冰雪环境弯道交通标志影响试验分析

为了研究冰雪环境弯道线形诱导标志对交通流的影响,揭示冰雪环境交通标志诱发驾驶员弯道驾驶行为变化的过程,先分析了冰雪环境弯道交通特性,探究了驾驶员冰雪环境视觉信息传递原理及标志色彩的刺激作用。并根据弯道车辆的行驶特性,分析了冰雪环境下行车速度的主要影响因素,设置了弯道线形诱导标志,再分别开展了冰雪环境下的冰雪路面与良好路面的弯道标志改善试验,以分析弯道线形诱导标志对冰雪环境弯道的交通流影响,采用NC200便携式交通分析仪进行数据观测。结果表明,在冰雪环境弯道冰雪路面与良好路面中设置车辆转向指示标志,能显著提高交通流的稳定性、降低交通流的速度,从而有效提高冰雪环境弯道交通的安全性。     

冰雪弯道多频视觉参照系对车速感知的影响

为保障冰雪环境下弯道路面的行车安全,定量分析不同速度条件下,不同弯道多频率组合标志对驾驶员车速感知的影响。采用3dmax软件建立冰雪弯道仿真模型,基于E-prime2. 0软件进行车速感知心理物理试验,探究在不同组合频率、不同速度条件下,驾驶员的速度感知能力和差异。研究结果表明:高中低频组合的视觉参照系能使驾驶员产生一定高估速度的错觉,高频12 Hz、中频1 Hz、低频0. 3 Hz的组合频率标志诱导速度高估的效果最佳;随着速度的增大,速度高估逐渐减小,速度感知差异增大;合理设置多频率组合标志,有利于保障冰雪弯道行车安全。     

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HRV的北方林区冰雪道路驾驶疲劳分析

为提高林区冰雪道路行车安全性,探讨林区冰雪道路驾驶员心理与生理疲劳状态,针对东北林区冰雪道路环境特殊性,通过实驾试验采集驾驶员的心电信号,基于心率变异性(HRV)指标的有效定量评价,结合指标间的灰色关联度分析,研究东北林区冰雪道路环境下驾驶员的心率(HR)、R-R间期标准偏差(SDNN)、低频与高频比值(LF/HF)及相关维数(D2)4个指标值间的变化规律及其随时间的变化规律。结果表明,驾驶员在林区冰雪道路驾驶过程中,HRV指标与HR关联次序为SDNN,D2,LF/HF,驾驶员在林区冰雪道路行车初期驾驶员紧张程度大;连续行车驾驶员精神负荷与体力负荷都会增大,出现疲劳累积效应。     

基于Adaptive Lasso及RF算法的冰雪天气交通事故分析

为分析冰雪天气下高速公路交通事故频发致因,量化分析驾驶环境、驾驶员及车辆情况对事故的影响,根据Adaptive Lasso和随机森林(RF)混合算法建立预测模型。以10年约30万组冰雪环境下高速公路交通事故数据为例,训练改进预测模型验证其准确性。结果表明,混合算法的准确度和拟合程度都优于支持向量机(SVM)、分类回归树(CART)及RF等单独算法。交通事故与环境因素相关性最显著,坡路、弯道及交叉口处事故受冰雪环境影响较大;事故与驾驶员因素中部分因素显著相关,如驾驶员性别及安全带使用情况;本地驾驶员对驾驶能力及冰雪环境的估计错误更易导致交通事故。     

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。     

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。     

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。     

凝冰路面弯道路段停车视距计算方法

考虑到我国公路路线设计规范中停车视距计算未涉及弯道参数及路面凝冰引起的路面摩阻系数降低等严重危害车辆行驶安全的因素,以AASHTO模型为基础,通过分析弯道路段车辆行驶时的受力、路面摩阻系数、超高、圆曲线半径等因素推导了凝冰路面弯道路段停车视距计算模型,得出了最不利情况下凝冰路面弯道路段停车视距参考值。当路面发生凝冰现象时,若车辆以交通安全法规规定的冰雪路面最高车速30 km/h行驶,通过对比该行驶速度下凝冰路面弯道路段停车视距与我国规范规定的停车视距可知,没有发挥道路的最大通行能力。以现有道路设计采用的停车视距反算出在役路面发生凝冰现象时的安全行车控制速度,为凝冰路面弯道路段车辆安全行驶控制提供参考。     

LED交通标志的视认性试验研究与分析

为帮助驾驶员赢得更多反应操作时间从而提高行车安全性,研究分析交通标志的视认性,尤其是夜间视认性。以太原市中环路试设的LED主动发光指路标志及同规格的反光膜标志为研究对象,分别在昼夜条件下对其视认特性开展试验研究。研究表明,驾驶员对标志的视认性与其环境及自身条件有关;LED主动发光交通标志在白天与夜间的视认性相差甚微,但其在夜间的视认距离明显优于反光膜标志,是反光膜标志的1.3~1.9倍。     

草原公路弯道交通工程设施信息量评价

为明确驾驶员在草原公路弯道不同层级交通工程设施信息量条件下的视觉特性,确定最佳信息量范围,采用数理统计和回归分析方法,分别建立5种不同层级(Q0、Q1、Q2、Q3、Q4)下交通工程设施信息量的草原公路弯道虚拟场景模拟驾驶试验,定量评价不同层级下驾驶员的注视强度、扫视强度和眨眼强度。试验结果表明:眼动强度很大程度上由眼动行为发生的频次决定;交通工程设施信息量对驾驶员行车时注视强度、扫视强度和眨眼强度均有显著影响,其中在Q2条件下3种眼动强度指标表现最佳,最利于行车安全;驾驶员3种眼动强度与交通工程设施信息量变化表现出很强的相关性,相关性大小依次为注视强度、扫视强度和眨眼强度。     

不确定背景环境下车道检测技术的研究

针对不确定背景的交通环境,提出一种新的车道检测算法。确定道路路面的色彩范围,提取车道标线的色彩信息,消除光照强度变化对车道标线信息提取过程的影响;通过对比车辆与车道标线在大小、形状和运动模式3方面的差异排除车道中车辆对车道线检测的干扰;单帧图像的车道检测结果存储于车道一致性确认模块中,运用车道标志线一致性确认提高车道检测结果的准确性。试验结果表明,该方法能够有效地检测各种天气条件下车道区域以及解决车道遮挡问题。     

冰雪道路环境下交通流微观仿真及事故率研究

为给冰雪下交通管控提供更加科学的决策支持以提高行车安全性,在考虑驾驶员特性的基础上,分析车辆受力及驾驶行为,讨论可能发生的追尾和侧滑事故,建立冰雪下单向双车道可能交通事故的元胞自动机模型(CAM);通过仿真校验该模型,并分析冰雪下流量-密度特性及管控措施下的事故概率。结果表明:应根据冰雪路面类型及道路几何线形采取不同措施以降低事故概率,光滑冰膜水平路面使用融雪剂并限速可将事故概率降低41. 02%,其他冰雪下水平路面采用分类限速可将事故概率降低34. 20%以上;纵坡采取融雪剂结合分类限速可有效降低事故概率;光滑冰膜下纵坡需安装防滑链或使用冬季轮胎以提高行车安全性。     

冰雪道路环境对驾驶人视觉感知特性的影响

为预防冰雪道路环境中驾驶人因视觉感知错误引发交通事故,研究了冰雪道路环境对驾驶人视觉感知特性的影响,选择8名熟练驾驶人作为试验样本,且每2人一组,采用跟车调查的方法采集驾驶人对于自身感知车速和前导车车距的视觉感知信息,并利用非接触车速仪检测2辆跟驰行驶试验车的实际车速与车距,对冰雪条件与非冰雪条件下驾驶人的视觉感知信息进行分析对比。研究结果表明,在冰雪环境中驾驶人视觉感知车速比非冰雪环境中低5%～14%;但当2辆跟驰车辆前后车间距在50 m内时,驾驶人在冰雪环境与在非冰雪环境中行驶时,其视觉感知的车距无显著性差异。     

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。     

基于驾驶员模型参数辨识的疲劳驾驶研究

提出一种利用驾驶员模型反演方法来进行驾驶员疲劳诊断研究的新方法。首先利用预瞄神经网络建立适应于复杂路况条件下的驾驶员-汽车-道路闭环模型,然后定义特定行驶轨迹内理论数据与试验数据的近似度为目标函数,将驾驶员参数的反演问题转化为多目标优化问题,采用基于实数编码混沌变异量子遗传算法的优化方法,获得全局最优解。试验中采用脑电和主观疲劳心理评测结合的方法确定被试者的疲劳状况。在每种疲劳状况下对驾驶员参数进行辨识,对结果进行统计分析表明,在考虑到车型、道路曲率等因素条件下驾驶员参数分布与驾驶员的疲劳状况有很强的相关性。     

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。     

注意瞬脱效应对驾驶安全性影响的ERP试验研究

为预防驾驶员注意瞬脱效应导致的交通事故,首先,开展模拟驾驶任务试验,并在此过程中加入刺激颜色、时间间隔等因素,分别检测驾驶员的注意瞬脱反应;然后,基于试验数据,分析不同条件下驾驶员的驾驶行为指标(反应时和正确率)与事件相关电位(ERP)指标(P3波幅和潜伏期)的差异。结果表明:较红色警示牌和2、3 s的刺激时间间隔(SOA),在黄色警示牌和1 s的SOA条件下驾驶行为绩效显著降低(反应时延长,正确率降低),且P3潜伏期在顶叶区显著延长、波幅显著减小。注意瞬脱效应影响驾驶员对驾驶事件的脑内加工进程及投入的认知资源量,导致驾驶安全性降低。     

半透发光式与逆反射式指路标志视认效果对比分析

为保证隧道内驾驶员对指路标志的安全视认,分析隧道照明光环境、标志特性对驾驶员视认距离的影响,营造了隧道中间段5种色温、3种亮度照明光环境,随机选取了20名小客车驾驶员进行半透发光式与逆反射式指路标志的视认试验。结果表明:隧道内半透发光式指路标志的视认距离明显优于逆反射式指路标志,且半透发光式指路标志的最佳字体照度范围为3 000～3 500 lx;在最佳的背景光环境条件下,半透发光式指路标志与字高53 cm,笔画在5画以下、5～10画及10画以上的逆反射式指路标志达到相同的视认效果时,字高分别缩减了35. 85%、30. 19%和24. 53%。半透发光式指路标志的应用可提高隧道内指路标志的视认距离,并能减少交通事故的发生,可为以后隧道内交通标志的改进与创新提供理论支撑。     

基于GIS-T的液罐车侧翻预警方法

为降低液罐车侧翻风险,保障液罐车在弯道行驶时的安全,建立其在弯道行驶时最小侧翻临界速度的计算模型。首先,运用动力学的理论计算在不同车速、弯道半径及超高值的道路条件下整车的重心高度变化;然后,利用力矩平衡原理计算液罐车在弯道行驶时的侧翻临界速度;其次,对比车辆当前行驶速度与最小侧翻临界速度,判断其发生侧翻事故的风险并提出预警方法;最后,进行实例计算与分析。结果表明:液罐车弯道行驶时车辆侧翻临界速度与车辆行驶速度负相关;超高坡度、道路纵向坡度、弯道转弯半径等道路基础条件对行驶于该路段的液罐车的安全有较大影响;用该预警方法能有效保障液罐车与驾驶员的行车安全。。