼动的基本概念入手,总结了眼动技术的发展、数据记录方法以及眼动仪发展特点,着重从汽车设计、道路环境建设和驾驶过程中的视觉信息搜索及驾驶培训等方面分析了眼动技术在道路交通系统中的应用.     

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。     

山区高速公路弯坡组合段安全性评价方法

以驾驶工作负荷理论与方法为基础,在中国西南地区某2条山区高速路段现场随机选择27名驾驶员进行实车试验,被试车辆为该路段的典型车辆(小客车和大货车)。采用动态GPS、心电仪、眼动仪实时测量被试车辆位置、被试驾驶员驾驶工作负荷指标参数,研究得出了山区高速公路弯坡组合段划分标准,并建立了驾驶工作负荷度与弯坡组合段线形指标之间的相关模型,通过事故数检验验证了模型的合理性。研究成果可为山区高速公路弯坡组合段划分及其安全设计、运营管理提供技术支持。     

长时驾驶任务中脑力负荷多维特征变化趋势研究

研究长时驾驶任务中驾驶人脑力负荷多维特征随时间的变化趋势，对构建长时驾驶任务中脑力负荷的动态测评方法有着重要意义。现有研究缺少对脑力负荷动态变化的深入分析，尚未能揭示脑力负荷多维特征随时间的变化趋势。设计基于模拟驾驶场景下不同任务难度的时间纵向驾驶任务仿真试验，采用双因素(3任务难度×6时间段)组内试验设计，记录了驾驶人脑力负荷的主观测评、驾驶行为绩效以及眼动、皮电和心电等多模态生理测评指标数据，通过重复测量的方差分析方法系统地分析了脑力负荷多维特征在长时驾驶任务中的变化机理。结果表明：在长时驾驶任务中，随着驾驶时长增加，驾驶人的主观脑力负荷产生累积增加现象，驾驶行为绩效变差，瞳孔直径先快速变小后趋于平稳，皮肤电导水平先快速变大后趋于平稳，心率变异性pNN20指标随时间缓慢降低，心率低频与高频的能量比LF/HF在一段时间平稳后变大。任务难度对主观脑力负荷、驾驶行为绩效、眼动及皮电指标都有显著影响。不同任务难度下脑力负荷特征的变化趋势有所不同。研究结果揭示了长时驾驶任务中脑力负荷的多维特征变化趋势，可为进一步探究长时驾驶任务中脑力负荷的动态测评方法提供参考依据。     

驾驶员状态智能检测系统设计

疲劳驾驶和酒后驾驶是国内外交通事故的主要原因，如何从根本上阻止事故的发生，值得我们深思。据此，主要运用眼动仪和酒精检测仪，结合电信号转换与电路闭锁功能，达到汽车闭锁的目的。根据眼动仪技术捕捉驾驶员的眼动参数与轨迹，并结合传统气体检测技术，达到准确检测驾驶员驾驶状态的目的，并能够较为智能地控制车辆做出相应的动作，以达到保护驾驶员的人身安全与财产安全，减少交通事故的发生，从而创造出更加安全、高效的交通环境。     

高速公路连续下坡路段线形指标与视觉特性关系研究

高速公路连续下坡路段平、纵线形指标组合及相邻分路段线形指标是否一致,对行车驾驶员视觉有较大的影响,从而影响行车安全。本文应用雅泸高速公路一段12 km长连续下坡路段,将其制作成驾驶模拟舱里的试验路段,采集驾驶模拟舱里做行车试验驾驶员的视觉指标数据,通过分析,建立线形指标与视觉特性之间关系模型,最终获得了不同的平曲线半径对驾驶员视觉构成不同的压力,不同的分路段线形指标对驾驶员视觉也产生不同的压力,这些成果可用于评价高速公路连续下坡路段线形设计质量。     

基于视点移动速度的视认距离确定方法

视认距离法是研究隧道入口行车安全的重要研究方法。基于驾驶员正常驾驶中,不同眼动行为的区别,利用眼动仪采集的视点坐标,提出了一种确定实车实验中视认距离的方法。利用典型实验数据,通过视点坐标的速度变化,确定开始发现障碍物的时刻,即开始视认的时刻。通过眼动仪前置摄像头视频,确定障碍物经过驾驶员的时刻。两时刻作差,得出从发现障碍物到经过障碍物的时间,乘车辆匀速行驶的速度,得出视认距离。该方法充分利用了眼动仪的视点采集技术,为研究自然驾驶实验中的驾驶员视认行为,提供了新的研究方法。     

戈壁地区公路驾驶疲劳特征与眼动试验研究

戈壁地区公路具有气候干旱、环境单调、地形地物对公路选线影响小、直线线形长、交通量小等特性,是驾驶疲劳累积的外部原因。为探求驾驶疲劳累积规律,基于实际驾驶试验,获得了驾驶员注视持续时间、眨眼频率和眼跳频率等眼动指标,发现其服从对数正态分布,并随驾驶时间变化呈现"稳定波动-阶段性大振幅波动"的趋势,证实了基于驾驶模拟器研究成果的局限性。眼动特征与驾驶行为观测相结合,界定了驾驶疲劳状态,确定戈壁公路最大直线安全长度阈值不宜超过15km。     

基于数据包络分析的高速公路指路标志地名数研究

随着路网的复杂化，指路标志信息量过载导致交通事故发生的现象日益显著。为了全面、系统地确定高速公路互通区指路标志的合理地名数，为高速公路指路标志的设置提供相应的改进建议，基于数据包络分析（DEA）方法，从驾驶人角度选取了反映其对指路标志认知反应水平的代表性指标，构建了高速公路互通区指路标志地名数研究的宏观模型。使用眼动仪和脑电仪在相关场景中进行室内驾驶模拟试验，以获取被试在不同地名数指路标志场景下的眼动行为、脑电以及驾驶行为数据。利用模型进行数据分析，得到驾驶人在地名数为4，5，6，7，8，9六种场景下，对指路标志认知反应的综合效率均值分别为0.983，0.956，0.902，0.796，0.699和0.617，再针对不同的指标集，进行指标敏感性分析，获取驾驶人在6种场景下的综合效率指数。通过试验发现：随着地名数的增多，驾驶人对指路标志认知反应的综合效率均值呈现下降趋势，当信息量超过其认知阈值时，系统综合效率值会迅速下降；不同地名数指路标志场景下，导致驾驶人认知反应效率低的原因存在差异，在对指路标志版面设计时应有针对性地予以改进；不同驾驶人对指路标志认知反应效率存在差异，所对应的标志地名数合理阈值也存在轻微差异，但总体上从驾驶人认知反应的角度考虑，高速公路指路标志的地名数阈值为6个。该研究从驾驶人对指路标志认知反应的角度，使用DEA方法构建了全面、系统的指标体系对指路标志的地名数进行了探析，为中国高速公路互通区指路标志的版面设置提供了参考。     

认知负荷对驾驶行为影响的眼动研究

以30名青年人作为被试者,采用眼动追踪法,探讨了模拟驾驶过程中视觉和听觉认知负荷对驾驶行为的影响.结果发现:①无论是视觉负荷还是听觉负荷,高认知负荷条件下的问题回答正确率显著小于低认知负荷条件;②视觉负荷影响驾驶行为,视觉负荷越高,驾驶行为的表现越差;③听觉负荷也影响驾驶行为,听觉负荷越大,驾驶行为的表现就越差.整个研究表明,认知负荷影响驾驶行为,特别是影响了对驾驶情境中危险事件的觉知.      

驾驶员交通标志视认性的影响因素研究

为了深入研究驾驶员的交通标志视认性,本文从驾驶经验和在驾驶过程中驾驶员是否打电话2个因素进行研究,共招募20位驾驶员,其中10位新手驾驶员和10位有经验的驾驶员,所有驾驶员需要完成打电话和不打电话2种情况下的驾驶任务.利用眼动仪记录驾驶员的眼动数据,主要分析了交通标志牌平均注视持续时间、交通标志牌注视点百分比和平均停留次数3个眼动参数.研究表明:不同经验的驾驶员对交通标志牌的视认性存在显著差异;在打电话和不打电话情况下的驾驶员对交通标志牌的视认性存在显著差异;并且打电话行为,对新手驾驶员交通标志牌的视认性影响显著大于有经验的驾驶员.     

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。     

平直高速公路低交通量下L2自动驾驶对驾驶人心理负荷的影响

为研究驾驶人在L2自动驾驶模式下的心理负荷特性,设计了正常驾驶和次任务驾驶2种状态,进行实车高速道路试验,采集21名被试驾驶人在2种驾驶状态下分别选择手动驾驶和自动驾驶模式的眼动数据、次任务绩效和主观评价数据.采用重复测量一般线性模型,分析不同驾驶模式对上述参数的影响,从客观和主观两方面分析驾驶人的心理负荷变化.结果表...     

国内汽车市场驾驶人眼动行为检测技术分析

为研究不同认知分心等级时的驾驶人眼动行为,通过数理统计的分析方法,对实车道路试验采集的驾驶人完成不同等级认知次任务时的眼动行为特性指标进行了对比分析,定量研究了不同认知分心等级时驾驶人的眨眼、扫视及注视的变化规律。结果表明:认知次任务复杂度、眨眼频率、扫视幅度、视野广度之间显著相关。随着认知次任务难度的增加,驾驶人眨眼频率显著增加、搜索广度明显缩小、注视点分布更加集中。可见本文的研究可以为基于眼动行为的驾驶辅助系统的开发提供理论支持。     

基于虚拟驾驶轨迹的高速公路安全评价

汽车驾驶模拟器能准确记录在虚拟道路上行驶的驾驶轨迹。为了研究驾驶员对未建成高速公路的客观反应数据,本文提出通过研究超速状态下的汽车驾驶轨迹来评价高速公路安全性的方法。通过选取不同职业、性别和熟练程度的驾驶员进行实验,对他们在模拟器上的驾驶轨迹进行研究表明:驾驶轨迹分散、混乱、相互交叉频繁、波动幅度大的路段安全隐患较大,与高速公路实际事故数据相比结果基本一致。