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。     

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。     

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。     

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。     

自适应巡航控制系统对驾驶安全性的影响研究

为探究自适应巡航控制(ACC)系统对驾驶安全性的影响,首先通过实际道路驾驶试验获取我国典型道路交通场景,用驾驶模拟器进行场景仿真,并在有/无ACC状态下开展模拟驾驶试验;然后分析ACC系统在中国典型道路中的表现,通过对比分析ACC模式下不同特征驾驶人的碰撞时间(TTC),探讨不同类型驾驶人的应急反应。结果表明,ACC能较好地处理大多数路况;但面对危险路况时,不管是哪种类型的驾驶人,ACC的应急反应都没有手动驾驶迅速;且女性、年老和对ACC认知度低的驾驶人更容易受ACC的不良影响;驾驶人对ACC的认知度决定其ACC驾驶的安全性。     

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。     

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。     

城市道路环境中驾驶人应激反应能力研究

为预防驾驶人在城市道路行车时因应激反应失误而引发交通事故,基于动力定型理论,开发驾驶人应激反应训练系统并进行仿真试验研究。试验选用30名被试人员分别在3个城市道路中典型应激交通场景下进行,运用MP150实时记录被试人员的心率参数,运用对数回归和相关性分析,研究应激反应能力与训练次数间的定量关系。研究结果表明,随着训练次数增加,驾驶人应激反应能力增强。驾驶人经过标准规定次数的训练,即可减缓应激状态下的心理紧张,提高应激反应准确性和速度。设计的系统及建立的训练次数标准,满足驾驶人应激反应能力训练需求,可增强驾驶人应激能力,减少此类交通事故发生。     

视觉分心程度对跟车运动状态的影响

为明确驾驶人在不同复杂度的交通环境下视觉分心程度对跟车运动状态的影响,在驾驶模拟器上搭建城市、乡村和高速道路3种交通环境,利用视线遮挡方法,设置O、1和2s等3种固定时长,量化被试视觉分心程度;对26位被试进行模拟器驾驶试验,采集车辆速度、纵向加速度和车辆位置等参数;采用重复测量一般线性模型,分析视觉分心程度对上述参数...     

女性驾驶人特性与行为机制研究现状及展望

为系统地认识女性驾驶人的驾驶特性,分析其驾驶行为,从女性驾驶人交通事故数据统计、致因和心理、生理、“药驾”等因素,梳理国内外女性驾驶人驾驶特性及行为机制的研究成果,总结主流研究角度、方法和内容,并展望其未来研究趋势。对文献的梳理和分析表明:导致女性驾驶人交通事故的因素主要包括人格、认知等心理特征和视觉能力、应激反应等生理特征,同时“药驾”也影响着驾驶特性与行为。剖析了女性驾驶人特性及行为机制研究目前存在的不足之处,对未来的研究提出了建议。并针对女性驾驶人群体在各种道路交通环境中开展有效的模拟驾驶培训和教育,进而全面提升中国女性驾驶人的交通安全水平。     

三岔型枢纽互通事故高发匝道的形成机制与安全提升研究*

为研究高速公路三岔型互通右转匝道车辆事故的发生机制,以宜宾至叙永高速公路双桥枢纽互通为对象,运用Carsim/trucksim软件建立事故匝道的三维数字模型,模拟小客车和货柜车的运行过程,设置3种不同工况,对车辆在匝道上的动力学特性进行分析。结果表明:行驶速度升高会导致匝道路段的车辆横向偏离增大,发生侧滑或侧翻的几率增加;充分制动距离是保证车辆安全通过匝道受限路段的重要因素,货车需要更长的制动距离;道路视觉环境是影响驾驶人速度选择行为的重要因素,匝道路段与高速公路主线行驶环境的高度近似,导致驾驶人选择较高的速度进入匝道,部分车辆在小半径弯道之前无法将速度降低至安全速度,进而发生事故。本文运用行车动力学仿真和驾驶人视觉手段,在驾驶行为层面分析事故的形成机制,进而提出安全提升措施,可为匝道线形设计和交通运行管理提供科学依据。     

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。     

驾驶员风险认知能力对交通安全的影响

为辨别不同驾驶员风险认知能力对驾驶安全的影响。通过设置13种存在潜在风险的交通情景,引入惩罚用时机制,利用驾驶模拟器,对熟练驾驶员和非熟练驾驶员在风险认知培训前后的风险认知能力进行比较,找出不同驾驶员对风险认知的差异。试验结果显示,熟练驾驶员的风险认知能力比非熟练驾驶员要高,两者在引起交通风险的因素上是不同的,培训后的风险认知能力较之前有很大提高。培训能够拓宽驾驶员对潜在风险的认知程度,更好地将驾驶员的操作技能、知识体系和外在行为衔接在一起,从而减少交通事故的发生。     

Using a driving simulator to identify older drivers at inflated risk of motor vehicle crashes

PROBLEM: To develop appropriate assessment criteria to measure the performance of older drivers using an interactive PC-based driving simulator, and to determine which measures were associated with the occurrence of motor-vehicle crash. METHOD: One hundred and twenty-nine older drivers residing in a metropolitan city volunteered to participate in this retrospective cohort study. Using the driving simulator, appropriate driving tasks were devised to test the older drivers, whose performances were assessed by 10 reliable assessment criteria. Logistic regression analysis was then undertaken to determine those criteria that influence the self-reported crash outcome. RESULTS: As expected, driving skill of older drivers was found to decline with age. Over 60% of the sample participants reported having at least one motor-vehicle crash during the past year. Adjusting for age in a logistic regression analysis, the cognitive abilities associated with the crash occurrence were working memory, decision making under pressure of time, and confidence in driving at high speed. SUMMARY: The findings of this retrospective study indicated those individuals at inflated risk of vehicle crashes could be identified using the PC-based interactive driving simulator. Prospective studies need to be undertaken to determine whether the driving simulator can predict future crash events. IMPACT ON INDUSTRY: This study demonstrated an economical driving simulator approach to screen out problematic or unsafe older drivers before a more detailed but expensive road test is considered.     

智能手机应用程序使用与操作的驾驶分心风险影响研究*

为研究智能手机应用程序操作方式与使用行为对驾驶分心影响的问题,探讨智能手机程序操作方式对驾驶分心影响的优劣关系,基于结构方程模型提出4个因果关系假设,构建涵盖程序使用、驾驶分心、驾驶绩效等潜变量的智能手机使用行为影响的结构方程模型。通过收集线下问卷的方式进行调查,搭建模拟场景,设计6项实验方案,通过驾驶模拟实验方式收集相关数据,建立相对偏差矩阵。研究结果表明:手机通话功能的使用（路径系数0.472）对驾驶分心影响显著,手机导航功能使用（路径系数0.256）、手机音乐功能使用（路径系数0.249）对驾驶分心影响不显著。语音交互方式均优于手动操作方式,其中语音交互启动导航方式（F3=0.019）的影响最小。研究结果可对道路驾驶情况下智能手机应用使用与操作方式的研究起推动作用。     

考虑驾驶方式的车辆与航空器交叉冲突评估*

为量化不同驾驶方式下车辆与航空器行驶风险,提出车辆与航空器交叉运行冲突评估模型,该模型将特种车辆驾驶方式分为激进、稳定、保守3类,综合驾驶特性和管制规则定义车辆速度演化规律,结合运行场景、间隔配备等要素确定冲突条件,并基于航空器与车辆实时速度、位置变化构造冲突评估模型。研究结果表明:冲突评估模型能够计算车辆与航空器在十型交叉口的冲突概率;激进方式下车辆先于航空器通过交叉口,风险概率均值相对最大,为0.679;保守方式下航空器先于车辆通过交叉口,最大间隔是安全间隔的4.7倍;稳定驾驶方式可兼顾安全和效率。本文模型能再现十型道口车辆与航空器交叉运行冲突产生、发展及解脱过程,计算结果可用于场面实时冲突识别和预警,能够为机场危险源识别和风险管控提供依据。     

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。     

基于驾驶操作行为的驾驶员疲劳状态识别模型研究

以驾驶疲劳状态监测为研究对象,介绍现有几种疲劳检测方法及其优缺点,提出把驾驶行为操作和驾驶员生理指标相结合建立疲劳识别模型的思想。通过大量模拟器驾驶实验,建立驾驶操作和驾驶员生理指标之间的关系模型,并运用最小二乘法对数学模型进行了参数识别。利用驾驶员生理指标能较好判别驾驶员状态特性的特点,找出驾驶操作行为和驾驶状态之间的关系。研究结果有助于建立驾驶操作行为和驾驶员疲劳状态之间的关系模型。     

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。