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。     

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。     

城市水下特长隧道中部光环境优化设计方法

为进一步优化城市水下特长隧道中部的光环境,基于设置多频率多尺度韵律型信息的思路,提出一种隧道光环境优化设计方法,利用3ds Max仿真软件制作行车仿真模型,以刺激物的主观等同速度(SSES)和安全感知距离为评价指标,采用E-prime软件组织车速感知心理物理试验,并分析试验数据。结果表明:隧道光环境优化后,驾驶员的速度感知能力由优化前的速度低估(14. 40%)提高为速度高估(15. 89%),反应时间由优化前的4. 11 s降低为2. 19 s;驾驶员的距离感知能力得到显著提高,同时行驶速度对于驾驶员距离感知能力的影响不再显著。     

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。     

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。     

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。     

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。     

驾驶员接管自动驾驶车辆的眼动特性和行为分析

为探究接管自动驾驶车辆期间驾驶员的视觉特性,分析眼动与接管反应操控行为的关系,开展驾驶模拟试验收集驾驶行为及眼动数据。运用统计学方法,分析驾驶员感知不同接管场景的视觉特性,探究接管请求(TOR)前后眼动指标的变化规律;并基于视觉分配和瞳孔变化特性分析驾驶行为,揭示眼动特性与接管反应及驾驶操纵策略的内在联系。结果表明:TOR前,相较于静态场景,驾驶员感知动态场景诱发元素扫视更频繁且平均注视时间更短;此时驾驶员的视觉分配特性与其接管反应行为存在显著相关性。TOR后,驾驶员的注视时间增加,眨眼频率降低,瞳孔直径扩张,眼跳幅度增大;不同场景下驾驶员的瞳孔差异表明其应对动态场景时具备更好的警戒水平和更平稳的操纵策略。     

驾驶分心对隧道段行车安全影响分析

为研究驾驶分心对隧道段行车安全的影响,在虚拟驾驶环境下设计次任务试验,要求被试驾驶人执行多组不同类型、难度的手动与无手动次任务,同时利用眼动追踪装置采集驾驶人视觉特征参数。在筛选有效数据的基础上,运用统计学与数据挖掘方法比较驾驶人在隧道内执行不同次任务时,车辆运行速度离散性、视觉搜索区域面积、瞳孔面积变化率和次任务持续时间的差异,并分析统计显著性。结果表明,驾驶人在执行手动次任务、无手动次任务、无次任务3种状态下,执行手动次任务时车辆运行速度离散性最大、视觉搜索区域面积最小、瞳孔面积变化率最大,次任务持续时间最长;无次任务时车辆运行速度离散性最小、视觉搜索区域面积最大、瞳孔面积变化率最小;无手动次任务的试验结果居于两者之间,次任务持续时间最短。上述差异具有统计学显著性,主观感知评价与客观数据具有一致性。研究表明,手动与无手动次任务使驾驶人心理负荷明显增大,手动次任务对驾驶人的影响最为明显,因此驾驶分心次任务对隧道段行车安全影响较大。     

驾驶行为特性与人格特征关系研究

为了开展驾驶行为特性与人格特征关系的研究,选用26名被试人员,运用自主研 发的驾驶员综合能力测试系统,利用数理统计规律,研究被试者复杂反应、速度估计与 人格特征之间的关系。结果表明:在相同的试验环境下,所有被试者在伴有蜂鸣声时复 杂反应错误次数明显多于无蜂鸣声时;男女驾驶员在复杂反应时间方面表现出显著性差 异, 而在复杂反应错误次数方面未表现出明显差异;男女驾驶员在速度估计方面未表现 出显著性差异,但部分驾驶员表现出过高或过低估计速度的倾向;复杂反应指数和速度 估计指数与驾驶员的攻击性、独立性和敢为性之间存在着较强的正相关性,与社会向性 、稳定性之间存在着较强的负相关性;男性驾驶员表现出较强的攻击性、敢为性和独立 性,而女性驾驶员表现出较强的稳定性和社会向性。自主研发的系统能有效地分析了驾 驶行为特性与人格特征之间的内在关系,可以检测出潜在的事故倾向性大的驾驶员,有 利于减少交通事故的发生。     

警惕行车中的错觉

由于年龄、心理、身体条件及行车环境上的差异,驾驶员在行车过程中往往会产生各种各样的错觉,导致错误操作而造成险情。所以,只要认识、了解这容易引起错觉的特点,避免错觉的产生,就能保证行车的安全。速度错觉在行车过程中,驾驶员往往是以参照物的相对移动速度来判断车速的快慢来操作车辆的,并不是完全依靠车辆自身车速表的指示针来操作车辆。这样,参照物的多少以及它和驾驶员之间的距离远近就会影响到驾驶员对车速的判断。在建筑物和人口密度相对较大的地区或狭窄道路上行车时,驾驶员往往容易高估车速,而在宽阔和较少参照物的道路上行驶时,则往往容易低估车速。     

情绪对安全标志识别影响研究

为研究情绪对安全标志识别性的影响,设计安全标志识别率影响试验。首先,根据安全标志的信息量来测量试验所用标志。其次,测试快乐、悲伤、愤怒、恐惧及中性等情绪下的被试对安全标志的识别率。最后,通过主观感受量表,调查被试在不同情绪下对安全标志识别的主观感受,并建立有关情绪影响安全标志识别的模型。研究结果表明,情绪对安全标志识别性有影响,恐惧情绪下的被试更易感受到安全标志传递风险信息的危险性,识别率最高;悲伤情绪下的被试对安全标志传递风险信息的危险性感知能力降低,识别率最低;安全管理中应重视作业人员的情绪状态,避免不良情绪成为生产事故隐患。     

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。     

公路隧道出口段亮度优化计算

公路隧道出口段亮度变化情况会严重影响驾驶员视觉心理负荷,其亮度优化计算应该综合考虑行车安全和节能环保的要求。通过隧道出口段不同环境照度和运行时间情况下驾驶员视觉特性试验,采用定性和定量相结合的方法研究了瞳孔面积与环境照度之间的变化规律,同时结合节能环保的要求建立了公路隧道出口段最佳亮度计算的多目标优化模型,采用系统聚类的方法对隧道出口照明区段进行聚类分析,并给出了模型求解的方法。最后,以包(头)茂(名)高速公路南五台隧道为例进行了实证研究,基于模型计算出各聚类区段最佳照明亮度。结果表明,隧道出口段亮度设置应该是一个渐变过程,且应该更加注重洞口20 m以内的亮度要求。     

速度和照度对黑白目标物识认时间的耦合影响

为研究车速和环境照度变化对目标物识认时间的影响,选取27名驾驶人,在实际道路和真实照度环境中,以不同车速驾驶车辆对黑白目标物进行识认试验。应用配对t检验法对数据进行差异性显著检验,并分析黑白颜色目标物受车速和照度共同影响时的识认时间规律。结果表明:除照度为500 lx以上且速度为30,40和80 km/h外,驾驶人对黑白目标物的识认有显著性差异;黑色目标物整体的识认时间比白色目标物长,黑色识认性在低照度环境中相对较差;黑色目标物受照度影响主要的波峰为200和400 lx时,白色目标物受照度影响较大的波峰为200和500 lx时;环境照度为101~200 lx,行车速度为40 km/h时,驾驶人基础视力中识认能力下降最快。     

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。     

环境因素对感知绊倒风险的影响

为探讨环境因素中照明条件、步道、障碍物形式、障碍物颜色和障碍物高度等因子对被绊倒风险主观评分的影响,开展明暗2个集区、2种试验步道、2种不同形式(板和杆)、2种不同颜色(黑色和白色)和5种障碍物高度的试验,被试在行走前后给出感知的被绊倒风险等级(RRT),试验人员给出被试的步态干扰等级(RD)并记录行走时间。结果表明:照明条件、障碍物形式、障碍物颜色和障碍物高度均显著影响RRT和RD;颜色对比度也显著影响RRT;暗环境条件下碰到障碍物的可能性是正常照明条件下的15倍。     

高速公路特长隧道环境中驾驶员视觉特性研究

为研究有不同经验的驾驶员在高速公路特长隧道环境中的视觉特性,在高速公路特长隧道中开展实车试验。利用眼动仪采集29名不同经验驾驶人的注视持续时间、注视点位置、扫视持续时间、扫视频率及扫视幅度等视觉特性参数,运用统计分析方法比较眼动行为的差异性,分析驾驶经验及驾驶环境对驾驶安全的影响。结果表明:相较于普通路段,驾驶员在特长隧道段的平均注视时间更长,注视点分布位置在水平方向更广,在垂直方向趋于集中,扫视更频繁,且扫视幅度变小;相较于非职业驾驶员,职业驾驶员在不同驾驶环境中的注视时间较短,注视点分布位置更广,扫视频率较低且扫视时间较短。     

驾驶员感知特性对隧道群交通安全的影响

针对高速公路隧道群对驾驶员感知特性的影响,以驾驶员的感知特性与高速公路隧道群行车安全的关系为研究对象,采用速度估计测试仪和深度知觉测试仪,在"铜汤高速-安徽段"沿线对高速公路隧道群行车途中的160名驾驶员进行实地测试,所得数据进行t检验和方差分析,用灰色建模软件V2.1进行关联度分析。结果表明:驾驶员的速度估计特性与高速公路隧道群驾驶员的年龄、驾龄以及连续行车时间具有较强的相关性,其中连续驾车时间的影响最大。年龄对驾驶员深度知觉准确性无显著影响;驾龄、连续行车时间对驾驶员的深视力准确性有显著影响。