驾驶员接管自动驾驶车辆的眼动特性和行为分析

为探究接管自动驾驶车辆期间驾驶员的视觉特性,分析眼动与接管反应操控行为的关系,开展驾驶模拟试验收集驾驶行为及眼动数据。运用统计学方法,分析驾驶员感知不同接管场景的视觉特性,探究接管请求(TOR)前后眼动指标的变化规律;并基于视觉分配和瞳孔变化特性分析驾驶行为,揭示眼动特性与接管反应及驾驶操纵策略的内在联系。结果表明:TOR前,相较于静态场景,驾驶员感知动态场景诱发元素扫视更频繁且平均注视时间更短;此时驾驶员的视觉分配特性与其接管反应行为存在显著相关性。TOR后,驾驶员的注视时间增加,眨眼频率降低,瞳孔直径扩张,眼跳幅度增大;不同场景下驾驶员的瞳孔差异表明其应对动态场景时具备更好的警戒水平和更平稳的操纵策略。     

农村公路复杂环境中新老驾驶人视觉特性研究

为研究新老驾驶人在农村公路复杂环境中的视觉特性,采用眼动仪测量若干被试人员在实际驾驶过程中的视觉生理指标,运用统计学和数据挖掘方法分析新老驾驶人的瞳孔直径、注视特性、扫视特性和追随眼动特性,进而辨析新老驾驶人的驾驶行为特性差异。结果表明,在农村公路复杂道路环境中,新老驾驶人的视觉特性和驾驶行为具有明显差异。新驾驶人的瞳孔直径变化剧烈,表现出长时间注视和注视反馈特性;老驾驶人具有较多短时间注视特性,注视前瞻性和反馈特性都很明显,并且具有追随眼动特性。     

重型施工机械安拆吊装作业视觉可达性BIM仿真分析

为提高重型施工机械安拆吊装作业安全工效,改善安拆作业过程中人员的可视性,提出基于可视锥法的多主体视觉可达性建筑信息模型(BIM)仿真方法。首先,通过重型施工机械视觉任务分解,得到重型施工机械多主体视觉任务;其次,以wk-35型电铲安拆作业为研究对象,分析起重驾驶司机-信号工-司索工多主体视觉任务,运用计算机辅助三维交互应用(CATIA)人因仿真模块,构建安拆吊装作业多主体视觉的BIM仿真场景;然后,采用可视锥法,计算安拆吊装作业过程多主体视觉可达性量值,测度多主体视觉可达性水平,构建重型机械施工机械多主体视觉评价模型;最后,调节BIM模型的过程参数,推演多主体视觉变化趋势,评价安拆吊装作业多主体视觉可达性。结果表明：安拆作业中起重司机在起升下降过程中视觉可达性较差,在平移过程中视觉可达性较好;信号工和司索工的位置与其视觉可达性联系紧密,当信号工处于视野刚好覆盖起重司机和司索工的位置时,其视觉可达性最好,而司索工需不断调整位置,使其视觉可达性达到最佳。     

塔机起重作业夜间照明工效的BIM辅助优化研究*

为提升塔式起重机施工作业的夜间照明工效水平,采用数学模型和BIM技术相结合的方法,以灯源的光通量及入射角为光学驱动参数,模拟眩光值、照度及其均匀度等光学变量,建立照明工效的光度学BIM辅助优化模型,优化起重作业照明灯源光学参数。研究结果表明:对塔式起重机施工作业区照明灯源光学参数进行组合优化后,夜间起重作业面照度及其均匀度显著提升,眩光值满足起重作业视觉环境条件。研究结果可为塔式起重机夜间起重作业照明方案设计提供科学依据。     

草原公路景观要素影响驾驶员眼动指标研究

为研究草原公路景观要素复杂程度对驾驶员眼动指标的影响,开展现场试验,选取3种典型景观要素构成路段,测试5名驾驶员的眨眼持续时间、注视持续时间、瞳孔直径和扫视幅度等4个眼动指标。用Be Gaze2.4及SPSS软件提取、分析数据,画出3种景观要素构成与眼动指标的关系曲线,分析其变化规律,并通过主观调查问卷验证分析结果。试验结果表明:随着景观构成要素的增加,眨眼时间不断减小,注视时间也小幅减小,而瞳孔直径和扫视幅度逐渐增加,但变化幅度不大;与景观a和景观c相比,景观b更能增加草原公路行车舒适性,减少消极情绪。     

高速公路特长隧道环境中驾驶员视觉特性研究

为研究有不同经验的驾驶员在高速公路特长隧道环境中的视觉特性,在高速公路特长隧道中开展实车试验。利用眼动仪采集29名不同经验驾驶人的注视持续时间、注视点位置、扫视持续时间、扫视频率及扫视幅度等视觉特性参数,运用统计分析方法比较眼动行为的差异性,分析驾驶经验及驾驶环境对驾驶安全的影响。结果表明:相较于普通路段,驾驶员在特长隧道段的平均注视时间更长,注视点分布位置在水平方向更广,在垂直方向趋于集中,扫视更频繁,且扫视幅度变小;相较于非职业驾驶员,职业驾驶员在不同驾驶环境中的注视时间较短,注视点分布位置更广,扫视频率较低且扫视时间较短。     

基于模拟飞行任务下的眼动指标分析

分析眼动指标在定量测量飞机驾驶员的注意力分配规律和工作负荷变化中的作用。让4个被试者在飞行模拟器上完成了3个不同阶段的模拟飞行任务,同时用眼动仪器记录了注视、扫视、瞳孔尺寸方面的眼动指标,划分为座舱外景和内部仪表两个兴趣区域对数据进行了对比和认知分析。被试者在外景有更多的注视点、更多和更长的注视时间,在仪表上的平均瞳孔尺寸比外部视景要大,平均扫视幅度随任务难度增大而减小。眼动指标可以客观地反映驾驶员的注意力分配规律和工作负荷变化;视觉飞行规则下,飞行员主要从外景获取视觉信息,他的大部分注意力都集中在外景。     

空间冲突下起重作业安全迹线规划模型

为保证起重作业的安全高效性,减少起重作业空间冲突的风险,设计起重作业Manhattan平面,剖析起重作业空间冲突因素、机械运行条件与施工组织条件,构建吊物迹线的避障最小直角Steiner树(OARMST)模型,集成Dijkstra启发式算法和无载波通信(UWB)定位技术,开发起重作业迹线规划系统,求解多就位点、多障碍物下吊物的安全移动迹线。研究表明:OARMST模型求解的最优起重吊装安全迹线避免了起重作业的空间冲突风险,通过减少吊物转弯次数和位移,可防止吊物多次骤停摆动和驾驶员多余操作,提高起重作业的安全调度水平。     

“三管齐下”——确保起重作业安全

河南油田油建公司金属结构厂是压力容器的设计、制造、安装的厂家，容器设备的装卸、整体运移过程是该厂生产过程中的一项高风险作业，也是隐患与事故比较集中的作业环节。为削减起重作业安全风险，减少事故的发生，该厂通过“制定有针对性的起重作业制度”、“加强起重作业现场的过程控制”、“实行起重作业安全告知制度”这“三管齐下”的措施，     

公路隧道出口段亮度优化计算

公路隧道出口段亮度变化情况会严重影响驾驶员视觉心理负荷,其亮度优化计算应该综合考虑行车安全和节能环保的要求。通过隧道出口段不同环境照度和运行时间情况下驾驶员视觉特性试验,采用定性和定量相结合的方法研究了瞳孔面积与环境照度之间的变化规律,同时结合节能环保的要求建立了公路隧道出口段最佳亮度计算的多目标优化模型,采用系统聚类的方法对隧道出口照明区段进行聚类分析,并给出了模型求解的方法。最后,以包(头)茂(名)高速公路南五台隧道为例进行了实证研究,基于模型计算出各聚类区段最佳照明亮度。结果表明,隧道出口段亮度设置应该是一个渐变过程,且应该更加注重洞口20 m以内的亮度要求。     

施工过程安全数字孪生模型的构建和应用*

为解决施工过程安全信息的虚实交互难题,降低施工过程安全风险,提出施工过程安全数字孪生模型。建立施工过程安全语义本体,分析施工过程安全关键知识要素;定义施工过程安全数字孪生五维模型,明确模型的构成和功能,基于物联网和有限状态机构建施工过程安全监控方法,并以塔吊顶升活动安全监控为例进行应用。研究结果表明:该模型能够实现塔吊顶升施工过程安全的数字化表达、参数化监测和自动化控制。     

通用桥式起重机驾驶员操作可靠度研究

为有效改善桥式起重机驾驶员的操作水平,通过分析和确定这种起重机的工作流程,建立驾驶员基本动作序列。采用第二代人因可靠性分析(HRA)模型,按正常工作状态与紧急工作状态2种情况,对驾驶员操作可靠度进行全面、定量的分析与研究。结果表明,驾驶员操作可靠度定量研究中,重要的是要考虑起重机机型和基本操作动作序列、工作状态、动作时间、人机工效、作业环境等复杂因素。建立驾驶室人机工效定量分析与评价机制,加强驾驶员专业教育培训及考核制度、改善工作环境等技术措施,从根本上提高驾驶员操作可靠度等级,才能符合起重机械安全的发展趋势。     

基于物联网的塔式起重机安全监控系统

为减少塔式起重机事故的发生概率,顺应信息化监测技术迅速发展的行业背景,提出一套基于物联网的塔式起重机安全监控系统.首先设计塔式起重机安全监控系统架构,结合其结构特点提出传感器布置方案.然后针对结构安全和安拆作业程序安全2个方面,以国家强制性标准为依据设置监测指标、预警阈值和预警等级;最后结合实际工程项目对监控系统方案进...     

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。     

Tower crane safety in the construction industry: A Hong Kong study

Tower cranes are extensively used for lifting materials in construction sites. Most construction sites are very confined and close to public. Tower crane accidents not only hazard workers in construction sites, but also pedestrians. This paper investigates tower crane safety in related to the understanding and degree of executing statutory requirements and non-statutory guidelines for the use of tower cranes in the Hong Kong construction industry. A questionnaire survey and structured interviews are conducted. It is found that human factors are attributed to tower crane safety. Indolent performance of requirements or responsibilities of practitioners in tower crane operations is found. Inadequate training and fatigue of practitioners are one of the main reasons causing unsafe practices of tower crane operations. Recommendations for improving safety performance in tower crane operations are also discussed.     

安全标志排列顺序的视觉注意特征研究*

为研究安全标志位置设置的视觉注意特征,选取国标中4种安全标志（警告、禁止、指令、提示）进行排列组合,利用Eyelink Ⅱ记录20名被试的平均注视时间和首次注视时间,并采用统计学及视觉注意理论进行分析。研究结果表明:从位置角度分析,无论横向还是纵向排列,位置Ⅱ的首次注视时间相对较短,且当禁止标志位于位置Ⅱ时,首次注视时间平均值相对较小;从平均注视时间角度分析,禁止标志位于位置Ⅱ时,平均注视时间相对较长;通过横纵位置Ⅱ的对比可知,禁止标志位于位置Ⅱ时,排列方式对平均注视时间及首次注视时间无显著影响（p>0.05）;横向中偏左的位置及纵向中偏上的位置具有较好的识别性,而禁止标志位于位置Ⅱ时,显著性更高且横向与纵向无差异,国标的顺序设置更能增强安全标志的显著性。     

基于JSA-BN的水上提管维修作业风险分析

为保障海底油气管道维修作业安全,提出1种基于JSA-BN的作业风险分析方法。采用JSA方法辨识分析水上提管维修作业过程中潜在的风险因素,得出不同作业步骤的风险等级;建立水上提管维修作业贝叶斯网络模型,计算出各作业环节的成功概率;依托贝叶斯网络的逆向推理及敏感性分析能力,实现水上提管维修作业风险薄弱点的定量预测和评估。研究结果表明:提出的基于JSA-BN的作业风险分析方法可应用于近岸海底管道应急维修作业风险分析;在整个水上提管维修作业活动中,提管作业和切割破损管道作业为关键作业环节,提升过程中碰撞、掉落事件为薄弱风险因素。     

基于疲劳模式识别的VDT作业工间休息机制*

为保障作业人员身心健康和作业效率,运用E-Prime软件模拟认知性VDT持续作业,通过方差分析提出作业疲劳综合评价指标体系,并使用客观绩效指标和生理指标作为输入变量,主观疲劳综合指数作为输出变量,训练BP神经网络,对作业疲劳进行模式识别;提出认知性VDT持续作业工间休息机制。结果表明:通过正确反应时间、注视时间、瞳孔直径、眨眼频率4项指标,对VDT持续作业疲劳进行模式识别的结果可信度较高。因此,基于上述4项指标提出的工间休息机制客观有效。