连续长坡路段驾驶员心率与平曲线半径关系研究

为研究公路连续长坡路段驾驶员心率与曲线半径的关系,提高行车安全,选取9名驾驶员进行实际道路试验.用多导生理记录仪采集驾驶员的心率数据,按上、下坡方向将试验路段的每个曲线划分为7个位置,分别对上、下坡方向每个位置驾驶员的心率增长率和曲线半径的关系进行回归分析,建立相应的模型,并对每个位置的模型进行分析,提出合理的曲线半径设置建议.综合上、下坡方向各位置的曲线半径研究结论提出合理的曲线半径取值建议,公路连续长坡路段曲线半径在r≥900 m和200 m≤r≤300 m内取值.     

双向四车道公路大货车弯道运行速度及驾驶员注视与心率特性研究

通过对大货车驾驶员注视及心率增长率参数和大货车运行速度进行检测,融合交通工程学和人因工程学的基础理论,与小客车对比分析,研究了双向四车道公路直线路段、圆曲线路段的大货车驾驶员注视分布和心率增长率变化规律.结果 表明:道路直线段和圆曲线段大货车和小客车驾驶员注视点主要集中在视野中上偏右侧区域,直线段大货车驾驶员注视点分布相对于小客车偏右3.01°、偏下1.16°,圆曲线段大货车驾驶员注视点分布相对于小客车偏右4.78°、偏下0.21°,在圆曲线路段比在直线路段,大货车驾驶员相比小客车驾驶员更加关注视野中线右侧的道路环境;构建了道路圆曲线路段大货车和小客车运行速度模型及驾驶员心率增长率模型,通过与小客车的对比,分析了大货车运行速度、驾驶员心率增长率与道路圆曲线半径、纵坡坡度间的内在变化关系,并以大货车驾驶员心理紧张度作为约束条件,给出了道路圆曲线的一般最小半径.     

基于TruckSim的大型货物运输车辆安全运行纵坡最大长度研究*

为研究适用于典型大型货物运输车辆的道路纵坡及最大坡长参数,构建大型货物运输车辆动力学仿真模型,并考虑车辆冲坡行为及公路线形设计习惯,建立包含直线提速蓄能路段、以最小长度控制的竖曲线路段以及不同坡度纵坡路段组成的试验道路,对比分析设计速度120 km/h、纵坡坡度1.0%~3.0%,设计速度100 km/h、纵坡坡度1.0%~4.0%以及设计速度80 km/h、纵坡坡度1.0%~5.0%3种不同道路条件下,大型货物运输车辆在试验路段的运行速度变化规律。依据速度一致性原则,以大型货物运输车辆的运行速度衰减度作为控制指标,得到各设计速度道路不同纵坡路段对应的最大纵坡长度。结果表明:在保证纵坡路段满足最小长度要求的条件下,通过减小纵坡路段长度,增大竖曲线长度,可提高大型货物运输车辆纵坡路段通过性。     

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。     

基于随机森林的高速公路运营隧道风险判别法则研究*

为快速、准确识别山区高速公路隧道不同区段风险因素组合,基于交通事故调研数据,分析其时空变化规律;从人-车-路-环境角度系统筛选风险影响因素,采用随机森林理论构建风险等级预测模型;以决策树与规则相互关系为基础,结合自变量重要评分法,提出基于随机森林的高速公路运营隧道风险判别法则。研究结果表明:判别法则集预测精度较好且运行时间短,能够明确高速公路不同隧道区段事故成因,为预防隧道严重交通事故发生提供参考。     

基于FSDT的驾驶员危险感知能力研究

驾驶员的危险感知与交通事故之间关系紧密。为了科学评价驾驶员的危险感知能力,采用情景试验的方法,利用UC-win/Road软件仿真驾驶场景,运用模糊信号检测理论(FSDT),结合模糊逻辑和传统信号检测理论(SDT)来衡量驾驶员的危险感知水平,对敏感性指标d和倾向性指标β进行了定量评价。最后,选取5名驾驶员对该方法进行验证,并对5名驾驶员危险感知水平进行对比,从中找出危险感知能力较低者,给予其针对性的培训。     

基于模糊熵和非对称贴近度的安全预警研究

针对道床漏泄严重导致道砟电阻和分路电阻发生变化、继而引起"红光带"与分路不良故障的问题,以ZPW-2000 A轨道电路为例,建立预警指标体系。采用模糊模式识别法对轨道电路状态进行预警。首先,计算各预警指标的隶属度函数和隶属度矩阵,利用模糊熵理论确定各预警指标的权重;其次,采用非对称贴近度原则对预警决策进行识别,以判决系统所属安全等级;最后,以长沙电务段新开铺站为例进行实例验证。结果表明,基于模糊非对称贴近度的轨道电路分路不良预警是可行的,其对轨道电路的安全等级划分更精细,故障预警更精确。     

基于皮电、心率和β波的指挥人员应急能力度量

指挥人员的应急能力是决定应急工作效率的重要因素,按照生理、心理性指标度量的指挥人员的应急能力,是选择指挥人员的重要依据之一。首先,分析指挥人员应急能力与情绪、生理性应激的关系。然后,利用E-prime软件,通过情绪Stroop效应范式诱发情绪,用生物反馈仪测量生理性应激状态下生理指标变化,研究高应急能力指挥人员应具备的能力条件。试验结果表明,高应急能力组人员应激前后皮电、心率、β波以及反应时间等指标变化率显著低于低应急能力组人员。试验结果与人的应急能力分类指标相符,能力较强的指挥人员的生理指标变化率较低,适合从事应急指挥方面的工作。     

基于包络线的云相似度及其在安全评价中的应用

在安全评价中,专家给出的数据一般带有定性和定量、模糊性和随机性、不确定性等特点。为了表示这些特点,并将这些信息进行分析、合并,进而达到化简的目的,提出一种基于包络线的云模型方法。该方法用云模型表示专家对某一问题给定的数据,形成多位专家对该问题的多个云模型。同时根据云模型形态特点,构建云模型的上下包络线,并对包络线之间的云滴区域进行积分。最终通过积分区域重叠部分与积分区域的比例关系来判断云模型的相似程度,达到将这些专家信息化简的目的。给出了4种基于相似度的评价语义化简规则。应用该方法分析巷道冒顶风险中稳定岩层距巷道顶板表面距离的中度风险语义。结果表明,两位专家对于该问题的看法既有联系又有区别。最后给出了该算法的优点。     

基于DBN的机场飞行保障运行系统可靠性研究

为了防止机场运行环节失效导致航班不正常运行,提出了机场飞行保障运行系统可靠性的概念,并根据行业规章的要求,确定了机场飞行保障运行系统关键节点可靠性的参数及计算过程,给出了以顶层参数可靠性为目标的参数逻辑。分析得出了机场运行过程关键任务节点,建立了故障树,依据故障树逻辑门向动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Networks, DBN)转化的映射规则,将故障树转化为DBN模型。以华北地机场的飞行保障运行系统进行应用实例分析,结果表明,停机坪地面服务保障阶段对机场飞行保障运行系统可靠性影响最大,其中加油作业中设备恢复环节、机务保障中航空器推出环节、行李货物装卸作业中装卸环节和设备靠机环节、上下旅客保障作业中设备靠机环节和上下客环节属于停机坪地面服务保障阶段的薄弱环节。该模型在用于国内机场飞行保障运行系统可靠性分析时,用后验概率可以识别出机场运行过程失效的原因,用敏感性分析可以识别出机场运行过程中关键薄弱环节。     

基于SHEL模型和神经网络的空中交通管制风险预警研究

空中交通管制安全是确保飞行安全的重要因素。为提高空中交通管制系统的安全性,依据风险管理理论,建立了空中交通管制风险预警模型。根据SHEL模型对风险因素进行分析,建立了风险预警指标体系,在指标体系基础上引入神经网络评估方法,构建了空中交通管制风险预警模型,最后选取某基层空管机构数据样本,实现了预警模型的训练与检测。实例表明,预警结果与实际评价结果相吻合,达到了所需的精度。     

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.     

基于眼-脑生理指标的大型地下洞室驾驶员疲劳演化特征研究

为保障大型地下洞室驾驶安全,提出眼动和脑电双模态驱动的大型地下洞室驾驶疲劳评价方法,探究驾驶员疲劳演化特征。首先,根据实地数据设计大型地下洞室模拟场景,利用驾驶模拟技术开展驾驶试验,实时采集驾驶员的眼动和脑电数据;其次,对数据进行分段处理,基于格拉布斯准则剔除眼动异常数据,通过快速傅里叶变换分解出脑电节律,构建脑电疲劳指数模型;最后,开展不同区段下驾驶员平均瞳孔直径、眨眼持续时间、眨眼频率及θ、α、β节律等指标的差异性分析,以平均瞳孔直径和脑电疲劳指标F为参量,提出基于模糊综合评价的驾驶疲劳度量方法。结果表明,驾驶员的视觉疲劳出现明显早于精神疲劳,而精神疲劳可以更精确地体现影响驾驶状态的内在疲劳。相较于地上路段,驾驶员在大型地下洞室中的疲劳累积更快,呈现反复、波动式上升,且其综合疲劳程度在中后段达到峰值,之后受洞口光亮刺激在末段减弱。     

基于任务情境的航线飞行员脑力负荷特征研究

为探究飞行任务中航线飞行员的脑力负荷特征,开展了2种经验水平(机长、副驾驶)×3种任务阶段(进近阶段、火警阶段、着陆阶段)的混合双因素设计试验,记录HR、HRV、EDA和眼动指标作为因变量,建立广义线性混合模型并分析数据。结果显示,与副驾驶组相比,机长组HR均值、SCL、SCR和平均瞳孔直径更小,IBI均值和PNN20更大;被试在不同任务阶段的脑力负荷生理特征亦存在差异。研究表明,航线飞行员的脑力负荷特征受到经验水平的影响,机长在全部任务阶段中脑力负荷均低于副驾驶;不同任务阶段的脑力负荷特征存在差异,由进近阶段到着陆阶段,航线飞行员的脑力负荷表现出逐级上升的趋势。研究结果可为实现循证训练、提高训练效率提供数据支持,有助于提升飞行安全水平。     

基于ANP和物元可拓模型的航空公司安全水平评价

通过构建网络层次分析(ANP)和物元可拓模型相结合的评价方法,研究航空公司安全水平评价中各指标间的相互依赖、相互影响和安全水平的变化趋势。为使评价指标在实际工作中更有针对性和可操作性,根据安全管理体系(SMS)组成要素,提出了由4个准则、20项具体指标组成的航空公司安全水平评价指标体系;又因该体系中各指标间存在相互依赖、相互影响,从而引入网络层次分析法(ANP)以确定各指标权重;并与物元可拓模型结合,建立航空公司安全水平评价模型。运用该评价模型对南方某航空公司的安全水平进行评价,结果显示该模型具有可行性。     

基于多维云模型的埋地并行油气管道风险评价研究*

为提高风险评价准确性以有效支撑管道完整性维护,保证油气管道在多管并行敷设下安全运行,提出1种基于博弈论-多维云模型的风险评价方法。首先,从并行间距、土壤压实度、土壤导热系数、介质流速、管径、埋深、应急响应时间、上下游截断阀间距等方面建立并行管道风险评价指标体系,为降低传统赋权方法的主观性,通过结合熵权法改进层次分析法（AHP）,从而确定主客观权重,再经博弈论组合赋权法综合计算指标权重;其次,运用多维云模型理论确定风险等级,通过修正各风险评分项的等级区间结合指标权重,计算出各级的综合确定度,并进行等级评判;最后,将该方法应用于工程实例。研究结果表明:所评价管段的指标风险处于中等风险水平,风险可接受,管段的整体风险评价结果良好,有利于并行管道安全管理;实例证明该评价方法具有较好的适用性。     

基于证据理论的燃煤电站安全评价研究

针对燃煤电站生产过程复杂,运行安全难以准确评价的问题,提出了基于证据理论的安全评价方法.该方法充分考虑了电站安全评价证据的不精确性和不完全性.在构建燃煤电站安全评价多属性决策树的基础上,提出了定量和定性证据相结合的方法.分别给出了定性和定量两种安全决策知识的获取和转化方法.建立了决策树安全评价模型,给出了证据推理算法.将该方法应用于某2×600MW燃煤电站的安全评价,充分利用电站运行与维护数据、安全检查结果,确定了电站运行安全状态.结果表明,该方法可行有效,很好地解决了部分证据不精确和不完全的安全评价问题,评价结果为运行与维修决策和安全整改提供依据.     

基于高铁驾驶过程中驾驶员的安全人机工程研究

在我国目前的高铁运营中,单司机制决定了高铁驾驶员在高铁列车安全运营中的重要地位。因此,本文基于高铁驾驶过程中高铁驾驶员驾驶高铁的习惯程度对高铁驾驶员注意力集中情况和驾驶操作速度的不同影响,研究了如何通过调整驾驶过程中的"规则"来改变高铁驾驶员对驾驶高铁的习惯程度,从而使高铁驾驶员注意力集中情况和驾驶操作速度更好地保持在安全限度内。     

基于实车路试的高速公路减速标线运行效果研究

为探寻高速公路减速标线设置对小客车的纵向运行特性的影响,明确减速标线的减速效果,以G50沪渝高速重庆段的3处减速标线区段为对象,开展了实车驾驶试验,采集了自然驾驶状态下的车辆速度、加速度和轨迹等数据,对比分析了车辆经过3处减速标线区段时的速度整体特征、幅值分布和变化模式;同时分析了纵向减速度变化特征;根据速度与加速度的组合示意图和纵向减速标线设置区段内速度的最大降幅、起止点的速度差异性,评价了减速标线的实施效果。结果表明：由于道路线形条件不同,3处减速标线区段的车辆行驶速度整体特征和变化模式存在差异,其中弯坡组合路段车辆速度存在波动,分为“近匀速—减速—加速—稳定—加速”的五阶段变化模式;减速度中位值和85%位值分别为0.123 m/s²、0.225 m/s²、0.185 m/s²和0.346 m/s²、0.513 m/s²、0.489 m/s²。减速标线主要有两方面作用效果：能够使车辆运行车速显著降低,或能够抑制车辆速度增加的趋势。研究成果为高速公路减速...