认知分心情境下驾驶人应激反应行为研究

选取40名被试,采用2-back任务诱导认知分心,利用驾驶模拟系统构建行人-机动车、非机动车-机动车和机动车-机动车等3种应激场景,开展了不同应激场景正常驾驶及认知分心驾驶2种工况驾驶人的应激反应实验研究;根据采集的被试的眼动、脑电和驾驶行为等数据,分析了认知分心驾驶工况驾驶人的应激反应行为特性;对实验结果进行集对分析(SPA),完成了不同应激场景下驾驶人应激反应行为的安全性评估。结果表明：驾驶人应激反应行为的安全性因受认知分心的影响而降低,其中在行人应激场景下的影响最为显著。     

基于模拟驾驶的借道左转驾驶人视觉特性研究

借道左转是一种缓解左转车流压力的新型交通组织方法,通过信号灯时空调配借用对向车道为左转待行区,提高相位内左转车辆通行能力。笔者运用驾驶模拟平台,建立城市道路交叉口借道左转仿真场景;结合眼动追踪系统,获取驾驶人借道左转过程中视觉特性参数的变化;通过瞳孔变化和眼动行为,分析驾驶人心理紧张程度及其与行车风险的关联。结果表明：识读借道左转标识及分隔带开口、到达分隔带开口和到达借用车道停车线几个位置,是驾驶人瞳孔面积变化和持续注视时间、注视兴趣区域变化以及扫视频率骤增的集中点,反映出相应位置驾驶人风险感知强、心理负荷大;借道左转短期注视行为较多,注视时长差距较大,表明该过程驾驶人关注目标多、摄取信息密集且处理难度悬殊,需要进行高强度的信息处理;累计扫视时间占比高于普通左转,且以5°以下小角度扫视为主,反映出借道左转过程环境信息复杂、行车风险较大,驾驶人搜索、对比分析的需求更高,扫视主要是为了捕捉关注目标和补充注视信息。     

不同能见度及信息量对驾驶人视觉特性影响

为探究不同能见度及信息量条件下驾驶人的视觉特性，以城市主干路为模型基础，分别建立不同能见度及信息量条件的模拟驾驶场景。选取21名驾驶人参与试验，运用模拟驾驶试验的方式采集数据，分析不同能见度及信息量条件下驾驶人注视时长、扫视百分比和瞳孔直径变化规律；通过动态分类法对驾驶人视野区域进行划分，应用马尔科夫链计算驾驶人在不同能见度及信息量条件下注视点在各区域间的一步转移概率和平稳分布概率。结果表明：能见度较好时交通标志信息量是影响驾驶人视觉特性的主要因素，在I3条件下驾驶人能够迅速判别道路交通环境中的重点信息；当能见度较差时驾驶人的观察区域由道路远处向近处转移，无法及时搜索远处的潜在威胁，不利于行车安全。     

典型事故形态下驾驶人工作记忆与应激反应研究

为探究事故发生时的不同形态和工作记忆与驾驶人应激反应能力及视觉行为的关系,本文对31名驾驶人分别开展城市道路中侧面碰撞、追尾碰撞和刮撞行人这3种典型事故形态下的驾驶模拟器实验。根据摄像机和眼动仪的输出视频,采用动态聚类将驾驶人的注视区域划分成7类,同时,基于单因素方差分析,Mann-Whitney U检验和Kruskal-Wallis检验,分析事故形态的类型、不同工作记忆容量的人群避险时的应激反应能力和视觉行为的影响。结果表明：事故形态和驾驶人的应激反应能力显著相关,在前车紧急制动事件中驾驶人的反应时间最短,较侧面碰撞减少了25.46%;在面对危险时的反应时间受到驾驶人工作记忆容量的影响,即相比于低工作记忆容量,高工作记忆容量的驾驶人反应时间短;此外,注视总持续时间、平均扫视时间和瞳孔直径均与工作记忆容量相关。研究结果可为车辆安全针对性预警提供理论支持。     

汽车驾驶人驾驶经验对注视行为特性的影响

通过实车试验,分别在城市道路和公路上,利用EyeLinkⅡ眼动仪测试了20名驾驶人的眼动参数与注视行为特性。将被试驾驶人分为熟练驾驶人组和非熟练驾驶人组,通过将实际驾驶过程中的交通场景录像逐帧分解,并与驾驶人的眼动数据相结合来确定驾驶人的真实注视目标,对比了熟练与非熟练驾驶人的注视区域和注视目标特征,研究了2组驾驶人驾驶经验对驾驶人注视行为特性的影响,并分析了导致2组驾驶人注视行为差异的原因。研究结果表明：驾驶经验对驾驶人注视行为特性有显著影响;在城市道路上,熟练驾驶人对近处目标的注视频次比非熟练驾驶人高约18％,而对车内后视镜的注视频次约为非熟练驾驶人的4．7倍;在公路上,非熟练驾驶人对远距离区域的注视频次仅为熟练驾驶人的4l％,而对车内区域的注视频次则为熟练驾驶人的2．1倍;驾驶人对右区域的注视频次平均约为左区域的2．5倍,且熟练驾驶人对右区域关注更多,约为左区域的4倍,而非熟练驾驶人对右区域的注视频次约为左区域的1．5倍;非熟练驾驶人处理信息的策略和效率均比熟练驾驶人差。     

快速路立交桥区预告标志对驾驶入的影响研究

为研究立交桥区多级预告标志现状设置效用,以立交桥匝道类型、三级预告标志设置情况为控制因素,开展驾驶模拟实验获得车辆行驶状态数据,采用重复测量方差分析及LSD两两对比分析方法分析7种指标。结果表明:7种指标中仅换车道次数呈显著性差异。深入分析换车道行为特征,分析结果表明:预告标志对换车道行为的影响与立交桥型指路标志是否设置无关;定向、半定向、环形匝道条件下,设置预告标志将增加作用范围内换车道次数,且关键增加区域位于第三级预告标志前100 m至后方300 m范围内;设置预告标志将提高第2、3次换车道人员比例,分别提高14.61%、2.37%,有效改善驾驶员换车道行为。     

基于心电分析的青藏高原驾驶人疲劳特性

为了得出驾驶人在高原环境下的疲劳特性, 选取3个不同海拔的试验点与20名驾驶人进行模拟试验, 对试验过程中驾驶人的心率变化与驾驶行为进行记录, 以心跳间隔变化率为评价指标进行疲劳研究并验证其合理性, 采用受试者工作特征曲线确定疲劳时间点, 建立了驾驶人疲劳的二元Logit模型。分析结果表明: 海拔为3 500、4 200、4 600 m时, 驾驶人平均心跳间隔分别为0.759、0.746、0.615 s; 大型车与小型车驾驶人在海拔4 600m比在海拔3 500 m的疲劳时间点分别提前20.8、8.4 min, 海拔越高疲劳时间点出现越早; 时间、心跳间隔变化率每增加一个单位, 发生疲劳的比率分别是原来的1.215、1.139倍; 大型车驾驶人发生疲劳的比率是小型车驾驶人的14.6%, 表明大型车驾驶人表现出更强的抗疲劳能力。     

基于爬坡换道的驾驶特性分析

道路网中存在着许多坡道路段,在进行驾驶特性分析时,人们通常将注意力放在下坡路段而忽略了爬坡路段的安全性研究。同时,在爬坡过程中,对通行能力影响最大的是货车,针对这一现象,引入交通流元胞自动机模型,利用爬坡路段纵坡度对其进行改进,选择谨慎型与激进型两种驾驶员分析其换道行为的差异性,建立了一种基于爬坡换道的交通流元胞自动机模型,并分析纵坡度对货车行驶速度的影响以及两种驾驶员爬坡换道的特性。仿真结果表明:坡道纵坡度对货车的速度有显著影响,同时两类驾驶员根据道路状况选择主动换道,若主导换道的驾驶员占比较高,就能显著提高道路的通行能力。     

风险驾驶模拟情境下驾驶人风险感知研究

分析风险驾驶情境中静态与动态结合过程的特征,给出风险驾驶情境风险度 (SRD)的定义.基于交通冲突分析技术及主观评价,提出风险驾驶SRD的量化评价方法.采用驾驶模拟实验研究,以六个典型的风险驾驶情境为研究对象,提取专家型被试的驾驶行为进行风险驾驶情境下的交通冲突分析,结合主观评价结果,得到驾驶人风险感知能力的识别基准.通过分析不同风险度情境下的驾驶行为差异,验证SRD 对驾驶行为的影响.本文的实验过程、方法及结论为我国驾驶人风险感知能力测试提供理论与实践参考.     

基于聚类分析的营运驾驶人危险驾驶行为研究

为改善交通安全状况,减少营运客车交通事故,从危险驾驶行为角度出发研究外部影响因素与驾驶行为之间的关系。以大量重特大交通事故数据为基础,定量分析聚类方法在危险驾驶行为研究中的应用。运用模糊聚类、系统聚类2种方法对危险驾驶行为划分层次进行分析,并通过营运客车驾驶人危险驾驶行为的实例对2种方法得出的结果进行讨论。研究表明,通过聚类方法归并为一类的危险驾驶行为,与对应的外部影响因素有相近的关联度。     

稳定跟车状态驾驶风格识别及迁移特性

为探究高速工况稳定跟车状态下不同类型驾驶人的跟车特性及驾驶风格识别方法,选取20名驾驶人开展实车驾驶试验,采集自然驾驶状态下的自车速度、跟车间距、跟车时距等指标,基于雷达数据等确定稳定跟车事件提取规则。通过耦合分析稳定跟车状态下的驾驶行为指标分布规律及跟车特性,选取跟车间距、跟车时距及加速踏板开度为聚类指标,使用K均值聚类算法对301段稳定跟车事件进行聚类分析,并根据不同风格类型出现的频数及所占比例将驾驶人划分为3种风格类型(保守型、一般型、激进型)。最后通过CART决策树方法对聚类结果进行验证,进一步分析长时间稳定跟车状态下驾驶风格的迁移特性。研究结果表明：随自车速度增大,跟车间距与加速踏板开度亦呈现增大趋势,且在不同速度区间下均具有显著性差异。不同速度区间下的跟车时距均值无明显变化,稳定分布于2.57～2.72 s。CART决策树验证驾驶风格聚类划分结果总体吻合率达99.7%。不同风格驾驶人的车速与油门踏板开度、跟车间距与跟车时距均存在显著性差异。随时间推移,保守驾驶人更加趋于保守,激进驾驶人更加趋于激进,一般驾驶人则相对较为稳定。研究结果可为高级别自动驾驶系统跟车控制策略及参数的...     

考虑我国驾驶行为特性的可变限速适应性研究

可变限速技术通过自动化采集交通流运行数据,并按照控制策略实时调整限速值以适应交通流运行的时空变化特征。目前,该技术已在美国等西方发达国家广泛推广,在我国尚未开展大规模的实践应用。以我国驾驶员的驾驶行为特性为主要考虑因素,通过采集城市快速路驾驶员驾驶行为特性数据,标定参数得到符合我国驾驶员行为特性的智能驾驶员(IDM)模型,构建微观交通仿真环境,研究快速路可变限速技术在我国驾驶行为环境下的适应性。仿真结果表明,可变限速技术能够在一定程度上改善我国快速路通行效率,但受驾驶行为特性参数差异性的影响,其改善幅度低于国外驾驶环境的快速路交通流。     

车路协同雾天预警系统对车辆运行生态特性的影响

为探究车路协同技术对车辆运行生态特性的影响,基于驾驶模拟试验平台构建车路协同条件下的雾天预警系统,测试了驾驶人在浓雾条件下驾驶车辆的能耗排放特征;设计了空白对照组、可变情报板(DMS)预警组、人机交互界面(HMI)预警组以及DMS+HMI预警组4种试验场景,招募43名驾驶人开展驾驶模拟试验,通过对比不同预警方式作用下车辆总体和道路关键区段的能耗排放差异,明确不同预警系统对车辆运行生态特性的影响效用。分析结果表明：相对于空白组,3种车路协同雾天预警系统均能显著降低车辆整体能耗与排放,但是不同预警方式的作用效果并无明显差别;道路场景分为了预警前、预警区、渐变区和雾区4个关键区段,3种预警系统在预警区及渐变区均可有效降低车辆能耗及排放;HMI从发出预警信息后开始生效,DMS可在车辆进入预警区前产生效果,DMS+HMI在预警区的效果最为显著,但进入雾区后不能有效降低车辆能耗与排放。可见,虽然车路协同雾天预警系统整体可以提升车辆运行生态特性,但是单一增加预警强度或改变预警方式并不能有效保证整个雾天影响区域不同区段均具有节能减排效用,合理设置车路协同预警系统应综合考虑不同预警方式、预警信息触发点位及时机、驾驶人特性等因素的匹配关系。     

无信号交叉口横向冲突预警对驾驶行为的影响

针对智能网联汽车在无信号交叉口对横向冲突的避撞问题,本研究设计了横向冲突人机交互预警及横向冲突驾驶模拟试验场景,并分析不同类型预警对驾驶行为的影响规律。运用驾驶模拟器搭建城市道路无信号交叉口并设计横向冲突事件,选取30位驾驶人作为试验对象,应用眼动仪、驾驶模拟平台开展驾驶模拟试验;采集风险场景下驾驶人的眼动、操作行为与车辆运行数据;对比分析各组场景下驾驶人的注视时长和扫视频率及行车速度、制动时间和踩制动踏板速率等驾驶行为特性参数,分别运用方差分析和描述性统计方法分析了预警提示类型和提示时机两个方面对驾驶行为特性的影响。结果表明：网联警告型预警的警示效果优于常规提示型预警,但该类预警使驾驶人操作车辆时的减速度增大至-4 m/s²以上,导致行车舒适性降低;预警提示时机对驾驶行为的影响显著,且预警提示位置宜设置在距离交叉口50～90 m处。研究结果能够为交通安全设施开发者提供有效HMI预警设计建议,提高无信号交叉口通行安全性。     

驾驶人个人特征对行车速度的影响

为分析驾驶人个人特征与行车速度之间的关系, 采用个人属性调查和实车试验相结合的方法, 获得80份驾驶人行车速度记录数据。按照驾驶人行车超速时间与总行车时间的比例, 将驾驶人超速选择行为区间划分为4个小区间。运用非集计理论, 将驾驶人的性别、年龄、性格、教育程度、驾龄等个人特征作为影响因素, 并将4个小区间作为4个选择肢, 建立了驾驶人个人特征对行车速度的影响度量模型, 并结合弹性理论分析了各个影响因素的敏感度。分析结果表明: 驾驶人的性别、年龄、教育程度、矫正视力、职业驾驶人和发生交通事故6个影响因素对应的弹性值均小于1.000, 说明上述因素对速度选择行为缺乏弹性; 在4个小区间上, 驾驶人的驾龄对应的弹性值分别为6.287、3.211、3.438和2.450, 性格对应的弹性值分别为1.249、1.045、2.033和3.672, 说明性格和驾龄2个影响因素对行车速度选择行为富有弹性, 影响显著。     

重载货车驾驶人驾驶风格识别与量化研究

重载货车驾驶人的激进驾驶风格具有强烈的习惯性特征和风险性特征,一旦养成很难矫正,且极易诱发交通事故。针对现有研究极少关注重载货车驾驶人驾驶风格的不足,本文基于某全国货运监管平台提供的云南省重载货车低频轨迹数据,从风格聚类、风格识别和风格评估这3个方面,提出综合考虑疲劳驾驶特征和超速驾驶特征的重载货车驾驶人驾驶风格分析方法。首先,基于轨迹数据蕴含驾驶人驾驶行为模式的特点,构建表征重载货车驾驶人驾驶风格的疲劳驾驶和超速驾驶特征集;其次,利用因子分析进行特征约简,并采用K-均值聚类方法划分重载货车驾驶人的驾驶风格;然后,构建基于支持向量机的驾驶风格识别模型,并与梯度提升决策树的识 别结果进行对比;最后,基于疲劳驾驶特征和超速驾驶特征的累积分布,建立基于 CRITIC (Criteria Importance Though Intercriteria Correlation)赋权法的重载货车驾驶人驾驶风格量化评估 模型。研究结果表明：经过特征约简,提取的疲劳因子和超速因子能综合反映上述两类特征集 80.838%的信息;根据疲劳因子和超速因子可将驾驶风格划分为4种类别,即稳健型、超速型、疲劳型和危险型,相应重载货车驾驶人比例依次为62.60%、25.02%、7.40%和4.98%;基于支持向量机的重载货车驾驶人驾驶风格识别模型对不同风格的识别准确率均大于97%,整体表现优于梯度提升决策树;基于CRITIC赋权法的驾驶风格评估模型能有效量化重载货车驾驶人的驾驶风格, 其中稳健型驾驶人表现最好,75%以上的驾驶人风格评估总分高于60分;危险型驾驶人表现最差,75%以上的驾驶人风格评估总分低于20分。研究结果可为重载货车驾驶人不良驾驶行为的监测、干预和管理提供理论依据和技术支撑。     

血液酒精浓度对驾驶行为的影响研究

为了探讨饮酒对驾驶员驾驶行为的影响,以驾驶模拟器为平台,测试了13名驾驶人员在不同血液酒精浓度（0mg/dl,20mg/dl,50 mg/dl,80 mg/dl）、不同场景下加速、刹车情况并调查了其主观感受。进行数据分析后初步得到一些结论：饮酒（特别是在较高血液酒精浓度的情况下）确实会对驾驶行为产生影响并可能会导致某些危险驾驶行为;性别和驾驶经验也会对不同酒精浓度下的驾驶行为产生影响。     

基于自然驾驶数据的螺旋匝道(桥) 驾驶人心理负荷分析

为得到驾驶人在螺旋型立交匝道路段行车时的驾驶负荷及影响因素，选取4 座山地城市螺旋型立交开展自然驾驶实验，利用车载仪器采集自然驾驶习惯条件下的驾驶人心电信号. 分析心率幅值特征、心率连续差异均方根( RMSSD )整体分布特征，以及其与匝道半径、坡度之间的关系. 结果表明，影响心理负荷的主要因素是车辆行驶环境和匝道曲率变化. 匝道的分、合流鼻端处，以及行车过程中跟车、超车和会车均会使驾驶人心理负荷增大，驾驶人行驶在上坡路段的紧张感高于下坡路段，匝道半径与RMSSD 存在较强的负相关性. 纵坡坡度与心率变异指标之间呈现两种不同的相关关系：不熟练型驾驶人随着坡度增加，RMSSD 呈线性上升的趋势；一般型和熟练型驾驶人表现为中间高两边低的趋势.