驾驶员隧道段夜间行车动视点特征模糊聚类评价

通过隧道路段行车试验,利用SmartEyeAB型眼动仪对驾驶员夜间隧道动视点数据进行采集并进行处理。选取视点停留比率、显著可见区域、扫视幅度、扫视峰值速度、扫视持续时间5项指标作为驾驶员动视点特征主要影响因素。利用模糊聚类分析中的传递闭包聚类方法对驾驶员夜间隧道路段行车视觉特点进行了分析与评价。通过驾驶员对路段的熟悉程度可将动视点特征分为6类。结果表明：该模糊聚类评价方法能够有效反映驾驶员夜间路段视觉信息获取与加工特征,可为保障夜间行车安全提供理论与实践依据。     

山地城市快速路弯坡路段驾驶员眼动行为特性

在山地城市快速路进行实车试验,运用Smart Eye Pro 5.7型非侵入式眼动仪对驾驶员眼球运动进行记录,统计分析驾驶员在山地城市快速路不同类型弯坡路段的眼动行为。结果表明:将驾驶员注视区域划分为6类能更好地反映驾驶员的视觉搜索特性。驾驶员在不同类型弯坡路段行驶时,随着道路环境复杂程度的增加,驾驶员长时间注视占比、瞳孔直径和扫视持续时间增长幅度较大;竖直视角变异系数受道路环境变化影响不明显,而道路环境变化对水平视角变异系数影响显著。     

基于驾驶模拟试验的公铁交叉路段安全分析

为了研究高速公路改扩建公铁交叉路段的运营安全，利用UC-win/Road软件建模，开展了公铁交叉路段的驾驶模拟试验，选取驾驶员注视区域占比、瞳孔面积变化率和眼动扫视特征作为安全性评价指标，采用K-均值聚类分析法对试验数据进行分析。结果表明：1) 2处公铁交叉路段驾驶员瞳孔面积变化率多处超过风险阈值0.35,短时扫视次数分别达到了49.5%和45.2%,相较普通路段分别提高了9.8%和4.9%;2)公铁交叉路段高速公路净空减小、铁路桥墩离行车道较近，增加了驾驶员视觉和心理上的紧张程度；3)基于公铁交叉路段的交通安全分析结果，从防撞护栏、限速、标志标线、交通管制等方面提出了改善措施。     

老年驾驶人在交叉口的视觉特性（双语出版）

机动车驾驶人主要通过视觉搜索行为获取交通信息,为了分析老年驾驶人进入道路交叉口的视觉特性,建立了5个道路交叉口的虚拟场景,并进行了驾驶模拟试验,采集了21名老年驾驶人和17名中青年驾驶人进入交叉口的眼动数据。应用动态聚类法将驾驶人的视野平面划分为5个注视区域;在此基础上对比分析了2组驾驶人进入交叉口的注视特性、扫视特性、注视转移概率和注视平稳分布概率;并通过灰色关联度矩阵分析了影响注意转移行为的因素。分析结果表明：老年驾驶人对非行驶方向上的注视区域的注意都相对较差,2组驾驶人的注视持续时间、扫视幅度和扫视平均速度存在较大的差异,其中老年驾驶人的扫视幅度和扫视速度明显低于中青年驾驶人,而且老年驾驶人的注视点分布在车辆正前方区域的平稳分布概率为80.7%,比中青年驾驶人的69.3%高11.4%,并且具有显著性差异,说明老年驾驶人注视转移模式的灵活性相对中青年驾驶人较差。     

老年驾驶人在交叉口的视觉特性

机动车驾驶人主要通过视觉搜索行为获取交通信息,为了分析老年驾驶人进入道路交叉口的视觉特性,建立了5个道路交叉口的虚拟场景,并进行了驾驶模拟试验,采集了21名老年驾驶人和17名中青年驾驶人进入交叉口的眼动数据。应用动态聚类法将驾驶人的视野平面划分为5个注视区域;在此基础上对比分析了2组驾驶人进入交叉口的注视特性、扫视特性、注视转移概率和注视平稳分布概率;并通过灰色关联度矩阵分析了影响注意转移行为的因素。分析结果表明:老年驾驶人对非行驶方向上的注视区域的注意都相对较差,2组驾驶人的注视持续时间、扫视幅度和扫视平均速度存在较大的差异,其中老年驾驶人的扫视幅度和扫视速度明显低于中青年驾驶人,而且老年驾驶人的注视点分布在车辆正前方区域的平稳分布概率为80.7%,比中青年驾驶人的69.3%高11.4%,并且具有显著性差异,说明老年驾驶人注视转移模式的灵活性相对中青年驾驶人较差。     

考虑驾驶员视觉特性的路段设计通行能力修正方法

通过真实道路环境下眼动试验数据处理得到不同的视觉特性参数,运用灰关联熵分析法遴选出与交通流水平关联度较大的3个视觉特性参数,即注视点分布、视角区域分布及平均注视时间,建立路段交通量与驾驶员视觉特性参数的变化关系,并根据驾驶员视觉特性参数变化规律,提出了考虑驾驶员视觉特性参数的路段通行能力修正方法。分析结果表明:交通量未饱和时,驾驶员视觉特性参数变化比较平稳,而当交通量趋于饱和时,视觉特性参数变化剧烈;修正后的路段设计通行能力更加符合实际情况。     

特长隧道灯光带对驾驶员视觉信息获取的影响

为研究高速公路特长隧道中,驾驶员在特殊灯光带区域视觉信息的感知模式,分析灯光带对视觉特征的影响,选用9名驾驶员进行隧道环境实车研究试验.采用眼动仪记录行车过程中驾驶员视觉特征参数,通过专用软件及统计方法分析试验数据,获得数据特征.结果表明,所有试验路段驾驶员注视时间、注视次数变化平缓,完整隧道段驾驶员扫视幅度值及其变化...     

基于模糊聚类BP 神经网络在边坡稳定性评价中的应用研究

利用边坡样本之间存在的相似性,采用模糊聚类分析方法对边坡样本进行分类,并根据择近原则将预测样本划归为贴近度最大的聚类模式,运用该模式对预测样本的稳定系数进行BP神经网络预测。通过实例证明了该方法的可靠性和有效性。     

驾驶适应性的神经模糊综合测评系统

将神经网络与模糊逻辑集成一驾驶适应性模糊神经综合测评系统。该系统含有一个Bp网,一个模糊推理机和一个知识库。以高速判断,跟踪,暗适应,选择反应,注意力,速视,动视力和深度知觉这8个指标值为特征量构成学习样本,使用K-均值法对实验样本进行初始分类,形成标准学习样本,使用这些样本对所建系统进行训练和调试。利用经调试训练后的系统,依据所测驾驶员的心理、心理参数对驾驶员的驾驶适应性进行评价。试验表明：其评价效果是令人满意的。     

城市道路环境中驾驶员眼动行为特征

在真实城市道路环境中进行实车试验,运用EyeLink Ⅱ型眼动仪对驾驶员眼睛运动进行了监测记录,统计分析了眼动行为的5个主要表征参数.结果表明:在城市交通环境中,驾驶员大约80%的单次注视持续时间在0~300 ms之间,73.5%的扫视幅度小于3°,85%以上的扫视速度在0~100°/s之间;驾驶员的水平注视位置以中部区域为主,但更多关注左侧交通流和交通设施,垂直注视位置以中部偏下区域为主,主要关注车辆前方中近距离;驾驶员单次注视持续时间呈近似对数正态分布,扫视幅度呈近似指数分布,扫视速度呈近似对数正态分布.      

城市隧道驾驶员视力角特征及应用

利用利用眼动仪系统,以城市道路隧道路段驾驶员注视点变动为研究对象,对4名驾驶员共进行16次有效行车试验,得出注视点分布一般特征。并根据心理学研究中提出的视力角概念,用成功扫视幅度中值来量度视力角,建立基于视力角特征的城市隧道标志视认模型:城市隧道行车过程中,当目标物体在注视点分布椭圆边界的视力角范围之内,较容易视认,超过此范围,则难以视认。再利用该模型,对隧道进口交通标志的设置进行安全性评价,并提出改善建议。     

雾环境下高速公路驾驶人跟驰行为研究

雾环境下驾驶人行车与正常天气相比，在低能见度下视觉参照物较少，驾驶人更倾向于跟驰行驶。为研究雾环境下高速公路驾驶人跟驰行为，以真实雾环境下实车试验方式，选择多条高速公路作为试验路段，以Smart Eye眼动仪获取车辆在雾环境下高速公路驾驶人视觉参数，包含驾驶人注视区域、注视角度、注视持续时间、瞳孔直径、扫视速度以及扫视幅度等，以归一化方法对驾驶人注视重心进行分析，研究不同能见度下驾驶人的跟驰需求，并通过对雾环境下上述视觉参数进行规律总结。对雾环境下驾驶人跟驰特性进行统计及分类，将跟驰行为划分为主动、半主动、半被动以及全被动跟驰；通过分析雾区低能见度下驾驶人跟驰行驶条件，引入多维偏好理论及后悔理论，进行驾驶人跟驰决策模型构建，并基于差分法对模型进行参数标定及验证。研究结果表明：驾驶人在1次跟驰动态过程中，正常车道保持时驾驶人扫视速度较低，而当处于车道调整时，驾驶人扫视速度存在较大波动，且平均扫视速度较高，低能见度下驾驶人注视点转移速度27.0 （°）·s^-1明显低于晴好天气的52.0 （°）·s^-1；驾驶人在跟驰过程中，能见度对驾驶人跟驰时的视觉特征有显著影响，通过跟驰模型构建可为后续雾环境下车辆跟驰前后车距及车速预测提供理论支撑。     

高速公路广告牌对驾驶员视觉影响研究

以视觉特性的理论研究为基础,以广告牌距道沿的距离、广告视觉传达的基本要素（即文字、图形、色彩）以及版面编排等为分析对象,采用眼动仪测试了驾驶员在高速公路上行驶时,广告牌对其视觉的影响。利用眼动仪记录受试驾驶员在行驶过程中对广告牌的凝视时间及视角等数据,通过分析采集的数据,得出高速公路广告牌设置时距道沿的距离以5-6m范围为最佳,内容以多图片、大字体表示,且与背景颜色差异大为宜。     

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。     

通道宽度对驾驶员动态视觉和操作行为的影响

使用眼动仪及车速记录仪记录了5种试验条件下3名驾驶员在驾驶过程中的眼动行为和车速数据，分析了不同通道宽度条件下的车速变化特征、驾驶员眼动特征和操作行为特征。结果表明：随着通道宽度变窄，驾驶员的注视点变近，对障碍物的注意变得集中，且习惯于以左侧障碍物为参照来调整车辆运行状态；通道宽度变窄使驾驶员信息感知阶段时间所占的比例减小，而操作校正阶段时间所占比例增大，且通过条件越差，对驾驶员的刺激越强烈。     

不同干预方式下右转车辆避让行人效果研究

为探究车辆右转过程中不同干预方式对驾驶人未规避行人行为的改善情况,设计听觉警示、触觉警示、形式惩罚、利益惩罚和道德惩罚5种干预方式,分为控制组、警示组和惩罚组,试验基于眼动仪和模拟驾驶仪展开。定义注视次数、注视点分布信息熵、平均注视时间、视线转移路径、区域关注概率和瞳孔面积6项指标表征驾驶人眼动特性,提取制动踏板深度比例、行车速度2项指标反映车辆运行状态。经方差分析确定各干预方式差异的显著性水平,从注视特性指标、扫视特性指标、瞳孔面积指标、驾驶人制动指标和机动车制动指标5个方面分析不同干预下驾驶人视觉及操纵响应特征,并收集被试反馈的追踪问卷。试验结果表明：不同干预方式对右转车辆未避让行人均有规范作用,各组干预效果由强到弱依次为利益惩罚、道德惩罚、形式惩罚、触觉警示和听觉警示。利益惩罚性主动干预效果优势显著,注视点分布信息熵最高为0.74,右侧平均注视次数为6次,平均注视时间增加至13.25 s,驾驶人对右侧注视概率增加至0.403,瞳孔面积明显增大,制动踏板深度比例维持在0.8,右转车速下降至20 km·h^-1以下,谨慎驾驶程度和避让行人意识均有提升。一致性追踪问卷调查表明,结束试验时32%的驾驶人对利益惩罚印象深刻,驾驶人对其主观认可度高达83%,具有较强的推广性;该干预方式可帮助驾驶人规范驾驶行为,树立避让行人的安全驾驶意识。     

风险情境下老年驾驶人行为特性研究

为研究风险情境下老年驾驶人与中青年驾驶人行为特性的差异,并确定老年驾驶人的眼动、心理生理、驾驶操作及风险感知等各类行为特性的衰退情况;选取19位老年驾驶人和19位中青年驾驶人作为试验对象,应用眼动仪、生理仪及驾驶模拟平台开展驾驶模拟试验;采集5种风险场景下2组驾驶人的眼动、心理、生理、操作行为与车辆运行数据;对比分析2组驾驶人的注视及扫视等眼动行为特性、心率变异及皮电等心理生理行为特性、制动及转向等操作行为特性、风险反应及敏感度等风险感知行为特性。试验结果表明：2组驾驶人的各类行为特性均随风险等级的增加呈现一定的规律性变化,随着风险等级的增加,2组驾驶人的注视持续时间、皮电均值及增长率、心率增长率和风险敏感度亦随之增加,而扫视、心率变异指标SDNN、制动时间及风险反应时间等指标随风险等级的增加而下降;上述指标的规律性变化说明驾驶人对风险的关注度和敏感度随着风险自身危险性的上升而不断增加,进而做出的反应也就越早,同时伴随着心理紧张程度增加,需要付出的努力也越大,与年龄的高低无关;另一方面,老年驾驶人的各类行为特性出现明显的衰退且与中青年驾驶人存在显著差异,其中老年驾驶人的注视持续时间、扫视幅度、扫视速度等眼动指标分别衰退了37.83%、27.58%、23.80%,皮电均值、心率增长率和SDNN心理生理指标分别衰退了57.67%、20.08%和29.14%,转向熵、车速控制和制动反应时间操作行为指标分别衰退了32.81%、20.34%和49.48%,风险敏感度、判断阈值和风险反应时间风险感知指标分别衰退了13.70%、8.66%和31.80%。通过对风险情境下老年驾驶人的各类行为特性进行详细分析,确定了老年驾驶人各类行为的衰退情况,对老年驾驶人行为特性的研究具有一定借鉴意义。     

基于动静结合的公路隧道洞口设计综合评价体系研究

随着国民经济发展、人民精神生活的丰富,隧道洞口设计由于影响驾驶体验而逐渐受到重视,但目前针对公路隧道洞口的设计评价主要从结构安全出发,对洞口景观环境和洞口美学的考量较少,缺乏对隧道洞口设计综合评价体系的研究;并且评价角度主要从静态视觉角度展开,忽略了行车过程中驾驶人的动态视觉特性,缺乏对洞口设计安全性问题的思考。鉴于此,以层次分析法为基本评价分析框架,建立隧道洞口设计综合评价体系;采用德尔菲法、灰色系统理论确定以功能、景观环境、美学为准则层的评价指标,并通过层次分析法计算得出功能、景观环境、美学指标的权重为0.662∶0.232∶0.106;基于模糊数学理论,提出了以专家和普通群众为评价主体、采用专家打分法和驾驶模拟试验的公路隧道洞口设计综合评价方法;并考虑洞口设计在动态视觉特性下对驾驶安全的影响,针对隧道洞口设计安全性问题提出了眼动仪测试评价方法,构建了一套公路隧道洞口设计综合评价体系。以云南省富龙高速板仑隧道洞口设计方案为例,采用综合评价体系计算得出隧道洞口设计方案为结构安全、环境友好、景观优美的优秀方案;并通过对试验者眼动数据的分析得出隧道洞口设计方案不存在安全隐患问题。该案例验证了综合评价体系的合理性,可为隧道洞口设计及综合评价提供一定的借鉴参考。