驾驶人应激反应能力强化培训方法

为提升驾驶人对突发交通状况的处理能力,预防交通事故,通过收集并整理国内典型应激场景,建立不同道路类型及天气下的三维应激场景库;综合国内外文献提出以舒尔特方格训练驾驶人注意力,选择反应仪加强驾驶人应激反应能力的心理培训与基于驾驶模拟器三维应激场景库的驾驶人技能培训相结合的应激反应能力培训方法;对20名被试进行培训,选择应激处置绩效为指标评估培训前后的应激绩效。结果表明:在83.33%的应激场景中,培训后的被试的应激处置绩效高于培训前;就单个场景而言,培训后的绩效显著提升,且趋于稳定;所开发的驾驶人应激反应能力培训方法对提升驾驶人应激反应能力和操作正确率有良好的效果。     

不同警告方式下驾驶人应激反应能力模拟试验研究

为研究在道路突发危险场景下先进驾驶辅助系统的不同警告方式对驾驶人应激反应能力的影响，利用自主开发的驾驶人应激反应能力测试软件，以计算机模拟与驾驶模拟器为试验平台，以实际驾驶视频为试验场景，选取操作准确率和反应时间为测试指标，分析不同警告方式下驾驶人的应激反应能力。研究结果表明:视觉警告可有效缩短应激反应时间；视听觉组合警告中，视觉警告占主导作用，听觉警告起辅助作用；在真实场景视频试验环境下，驾驶模拟器模拟试验的操作效果优于计算机模拟试验。     

基于HRV量化的高速公路出口匝道区域驾驶负荷特性研究

为提高高速公路主线出口匝道区域的行车安全性,基于HRV指标量化分析该区域的驾驶负荷特性和影响因素.分析了交通标志设计方案对主线出口匝道区域交通安全影响特性.采用HRV指标对驾驶负荷进行量化分析,同时采用不同信息量的交通标志对驾驶负荷进行定量加载,以汉十高速公路沿线匝道区为场景,设计并开展了主线出口匝道区域驾驶负荷的实车道路试验,采集不同试验场景下多个驾驶人的生理指标和驾驶特性.结果表明,交通标志信息量可以作为认知负荷加载的方式.从2 km到500m到出口位置的预告标志,表征驾驶负荷的HRV指标呈先下降后上升的趋势.驾驶人在通过主线出口匝道区域不同路段时的行驶车速的变化趋势与驾驶负荷强度的变化趋势具有较好的一致性.     

注视熵和马尔科夫链的弯道诱导设施信息量研究

为探究驾驶人在不同诱导设施信息量的草原公路弯道行车时的注意力分配情况,建立5种不同层级诱导设施信息量(Q0、Q1、Q2、Q3、Q4)的草原公路弯道虚拟场景,并对其进行模拟驾驶试验;对驾驶人视野分区,分析驾驶人在不同信息量条件下注视熵率值变化特征;应用马尔科夫链计算驾驶人在不同信息量条件下注视点在各个区域间的一步转移概率和平稳分布概率。结果表明:草原公路弯道诱导设施信息量的变化对驾驶人注视熵率值影响显著,驾驶人在Q2(10～20 bits/km)信息量条件下注视熵率值最大;驾驶人需要对信息目标多次重复注视才能获取足够有效行车信息,90%以上的概率集中于道路左侧和远方区域,其中道路远方区域是驾驶人保证正常驾驶的重要观察区域。     

复杂道路环境中驾驶人应激反应能力研究

为提高驾驶人在复杂道路环境中的应激反应能力,利用汽车驾驶模拟器试验平台和眼动仪,针对山区双车道公路、城市道路、高速公路和农村公路4种道路应激场景,研究驾驶人的应激反应能力。通过回归分析,研究驾驶人在复杂道路环境下应激反应能力与训练次数的关系。结果表明,驾驶人瞳孔面积变化率与应激训练次数的对数回归模型的拟合度较高;高速公路雾天(前车未打转向灯突然换道)条件下,驾驶人的应激反应能力较差;非职业驾驶人的应激反应能力,会随着时间的增长出现不同程度的减弱,可通过恢复性训练,较快回到原来的应激反应水平。     

手机导航方式对驾驶行为的影响研究

为研究驾驶员驾驶时使用不同手机导航方式对驾驶行为的影响,开展模拟驾驶试验,利用眼动仪获取4个场景下车辆行驶状态和驾驶人视觉参数;通过均值比较,方差和显著性分析,探究不同手机导航方式下驾驶行为存在的差异。结果表明:不同手机导航方式均造成驾驶分心,但分心程度不同;手持手机导航使驾驶人对前方和左侧区域的关注下降最为显著;使用导航时,驾驶人一般通过降低车速来减少分心带来的潜在风险,其中手持手机导航降低幅度最大;使用手机导航时,车辆纵向速度标准差更加集中,说明此时驾驶人对于车辆的控制变强。     

基于驾驶模拟试验的山区公路交通安全设施组合效用研究

为准确评估山区公路环境下交通安全设施组合的效用，设计“直线+长大坡道、急转弯、弯坡道组合”3种经典山区公路场景下交通安全设施组合驾驶模拟试验，通过分析驾驶员在山区公路交通安全设施下的驾驶特性，将熵权法和物元可拓理论有机结合，构建了山区公路交通安全设施效用评估指标体系，建立了交通安全设施组合效用的熵权物元多级可拓评价模型。评估山区公路环境下不同设施组合场景效用，得出安全设施组合的效用等级，并以此提出交通安全设施设置的改进策略。结果表明：在直线+长大坡道场景下，相较于减速标线，道路标志的设置更有利于吸引驾驶员的注意力和提升驾驶员的警惕性；在急转弯场景下，设置道路防护类设施，如护栏等，对驾驶安全性的提升最大；在弯坡道组合场景下，采取交通标志标线与护栏设施组合的设置方式，可以使驾驶员快速判断前方道路路况，从而促使其采取安全的驾驶行为，保证驾驶员的驾驶安全性。     

基于驾驶模拟的自动驾驶接管行为研究*

为探索有条件自动驾驶对非驾驶相关任务的允准边界,基于实车驾驶模拟器,设计自动驾驶接管试验典型场景,招募30名被试者开展驾驶模拟试验;要求驾驶人执行3种分心形式的驾驶次任务,系统发出接管请求提示后,驾驶人接管车辆控制权以避免险情发生,并分析驾驶人接管反应时间、驾驶负荷以及驾驶绩效等相关数据。结果表明:驾驶次任务涉及的分心形式越复杂,接管过程安全性越差,视觉分心任务与操作分心任务对接管行为影响显著;驾驶人更倾向于选择制动操作接管车辆,次任务分心程度越高,制动接管比例越大;与乘客聊天对接管行为影响不显著,看视频和玩手机游戏均会显著延长接管反应时间,增加工作负荷与车辆纵向减速度,玩手机游戏还会显著提升车辆横向加速度。     

认知分心时驾驶人应激反应特征分析

为预防由认知分心影响驾驶人应激反应能力引发的交通事故,开展试验,在驾驶模拟器平台上模拟城市、乡镇、山区和高速公路等应激场景,测试有无分心任务2种条件下驾驶人的应激反应,采集驾驶人操作数据和车辆行驶数据,并利用Facelab5型眼动仪记录驾驶人眼动数据;选取相关表征指标并分析试验数据。结果表明:相比于正常驾驶,认知分心驾驶导致驾驶人视觉搜索范围变窄;无论正常驾驶还是认知分心驾驶,扫视行为均以中、低幅度为主;认知分心导致驾驶人对加速踏板的控制能力减弱;与正常驾驶相比,认知分心时驾驶人的应激反应时间明显增加。     

驾驶人视觉注意力需求与驾驶行为特性的关系

采用驾驶模拟系统平台,以不同车道类型及不同交通流状态(自由流/稳定流/不稳定流/强制流)为虚拟试验场,应用心理试验设计方法,测试得到21名被试在不同交通流状态下的视觉注意力需求及驾驶行为。对5种车道类型及4种交通流状态下被试驾驶时的视觉注意力需求特性和驾驶行为特性数据进行分析,得到不同车道不同交通流状态下的视觉注意力需求变化情况。利用多元回归方法分析了不同交通流状态下驾驶人视觉注意力需求与驾驶行为之间的关系,并构建了基于驾驶行为特性的驾驶人视觉注意力需求预测模型。结果表明,驾驶人视觉注意力需求与制动次数、油门踏板位移和车辆轨迹偏差之间存在相关关系。     

基于隐性危险驾驶人感知特性及判别模型研究*

为研究驾驶人在隐性危险场景中危险感知行为,基于Bayes判别法,将驾驶行为指标作为输入变量,建立驾驶人危险感知能力预测模型。结果表明:驾驶员在显性危险场景的纵向加速度显著低于隐性危险场景;驾驶人在隐性危险场景中TTC值小于显性危险场景;在被试车辆与轿车、行人、非机动车冲突3种交通冲突场景中,驾驶人对行人危险感知能力最弱。研究结果对提高道路交通安全水平以及驾驶人应急避险能力具有一定实际指导意义。     

雾天驾驶人对限速标志的遵从程度研究

为深入研究雾天低能见度环境下驾驶人对可变限速(VSL)标志的遵从程度,首先设计问卷并对556名驾驶人进行访谈和调查;然后利用探索性因子分析选出影响驾驶人遵从程度的主要影响因子,包括驾驶人个人属性(年龄、驾龄)、驾驶人对限速的认可程度等;进而通过结构方程模型(SEM)确定主因子内部的各影响因素与遵从程度的相关性。结果表明:所建立的SEM与调查数据拟合程度良好;在雾天环境下,驾驶人对于VSL标志设定的限速认可程度都会在很大程度上影响其遵从程度;年龄、驾驶经验对驾驶人的遵从程度有显著影响;能见度较低时,行驶在车道数少的道路上驾驶人的遵从程度较高,而在能见度较高时,道路类型的影响不显著。     

城市道路驾驶人横向避险特性研究

为提高城市道路驾驶人横向避险能力,利用固定基座驾驶模拟器搭建5种典型城市道路危险交通场景,并借助眼动仪采集35名驾驶人的眼动数据和避险操作数据;分别统计并分析驾驶人的视线分布、感知-制动时间、持续制动时间、最大方向盘转角时间和车辆横向位置变化等参数。结果表明:5种场景下驾驶人水平视线基本上都处于中部偏右区域;除场景3外,驾驶人的感知-制动时间均值均在1 s内;在视线无遮挡场景,驾驶人主要通过制动进行避险,反之则以转向和制动相结合的方式进行避险。     

基于个性化行为模型的驾驶疲劳识别方法

为提高疲劳驾驶状态的识别精度,应考虑驾驶人之间的个体差异。以实车驾驶试验条件下车道保持行为中的车速和车道偏离值为输入,以方向盘转角为输出,基于径向基(RBF)神经网络针对每个驾驶人构建正常驾驶状态下的车道保持行为模型,并根据残差对模型的拟合及预测效果进行评价;将疲劳驾驶状态下的车速和车道偏离值输入到上述驾驶行为模型中,可得到模型预测的方向盘转角值,通过分析预测值与实际方向盘转角之间的差异,研究疲劳对驾驶人行为的影响;将预测残差作为输入,建立基于支持向量机(SVM)的疲劳驾驶状态辨识模型。结果表明:所建立的RBF神经网络-SVM识别模型对不同驾驶人疲劳驾驶状态的平均识别率达85%。     

考虑公路景观郁闭度与驾驶人特性的反应时间研究

为探究公路景观郁闭度对驾驶人反应时间的影响规律，运用模拟驾驶试验设计突发事件以测试驾驶人在不同道路线形和空间郁闭度特征景观下的反应时间。利用方差分析与多元逐步回归法，构建反应时间影响因子计量模型，量化不同特征景观、道路线形及驾驶人特性对反应时间的影响。结果显示：驾驶人的反应时间随景观郁闭度增加而减少；弯道路段反应时间显著少于直线路段；随着年龄的增加反应时间相应减少；男性比女性反应时间更短；经验驾驶人反应时间比新手和一般驾驶人更短；驾驶习惯对反应时间没有显著影响。景观郁闭度和道路线形相较于驾驶人特性对反应时间的影响更为显著。研究成果可为公路景观设计提供理论支持，帮助进行交通安全理论研究。     

场景对驾驶人危险辨识能力评估结果的影响

为提高用驾驶人危险辨识能力评估系统得到的评估结果的信效度,探讨评估场景对评估结果的影响。首先,分析各类评估系统中评估场景的异同点;其次,由于评估场景一般为危险情境,通过对危险定义与类型、危险风险度的系统梳理,探讨危险情境对评估结果的影响;最后,通过分析动静态场景的优缺点,探讨场景展现形式对评估结果的影响。结果表明:危险情境的主观和客观风险度的一致性越高,评估结果的信效度越好;动静态场景各有利弊,静态场景能有效避免评估结果的模糊性和驾驶人的疲劳厌烦效应,动态场景更利于理解危险情境,同时更贴近驾驶人实际驾驶时的危险辨识工作机制。     

基于扫视特征的车载信息系统与驾驶安全关系研究

为研究车载信息系统(IVIS)对驾驶人心理及安全行为的影响,在试验车内安装眼动仪、车载导航系统等设备,选择4条试验路线完成实车试验。比较使用与未使用IVIS情况下、车载设备设置在不同位置时以及不同信息发布方式条件下驾驶人扫视行为的差异性。利用眼动仪采集驾驶人扫视数据,运用统计分析方法比较扫视行为差异,分析IVIS对驾驶安全的影响。结果表明,使用IVIS占用了较多的认知资源,导致心理负荷增加、驾驶安全性降低。当车载导航安装在置物台上方并提供语音播报信息时,能够使心理负荷相对减少。优化IVIS位置与信息发布方式,可在一定程度上缓解车载信息对安全驾驶的负面影响。     

人机共驾环境下驾驶疲劳研究综述

为减少自动驾驶过程中驾驶疲劳对驾驶人状态的影响，综合分析人机共驾环境下驾驶人的疲劳研究发展现状，系统梳理人机共驾模式下驾驶疲劳的研究成果，探索未来发展方向。首先，通过文献检索与关联性分析，明确人机共驾过程中疲劳累积研究现状；然后，从手动驾驶和人机共驾下的驾驶疲劳致因分析、驾驶时长和非驾驶相关任务对疲劳的影响、人机共驾环境下驾驶疲劳对驾驶行为的影响3个维度，讨论分析研究成果；最后，提出人机共驾环境下驾驶人疲劳研究的不足与发展方向。研究结果表明：人机共驾模式导致驾驶人被动疲劳增加，接管绩效受损，弹性设置非驾驶相关任务与自动驾驶时间可有效缓解被动疲劳；人机共驾过程中驾驶疲劳的演化规律与检测模型尚不明确，结合人机共驾场景特征探索驾驶人疲劳调控策略是未来研究重点。     

公交车停靠站形式对驾驶人生理特性的影响研究

设计并实施实车试验,运用生理测试仪采集驾驶人生理数据,对比分析公交车在通过直线式及港湾式车站时,驾驶人的生理数据基础信号(Basis Signal Analysis,BSA)和心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)。结果表明,通过不同形式停靠站时驾驶人的生理特性有明显差异。通过直线式车站时,驾驶人的心电(Electro Cardio Graph,ECG)和阻抗Z0的极大值均高于通过港湾式车站时的极大值,皮电(Galvanic Skin Current,GSC)的极大值约是通过港湾式车站时极大值的1.9倍,心动周期时间序列变化及呼吸时间序列变化的极大值均比通过港湾式车站时的极大值高。要提高停靠站设置的合理性,适当增加港湾式站台,以达到改善驾驶人生理状态、降低驾驶疲劳、提高驾驶安全性的目的。     

Near-crash事件中驾驶人行为特征分析

为研究不同驾驶人在追尾事故中的驾驶行为特征,用Near-crash事件代替真实碰撞事件,选取一段城市快速道路开展实车试验。首先测试21名驾驶人实驾时的最大减速度、制动至最大减速度时间、平均减速度、碰撞时间倒数(TTCi)4个指标;然后用Mobileye等设备提取数据,得到不同性别、驾驶经验、驾驶风格的驾驶人指标因素;最后对数据进行方差分析。结果表明:Near-crash事件中,女性驾驶人平均减速度、最大减速度大于男性驾驶人,女性驾驶人更倾向于急刹车;经验影响驾驶人的平均减速度、最大减速度;熟练驾驶人制动到最大减速度时间长,制动过程更加平稳;激进型驾驶风格的驾驶人车头时距(THW)小于保守型驾驶人。