前车突然切入时驾驶人应激生理特性研究

为研究前车突然切入对驾驶人生理负荷的影响,利用MP150生理监测系统对22名被试进行虚拟驾驶试验。采集记录前车突然切入时被试的生理参数。研究驾驶人心率增长率和心率变异性(HRV)指标与车速、应激距离之间的关系。结果表明:自车速度为100 km/h时,随着前车切入距离从55.6 m减小到27.8 m,被试的平均心率增长率从16.21%增大到23.27%,HRV参数低频(LF)值也呈现下降趋势。前车切入距离一定,随着自车车速从60 km/h增加到120 km/h,被试的平均心率增长率存在显著性差异,平均从13.05%上升到21.85%。差异性检验结果表明,前车切入距离和自车速度发生变化时驾驶人的生理负荷变化趋势一致,但自车速度因素对驾驶人生理负荷的影响程度高于切入距离因素。     

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。     

倒计时信号交叉口赶绿灯行为建模与分析

为探究绿灯信号倒计时末尾时间对驾驶入通过交叉口行为的影响规律,在其交叉口进口道不同地点,用雷达测速仪采集不同末尾时间车辆通过的速度数据。基于地点、时间、速度这3类数据,分析驾驶人的赶绿灯行为。采用SPSS软件分类处理数据,并建立赶绿灯行为模型,得到赶绿灯行为的影响因素与规律。结果表明:当绿灯倒计时剩余时间越短而车辆距停车线越远时,车速呈集中分布,并且驾驶人对车速的期望值与当前车速值的比值越大,驾驶人越倾向于采取激进型赶绿灯行为。当绿灯倒计时剩余时间越长而车辆距停车线越近时,车速呈离散型分布,且分布区间大,驾驶人多采取保守型赶绿灯行为。     

道路常亮型LED补光灯对驾驶人员的视觉影响

为研究道路常亮型LED补光灯对安全驾驶的影响,通过实测道路现场光照数据构建室内眼动实验,分析不同照度下被试者瞳孔大小的变化和视觉感受变化特征,为道路常亮型LED补光灯的照度设置提供依据。结果表明:道路常亮型LED补光灯光照强度变化对驾驶人员视觉有影响,光照强度从100×10-1 lx变化到700×10-1 lx时,被试者瞳孔逐渐缩小,但能看得清目标;光照强度从700×10-1 lx变化到1 700×10-1 lx时,被试者瞳孔进一步缩小,瞳孔缩小至约3.5 mm时开始看不清楚目标。为减小道路常亮型LED补光灯对驾驶人员的视觉影响,道路常亮型LED补光灯的照度应该设置在700×10-1 lx以下。     

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。     

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。     

夜间动态环境中空间距离驾驶员判识变化

为研究驾驶员在夜间地面动态环境中距离判识变化的规律,改进行车安全.选取32名驾驶员进行实际道路试验.被试在自车行进方向不同的深度距离、车速下,判识前方障碍物的绝对距离和相对距离.统计距离判识值,得出夜间距离判识值数据分布,取得距离判识特征值.回归分析判识距离与速度的关系,建立障碍物判识变化的数学模型.比较昼夜距离判识差异,分析其对夜间行车安伞的影响.结果表明:在车辆行驶深度方向,夜间距离判识值随速度增加而不断下降,两者之间呈负指数关系;在相同深度距离和速度下,夜间判识距离大于昼间;夜间行车时,需适当降低车速,确保有效的安伞距离.     

基于扫视变化特性的城市隧道驾驶紧张情绪分析

为分析城市隧道出入口段及中间段驾驶人的紧张情绪，选取重庆市向黄隧道、真武山隧道、长冲隧道和八一隧道为研究对象，利用照度计、光透过率检测仪、眼动仪等试验设备开展现场实车试验，采集照度、光透过率、扫视幅度等参数，同时开展紧张情绪问卷调查。基于所得数据，分析扫视速度在不同时间及空间下的分布特性，建立明暗适应段的扫视速度与照度变化率，中间段的扫视速度与照度、光透过率的函数关系模型。结合问卷调查等级，采用3σ准则划分明暗适应段及中间段的扫视速度分级区间，并与问卷调查结果进行对比验证。最后通过函数关系模型，反向求解得到紧张情绪在明暗适应段变化较小时所需的照度变化率控制范围。结果表明：扫视速度能反映驾驶人在明暗适应段和中间段紧张情绪的变化；当明暗适应段的照度变化率增大或中间段的照度、光透过率减小时，扫视速度提高，此时驾驶人紧张情绪加剧，反之则降低。     

汽车正面碰撞中驾驶人坐姿对其损伤影响研究

为研究汽车正面碰撞时驾驶人坐姿对其损伤的影响,根据实车碰撞试验数据,建立车辆驾驶舱-驾驶人-约束系统的MADYMO仿真模型,并予以验证。利用仿真模型开展车速为56 km/h的100%正面碰撞试验,将假人定位并调整其参数,分析驾驶人碰撞前的8种典型姿态对其碰撞后损伤风险的影响,并对比头部损伤值(HIC)、胸部连续3 ms损伤值、胸部压缩量以及颈部、腿部的受力情况。结果表明,碰撞时驾驶人的坐姿对身体各个区域的损伤风险有较大影响;驾驶人碰撞时的纵向位置对其损伤风险影响最显著。     

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。     

Near-crash事件中驾驶人行为特征分析

为研究不同驾驶人在追尾事故中的驾驶行为特征,用Near-crash事件代替真实碰撞事件,选取一段城市快速道路开展实车试验。首先测试21名驾驶人实驾时的最大减速度、制动至最大减速度时间、平均减速度、碰撞时间倒数(TTCi)4个指标;然后用Mobileye等设备提取数据,得到不同性别、驾驶经验、驾驶风格的驾驶人指标因素;最后对数据进行方差分析。结果表明:Near-crash事件中,女性驾驶人平均减速度、最大减速度大于男性驾驶人,女性驾驶人更倾向于急刹车;经验影响驾驶人的平均减速度、最大减速度;熟练驾驶人制动到最大减速度时间长,制动过程更加平稳;激进型驾驶风格的驾驶人车头时距(THW)小于保守型驾驶人。     

基于HRV量化的高速公路出口匝道区域驾驶负荷特性研究

为提高高速公路主线出口匝道区域的行车安全性,基于HRV指标量化分析该区域的驾驶负荷特性和影响因素.分析了交通标志设计方案对主线出口匝道区域交通安全影响特性.采用HRV指标对驾驶负荷进行量化分析,同时采用不同信息量的交通标志对驾驶负荷进行定量加载,以汉十高速公路沿线匝道区为场景,设计并开展了主线出口匝道区域驾驶负荷的实车道路试验,采集不同试验场景下多个驾驶人的生理指标和驾驶特性.结果表明,交通标志信息量可以作为认知负荷加载的方式.从2 km到500m到出口位置的预告标志,表征驾驶负荷的HRV指标呈先下降后上升的趋势.驾驶人在通过主线出口匝道区域不同路段时的行驶车速的变化趋势与驾驶负荷强度的变化趋势具有较好的一致性.     

基于行车视频消失点和逆透视变换的车速测量

为了克服行车途中相机抖动对车速测量的影响,利用行车视频消失点特性和逆透视变换特征,提出一种通用车速测量方法。首先通过检测车道线来识别获取消失点位置和车道斜率信息;其次建立相机三参数模型,并利用透视成像原理,推导出俯仰角、偏航角以及高度的计算公式;然后对逆透视变换后的正投影图像进行特征运动分析,获取自车及目标车辆速度;最后分别在自车车速为20、25、30、35、40、50 km/h以及前方目标车辆车速为10、20、30 km/h的情况下进行实车试验。结果表明:自车车速的平均误差不超过5%,前车车速的平均误差不超过7%,能够达到交通事故车速测量的要求。     

高速公路隧道侧向宽度对驾驶绩效及交通安全的影响

为研究高速公路隧道侧向宽度对驾驶绩效的影响,在3种设计速度高速公路上随机雇佣15名被试,采用CAN-OBD测速仪和方向盘转角仪进行了8条隧道的实车测试。通过构建3种右侧和2种左侧隧道侧向宽度变化方案,选取不同速度特征指标和方向盘转角为驾驶绩效的表征指标,分析了设计速度、侧向宽度、运行车速、车速标准差、方向盘转角等指标的交互影响,并运用数理统计方法对不同侧向宽度方案之间各项指标进行差异性比较。结果表明：隧道左侧侧向宽度为1.00 m时,运行车速提升4.5%,同时车速标准差较小,驾驶绩效更高;隧道右侧侧向宽度为1.25 m和1.50 m时,运行车速提升6.6%,但后者车速标准差较小,相比较,隧道右侧侧向宽度为1.75 m时,运行车速提升8.0%,但速度标准差随之增大。不同侧向宽度对方向盘转角影响较小。当设计速度为100 km/h,车辆靠隧道右侧行驶时车速较高且更稳定。研究成果可为隧道路段侧向宽度设置提供建议。     

使用车载信息装置对驾驶行为的影响研究

为研究使用车载信息装置对驾驶行为的影响,基于虚拟驾驶仿真平台,开展正常驾驶、操作按键式和触摸屏式收音机驾驶分心试验;应用外周视觉检测任务法(PDT)测量驾驶人反应时间、PDT目标命中率以及车速和跟驰距离等参数,以评估分心行为的心理资源需求及其对驾驶绩效的影响。试验结果表明:使用车载信息装置会降低驾驶人反应能力和驾驶绩效,操作触摸屏分心与操作按键分心相比,驾驶人反应时间延长了167 ms,PDT目标命中率降低了10%,速度保持和车距保持能力下降,使用触摸屏式车载信息装置需要更多的心理资源,对两侧视野内的信息刺激反应明显迟钝,对行车安全有较大影响。     

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。     

基于驾驶模拟技术的公路隧道车道宽度运行影响分析

对于设计车速为80 km/h的双管6车道高速公路盾构隧道,受盾构机及资金限制,内侧车道设计宽度为3.5 m,相比一般高速公路路段规定减小了0.25 m。以上海市沿江特大高速公路隧道为研究对象,分析车道宽度的这种变化对车辆运行的影响。依照隧道设计方案,分别建立内侧车道宽度为3.75 m和3.5 m的2种模拟场景,基于同济大学高仿真驾驶模拟器展开对比试验。通过试验采集同一驾驶员在2种场景下的车速、轨迹偏移等参数,绘制隧道路段平均车速、平均轨迹偏移分布图,比较2种场景下运行参数平均值差异,发现2种场景下的车速、轨迹偏移变化趋势基本一致。利用配对t检验方法验证参数差异的显著性,结果显示,内侧车道宽度由3.75 m减小为3.5 m,对于车辆速度、轨迹偏移没有显著影响。     

驾车当心“高速行车综合症”

随着高速公路的迅速发展,高速行驶使驾驶员在生理和心理上都会出现一些变化,从而产生一系列症状和表现,这就是“现代高速行车综合症”。 在高速公路上行车,首先是对司机视觉的影响。人的视力随着刺激物露出时间的长短而变化。通常,对象物向垂直方向移动比向水平方向移动时,视力降低程度要大,行车时驾驶员在行动中的视力要比静止时的视力低。例如用 ６０公里／小时的速度行驶时,能看清车前２４０米的标志,而用８０公里／小时的速度行驶时,在接近１６０米处才能看清楚。也就是说车速提高１／３,而视认距离将减少 １／３。为了安全…     

城市道路环境下新老驾驶人视觉特性研究

为研究新老驾驶人在城市道路环境下的视觉特性,以开发型汽车驾驶模拟器为试验平台,选用12名被试人员,用眼动仪对被试人员进行生理指标测试。运用统计学和数据挖掘方法对新老驾驶人的瞳孔面积、注视特性、扫视特性和回视特性进行了分析。结果表明:在城市道路环境下,新驾驶人的瞳孔面积变化剧烈;老驾驶人前瞻性机制和反馈机制表现明显,而新驾驶人只表现出具有反馈机制;新驾驶人对仪表盘、前方车辆的注视次数和注视时间较多,老驾驶人更倾向于对后视镜、标志牌、行人等信息的关注;新驾驶人的回视次数多,而老驾驶人回视次数少。在城市道路环境中新驾驶人与老驾驶人相比,视觉特性不稳定,受道路环境的影响较大。     

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。