车路协同下HMI对跟驰行为与视觉特性的影响

为研究车路协同系统对驾驶员跟驰行为和视觉特性的影响,基于驾驶模拟器搭建高速公路场景和车路协同环境,针对常规状态和意外事件这2种情况,采集跟驰过程中的驾驶行为数据和驾驶员眼动数据,对比分析了有HMI和无HMI这2种情况下的车头间距、车头时距、加速踏板深度、平均制动次数及驾驶员在每个区域的注视时长和扫视频率等行为变量.分析结果表明,常规状态的跟驰过程中,设置HMI车辆的车头间距和车头时距分别增大12.91%和23.70%,加速踏板使用幅度及制动踏板平均使用次数分别降低7.55%和10.14%,设置HMI可使驾驶员注视车辆前方区域的时长减少,在HMI区域的注视时长占总时长的6.18%,而扫视频率没有明显变化;在意外事件的跟驰过程中,HMI的预警对速度和车头时距产生显著性影响,使方向盘转角和加速度方差变化幅度减小,且在保证安全距离的前提下,通过不停地扫视以获取换道时机.      

港湾式紧急停车带间距对驾驶行为的影响研究

高速公路港湾式紧急停车带间距会影响驾驶行为及行车安全,目前国内外尚未有对港湾式紧急停车带间距与驾驶行为的关系进行研究,为了研究两者的相关性,利用大型8自由度高仿真驾驶模拟实验平台展开实验研究.实验选取15名驾驶员,在250~1 500 m(间隔为250 m)的间距水平下记录其驾驶行为.单因子方差检验结果表明,对横向偏移及速度的检验p值均远远小于0.05(p=5.3e-06<0.05;p=1.7e-13<0.05),表明港湾式紧急停车带不同间距水平与车辆横向偏移量、速度显著相关.港湾式紧急停车带间距水平为750 m时,驾驶员横向偏移量(偏移量O=0.657 m)较小,车辆的横向稳定性最好,同时此间距水平下的车辆运行速度(速度V=96.99 km/h)也最接近设计速度,驾驶行为较为协调;超过1 000 m后,横向偏移量及速度不再明显变化,间距对驾驶行为的影响较弱.实验中模拟道路场景为单一平直路段,未来可考虑研究复杂场景下(存在线形组合、交通流)港湾式紧急停车带间距与驾驶行为的关系.      

交通状况下驾驶员视觉注意特性的仿真

本文旨在研究交通状况下驾驶员的视觉注意特性.根据实际交通状况下驾驶员的视觉注意行为设计了一种新型的交通环境驾驶仿真装置.通过实验,研究交通环境照度、驾驶速度和视觉注意转移方向对驾驶员反应时间的影响.结果表明,驾驶速度对视觉注意反应时间没有明显影响;年轻驾驶员的反应时间比年长驾驶员短,且受各种因素的影响不明显;对于年长驾驶员,黄昏时的视觉反应时间比白昼时长;视觉注意从近处转移到远处的反应时间比从远处转移到近处要长;但通过提示,预先告知在视觉深度转移方向时,反应时间可以缩短.     

驾驶风格对不同跟驰场景下跟驰行为影响分析

为了分析驾驶风格对不同跟驰场景下跟驰行为的影响,利用高逼真度驾驶模拟器设计晴天、雾天两种天气状况和自由流、拥挤流、阻塞流三种交通流状态组合的六类典型跟驰场景。以跟驰过程中的最大加速度、最大油门踏板受力、最大油门踏板受力速度作为指标,通过K-means聚类识别方法,对六类典型跟驰场景下不同驾驶风格的驾驶员进行聚类识别,并以跟车间距、车头时距为风险指标评价不同驾驶风格的驾驶员在六类典型跟驰场景下的跟驰风险。结果表明：六类典型跟驰场景下,不同驾驶风格驾驶员的跟驰行为存在明显差异;激进型驾驶风格驾驶员倾向保持更小的跟车间距和车头时距,跟驰过程中的碰撞风险更高;晴天和自由流场景下不同驾驶风格驾驶员跟驰行为差异性更加显著。     

《HCM(2000)》典型高速公路路段速度-流率-密度曲线分析与启示

依据《HCM(2000)》中典型高速公路路段速度-流率-密度曲线,定义并计算了美国高速公路自由流速度、自由流临界流率、自由流临界流率密度、自由流临界流率车头时距(间距)、临界密度、临界密度流率、临界速度、临界密度车头时距(间距)等交通流参数;详细分析上述交通参数的变化规律及各参数之间的相关关系,得出自由流速度FFS(或者设计速度)级差不宜大于10km/h,高速公路自由流临界流率v0与自由流速度FFS成反比关系,流率大于自由流临界流率时流率影响FFS且FFS越高影响越大,以及流率接近通行能力时行驶速度、跟车距离、流率都将趋于一个相对稳定、恒值而与公路几何线形指标高低关联性不大的结论。     

不良天气下驾驶行为研究综述

不良天气会对城市交通的运行和安全造成较大影响.事实上,不良天气条件下驾驶员驾驶行为的变化是造成交通拥堵和事故发生的根本原因.针对不良天气下的驾驶行为进行综述,对研究不良天气条件下的交通拥堵及事故具有积极意义.面向国内外不良天气条件下驾驶行为研究的进展,从雨、雪、雾3种常见的不良天气出发,对不良天气条件下环境变化及其对驾驶行为的影响进行分析,并对不良天气条件下驾驶行为的研究方向进行探讨.相关研究发现,不同等级的雨、雪、雾天气下驾驶员选择的车速、车头时距等驾驶行为参数以及反应时间、车辆启动延迟均存在较大差异.      

智能网联车环境下考虑反应时间影响的基本图模型

未来年由一定比例的智能网联车与人工驾驶车辆组成的异质交通流是当前交通流领域研究的前沿和热点。为研究智能网联车与人工驾驶车辆反应时间的差异对异质交通流宏观特性的影响,基于智能驾驶员模型推导出了包含反应时间与智能网联车比例的异质交通流基本图模型。首先,考虑反应时间对驾驶行为的影响,对传统IDM进行了改进;其次,基于改进后的IDM推导出了异质交通流宏观基本图模型,并分析了反应时间与智能网联车比例对异质交通流通行能力的影响。同时,对模型中通行能力的影响因素进行了敏感性分析;最后,借助MATLAB与VISSIM搭建了智能网联环境仿真平台,对本研究提出的模型进行了验证。结果表明:(1)智能网联车比例的增大能提高异质交通流的通行能力,但反应时间对通行能力具有消极影响作用;(2)自由流速度越大,异质交通流的通行能力越大;(3)最小车头间距越大,异质交通流的通行能力越小,且最小车头间距每增加0.2 m,异质交通流的最佳密度减小约0.15 veh/km,对应的最大流量减小约10 veh/h。仿真试验显示不同智能网联车比例下的仿真数据与理论曲线有较高的一致性,从而表明理论模型是正确和有效的。     

间断流速度-密度关系模型研究

为了得到城市道路间断流的速度-密度关系,定义了宏观速度和密度参数,利用VISSIM仿真获取基础数据并进行统计分析,进而引入4参数Logit模型完成数据拟合,建立了速度-密度的4参数Logit模型.其次,分析了交通组成、道路几何形式和信号控制参数对模型参数的影响,完成了模型参数与影响因素之间的多元回归拟合,建立了适用于不同条件下的间断流速度-密度模型.通过实际数据验证,得到的一般4参数Logit模型的拟合优度为0.7左右,能够较为准确地描述间断流速度-密度关系.     

基于车辆个体特征的IDM模型研究

现有的跟驰模型大多基于标准驾驶行为建立,未能真实体现车辆的个体差异.文中将反应时间和车型作为车辆的个体特征加入IDM跟驰模型中.假设反应时间在驾驶员人群和单个驾驶员的反应过程中都存在离散,采用车辆尺寸,加减速性能和车头时距等要素描述不同车型的差异,建立了考虑反应时间和车型的跟驰模型.对信号灯放行状态和稠密交通流中扰动传播的仿真表明,考虑反应时间和车型的跟驰模型能较好体现交通系统的随机性和异质流特征,仿真效果与实际更加契合.      

基于层次分析法的驾驶员驾驶倾向性研究

驾驶倾向性是研究微观交通仿真的一个重要生理-心理特征参数，主要受到人、车、路、环境等多方面的影响，具体表现为汽车驾驶员自身状况、驾驶车辆状况、行驶道路及环境状况、交通干扰、气象情况以及所承载的任务缓急等影响因素。如何准确地确定驾驶员驾驶过程中的动态驾驶倾向性是研究驾驶员行为的难点。文章基于驾驶员的生理-心理特征，采用层次分析法（AHP），对驾驶员行驶过程中的决策行为逐层递阶量化，建立基于层次分析法的驾驶倾向性模型,并进行实证分析。结果表明：层次分析法可用于驾驶员驾驶倾向性的识别。     

分心对驾驶人交通冲突反应时间的影响(双语出版)

为了研究分心对交通冲突状态下驾驶人反应时间的影响,采用驾驶模拟器构建城市道路交通环境下2种典型冲突形态：侧向行人冲突和纵向追尾冲突,设计认知、视觉以及发短信（认知+视觉复合分心）3种分心任务,在不同行驶车速、跟车时距、前车减速度等紧迫度条件下,采集30名驾驶人应对交通冲突的制动反应时间,分别采用重复测量一般线性模型及线性混合模型进行统计分析。研究结果表明：认知分心使驾驶人应对侧向行人冲突的制动反应时间增加0.09 s,但未观察到其对纵向追尾冲突反应时间的显著性影响;视觉分心与发短信都会延缓驾驶人应对侧向行人（分别增加0.31 s和0.27 s）以及纵向追尾冲突（分别增加0.47 s和0.38 s）的制动反应时间;此外,在纵向追尾冲突中,随着冲突紧迫度提高（前车减速度增大、车头时距减小以及自车速度增大）,驾驶人制动反应时间显著减小。表明驾驶分心延长了驾驶人应对交通冲突的反应时间,容易导致事故的发生,具体而言,认知分心主要延长驾驶人应对侧向冲突的反应时间,涉及视觉的分心同时延长驾驶人应对侧向及纵向冲突的反应时间;视觉分心对驾驶人反应时间的延长显著性高于认知分心,说明视觉分心对行车安全影响更大。     

驾驶人熟悉程度对其安全驾驶行为的影响研究综述

驾驶人作为人-车-路-环境复杂系统中最核心的因素,在交通安全中发挥最为关键的作用。聚焦驾驶人熟悉程度这一因素对道路交通事故的影响,系统地梳理和分析了驾驶人熟悉程度与交通事故的关系及其影响安全驾驶的机理等相关研究及成果。首先,基于驾驶人熟悉程度的距离维度和频率维度识别标准,分析了驾驶人对道路、环境及车辆的熟悉程度与其发生交通事故概率的关联性;其次,从驾驶人控制行为、路径选择行为及视觉行为等角度归纳了驾驶人熟悉程度影响其安全驾驶的机理;最后,就该领域面临的挑战及未来的研究趋势进行了分析和探讨,提出进一步标准化驾驶人熟悉程度指标的方法,为驾驶安全程度评价及提高交通安全提供了理论基础。针对已有相关研究的局限性及机理研究中尚不明朗的问题,后续研究需从认知心理学方面探究因道路、环境、车辆等驾驶人熟悉程度影响其安全驾驶的机理,进一步将视觉特征指标与生理指标结合以量化驾驶人熟悉程度,将此纳入到道路选择模型中。同时,从生理指标角度客观衡量驾驶人熟悉程度对其乘坐舒适度的影响,这些为提升自动驾驶技术接受度、交通安全及车辆安全提供强有力的理论基础。     

考虑道路因素的智能车辆纵向运动决策与控制研究

针对智能车辆纵向运动时的交通道路适应性问题,考虑路面附着系数和前车运动速度等因素,研究了智能车辆纵向运动决策与控制方法。论文研究了基于车头时距的纵向运动决策方法并建立不同驾驶行为的目标车速模型,运用变论域模糊推理算法设计了目标加速度模型。基于纵向动力学模型,运用自适应反演滑模控制算法建立了驱动控制器和制动控制器。对高附着系数路面和低附着系数路面的行驶工况进行仿真试验验证,结果表明,在不同的附着系数路面和前车变速行驶条件下,智能车辆能实时、合理地决策目标车速、目标加速度,实现安全、高效、稳定的跟驰。     

人机共驾智能车驾驶模式决策属性析取研究

为了深入分析驾驶模式决策影响因子,通过实车试验采集了人-车-路多源特征信息。用驾驶人主观经验将驾驶模式划分为人工驾驶、警示辅助、自动驾驶3种状态,并利用采集的驾驶人血流量脉冲（BVP）和皮肤电导（SC）值进行K均值聚类,将驾驶人当前合适的驾驶模式自动聚类为3级。通过融合驾驶人自汇报结果和聚类结果对驾驶模式进行准确标定。采用以信息增益为依据的Ranker算法对多特征进行排序,并在此基础上,根据多分类器分级结果确定最优特征属性集合。研究结果表明：当选取车速、车头时距、车道中心距离、前轮转角标准差、驾驶经验5个指标为特征子集时,支持向量机、朴素贝叶斯及K近邻这3种分类器的识别准确率都超过90%;除警示辅助模式与自动驾驶模式下的车速值和车道中心距之外,其余所有不同模式决策属性值均呈显著性差异;研究结果可为人机共驾智能车驾驶模式决策提供依据。     

基于交通流模型的道路权重计算方法研究

提出了一种基于交通流模型的计算道路权重方法。实施定点道路截面雷达试验并采集交通流信息,标定生成交通流速度-密度模型。通过此模型,利用出租车行驶数据库中各条道路车速数据计算各道路车流密度,根据各道路长度和密度推算道路权重。     

基于动态风险饱和度的高速公路交通安全分析

为了反映高速公路运营安全状况,提出了动态风险饱和度理论,构建了动态风险饱和度模型和计算方法。依据路段不同交通饱和度下车辆的驾驶行为,以路段交通安全为约束,研究了跟车行驶和换道行驶2种驾驶状态下,考虑车速变化及雾天等特殊天气条件影响的路段平均最小安全车头时距计算方法,利用建立的安全车头时距与安全流量之间的转换关系,得到不同驾驶状态下的路段安全流量。在不同车辆驾驶状态切换阈值下,计算路段实际交通流量与路段安全流量的比值得到高速公路路段动态风险饱和度值。以G3高速公路某改扩建路段所在路网为例进行验证,计算得到了路网中各路段不同切换阈值下的动态风险饱和度值。动态风险饱和度随着交通饱和度的增大,呈现稳定的先增大后减小的规律,且在换道行驶状态时达到最大,在跟车行驶状态时开始下降,与现有交通安全状态分析相吻合。相较于交通饱和度,动态风险饱和度更能够反应出高速公路路段交通安全动态变化的规律。      

基于自然驾驶数据的跨江大桥小客车跟驰特性研究

为明确跨江大桥的跟驰行为特征以及驾驶模式,在重庆菜园坝大桥展开了30位被试的小客车实车驾驶试验,使用华测航姿测量系统和前视碰撞预警系统Mobileye 630采集自然驾驶状态下汽车的连续行驶速度、车头时距和车头间距等数据。通过筛选得到了725条有效跟驰轨迹数据,对比分析发现跨江大桥与城市一般道路的跟驰行为存在一定差异性,明确了菜园坝大桥车头时距和车头间距的分布特征,并且对强跟驰(小于1.6 s)、过渡区间(1.6~2.6 s之间)以及弱跟驰(大于2.6 s)3种跟驰状态和驾驶人性别差异下的跟驰数据进行了分析。结果表明:桥梁段车头时距分布集中在1.6 s处,车头间距分布集中在18 m处;超过1/3的跟驰轨迹处于强跟驰状态,此状态下前车驾驶行为对跟驰车辆具有较强制约性;当车辆处于弱跟驰状态时,前车对于后车的约束性会随车头时距的增大而快速降低;过渡区间的设立更好地揭示了强/弱跟驰状态之间的转变并不是只有一个临界值,而是存在一个转换过程,并且其间车辆跟驰特性的变化与驾驶人本身的操作行为存在较大关联;驾驶人的性别差异对跟驰距离几乎没有影响,但男性驾驶人往往会采取更加冒险的驾驶行为,平均车头时距、车头间距以及相对速度均高于女性驾驶人。     

期望车头间距的混沌模型研究

通过对跟驰车队刺激———反应过程以及人车单元组合的微观特性分析,说明跟驰车队中具有产生混沌现象的必要特征。首先运用数学方法给出4种期望车头间距理想模型,将Rossler混沌吸引子模型分别引入4种模型中,然后选择能更好地描述实际交通流状态的期望车头间距模型,并利用高精度车载GPS设备在城市快速路上采集的实测跟车数据对该模型进行标定和验证后,认为改进的期望车头间距模型能更好地反映实际交通流的跟驰特性。     

面向瓶颈多簇运动波消除的拥堵吸收智能驾驶模型

高速公路瓶颈运动波是诱发通行延误与事故风险主要原因.智能网联下精细化感知与精准化控制为消除运动波影响提供了技术环境.在构建一种在线、主动消除广域运动波的拥堵吸收智能驾驶模型的基础上,解析车头间距与运动波传播关联机制,确定运动波完全消除设计实施条件,提出消除单个运动波最佳驾驶策略;面向多簇运动波形成时间[位置[规模等特性...     

信号交叉口基于出发时刻预测的生态驾驶方法

在城市道路交通中,信号交叉口区域内车辆频繁停车启动的现象,加剧了整体交通流的能源消耗、污染排放与车辆延误。为了减少信号交叉口启停波现象对整体交通流产生的负面影响,以面向未来人工驾驶车辆(HDV)/智能网联车辆(CAV)混合构成的新型混合交通环境为基础,提出了一种基于出发时刻预测的生态驾驶方法,通过优化CAV的驾驶轨迹,减少交叉口区域的车辆延误和能源消耗。首先,对混合交通流的基本图模型进行了分析,根据启停波影响范围,划分CAV通过交叉口的驾驶场景;然后,建立了子区渗透率对饱和车头时距的影响关系,预测了CAV以当前饱和车头时距通过交叉口的时间;最后,结合车辆与交叉口的距离,利用分段三角函数模型,生成其通过交叉口的速度限制曲线,并将优化速度嵌入到智能车辆的跟驰模型中作为限制速度,从而使CAV在无法通过当前绿灯窗口的条件下,实现提前减速,在通过交叉口区域后解除速度限制,切换回自身的跟驰模型。此外,还提出了平均综合效能这一指标来综合评价驾驶策略在效率和能耗2个方面的性能,并将提出的基于出发时刻预测的生态驾驶方法与传统网联车辆控制方法、经典交叉口节能控制方法进行了对比。研究结果表明:提出的出发时刻预测方法可以精确预测CAV在交叉口的出发时刻,有效减少车辆的能源消耗与污染排放,同时提高信号交叉口的通行效率;在渗透率大于60%情况下,该方法对系统效能的提高达到12%左右,在10%渗透率条件下也可以达到6%的效能增益;在交通饱和流率在0.5~0.9的范围内时,系统的效能增益较明显。