门架式可变情报板道路节点数量阈值研究

针对门架式可变情报板道路节点数量阈值缺乏量化依据的问题,选取42名驾驶人对7块显示不同道路节点数量的门架式可变情报板开展了室内静态认知实验,分析了视认时间、理解时间、信息理解正确率、综合设计评分和信息量接受程度评分这5项指标与门架式可变情报板道路节点数量的关系.基于趋势分析和Welch's anova方法确定特征指标,构建了基于熵权法的TOPSIS综合评价模型,并通过计算特征指标综合评价指数进行验证.研究结果表明,道路节点数为2~8个时,驾驶人视认时间、理解时间、综合设计评分和信息量接受程度呈现显著差异变化(4项指标的差异性检验p值均为0.01),信息理解正确率没有显著性差异(p=0.13).熵权法确定特征指标对道路节点数量影响程度由大至小依次为视认时间(0.32)、信息量接受程度评分(0.31)、综合设计评分(0.26)和理解时间(0.12).依据TOPSIS综合评价结果并通过综合评价指数验证,最终确定门架式可变情报板道路节点数不宜超过4个.      

基于视知觉的交通可变标志信息认度评价

交通可变信息标志(Variable Message Signs,VMS)作为交通信息动态发布设施,被广泛应用于城市道路及高速公路管理中。由于VMS发布的图符信息数量及大小等缺乏标准,无法衡量发布信息是否有效传递给了驾驶人。为了准确度量VMS发布信息的视认有效性,基于驾驶人视知觉理论和VMS识别过程的特征,建立VMS信息量的量化方法,提出VMS认度概念。根据影响静态VMS有效视认的信息量、驾驶人动视力、车速等因素,以认度率为评价指标,建立信息量-认度评价模型;对影响动态VMS有效视认的屏幕信息滚动周期、视认冗余距离等因素,以周期有效度为评价指标,构建周期-认度评价模型。然后,通过视觉信息获取试验,将1s时间内人眼可获取信息量与实际信息量的比值作为可获取信息系数:当信息量在50比特内,测试对象可获取信息系数最大,可获取信息系数趋于常数1;当信息量增加至56~105比特时,测试对象可获取信息系数呈指数骤减,随后趋于稳定(人眼可获取信息系数ρ=0.22±0.02)。最后,通过对实际道路中驾驶人对VMS信息获取情况的调查,采用认度评价模型与驾驶人实测结果进行对比分析,当静态VMS信息量大于90比特时,信息量轻微过载,驾驶人无法准确获取标志信息;当动态VMS标志周期有效度小于0.9时,驾驶人无法完整视认标志。该认度评价方法经过路测试验验证,可为VMS设计、信息发布管理提供参考。     

指路标志版面信息量与布局设计关系研究

为了探讨在标志信息量大小和信息排列方式变化条件下的指路标志视认特性,实现快速路指路标志的优化设置方法,在视认时间有限的情况下增加可视的信息量。以探索指路标志视认特性为切入点,研究城市快速路高架路段与辅路衔接的出口指路标志尚需优化的问题。试验选取32名驾驶人各完成77张静态标志的目标路名视认任务,其中标志图片均保持一致,采用互动测试程序,设置标志图片的随机显示和不重复出现,通过按键激活下一张标志的视认,采集被试者操作行为及视认时间的原始数据。通过室内视认试验,以信息量(版面中2~12条路名,共11种)及信息在指路标志内的位置(2-12个位置)为控制因素,以标志视认时间为指标,利用经过预处理的数据进行分析,通过对比不同信息量和信息排列方式对于驾驶人视认时间的影响,确定信息量及视认时间,和信息量、版面布局方式及视认时间两个关系模型。研究结果表明,驾驶员对指路标志视认时间由标志信息量大小来决定,信息量与视认时间之间呈正相关关系;驾驶员对指路标志视认时间的长短也会受到信息布局方式的影响,当信息以矩阵形式排列时,可以有效降低标志的视认难度;信息布局方式的变化会引起信息量范围的变化,当信息以矩阵式排列时,可增大信息量的极限范围。     

驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型研究

研究驾驶人交通标志信息记忆量随时间的变化规律,构建驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型,能够为城市道路交通标志设计及实施应用提供有力的支撑.基于对记忆衰减因子、衰减曲线形式的分析及对交通标志视认的短时记忆衰减模型的三个特点,提出采用幂函数曲线作为驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减曲线,并以一条有交通标志的实验路段为例,采用实车调查法,结合心理学记忆理论,分析交通标志信息量对驾驶人短时记忆的影响,构建驾驶人对交通标志视认的短时记忆衰减模型.     

二秦高速公路关联事件下信息联动发布方案研究

对高速公路交通组织要素进行合理划分的基础上,建立可变情报板与交通组织要素的对应关系,提出关联事件下的可变情报板信息联动发布策略,实现路网信息发布策略的标准化及优化,可以最大程度地发挥交通诱导对路网交通运行的调节能力,促进大规模路网运行效率的整体提升。本文以二秦高速为例,基于两起及以上阻断事件同时段发生,且事件的关键区域发生重叠的情况下引起的信息执行冲突问题,提出相应的信息发布解决机制,从而通过交通诱导提升二秦高速对于突发关联事件的调节能力,保证路网的正常运行。     

雨夜驾驶人对黑色障碍物视认距离变化规律研究

为预防和减少雨夜道路交通事故,定量研究降雨强度对驾驶人视认距离变化规律,以确定行车速度、停车视距及限速选择,进行实际道路试验研究。试验共选择被试38人,在不同降雨量的雨夜,选用黑色障碍物,在不同车速条件下,进行驾驶人空间距离判识实际道路试验。试验共进行71组,最终依据速度和降雨强度,聚类为25组不同条件下全样本试验。统计全部结果,分析数据分布特征。利用曲面回归分析方法,建立视认距离随降雨量和行车速度变化规律函数模型。模型相关系数为0.9832,模型有效度系数为0.94,可有效表示视认距离与瞬时降雨强度和行驶速度之间的关系。研究表明,随着单位时间内降雨量增加,视认距离缩短;随着行驶速度增加,视认距离减小;当两因素耦合作用于驾驶人时,会因为视认距离减小导致允许反应时间缩短。      

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。     

多车道高速公路路侧交通标志遮挡概率研究

为了计算不同交通量、不同运行车速情况下,多车道高速公路路侧交通标志视认中大型车对小型车的动态遮挡概率,将内侧车道小型车与外侧车道大型车车头间的垂直距离作为判断路侧交通标志遮挡的依据,根据视距几何关系确定多车道高速公路驾驶人在视认区域内视线被遮挡的最大和最小临界距离;建立路侧交通标志遮挡模型,根据视认距离确定内侧及外侧车道仿真路段长度,以0.1 s为仿真步长,借助VISSIM交通仿真软件获取车辆车头坐标、与前车跟车距离等动态基础数据,实现高速公路交通标志遮挡概率计算过程的动态化。结果表明：外侧车道的车型、交通量、视认距离以及大小车运行速度都对路侧交通标志遮挡率有一定的影响;在交通量一定的情况下,驾驶人视线被遮挡的概率随着外侧车道大型车数量的增加而增大;在外侧车道大型车数量一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率随着小型车数量的增加而增大;在小型车速度一定的情况下,驾驶人视线被遮挡概率随着大型车速度的增大呈降低趋势;小型车速度增大时,驾驶人视线被遮挡的概率会有所提高。     

城市快速路出口编号设置方法及效果评价——以无锡为例

为保障驾驶人能快速确定出口位置,城市快速路出口编号逐渐被很多城市所应用。由于国家标准未对此进行相关规定,导致我国很多城市的出口编号标志存在不惟一、样式不统一等的问题。在调研的基础上,提出了采用数字与文字相结合的编号方法能够准确反映道路特征、流向特征,并确保了出口编号的的惟一性,以无锡快速内环西快速路的出口编号标志设置为例进行了详细解析。最后通过比较设置出口编号标志前后,被测试驾驶人对快速路出口位置的识别时间的改变情况,发现50%测试者的视认性都得到了一定程度改善,验证了快速路出口编号方法的可行性和有效性。      

上海市国家高速公路命名编号调整工作实施效果评价

根据《国家公路网交通标志调整工作技术指南》和现行国家及地方标准规范,从标识体系、路网管理、出行环境等方面,对上海市国家高速公路命名编号调整后的交通标志基本状况、适应性、视认效果、安全水平等进行了评估,同时通过调查问卷的方式,从道路使用者角度,对社会满意度、驾驶员行驶体验等内容进行了评价。通过多部门统筹协作、合理设计、数码电刻新工艺运用、施工质量严格管理以及各大媒体积极宣传,上海市较好地完成了本轮国家高速公路命名编号调整工作。由问卷调查结果可知,较多的驾驶人认为更换后的标志牌视认性良好,标志牌中增加的地理方向信息有助于驾驶人辨别行驶方向,社会满意度较高,驾驶人行车体验较好。     

手机操作类型对驾驶人跟车行为的影响（双语出版）

为了探究行车过程中手机使用模式对驾驶人跟车行为的影响,依据功能类型及使用模式将手机操作分为8类,利用驾驶模拟器开展试验,提取跟车速度、跟车间距、车头时距、横向偏移距离、方向盘转角5项指标表征车辆的横向、纵向运行状态,定义驾驶人的注视点分布信息熵、注视点区域分布比例、注视时长、扫视频率、扫视时长、眨眼频率、眨眼时长7项指标表征驾驶人眼动特性,分析驾驶人进行不同手机操作时的车辆运行特性与驾驶人视觉特性,并利用方差分析法验证上述指标作为驾驶人跟车行为衡量指标的有效性。应用灰色关联分析法对8类手机操作对驾驶人跟车行为的影响程度进行量化,并结合具体手机操作的分心内容、形式和动作时间,对具有相近功能的两两操作进行对比分析。结果表明：特定的手机操作行为对选取的各项车辆运行指标与驾驶人视觉特性指标有显著影响;对驾驶人跟车绩效影响由大到小的手机分心操作依次是发送文字信息、阅读文字信息、手持接听电话、发送语音信息、按键拨打电话、听取语音信息、语音拨打电话、免提接听电话,文字信息的编辑和阅读等操作对驾驶人跟车行为的影响大于其他手机操作;研究结果可帮助驾驶人明确不同手机操作对行车安全的危害程度。     

手机操作类型对驾驶人跟车行为的影响

为了探究行车过程中手机使用模式对驾驶人跟车行为的影响,依据功能类型及使用模式将手机操作分为8类,利用驾驶模拟器开展试验,提取跟车速度、跟车间距、车头时距、横向偏移距离、方向盘转角5项指标表征车辆的横向、纵向运行状态,定义驾驶人的注视点分布信息熵、注视点区域分布比例、注视时长、扫视频率、扫视时长、眨眼频率、眨眼时长7项指标表征驾驶人眼动特性,分析驾驶人进行不同手机操作时的车辆运行特性与驾驶人视觉特性,并利用方差分析法验证上述指标作为驾驶人跟车行为衡量指标的有效性。应用灰色关联分析法对8类手机操作对驾驶人跟车行为的影响程度进行量化,并结合具体手机操作的分心内容、形式和动作时间,对具有相近功能的两两操作进行对比分析。结果表明:特定的手机操作行为对选取的各项车辆运行指标与驾驶人视觉特性指标有显著影响;对驾驶人跟车绩效影响由大到小的手机分心操作依次是发送文字信息、阅读文字信息、手持接听电话、发送语音信息、按键拨打电话、听取语音信息、语音拨打电话、免提接听电话,文字信息的编辑和阅读等操作对驾驶人跟车行为的影响大于其他手机操作;研究结果可帮助驾驶人明确不同手机操作对行车安全的危害程度。     

复杂路网环境下的信息自动发布模型研究

随着高速公路网的不断完善,信息发布手段的增多,特别是道路可变情报板的不断增多,公众期望能获取更为及时有效的出行信息,但现有发布模式存在难以选择设备、编辑信息慢、进行个性化批量发布困难等问题。针对以上问题,提出路网环境下的信息自动发布模型,对模型关键内容包括筛选信息、快速选择设备、生成输出信息文件及对文件校验等方面进行了论述。通过对历史事件信息的模拟输入,对比模型生成结果与人工录入结果,证明模型具备可行性。同时,结合大数据挖掘等发展趋势,对模型优化提出了改进建议。     

高速公路隧道入口区域交通工程设施改善对策与应用

高速公路隧道入口区域交通事故率高于普通路段,尤其是追尾、撞击洞门事故频发,容易造成群死群伤。为提升高速公路隧 道入口区域的交通安全,在《公路隧道提质升级行动技术指南》对交通工程设施相关规定的基础上,提出隧道入口区域交通工程设 施应满足空间路权、驾驶人因和驾驶任务的基本原则。隧道入口区域典型问题集中于可变信息板、标志信息和视线诱导设施上,主 要是信息组合不良、交通标志位置不当、诱导信息不连续和不一致。由此进一步提出隧道入口区域标牌内容、形式和位置的设置建 议,并提出通过增设环形立面标记、隧道轮廓带、警示型线形诱导标、柔性警示柱和防撞桶等视线诱导设施来加强隧道入口区域的 视觉环境过渡的方法。最后,基于空间路权、驾驶人因和驾驶任务3 个基本原则对交通工程设施改善效果进行评价。     

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。     

营运非机动车驾驶人违规驾驶心理与行为研究

针对基层从业者驾驶营运性非机动车发生违规行为也屡屡发生的问题.为探究营运性非机动车驾驶人的违规心理及风险驾驶行为,编制了营运性非机动车驾驶人驾驶心理与行为量表,获取了224份有效问卷.对量表进行因子分析,得出各构面的因子构成结论.对交通安全的态度由对规则的态度、责任意识、从众心理3个因子构成;对风险的感知由安全忧虑、风险敏感程度2个因子构成;驾驶信心由风险判断、鲁莽倾向2个因子构成;不安全驾驶行为发生频率由疏忽与失误、违规行为、获取领先、侵略行为4个因子构成.通过对各构面的因子与问卷人口统计学信息进行相关分析得知:女性较少发生侵略性不安全驾驶行为;工作时间越长,对风险敏感程度降低但风险判断能力、责任意识提高;有机动车驾驶经验的人常常发生为了获取领先的不安全驾驶行为.     

车道保持系统研究

为了减少由于驾驶人分心或疲劳造成的车道偏离事故,提出一种车道保持控制系统。根据道路线性将道路分为直线路段和曲线路段,利用跨道时间来判断车辆将偏离车道;驾驶员的操作状态根据转向灯信号及转矩信号来进行判断。综合车道偏离信息与驾驶员操作信息来判断车道保持系统是否工作;车道保持系统的控制策略采用单点预瞄最优曲率驾驶员模型。仿真结果表明,模型能够实现车道保持功能。     

采用虚线交通标线进行车辆定位及道路交通设施信息表征的方法

自动驾驶车辆行驶至隧道、高架桥下或高层建筑物林立的城区时,不能获取自身位置信息,导致自动驾驶和自动导航失效。为解决这一问题,设计一种特殊虚线交通标线,该标线由基本单元标线条单元和路面条单元组成,固定数量的基本单元按特定规则构成标线数据块,每个标线数据块对应一个二进制数进行信息编码,该码可表征数字、字母及特殊符号,信息编码后的标线就能表征车辆位置及道路交通设施信息,并设计配套识别程序,实现在特殊情况下对车辆所在位置的多种定位信息以及道路交通设施的多种管理信息进行现场数据查询、校核,为智能车辆运输、自动驾驶、无人驾驶、自动导航等系统提供特殊应急服务。     

高速公路隧道提质升级交通安全设施典型问题及对策

高速公路隧道里程及事故逐年增长,急需对隧道提质升级,保障交通安全,但《公路隧道提质升级技术指南》对交通安全设施规定并不完善。阐述了高速公路隧道安全设施提质升级的原则,指出现有公路隧道提质升级技术指南的不足之处,分析高速公路隧道提质升级过程中存在的典型问题,提出了高速公路提质升级的改善对策。总体而言,高速公路隧道交通安全设施应满足全寿命周期成本最小、符合驾驶人因与驾驶任务、保障路侧交通安全等原则;对现阶段高速公路隧道交通安全系统,如可变信息板、标志、彩色铺装路面、护栏、反光环、立面标记等设置的典型问题,提出了改善对策。     

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。