自动驾驶接管影响因素分析与研究进展

部分或有条件自动驾驶车辆允许驾驶员将驾驶任务移交给自动驾驶系统,但驾驶员仍需对驾驶环境进行监测,若发生紧急事件或驾驶环境超出系统运行设计域等情况,驾驶员需要及时接管车辆。影响驾驶接管过程的因素主要包括：人因、交通环境以及人-机交互系统。本文分析了驾驶员认知负荷特性等人因对接管过程和接管时间预算的影响。分析发现,驾驶员长时间脱离驾驶任务会导致其陷入被动疲劳或驾驶分心状态,从而降低接管绩效。适当的非驾驶任务可以使驾驶员保持一定的认知负荷,降低驾驶员的被动疲劳水平。结合网联技术的应用可以多次发出预警信号,提高接管绩效。本文讨论了交通密度、道路条件等交通环境对接管时驾驶员感知、认知及决策的影响,探讨混合交通下过渡区智能网联车辆控制权切换 (Transitions of Control,ToC) 的管理问题。在复杂道路交通下,驾驶员需要更多时间恢复对环境的感知,且驾驶员在弯道接管车辆时更容易出现较大横向偏差。在混合交通环境中,为防止过渡区出现集中的ToC,可以制定相应交通管理措施,以降低过渡区域中车辆之间的相互干扰。本文还分析了视觉、听觉、触 觉、嗅觉及其组合类型交互方式的优、缺点,讨论网联环境下人-机交互系统设计以及ToC形式。单个的交互方式有其自身的优、缺点,多种类型相结合的交互形式能形成优势互补,及时地将接管信息传递给驾驶员,并将其注意力集中于对环境的感知。网联技术发展使得可利用的行车信息的数量和种类都有所提高,网联信息需要更好地呈现策略,以保证人-机交互界面具有较高的可用性和接受性,为驾驶员提供更加准确的交互信息。同时,利用驾驶员状态识别技术实时监测驾驶员所处状态,并通过人-机交互系统提醒驾驶员,使其保持警觉,提高接管绩效。未来研究应该重点关注非驾驶任务对驾驶员认知特性的影响,结合接管时的驾驶环境,遵循预测算法辅助驾驶员实现控制权的平稳过渡。随着网联技术的不断应用,逐步改进现有人-机交互系统的设计和性能,对过渡区域ToC的管理问题展开深入研究。     

工作模式对公共汽车驾驶员疲劳程度的影响

疲劳驾驶对公共汽车行车安全具有很高的风险。为制定合理的公共汽车驾驶员工作时间安排,采用对照试验的方法研究不同工作模式对驾驶员疲劳程度的影响。选择哈尔滨市1条公交线路开展驾驶实验研究,以14名公共汽车驾驶员为研究对象,根据工作模式的不同分为实验组和对照组。采用斯坦福嗜睡量表记录驾驶员的主观疲劳程度,选择反应时和PERCLOS表征驾驶员的警觉性水平。采用单因素方差分析法分析各个指标随驾驶时间变化的显著性。实验结果表明,连续驾驶时间对公共汽车驾驶员的疲劳程度和警觉性水平有显著影响,两种工作模式对驾驶员疲劳测评指标的影响显著不同。     

高速公路广告牌对驾驶员安全行驶影响研究方法分析

在驾驶的过程中,驾驶员主要依靠视觉获取交通信息。不同道路交通环境中驾驶员对广告牌的注视行为是不同的,广告牌的设置直接影响到行车的安全性。鉴于此,阐述高速公路广告牌对驾驶员安全行驶影响的研究方法。研究方法采用问卷调查和眼动仪实测相结合的形式,研究结论可通过模拟仿真手段分析其合理性。     

次任务下的驾驶员视觉搜索能力研究

从视觉搜索的角度研究次任务对驾驶绩效的影响,通过反应时长评价驾驶接管绩效,使用视野测试和眼动数据研究驾驶员视觉搜索能力.自变量为驾驶员所执行的次任务类型和次任务沉浸时长.共采集32名被试在不同沉浸程度下的反应时长和眼动数据,结果表明,经过一段时间的反应后,被试所需要的反应时长缩短且正确率升高.被试所执行的次任务类型对其...     

高速公路广告牌距指示牌距离对驾驶员的影响分析

随着高速公路的迅猛发展,高速公路广告牌日渐增多。它在为广告主带来高额收益的同时,也分担了高速公路的建设与管理成本。与此同时,高速公路广告的安全问题也开始受到关注。为了分析广告牌对驾驶员驾驶车辆产生的影响,规范高速公路广告牌设置,利用眼动仪采集相关数据,通过统计学方法分析影响驾驶员读取广告牌的因素,并提出相关建议,使广告牌设置能在保证驾驶员行驶安全的前提下兼顾广告商的利益。     

环境温度与车速对驾驶员认知的影响机理研究

组合效应实验采用了知觉感知范式,分析了环境温度与车速对驾驶员认知的影响,基于不同环境温度下的最优车速,进一步揭示了低温-低速、中温-高速和高温-低速的组合效应的认知机理。脑电实验采用了与驾驶任务无关的听觉刺激范式诱发ERP,其结果表明：3种组合效应中参与者额叶区域的N100波形及P200波形的平均振幅两两间均存在显著差异,从脑认知神经机制角度解释了3种组合效应的认知机理。研究结果表明：环境温度和车速的组合效应对认知绩效产生了显著影响,通过脑电生理技术监测了驾驶员的脑区活动差异,为车内环境温度的智能调控提供指南。     

基于眼动参数的驾驶员标志视认行为研究

通过驾驶员佩戴眼动仪在模拟舱中进行动态标志视认仿真实验,获得不同车速下驾驶员视认交通标志时的注视次数和注视时间.采用动态聚类方法将驾驶员的视野平面划分成3个区域,并统计分析各区域的眼动参数规律:驾驶员的注视点分布与车速及信息量的变化呈现高度的相关性,随着车速的提高以及信息量的增多,落在标志区域的注视次数和注视时间占总数...     

绝对不应期电刺激对健康兔心肌收缩功能的影响

心功能衰竭是临床治疗的难点。近年来 ,一种新的心脏收缩调节 (Ｃａｒｄｉａｃｃｏｎｔｒａｃｔｉｌｉｔｙｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ,ＣＣＭ )方法 ,即在心肌兴奋的绝对不应期发放电刺激来增强心肌收缩功能的方法倍受关注。本研究的目的就是观察绝对不应期电刺激对兔在体心脏和离体乳头肌收缩功能的影响。健康家兔2 2只 (体重 2 .2～ 2 .8ｋｇ)分在体心脏组及离体乳头肌组两组 ,每组 11只。在体心脏组兔麻醉、开胸后 ,于左心室表面采用Ｒ波触发在绝对不应期发放ＣＣＭ刺激 ,测定ＣＣＭ刺激前和刺激时左心室收缩压 (ＬＶＳＰ)及左室内压最大上升…     

道路几何设计对IDM模型跟驰行为的影响

考虑道路几何设计参数转弯半径、超高、坡度对车辆跟驰行为的影响,对车辆跟驰智能驾驶员模型(IDM)进行了改进.结合二自由度车辆动力学模型,利用Matlab/Simulink建立改进后的跟驰模型并进行仿真.仿真分析发现:在具有转弯、超高和坡度的道路上,改进后的模型,其跟驰车辆车头时距增大,行驶速度减小,保证了车辆行驶的安全性;车辆横摆角速度和侧向速度随半径和超高的增加而减小,保证了汽车操纵稳定性.结果表明,改进后的模型能够更准确地描述道路几何设计对车辆跟驰行为的影响.     

驾驶压力影响因素与识别方法研究综述

高强度的驾驶压力会对驾驶人的情绪、决策及行为产生负面影响,可能导致交通事故,并对驾驶人的健康状况造成长期影响。本文借助CiteSpace软件对驾驶压力研究进行可视化分析,进一步从驾驶人自身因素、车辆内部和外部因素这3方面总结驾驶压力影响因素,并归纳整理驾驶压力识别方法。总结发现：交通拥堵、道路复杂性及新技术使用等驾驶环境因素是引发或增加驾驶压力的主要因素;非职业驾驶人易受车辆外部环境的影响,职业驾驶人易因工作产生负面情绪,导致驾驶压力增加。驾驶压力识别主要基于主观测评量表、驾驶行为分析及生理数据分析等方法开展研究,其中,基于生理数据的识别方法因其较高的识别精度和准确度被认为在驾驶压力识别领域具有明显的优势。从研究趋势来看,未来研究需重视社会环境以及多因素叠加对驾驶压力的影响,特别关注职业驾驶人及新技术的影响,以及如何采用多模态数据融合方法实现实时监测,以提高驾驶压力识别的精度。     

道路环境对驾驶人眼动行为影响的试验研究

为了分析道路类型条件对驾驶人眼动行为的影响,分别在城市道路、城乡结合道路及山区公路上开展试验,利用EyeLink Ⅱ型眼动仪对20 名驾驶人的眼动行为进行测试和记录,分析不同道路环境中驾驶人的注视区域、注视目标及注视时长等特征.结果表明,驾驶人根据道路环境的变化调整其视觉搜索行为,在交通环境相对简单的道路上,驾驶人注视较远且平均注视时间较短,而在交通环境复杂多变的道路上,驾驶人注视较近且平均注视时间较长.研究结果为深入研究驾驶人的视觉行为规律、提高驾驶人行车安全性奠定了试验基础.     

车轮型面磨耗对车辆服役性能的影响

针对动车组的1节车辆, 利用WP-D 车轮外形测量仪定期实测每个车轮的外形与轮径, 得到5组车轮型面磨耗工况, 并结合所选车辆的结构参数和运行线路特点, 利用多体动力学软件进行了车辆动力学仿真,分析了车辆在不同磨耗工况下的动力学特性. 仿真结果表明: 为保证车辆400 km/h 以上的临界速度, 车轮等效锥度应不大于0.4; 磨耗车轮的型面下凹深度超过2 mm 时, 车辆运行安全性和曲线通过性能将显著下降, 在最恶劣工况时,平稳性指标增幅达54%, 轮轴横向力增大了100%.     

空气弹簧对车辆曲线通过性能的影响

建立了考虑左右空气弹簧垂向耦合模型的车辆系统数学模型,由理想气体的状态方程得到空气弹簧的力学方程,分析了车辆通过曲线时车辆与空气弹簧的动态特性。仿真结果表明:由于高度阀的动作,车辆在驶出曲线后各空气弹簧的压力不一致,导致车体不能回到静平衡位置;车辆以正常速度通过曲线时,车辆曲线通过动力学性能变化不大;在车辆多次通过同一种曲线的较恶劣工况时,空气弹簧内气压变化范围是一定的;增加抗侧滚刚度能明显抑制车体侧滚,从而减小空气弹簧内气压的变化量;增大空气弹簧横向跨距,并选择合适的刚度和阻尼,能使车辆驶出曲线后各空气弹簧压力接近静平衡值。     

轮轨匹配对高速动车组动力学性能的影响

基于阿尔斯通公司和长春轨道客车股份有限公司提供的CRH5动车组CA250转向架及车体模型、基本结构参数及仿真报告,利用多体动力学仿真软件ADAMS（RAIL／VIEW模块）建立转向架及整车动力学仿真模型．首先对中国车轮踏面LM和LMA、欧洲车轮踏面S1002、应用在TGVA和KTX（韩国TGV）上的特殊车轮踏面XP55与UIC60kg轨面匹配分别进行等效锥度计算和对比,然后根据线性及非线性临界速度分析方法对拖车（满载）进行横向稳定性仿真分析,最后进行了不同轮轨匹配状况下的曲线通过性能仿真．重点分析不同匹配参数及轮对定位方式对整车动力学性能的影响．     

车轮型面位置偏移对车辆动力学性能的影响

为了分析LMA车轮型面位置偏移对车辆动力学性能的影响,设计不同型面位置偏移量的车轮,通过轮轨接触分析和车辆动力学计算,分析了车轮型面位置偏移对轮轨几何接触特性、车辆临界速度和曲线通过性能的影响.结果表明,较小的偏移量对临界速度影响不大,当偏移量达到1.75 mm后临界速度急剧下降.以均衡速度通过曲线时,型面偏移量的增大对轮轨横向力的影响不大,但会使轮对横移量的最大值显著增大.与反相偏移相比,同相偏移对车辆在直线上的临界速度及曲线上的横移量影响更大.因此,车轮型面位置偏移对车辆动力学性能有较大影响,应当避免发生,LMA车轮型面偏移量最大不得超过1.75 mm.     

轮轨匹配对高速动车组动力学性能的影响

基于阿尔斯通公司和长春轨道客车股份有限公司提供的CRH5动车组CA250转向架及车体模型、基本结构参数及仿真报告,利用多体动力学仿真软件ADAMS(RAIL/VIEW模块)建立转向架及整车动力学仿真模型.首先对中国车轮踏面LM和LMA、欧洲车轮踏面S1002、应用在TGVA和KTX(韩国TGV)上的特殊车轮踏面XP55与UIC60 kg轨面匹配分别进行等效锥度计算和对比,然后根据线性及非线性临界速度分析方法对拖车(满载)进行横向稳定性仿真分析,最后进行了不同轮轨匹配状况下的曲线通过性能仿真.重点分析不同匹配参数及轮对定位方式对整车动力学性能的影响.     

驾驶员职业健康影响因素以及预防措施的研究

据统计,我国约有1亿以上的驾驶员不同程度地患上了噪声性耳聋、颈椎病、视力疲劳综合症等职业病。笔者针对驾驶员职业危害及职业病的影响因素,提出减少车辆行驶时的振动、降低汽车噪声强度等预防措施。     

轮对安装偏角对高速铁道车辆动力学性能的影响

为了考察轮对初始安装偏角对高速铁道车辆动力学性能的影响,本文先从理论上分析了初始安装偏角下轮对的受力情况以及安装偏角对轮对行进过程所产生的影响,并通过多刚体动力学分析软件SIMPACK建立了我国高速铁道车辆的动力学模型,分别对车辆第一位轮在不同安装偏下的直线和曲线通过情况进行了仿真研究,研究表明：第一位轮对的初始安装偏角将使车辆的第一和第二位轮对的平衡位置偏离轨道中心线,且发生反向偏转,降低行车安全性;小偏角对平稳性影响不大,但偏角超过1 mrad后将对平稳性造成较大影响;安装偏角将对车辆曲线通过性能造成一定的负面影响,且影响随偏角的增大而增大,因此对于高速列车还应尽量减小轮对的初始安装偏角,尽量将其控制在1 mrad以内。     

缓和曲线线型对铁道车辆动力学性能的影响

分析了车辆在缓和曲线上的受力情况, 利用动力学仿真软件SIMPACK对转向架为ZK6的25t载货车辆通过3次抛物线型、4-3-4型、5次型缓和曲线时的动力学性能进行了仿真计算, 并与理论分析结果进行对比。对比结果表明: 缓和曲线线型对车辆动力学性能的影响较大, 特别是在连接点处; 3次抛物线型缓和曲线连接点处的动力学性能相对4-3-4型与5次型较差, 车体垂向加速度最大相差达到83%, 其他指标相差也在10%左右; 4-3-4型相对于5次型只是在缓和曲线上的分段点处的车体垂向加速度相差63%, 而其他动力学性能指标相差均在2%以内; 4-3-4型和5次型要体现其优势则需要增加其长度。     

轨枕空吊对轨枕动态性能的影响

为研究轨枕空吊对轨枕动态响应的影响,建立了车辆-轨道垂向耦合动力学模型.假设车辆模型为多刚体系统,用Euler梁模拟离散支撑的钢轨,轨枕视为弹性地基上的Euler梁,利用显式积分法求解车辆-轨道非线性动力学方程.结果表明:当轨枕部分悬空或完全悬空时,影响轨枕最大弯矩的位置;轨枕空吊数目越多,轨枕的弯矩越大;轨枕底座的完全悬空对邻近空吊区的轨枕动态行为影响较大.