隧道内多频多尺寸信息对车速感知的影响

为提高隧道内的行车安全性,定量分析隧道内不同尺度、不同频率的视觉信息对驾驶员车速感知的影响。利用3DMax软件制作公路隧道内仿真模型。利用E-prime软件进行车速感知心理物理试验,分别研究大中小尺度信息在频率为0.1~32 Hz的情况下,对低照度隧道环境中的驾驶员的速度感知的影响。试验结果显示:高频视觉信息(2~32 Hz)会使驾驶员显著高估速度,中频视觉信息(0.4~1 Hz)和低频视觉信息(0.1~0.2 Hz)会使驾驶员显著低估速度;高估速度的程度为中尺度信息大尺度信息小尺度信息。因此,保障隧道内行车安全,可从多尺寸多频率的视觉信息的组合设置着手。     

隧道彩色路面和侧墙设计对驾驶行为的影响分析

为探究不同隧道环境设计下驾驶绩效以及驾驶员的生、心理变化特性,采用3D Max软件搭建仿真试验场景,选取15名驾驶员开展不同隧道环境设计场景下的驾驶模拟试验,采集驾驶员的生、心理及车辆运行状态数据;选取具有代表性的车辆运行指标和驾驶员状态指标,构建驾驶行为趋势面模型,分析指标之间的相对敏感程度。研究结果表明：路面铺设彩色路面可提示驾驶员适当减速,其中,黄色系渐变彩色路面和纵向减速标线彩色路面的综合效果更佳,更利于安全行车;隧道内设置装饰侧墙可缓解隧道内驾驶员视觉信息单调的现象,考虑到隧道内行车安全和通行效率,建议采用蓝-白装饰侧墙。     

隧道内不同组合信息条件下驾驶员视错觉研究

为定量分析隧道内不同照度条件下,不同组合信息对汽车驾驶员视错觉的影响,首先利用3Ds Max软件搭建三维仿真模型,并基于E-prime平台开展车速感知心理物理试验;然后选取30名驾驶员作为被试,分别测取被试在不同试验场景下的速度错觉和反应时;最后统计分析试验数据。试验结果表明:多频率多尺度组合信息能改善驾驶员的速度错觉效应,使反应时显著缩短;多频率多尺度组合信息对驾驶员的速度高估有重要影响,且在较高照度水平下,驾驶员对速度变化更为敏感。多频率多尺度信息组合能显著改善公路隧道环境视觉参照系,提升驾驶员在隧道中的速度感知能力。     

城市水下特长隧道中部光环境优化设计方法

为进一步优化城市水下特长隧道中部的光环境,基于设置多频率多尺度韵律型信息的思路,提出一种隧道光环境优化设计方法,利用3ds Max仿真软件制作行车仿真模型,以刺激物的主观等同速度(SSES)和安全感知距离为评价指标,采用E-prime软件组织车速感知心理物理试验,并分析试验数据。结果表明:隧道光环境优化后,驾驶员的速度感知能力由优化前的速度低估(14. 40%)提高为速度高估(15. 89%),反应时间由优化前的4. 11 s降低为2. 19 s;驾驶员的距离感知能力得到显著提高,同时行驶速度对于驾驶员距离感知能力的影响不再显著。     

隧道路段逆反射轮廓标设置技术研究

隧道是高速公路事故多发路段,为了提高隧道路段行车安全性,需为驾驶员提供与一般路段相近的视觉环境,以有效减少由隧道行车环境变化引起的驾驶员判断和操作失误,逆反射技术在提高隧道路段驾驶员视觉舒适性方面具有潜力.为了确定隧道路段轮廓标设计方案,利用Smart-Eye Pro 5.7型眼动仪,对隧道路段逆反射轮廓标设置技术进行试验,获得了不同逆反射轮廓标组合方案的驾驶员视觉数据.结果表明,小型车和大型车驾驶员对逆反射轮廓标设置高度的视觉差异性明显,设置高度约为0.4 m的逆反射轮廓标对小型车驾驶员的视觉环境改善效果最佳,相应地,大型车约为1.0m.从控制隧道内明暗变化的闪频出发,轮廓标间距以15 m左右为宜.为满足驾驶员视觉舒适性要求,应将驾驶员瞳孔直径变化率控制在0.396 ～ 1.302mm/s,据此确定小型车适用的轮廓标反光膜为超强级,大型车为工程级.研究成果在G65高速公路木冲隧道的应用使驾驶员瞳孔直径变化率控制在1.302 mm/s以内,并使同期事故减少了51.8％.     

高速公路隧道小半径圆曲线路段反光环有效性研究

为定量分析高速公路隧道小半径圆曲线路段反光环线形诱导的有效性,首先,基于E-prime平台开展室内仿真模拟试验,并以弯道判断准确率和判断时间作为衡量驾驶员曲率感知能力的评价指标;然后,选择20名驾驶员作为被试,分别测量被试在不同行车场景条件下的数据;最后,统计分析试验数据。结果表明:当反光环的数目少于3个时,被试的弯道判断准确率与反光环数目显著正相关,判断时间与反光环数目显著负相关;当反光环数目多于3个时,被试的弯道判断准确率与反光环数目不再有显著的正相关性;且判断时间减少幅度不大。相比于布设4个线形诱导标志的方案,采用3个反光环的方案能够使驾驶员在更短的时间内对隧道小半径圆曲线路段的线形作出更为准确的判断。     

城市长隧道导向视觉参照系安全改善效果研究

为保障城市长隧道交通安全,提高运行效率,分析含多出口匝道的城市长隧道视觉环境特征,结合视错觉机制与色彩心理学原理构建空间导向视觉参照系;基于E-prime软件开展驾驶员心理物理学感知试验,研究该视觉参照系对城市长隧道驾驶安全的改善效果以及最优设计形式。结果表明:蓝、绿信息环境下驾驶员行车舒适度最高,黄色信息警示性强且不会造成剧烈刺激,有利于提高驾驶员注意力;该视觉参照系能够缩短驾驶员对导向信息的视认时间,增加视认距离;韵律图案向隧道进出口适度倾斜以诱导驾驶员产生坡度错觉,当倾斜75°时,诱导驾驶员在坡道主动控速的效果最佳。     

高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置研究

为提高高速公路中长隧道路段运营安全水平,促使驾驶人主动降低行车速度至安全范围,对高速公路中长隧道出入口段视错觉减速标线设置参数开展研究。通过实际道路试验,采集并分析中长隧道出入口段行车速度特性及视觉特性;依据驾驶人瞳孔面积变化速率与视觉障碍的表征关系,得到驶入及驶出隧道时基于视觉感受最佳的期望车速值;分别建立隧道入口段顺鱼刺形减速标线设置参数模型和隧道出口段梳齿形减速标线设置参数模型,选取典型初始速度及最佳期望车速检验模型效果。研究结果表明,驶入和驶出隧道时,最佳期望车速分别为50 km/h和60 km/h;基于模型计算,获得隧道入口段3种鱼刺形减速标线设置参数和出口段1种梳齿型减速标线设置参数。     

驾驶员反应特性在沙漠环境中的表现

在沙漠等特殊环境下,驾驶员的反应特性水平是衡量驾驶员驾驶适宜性的重要指标.为了探索汽车驾驶员的反应特性在特殊环境中的表现特征,本文利用复杂(选择)反应检测仪对沙漠公路行车途中汽车驾驶员进行了实地测试,测试包括反应时间和误反应次数在内的反应特性,并根据获得的有效样本检测数据进行统计整理,对受测驾驶员反应能力总体情况及与驾驶员年龄、驾龄、持续行车时间、检测时的气温等因素之间的关系进行了重点分析.研究表明,受急躁心理影响,沙漠环境下的驾驶员反应速度明显高于平均水平,而误反应次数增多,沙漠公路受测驾驶员复杂反应时间和误反应次数平均值分别为0.74 s和2.91次.关联度分析表明,沙漠公路驾驶员的年龄、驾龄、驾车时间及测试温度等因素与反应时间和错误次数均具有较强的相关性.相对于其他几项因素,驾车时间对驾驶员反应特性的影响最为明显.     

驾驶员感知特性对隧道群交通安全的影响

针对高速公路隧道群对驾驶员感知特性的影响,以驾驶员的感知特性与高速公路隧道群行车安全的关系为研究对象,采用速度估计测试仪和深度知觉测试仪,在"铜汤高速-安徽段"沿线对高速公路隧道群行车途中的160名驾驶员进行实地测试,所得数据进行t检验和方差分析,用灰色建模软件V2.1进行关联度分析。结果表明:驾驶员的速度估计特性与高速公路隧道群驾驶员的年龄、驾龄以及连续行车时间具有较强的相关性,其中连续驾车时间的影响最大。年龄对驾驶员深度知觉准确性无显著影响;驾龄、连续行车时间对驾驶员的深视力准确性有显著影响。     

基于AHP-证据理论的综合管廊火灾安全评价

为了进行综合管廊火灾安全评价,提出了基于AHP-证据理论的评价模型。采用AHP法得出综合管廊火灾安全评价体系中各因素的权重,再引入D-S证据理论提高评价的可信度。从"人、机、环、管"四大方面归纳出影响综合管廊火灾安全的潜在影响因素并分级,建立综合管廊火灾安全评价指标体系;通过AHP法得出体系中各因素的权重,再通过信任函数和似然函数的计算得到量化评价结果;最后将多个评价结果进行融合以提高最终评价结果的可信度,并且评判火灾安全等级。对某综合管廊的实例分析表明,当不同专家给出的评价结果有差异时,依据证据理论将不同的证据进行融合,能有效提高综合管廊火灾安全评价的可信度,最终得到可靠的评价结果。通过分析得出设备因素对综合管廊火灾安全评价体系影响最大。     

Investigating the uniqueness of crash injury severity in freeway tunnels: A comparative study in Guizhou,China

Introduction: With the rapid development of transportation infrastructures in precipitous areas, the mileage of freeway tunnels in China has been mounting during the past decade. Provided the semi-constrained space and the monotonous driving environment of freeway tunnels, safety concerns still remain. This study aims to investigate the uniqueness of the relationships between crash severity in freeway tunnels and various contributory factors. Method: The information of 10,081 crashes in the entire freeway network of Guizhou Province, China in 2018 is adopted, from which a subset of 591 crashes in tunnels is extracted. To address spatial variations across various road segments, a two-level binary logistic approach is applied to model crash severity in freeway tunnels. A similar model is also established for crash severity on general freeways as a benchmark. Results: The uniqueness of crash severity in tunnels mainly includes three aspects: (a) the road-segment-level effects are quantifiable with the environmental factors for crash severity in tunnels, but only exist in the random effects for general freeways; (b) tunnel has a significantly higher propensity to cause severe injury in a crash than other locations of a freeway; and (c) different influential factors and levels of contributions are found to crash severity in tunnels compared with on general freeways. Factors including speed limit, tunnel length, truck involvement, rear-end crash, rainy and foggy weather and sequential crash have positive contributions to crash severity in freeway tunnels. Practical applications: Policy implications for traffic control and management are advised to improve traffic safety level in freeway tunnels.     

隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理特性研究*

为提高高速公路冰雪环境下隧道入口行车安全水平,探究隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理反应特性,依据心生理理论,通过模拟驾驶试验采集驾驶员在冬季晴、雪天气下隧道入口行驶的心率增长率、速度等数据,分析照度变化率、路面摩擦系数、速度对驾驶员心生理的影响规律,明确不同影响因素下隧道入口驾驶员心率增长率变化特征,利用Matlab构建多因素耦合下隧道入口驾驶员心生理反应模型,并设计实车试验验证心生理反应模型有效性。研究结果表明:冰雪环境下隧道入口驾驶员心率增长率紧张阈值为28%,隧道入口冰雪环境下照度变化率安全阈值为51%,心生理反应模型误差小于10%,吻合程度较好。研究结果对提高山区高速公路隧道入口冰雪环境的行车安全性、降低隧道入口事故风险具有重要意义。     

驾驶行为特性与人格特征关系研究

为了开展驾驶行为特性与人格特征关系的研究,选用26名被试人员,运用自主研 发的驾驶员综合能力测试系统,利用数理统计规律,研究被试者复杂反应、速度估计与 人格特征之间的关系。结果表明:在相同的试验环境下,所有被试者在伴有蜂鸣声时复 杂反应错误次数明显多于无蜂鸣声时;男女驾驶员在复杂反应时间方面表现出显著性差 异, 而在复杂反应错误次数方面未表现出明显差异;男女驾驶员在速度估计方面未表现 出显著性差异,但部分驾驶员表现出过高或过低估计速度的倾向;复杂反应指数和速度 估计指数与驾驶员的攻击性、独立性和敢为性之间存在着较强的正相关性,与社会向性 、稳定性之间存在着较强的负相关性;男性驾驶员表现出较强的攻击性、敢为性和独立 性,而女性驾驶员表现出较强的稳定性和社会向性。自主研发的系统能有效地分析了驾 驶行为特性与人格特征之间的内在关系,可以检测出潜在的事故倾向性大的驾驶员,有 利于减少交通事故的发生。     

考虑驾驶员反应时间的车辆碰撞预警模型

为了保证车辆在行驶过程中的安全性,提出了一种考虑驾驶员反应时间的车辆碰撞预警模型,改进了传统模型中驾驶员反应时间定值化的缺点。首先,依据车辆的制动过程分析了驾驶员反应时间对制动距离的影响。其次,设计驾驶员反应时间的模糊推理算法,选取驾龄、疲劳强度和应变能力3个主要因素作为评价指标来计算反应时间。最后,采用分等级的预警策略建立考虑驾驶员反应时间的碰撞预警模型,并通过Carsim-Matlab/Simulink联合仿真与传统模型进行对比分析。结果表明,设计的预警模型可以对不同类型的驾驶员进行差异化碰撞预警,在30 km/h和80 km/h两种车速下实际停车距离与理论值的最大误差为8%。     

Deterioration of the useful visual field with ageing during simulated driving in traffic and its possible consequences for road safety

A previous study has shown that the useful visual field deteriorates in a simulated road traffic situation as a function of the driver’s age and of the vehicle’s speed under monotonous conditions [Rogé, J., Pébayle, T., Lambilliotte, E., Spitzenstetter, F., Giselbrecht, D., Muzet, A., 2004. Influence of age, speed and duration of monotonous driving task in traffic on the driver’s useful visual field. Vision Research 44 (23), 2737–2744]. The aim of this new experiment is to study the effects of traffic density and age on the useful visual field of the driver during a simulated driving task with controlled traffic characteristics (speed, number of cars) for all participants. In total, 10 young drivers (m = 28.2 years) and 10 older drivers (m = 51.2 years) followed a car in road traffic at an average speed of 126 km h⁻¹ during two 2 h sessions corresponding to two conditions of traffic (light traffic, with five vehicles around the participant; and heavy traffic, with nine vehicles). While following this vehicle, the driver had to detect changes in the colour of a signal located in the central part of his or her visual field and a signal that appeared at different eccentricities on the rear lights of other vehicles in the traffic. Analysis of the data indicated that age interacted with the location of the peripheral signal and density of traffic interacted with the duration of driving. The implications of these results are discussed in terms of road safety and in terms of models of deterioration of the useful visual field (general interference and tunnel vision).     

汽车EPS系统的行车工况补偿控制策略

针对汽车在常见转向工况时转向的操纵性和安全性不足问题,提出将常见工况补偿控制策略融合到汽车EPS助力控制中,将汽车速度、汽车质量、方向盘左右晃动考虑在内,设计了高速避让、低速满载、颠簸路面3种补偿控制策略;并理论分析加入高速避让、低速满载、颠簸路面3种补偿策略后,方向盘、齿条位移和汽车横摆角速度增减值的变化;最后,通过搭建汽车EPS系统模型和二自由度汽车模型进行仿真验证。仿真结果表明,采用补偿控制策略后,汽车在高速、低速大重量及于凹凸不平的路面行驶时,助力电机目标电流的获取与汽车行驶的内外环境紧密相连,且可随行车条件的改变而适时改变,使汽车EPS系统具有了更好的操纵性和安全性。     

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。     

基于云模型的长时停工隧道衬砌结构质量评价

基于长时停工隧道衬砌结构质量评价中通常存在的定性描述和定量转化问题,引入一种基于云模型理论的长时停工隧道衬砌结构质量评价方法。根据长时停工隧道衬砌结构的特点,选取锚杆数量和衬砌厚度等20项评价指标,建立了长时停工隧道衬砌结构质量分级的评价模型;通过正向正态云发生器生成对应的云模型参数,再结合各评价因子的权重,获得云模型的综合确定度,最后利用最大隶属度原则确定长时停工隧道衬砌结构质量状态等级;将该模型应用于某一长时停工隧道工程实际,评定了该隧道衬砌结构的质量状态等级。结果表明,该方法不仅能给出长时停工隧道衬砌结构的质量等级,还能客观反映长时停工隧道衬砌结构中各因素的合格情况。     

长时间单调模拟驾驶对疲劳的影响研究

通过模拟驾驶实验,综合评估长时间驾驶以及单调环境对驾驶员疲劳程度的影响是笔者研究的主要课题内容。借助于在模拟驾驶座舱上,4个健康样本分别参加高速公路(单调环境)和一般公路(非单调环境)的两组驾驶仿真实验,每组测试均持续两小时,一共进行10次实验。实验过程中,样本的操控数据(车速和方向盘转角)、反应时间、心电信号、主观疲劳状况等都同步记录并保存。实验结果表明长时间驾驶对操控能力、反应时间、心率、主观疲劳都有显著性影响(p<0.050),单调环境(高速公路)和非单调环境(一般公路)相比,车速方差区别显著,而尽管被试在高速公路的单调环境下驾驶后主观感觉更疲劳一些,但反应时间、心率等因素并没有显著性差异。