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。     

事故车辆影响下的城市三车道道路交通流仿真

为探究事故车辆对城市三车道道路交通影响机制,首先,分析考虑事故车辆的城市三车道道路交通流特征;然后,构建左车道优先且考虑主动抢道和被动抢道行为的元胞自动机交通流模型;最后;研究事故持续时间td变化时事故车辆分别位于M道和R道的城市道路交通流演化。结果表明:事故车辆会形成交通瓶颈,呈现上游车辆聚集下游车辆稀疏的时空特征,诱发交通拥堵,事故车辆对三车道交通影响明显小于两车道情形;且事故车辆位于R车道对道路交通流影响比事故车辆位于M车道更小,但这种影响的差异随进车率pe增加而减小。     

多因素影响下高速公路突发事件安全预警模型

为有效预防和及时处理高速公路突发事件,采用定性与定量相结合的方法,建立高速公路突发事件安全预警模型。首先,分析道路交通、道路条件和异常天气等多因素对高速公路安全性的影响,建立基于交通运行状态、道路结构状态和天气状态的预警指标体系,构建高速公路突发事件安全预警状态识别基本模型和3个安全预警子模型;然后,采用演算方法分析不同情况下的安全预警值浮动范围,划分安全态、准安全态、准危机态和危机态4大预警级别及3条预警线,最后通过实例验证所建模型的有效性。研究表明:用所建立的安全预警模型可识别高速公路突发事件,及时发现高速公路的安全隐患,提升高速公路安全管理水平。     

安全变道概率条件下高速公路立交最小净距研究

为探究安全变道概率条件下高速公路立交最小净距,将相邻立交净间距分为向内侧变道段、标志识别段和向外侧变道段3部分。结合动力学和速度一致性原理,分析安全变道时的临界车头间距;运用概率论和交通流理论研究车辆变道概率组合特性。综合考虑车道数、服务交通量、设计速度和限制速度等条件,建立高速公路立交净距与安全变道概率关系模型。研究表明,安全变道概率阈值为0.95时,一级服务水平下不同车道数和设计速度的高速公路立交最小安全净距分别为:1 800 m(2,3车道,100 km/h)、2 200 m(2,3车道,120 km/h)、2 350 m(4车道,120 km/h),安全变道概率随立交净距的增大而呈阶梯型增长。     

互通立交分流区交通冲突预测模型

互通立交分流区存在频繁的变换车道现象,导致交通流运行紊乱、交通冲突频发。为分析互通分流区交通安全状况,首先分析车头时距及车辆变道位置等交通流特性与交通冲突的关系,然后采用间隙接受理论判别交通冲突区间,构建基于间隙接受理论的分流区交通冲突预测模型。结果表明:车辆变道位置与交通冲突地点存在显著相关性,均位于距基准点600 m以内和减速车道的前60 m路段;交通冲突临界间隙为2.21 s,基于间隙接受理论的交通冲突区间为(2.06 s,2.31 s);分流区交通冲突预测模型预测结果与实际统计结果的相对误差在10%以下。减速车道长度以及分流比是影响交通冲突数的主要因素,可作为分流区交通安全改善方案的依据。     

雾天高速公路实时交通安全状态评价方法

为量化评价雾天环境中高速公路实时交通安全状态,以雾天高速公路交通观测数据为基础,在VISSIM仿真软件中模拟不同雾天环境下高速公路交通流运行状态,并分析雾天能见度、交通流参数与实时交通安全状态之间的关系;将交通冲突数作为高速公路实时交通安全状态的表征指标,运用随机森林算法确定影响实时交通安全状态的主要因素,并利用回归分析方法建立雾天环境中高速公路实时交通冲突数计算模型;选取美国I-43高速公路交通和气象数据,对雾天实时交通安全状态评价方法进行测试和验证。结果表明,模型计算的交通冲突数与交通事故的发生状态一致,能准确反映雾天交通事故发生前后的交通安全状态。     

基于可接受安全间距的单车道交通流模拟模型

交通流微观模拟是采用计算机对交通流进行描述及分析的方法。尤其对于复杂的交通流而言,微观模拟具有明显的优势,然而模拟的准确与否,关键在于模型的建立。笔者即是在研究我国单车道交通流特点的基础上,借鉴车道变换理论,基于驾驶员可接受的交通安全间距,分析安全变换车道的各间距之间的关系,阐述了有超车的单车道交通流模拟模型的建立方法     

高速公路交通流实时安全性评价

根据多条高速公路近3年的事故数据及实时交通流数据,分析了高速公路运营安全性的相关影响因素,在此基础上提出了车速变异系数指标及其分级标准,建立了考虑交通流量、平均车速、车速变异系数、天气条件等多因素的高速公路交通流运行风险预测多元模型,并提出了高速公路交通流实时行车风险指数TRI指标,制定了交通流状态实时安全性评价标准,最后给出了高速公路交通流混合交通状态下的实时安全风险评价流程。通过西攀高速公路的交通流实时数据,验证了模型的有效性。     

基于HNAC-FD的高速公路网应急疏导措施效用评估

为安全有效地疏散突发事件造成的高速公路网拥堵,评估不同应急疏导措施的效用,首先,分析突发事件下高速公路网拥堵传播消散规律,基于提出的高速公路节点容纳能力(HNAC),结合基本图(FD)模型,建立HNAC-FD消散计算模型;然后,根据疏散案例交通流数据,使用Vissim软件搭建仿真模型,仿真分析不同疏导措施对疏散交通流速度的影响,并利用Logistic速密模型计算路网各个区段的交通流状态;最后,根据高速公路网突发事件案例,设计不同疏导措施方案,并通过HNAC-FD模型计算拥堵消散时间,从事件影响消散时间和拥堵队列车辆平均行程时间,评估不同疏导方案的效用。结果表明：疏导措施会延迟事件影响消散,但能提升疏散交通流的速度,减少拥堵队列的车辆平均行程时间,且组合方案的疏散效果与单一措施差别不显著;可逆车道具有最佳疏散效果。     

高速公路弯道雨天可能交通事故的CA模型仿真

为给交通管控提供决策支持以降低道路事故率,在对雨天高速公路弯道车辆受力和可能交通事故分析的基础上,建立一个雨天可能发生事故的单向双车道元胞自动机(CA)模型。通过仿真试验和实际统计事故率的比较对模型予以初步验证。对不同可变速度限制(VSL)及道路几何线性参数值的交通流非线性行为进行仿真和事故概率计算。结果表明:VSL是雨天降低事故概率非常有效的方式,特别在弯道长度大和弯道半径小的路段愈加明显;应依据所提出的CA模型的仿真结果和具体道路实际,针对不同的降雨强度设置不同的速度限制值,以保证交通安全。     

基于交通冲突的高速公路施工区安全评价

为解决目前交通冲突数据采集方法精度不高以及未考虑冲突后果严重性的问题,选择典型边施工边通车的四改八车道高速公路施工区(路基阶段)为研究对象,使用高空无人机拍摄高精度区域过境通行车辆运行视频,通过视频识别和冲突识别程序得到连续冲突车辆微观数据;基于车辆碰撞理论推导交通冲突后果严重性模型,利用冲突严重率指标对施工区进行交通安全评价。结果显示:交通量和大型货车率对冲突严重率有非常显著的影响;交通量小于700 pcu/h时,冲突严重率较低;当交通量超过900 pcu/h后,冲突严重率随交通量快速增高;大型货车率越高,冲突严重率越高;通过交通组织分流交通量和大型货车,能提高施工区交通安全性。     

道路运营安全性评价方法与指标

笔者从道路交通设施系统客观安全性和道路用户主观安全性的角度,应用交通冲突分析技术、运行车速预测方法、行车动力学仿真分析[空间视距模型、人工神经网络(ANN)模型],研究并分析车辆在自由流和非自由流两种状态下运营安全性,提出跟驰风险指数、变换车道风险指数、高速行车风险指数,建立了服务于道路安全运营管理的道路交通设施系统及其运营安全性的分析评价方法和指标。     

基于识别视距的特殊互通式立交出口区域主线线形指标分析

以特殊互通式立交出口区域主线为研究对象,分析了特殊互通式立交出口交通事故特征,运用汽车制动特性、人机工程学及交通心理学原理获取驾驶员在特殊互通式立交出口处的识别视距,且识别视距均比设计规范值高.以特殊互通式立交出口识别视距为基础,运用几何学及高速公路几何线形原理建立识别视距与立交区域主线圆曲线半径关系模型,运用VB程序开发软件,提出特殊互通式立交出口处满足识别视距不同车道数主线圆曲线半径一般值和最小值.结果表明:对待建高速公路互通式立交出口位置所在主线线形应分析识别视距,并应利用识别视距对主线线形指标验算;对已建成特殊互通式立交出口,应加强其安全保障措施,保证主线及驶离主线车辆行车安全.     

中国安全生产科学研究院“十三五”系列科研成果

正城市轨道交通突发事件下大客流监控预警信息系统研究依托项目:城市轨道交通突发事件下大客流疏运监控预警技术和装备研发研究内容:中国安全生产科学研究院、中国电子科技集团公司第三十八研究所、北京城市系统工程研究中心等单位开展合作研究,研发了城市轨道交通突发事件下大客流疏运智能监控分析识别集成装备、人流密度及行为分析软件系统;建立了基于拥挤指数模型、时间序列分析、趋势分析等技术的大客流风险预测及分级预警模型;研发城市轨道交通突发事件下大客流监控预警信息系统。     

基于机器视觉的车道偏离预警技术研究

为有效避免车辆横向偏移导致的交通事故,基于车道线检测拟合和偏离预警策略2项关键技术,对道路图像预处理模块提出2步感兴趣区域提取法、基于颜色分量的灰度化方法和改进的Otsu二值化法;基于Hough变换的缺点提出具有约束的概率Hough变换检测算法检测直线车道线;基于改进RANSAC算法和抛物线模型实现弯曲车道线的检测;为更加准确地适应实际驾驶环境,提出基于动态划分远近视场的直线-抛物线模型;提出基于车辆当前横向偏移量和车道线斜率变化的车道偏离预警模型,并通过实车实验对该模型进行验证。结果表明:上述算法改善了现有算法实时性不好、鲁棒性不高的缺点,在一定程度上满足了实际需求。     

基于车路协同的行人车辆碰撞风险识别与决策方法

为提高行人与车辆碰撞风险识别和预警效果,研究车路协同(CVIS)环境中,多行驶状态下行人与车辆碰撞风险识别与决策过程。基于CVIS平台获取车辆直道行驶和换道行驶状态信息,考虑驾驶人反应状态、车辆运动状态对碰撞风险的影响。引入风险区域预判风险,将当前相对运动状态与决策阈值进行比较,分级识别碰撞风险。采用提醒避碰判别法实时提醒驾驶人当前驾驶状态,使其采取相应的阶梯式双重避碰措施实现避碰决策。仿真结果表明,随着车辆行车速度的增加,进行预警的起始距离和起始时间均呈增加趋势,符合实际情形,该方法考虑了影响人车碰撞的多种因素,能够对碰撞风险进行分级识别和预警。     

地下矿大规模采空区β崩落的研究

为了分析地下矿采空区的稳定状态,针对难以长期稳定的大规模采空区,提出了崩落围岩充满采空区的β崩落法及实施方案。对β崩落法的崩落工艺、生产成本等进行了分析研究,结果表明,β崩落法采用崩落的散体围岩支撑空区围岩,可以有效地阻止采空区围岩发生大规模地压活动,避免造成危害,控制采空区围岩由不稳定状态、亚稳定状态分别向亚稳定状态、稳定状态正向演化;β崩落法明确了崩落围岩的体积与采空区体积的数量关系,计算简单,便于实际应用。     

多车道城市快速路交织区拥堵形成机制

为缓解日益严重的城市快速路交织区拥堵现象,重点考虑临时驶出车辆的影响,结合车辆变道安全间距、变道决策等因素,建立基于元胞自动机(CA)的多车道交织区离散模型,仿真模拟饱和状态下多车道交织区交通流演变过程,分析交织区拥堵的形成机制;通过仿真试验与实际道路交通量的比较,对模型予以初步验证。结果表明:该模型能够更加合理地重现交织区车流运行情形,常规驶出车辆与临时驶出车辆对交织区车流影响较大,其中车辆临时驶出具有突发性,对交织区系统流量干扰严重;交织区长度对其通行能力有影响,为使交织区通行能力最大化,其长度应不小于150 m。     

高速公路隧道与互通出入口小净距路段行车风险评价方法

为评价隧道与互通出入口小净距路段的行车风险,提出了基于交通流仿真的行车风险预测模型。首先,在明确小净距路段长度的基础上,定性分析其行车风险,从非交通流和交通流的角度选取风险影响因素;其次,通过实地调研采集的视频数据对交通仿真模型进行标定,结合风险与影响因素的关系,将交通冲突率作为风险评价指标;然后,通过单因素和多因素试验量化了风险影响因素和风险评价指标间的关系,揭示了小净距路段的风险成因,利用多元非线性回归法构建了风险度量方程,并采用K均值聚类算法将风险评价标准划分为5个等级;最后,选取某些山区高速公路隧道与互通出入口小净距路段对风险预测模型进行验证。结果表明：净距长度、主线设计速度、交通量、大车型比例、转向交通量比例、车道数对出入口路段的行车风险具有显著性影响;对于出口路段,“指数函数+幂函数”组合形式的拟合度较好,R²=0.896,对于入口路段,“二次多项式+指数函数”组合形式的拟合度较好,R²=0.855,模型评价结果与实际事故数的趋势基本一致,可适用于小净距路段行车安全风险评价。     

基于路网脆弱性的紧急情况下交通疏散诱导模型

为提高紧急情况下交通疏散速度,实现对疏散交通流的诱导,需要建立紧急情况下的交通流诱导模型。根据紧急情况下路网特性,提出路网脆弱性指标,并将其引入交通流诱导模型,对常态交通流诱导模型进行改进,得到基于路网脆弱性的紧急情况下交通疏散诱导模型,并用实测数据求解模型参数。分别用常态交通流诱导模型和文中的改进模型进行实例计算,结果表明,经过改进模型诱导之后,高流量和低流量路段相对减少,交通流在路网中的分布更均衡、达到系统最优的效果。对紧急情况下的交通流进行有效诱导,可提高疏散路网利用效率,加快应急交通疏散。