道路视觉性减速标线的减速效果研究

为解决目前标线设置中不合理的现象,在总结现有减速标线的分类、设置及其减速效果的基础上,结合视错觉原理设计实验仿真标线,将设计标线导入模拟场景中,在模拟驾驶平台上,通过驾驶员模拟驾驶实验结果来判断标线的减速效果。结果显示:所选四种减速标线的辨识度良好,中速行驶时基本能在200m以外清晰辨识,高速行驶时基本能在150m以外被辨识;四种减速标线都能引起驾驶员速度的变化,从减速效果看,三维立体标线、视错觉标线在高速运行条件下减速度较大,可能引起部分驾驶员高度紧张、紧急制动的情况,实际运用过程应根据道路条件合理选择;鱼刺箭头减速标线辨识度高,减速效果良好,减速度平缓,实际道路建设过程可以考虑应用的推广。     

基于视频轨迹参数的边缘率减速标线驾驶行为效果评价方法

为探究边缘率减速标线对驾驶行为与交通安全的作用效果,提出了基于监控视频提取轨迹参数的实证评价方法.采用背景差法和透视变换方法对监控视频进行车辆目标提取和轨迹处理,进而提取车辆速度、加速度、车头时距、车头间距和车道偏移等行车参数;通过参数统计分析,边缘率减速标线对车速控制、跟车距离保持和车道保持都有不同程度的控制效果,但使纵向舒适性变差;为了综合评价其效果,基于层次分析法建立了边缘率标线的综合控制效果评价模型,从有效性、安全性和舒适性3个维度对减速标线进行综合评价.该方法和模型还可用于评价其他不同设计参数的减速标线.     

大断面盾构隧道内铁路振动特性试验研究

高速铁路采用地下线的形式穿越城区可能引起的环境问题受到关注。通过现场测试,对大断面盾构隧道内的铁路振动进行了研究。测试结果表明,当动车组以80 km/h速度通过隧道典型断面时,钢轨的铅垂向振动加速度峰值接近200 m/s²,轨道板的铅垂向振动加速度峰值接近1.5 m/s²,隧道壁的铅垂向振动加速度峰值接近0.1 m/s²。大断面盾构隧道内的振动衰减规律与以往不同,钢轨至轨道板的Z振级最大值平均衰减8 dB左右,轨道板至隧道壁的Z振级最大值平均衰减超过40 dB。     

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。     

城市道路下分心行为对驾驶员驾驶绩效的影响

为探究城市道路条件下常见驾驶分心行为对驾驶绩效的影响,以16名青年志愿者为被试,开展实车驾驶试验,测量车辆纵向和横向行驶参数,对比分析正常驾驶和分心驾驶状态下的驾驶绩效,并探讨驾驶经验的影响。结果表明：3种分心行为均使横向加速度标准差和纵向加速度标准差增加,而使速度均值降低,说明驾驶员通过速度和转向控制补偿分心状态下的驾驶绩效;交谈对速度均值和纵向加速度均值、阅读广告对速度标准差和横向加速度均值具有显著性影响(p<0.05);接听电话时,经验驾驶员速度标准差明显高于新手(p=0.021);接听电话和阅读广告次任务下,经验驾驶员的横向加速度均值均明显较高(p=0.003,p=0.004),说明经验丰富的驾驶员受分心行为的影响程度更低。     

基于实车驾驶试验的螺旋匝道小客车纵向驾驶行为研究

为明确螺旋匝道(螺旋桥)驾驶操纵行为及车辆状态特征,选取2条桥头立交螺旋匝道和2座螺旋桥,开展小客车实车路试,通过连续采集行驶速度、加速度、踏板力等驾驶数据,分析螺旋匝道(桥)及前后衔接段的纵向驾驶行为特性.结果表明:行驶速度在螺旋匝道范围内基本恒定,并明显高于设计速度,螺旋匝道段的速度分布比主线段更集中,螺旋匝道对驾...     

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。     

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。     

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。     

工业弯管泄爆口位置对爆炸湍流的影响分析

为研究弯管泄爆对气体爆炸的影响,基于试验测试和数值模拟(FLACs软件)分析管道泄爆状态下湍流的变化规律。结果表明：在试验条件下,封闭管道弯管内4.8 m处监测点湍流动能峰值为5 745.42 m²/s²,开口泄爆后该点湍流动能增幅为8.4%;当改变泄爆口位置时,弯道处监测点测得最大湍流动能相较于封闭管道该处最大湍流动能增幅为20.84%,弯管处湍流动能比直管最大增加了314%,影响因素主要为管道结构和泄爆口产生的排放和诱导作用;不同工况下内径0.125 m管道上泄爆口处最大湍流动能随着泄爆口位置和点火点之间的距离的增大而先增大后减小,二者的关系可拟合为一维高斯函数(Gauss Amp),拟合结果显示湍流动能最大为13 352.55m²/s²,此时泄爆口的孔口效应和流量限制都增大了湍流强度,导致更快的爆炸气流流出速度及更高的气体燃烧率,冲出气流携带的能量较大,对周围设施的危害影响最大。     

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...     

基于速度特性的高速公路隧道入口过渡段行车安全性分析

针对山区高速公路隧道交通事故高发的特点,分析隧道入口过渡段行车特性,对改善隧道入口过渡段的行车安全性具有重要意义.以云南山区高速公路隧道为研究对象,依据隧道路段的行车特点和隧道外设施设置位置将隧道入口过渡段划分为隧道前减速段、隧道前交织段、隧道前过渡段、隧道入口段和隧道适应段.通过实车试验采集隧道入口过渡段的行车速度数据,分析各区段车辆速度变化规律和行车安全影响因素,发现隧道入口过渡段的车速变化用高斯函数拟合较好.用加速度的变化量与发生这一变化车辆运动的距离的比值表示行车风险,建立高速公路隧道入口过渡段行车安全性评价模型,利用Matlab计算得出各区段行车危险性系数.结果表明:在隧道前交织段,行车风险增加;在隧道入口段,行车风险较高,暗适应结束后,行车危险性降低.研究结果可为山区高速公路隧道安全运营管理提供对策.     

高速公路换道行为的频谱结构识别及分类

为提高高速公路出口换道车辆与主流车辆之间安全性，以驾驶行为功率谱分析为基础，进行换道识别及危险特征分类。首先，采集高速公路出口车辆车头时距、速度、加速度特征数据，从车辆行驶横向、纵向运行方向计算碰撞时间(Time-To-Collision, TTC),以得到危险冲突与一般冲突发生概率。其次，基于特征参数划分换道过程中安全状态，根据换道车辆运动学规律，对换道行为数据抽样，同时进行频谱结构分析，在定阶为10的频谱下构建行为功率谱模型，得到碰撞安全阈值。此外，通过相关性分析得到一般冲突和严重冲突的特征量，并与实际换道数据进行匹配。最后，利用K-means聚类分析对危险行为进行分类。研究结果显示：K-means聚类分析算法的精度较高，能有效辅助交通管制措施。研究成果可为高速公路换道行为研究和高速公路出口复杂交通变化研究提供理论基础。     

长隧道韵律型视觉环境设计研究

采用心理物理试验分析公路隧道内部视觉环境对驾驶员行车安全的影响,将E-prime 2.0软件与仿真驾驶模拟器相结合,对驾驶员在隧道内长时间行车中的速度判断准确率及反应时间两个指标进行分析,提出了利用标志标线构建公路隧道内韵律型标线系统的改善措施,以改善隧道内视觉环境,并利用数理统计方法及Logistics拟合分析对设计方案进行评价。结果表明:1)公路隧道内韵律型标线系统能提升隧道内驾驶员的速度判断准确率3.33%~11.66%;2)普通公路隧道场景中,被试者反应时间与隧道内行车时间存在显著关系,公路隧道内韵律型标线系统的场景中,反应时间与隧道内的行车时间没有显著关系,能有效缓解视觉疲劳现象;3)被试者反应时间的增加同时受隧道内视觉环境与行车时间的影响。公路隧道内韵律型标线系统能有效提高驾驶员的反应时间,适用于行驶速度为80 km/h、大于1 333 m的隧道。     

基于前车速度预测的信号交叉口汽车生态驾驶控制策略

为降低车辆通过信号交叉口的油耗和排放,研究车路协同环境下基于前车速度预测的信号交叉口汽车生态驾驶控制策略.通过转鼓试验修正目标车辆的VT-CPFM油耗模型和VSP排放模型,构建RBF神经网络模型对前车速度轨迹进行预测.以油耗为目标函数,排放为约束,创建基于动态规划的目标车辆速度优化算法,在MATLAB仿真得到目标车辆通过信号交叉口的优化速度诱导轨迹及油耗排放.仿真结果表明:加速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 27.3％、27.7％、32.9％、32.1％,减速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 25.1％、26.3％、32.6％、23.1％.在转鼓试验台进行实车试验,依据仿真计算得到的优化速度诱导轨迹测试目标车辆的油耗和排放.试验结果表明:加速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 21.4％、20.7％、22.4％、20.4％,减速优化诱导策略使得油耗、NOx、CO、THC分别降低了 20.1％、23.4％、30.9％、22.6％.     

绿灯倒计时信号对驾驶行为的影响

为揭示绿灯倒计时信号对交叉口交通安全的影响,针对不同交通负荷与信号控制方式下的驾驶行为开展研究。选择大连市内的倒计时信号交叉口与非倒计时信号交叉口各2处,开展车辆行驶速度及不良驾驶行为调查。用数理统计方法,对比分析2类交叉口在平峰与高峰时段的车辆行驶速度特性,同时对比分析上述不同条件下闯黄灯及违规变道行为的发生数量。研究表明,绿灯倒计时信号在绿灯时间末期,会诱发一部分驾驶员加速行驶通过交叉口;绿灯倒计时信号在平峰时段对闯黄灯行为数量的影响较小,而对违规变道行为的数量有显著影响。     

高速公路路基设计参数对车辆运行品质的影响

车辆—路基耦合而产生振动 ,为了更好地分析两者之间的相互作用 ,笔者提出了车辆—路基竖向耦合振动模型 ;并利用该耦合振动模型及二维有限元方法 ,探讨了高速公路不同路基设计参数对车辆运行品质的影响规律。研究结果表明 :路基刚度的变化对车辆竖向振动加速度的影响较大 ;路面平整度与车辆竖向振动加速度几乎成线性关系 ;随行车速度的增加车辆的舒适度将降低。     

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。     

穿村镇公路交叉口车辆速度特性及行车安全评价

乡村振兴战略下的穿村镇公路事故治理是重大现实问题,而穿村镇公路交叉口速度特性分析与行车安全评价已经成为迫切的理论需求。选择云南省2个典型穿村镇公路交叉口为实例,采集无人机视频数据以分析穿村镇公路交叉口的车辆速度变化规律;构建危险性系数模型与Vague复合物元行车安全等级判定模型,评估穿村镇公路交叉口行车安全水平,并通过实例交叉口进行验证。结果表明：穿村镇公路交叉口车辆运行速度总体呈现“减速—加速”模式,速度最低点位于交叉口中心附近;路况复杂的多路交叉口速度分布于[40, 65] km/h,波动幅度相对较小;相较于无路侧干扰的行驶场景,避让场景下交叉口车速离散度更大,车速差最大值为49.78 km/h。评价案例交叉口的行车安全性,发现车辆驶入时距交叉口中心越近,危险性系数越大,驶出时则反之;两个案例交叉口的危险性系数最大值均位于交叉口中心,该位置加速度变化最快,行车安全性最低;十字交叉口行车安全性更差,易发生交通事故,多路交叉口的行车安全性良好。研究成果可为穿村镇公路事故治理提供理论依据。     

海底隧道入口段驾驶员眼动特征分析*

为研究海底隧道入口段驾驶员眼动特征,以海底隧道收费站至入口为研究对象,运用Facelab5.0眼动仪和录像机等设备,采集真实状态下驾驶员眼动特征、行车速度和行车位置数据,并依据道路线形、车辆行车特征和路段标志标线设置,将收费站至入口划分为提速驶离段、换道减速段、缓和段和过渡段（入口段）,分析各区段驾驶员眼动特征及车速变化规律,并建立相应数学模型。研究结果表明:驾驶员驾车通过换道减速段和过渡段时,分别受交织车流与黑洞效应影响,行车速度减小、眼睑闭合度下降、眨眼频率增大;驾驶员行经入口段,车速呈上升-下降-上升-下降的趋势,眼睑闭合度呈增大-减小-增大-减小的趋势,眨眼频率呈减小-增大-减小-增大的趋势,且受交织车流与黑洞效应的影响显著。