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。     

基于心率指标的山区三级公路安全坡度研究

为研究驾驶员心率与山区公路纵断面坡度及车速间的关系,随机选取26名驾驶员在山区三级公路进行实车试验。利用动态生理仪采集驾驶员行车时的心率数据,GPS采集试验车辆的实时车速数据;通过偏相关分析,确定出影响驾驶员在山区公路纵坡路段行车时心率变化的主要因素,并建立上坡方向行车时驾驶员心率增长率与坡度及速度的关系模型。分析结果表明:上坡方向行车时,驾驶员的心率增长率随坡度增大而增加、随速度的增加而增大;因此,考虑驾驶员的舒适性和安全性,建议山区双车道三级公路上坡方向最大安全坡度不宜超过6.8%。     

基于驾驶员心率和速度差的高速公路纵坡度研究*

为减少高速公路纵坡路段的事故发生率,利用心生理检测仪采集驾驶员心率数据,使用V-Box采集道路高程和车辆实时速度数据,采用偏相关分析确定影响驾驶员心率增长率和速度差的显著性因素,分别构建驾驶员心率增长率和速度差与坡度之间的关系模型,通过心率增长率阈值和运行速度协调性,从驾驶舒适性角度确定安全坡度范围。研究结果表明:在纵坡路段行车时,驾驶员心率增长率随坡度增大而增加,速度差随坡度增大而增大,坡长与驾驶员心率增长率和速度差呈弱相关;设计车速为100 km/h的高速公路,上坡坡度应小于等于3.7%,下坡坡度应小于等于3.3%,因此建议纵坡坡度小于等于3.3%为宜。研究结果可为高速公路交通安全和人性化设计提供理论依据。     

穿城镇道路驾驶员眼动特性分析

为保障穿城镇路段的交通安全,采用眼动追踪系统(ETG)在110国道展开实车试验;将道路划分为公路段、适应段、城镇段,并将驾驶员17个关注点分为7类,研究不同路段驾驶员的注视及扫视特性。结果表明:驾驶员兴趣点注视时间为134.29～449.07 ms,公路段交叉口及道路开口注视时间较长,注视总时间占比为7.54%;城镇段干扰类注视点注视次数最大,注视总时间占比为14.42%,城镇段指引类、车辆行驶状况类注视点未引起驾驶员注意。公路段景观类注视点平均关注时间最长,城镇段、适应段、公路段扫视总频率逐渐减小,平均扫视角度分别为11.44、10.72、10.16°。     

雾霾能见度对车辆碰撞概率影响分析

为探究雾霾发生时道路能见度对车辆碰撞概率的影响,首先,采集北京地区雾霾发生时部分路网相关数据,包括道路能见度、驾驶平均车速、驾驶员能见度和驾驶员减速数据等;其次,分析采集数据,构建各时段不同能见度的驾驶员减速特征模型;然后,构建驾驶员车辆速度模型,统计车辆车速超出道路平均车速的范围;最后,通过比较采集数据得出的速度差特征平均值与实际碰撞概率,判断雾霾发生时各时段的车辆碰撞高发区间。结果表明:道路能见度与道路平均车速正相关,调控减速强度及减速特征值应充分考虑能见度的影响;通过比较车速超出范围值,指出了需要重点关注车速的时段;实时计算车辆速度差特征平均值与实际碰撞频率正相关,可以用来推测车辆碰撞概率;各时段车辆碰撞概率最高值对应的能见度区间不同,这些能见度区间即车辆碰撞高发区间。     

新通车高速公路驾驶疲劳行为研究

为了探究新通车高速公路行车时驾驶员的疲劳行为。实地采集驾驶员心生理特征及交通特征数据,并应用傅里叶变换的方法转化心率随机信号来研究驾驶员行车时心率变化规律。对比驾驶员与副驾驶员行车时的心生理特征,确定疲劳行为出现的心率增长率疲劳阈值。探究驾驶员心率增长率与交通量、速度、行车时间等参数的关系。构建疲劳预测模型,以便通过易测的交通数据判断驾驶员行车时的心生理特征。研究表明:用疲劳预测模型可通过易测的交通数据计算驾驶员行车时心率增长率,当心率增长率长时间低于11.8%时,容易出现困意。     

村镇道路会车特性与驾驶员心生理变化关系研究

为提高村镇道路行车安全性,实地检测村镇道路会车过程中车速和驾驶员的心生理反应参数,融合交通工程学、心理学和人因工程学的基础理论,探究会车过程中车辆的运行特性与驾驶员心率变化间的关系。首先整体分析试验中所有会车过程的行车状态,然后分析直线段上单次会车过程中车速变化与心率增长率的关系,最后分析曲线段上车速、心率增长率与平曲线半径的关系。结果表明:在村镇道路上,驾驶员会车时存在明显的紧张行为;在会车时域内车速、驾驶员心率增长率呈U型变化,且两者变化趋势相反;会车时的车速随道路平曲线半径的增加而增大,心率增长率随平曲线半径的增加而减小。     

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。     

高速公路小客车驾驶员变道行为研究

为提高高速公路小客车变换车道时的安全性,通过检测小客车的运行速度、驾驶员心理生理反应参数,采用随机序列函数法将驾驶员心率随机变量转变为相关函数,并应用离散的傅里叶变换方法分析驾驶员行车心率的功率谱;研究驾驶员变道行为与速度、交通量和驾驶员心理生理反应的关系,构建高速公路小客车驾驶员变道行为模型,描述驾驶员行车时的心理状态,判断其安全性。研究表明:小客车自由变道和超车变道时,驾驶员瞳孔尺寸小于5.0 mm,心率增长率小于27%,行车安全性较高;争抢变道和强行变道时,驾驶员表现为紧张甚至恐惧,容易发生误操作,安全性较差。     

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.     

国外交通管理新技术

德国驾驶员超速警告仪 在德国、因驾驶员超速导致的交通事故时有发生。为解决此问题，德国交通部门对全国各类公路（高速公路、高等级公路、城市公路、接近城镇和居民区公路等）都实行限速行驶。为保证严格执行，交通科技部门研制成由计算机和测速仪组成的驾驶员超速警告仪。此仪器安装在公路两边醒目的限速牌旁，对距限速区２００米远处的过往车辆开始测速。如果测出驾驶员超过此区域内规定的时速，计算机便立即将此速度值贮存起来，并在限速牌旁显示器上连续闪光显示出来，以此作为驾驶员违规超速的证据，如果驾驶员此时仍不及时降低车速…     

高原公路线形组合路段驾驶员心率变化特性试验分析

为了掌握驾驶员在高原环境下行车时的心理和生理反应状况,提高高原公路行车安全性,利用生物反馈仪等设备对314国道高原路段上行车的驾驶员进行实地行车检测。在理论分析的基础上,整理分析实测数据,建立驾驶员心率增长率和高原区公路线形组合、海拔之间的关系模型。分析结果表明,驾驶员的心率增长率会随着海拔的升高而增高;上行和下行时,线形组合值的增大均导致驾驶员心率增长率的增加,并且增加的趋势基本保持一致;海拔和线形2因素一起作用时,驾驶员心率变化更显著,海拔越高、线形组合值越大,驾驶员心率增长率越大。     

高原公路纵坡路段驾驶员心率变化特性分析

为掌握高原公路纵坡路段驾驶员心率变化特征,使道路线形参数选择得更合理、更有利于安全行车,利用生物反馈仪在海拔3 000 m以上的高原公路进行驾驶员行车试验。通过定量分析,确定了高原公路纵坡路段影响驾驶员心率变化的主要因素,并分别建立驾驶员心率增长率与纵坡高程、坡度的关系模型,以及纵坡高程、坡度与心率增长率的二元回归模型。分析结果表明,驾驶员心率变化随海拔升高而增大,心率增长率约在海拔3 600 m后呈加速增加趋势;驾驶员心率变化随道路纵坡度增大而增大,上坡时(正)坡度、下坡时(负)坡度增加均会导致心率增长率增加;在海拔和坡度的共同作用下驾驶员心率变化更为明显,海拔越高、坡度越大,心率增长率越大。     

眼疾引起的交通事故三例

驾驶员驾驶车辆在道路上行驶,要通过视觉获得信息情报,处理各种情况,所以视觉机能好坏及其变化直接影响到驾驶员 望和辨认障碍物的能力,对交通安全有决定性的影响。驾驶员眼睛近视,导致车毁人亡1996年12月中旬的一个晚上,新疆某部一名眼睛近视的驾驶员,驾驶车辆到团部拉运军粮。车行至一下坡路段时,迎面驶来一辆地方大货车。两车相会时,互闭远光灯,改用近光灯。因军车驾驶员视力低下,不适应这种灯光的变化,最后导致所驾驶的运输车掉入深沟,造成车毁人亡。直接经济损失10万余元。这起事故主要是由于驾驶员眼睛近视造成的。汽车行驶时,驾驶员…     

驾驶员脑电特性与高原公路线形关系的试验分析

为探讨高原公路线形对驾驶员心理和生理特性的影响,利用生物反馈系统对急进高原公路的驾驶员进行实地行车试验。通过定量分析,分别建立驾驶员β频段脑电(EEG)信号变化值与试验路段海拔、道路线形之间的关系模型。分析结果表明:高原公路驾驶员行车时的β频段脑电信号变化值随路段海拔的升高而增大,它与道路平曲线半径成负相关;纵坡度的变化对β频段脑电信号变化值的影响不显著,线形组合值的增加会导致脑电波频段功率值上升;海拔和线形组合值同时作用时,驾驶员的脑电波频段功率值变化更加显著。     

基于元胞自动机的人因追尾事故仿真研究

人为因素已经成为导致交通事故发生的关键因素之一,而车辆追尾碰撞是公路上最常见、危害最大的一类事故.本文将驾驶员的心理细分为放松、谨慎和紧张三种状态,设计了状态切换规则以及不同状态下驾驶员的行为规则,建立了一种公路人因追尾事故的元胞自动机仿真模型.随后通过仿真实验研究了交通流参数以及驾驶员驾驶特性对追尾事故发生率的影响,仿真结果表明随着车辆最大允许速度和车辆密度的增加,追尾事故发生率显著上升;跟驰状态下驾驶员的反应延迟与差错率对事故率影响最大,而紧急情况下驾驶员的人为因素对事故率没有显著影响.研究结果对交通中人因事故发生机理研究及人因事故的预防有一定参考价值.     

基于灰色关联度理论的沙漠地区道路强制休息处运用体系研究

从驾驶员生理、心理特性角度,阐述了沙漠地区道路交通安全的各影响因素,分析了长距离公路驾驶员出现疲劳现象时的生理、心理特性变化,运用灰色关联度分析得到"驾驶员生理、心理特性--行车时间衰退曲线",结合目标公路附属设施设置实际情况情况,提出了更具有针对性的强制休息处运用体系.最后以阿拉尔-和田沙漠公路安全畅通工程建设为实例,详细阐述强制休息处运用体系研究情况.     

沙漠公路驾驶员心理、生理特性初探

针对沙漠公路交通安全现状,采用动体视力、速度估计、复杂(选择)反应、处置判断、血压脉搏检测仪等驾驶适宜性检测仪器,就长期从事沙漠公路运输活动的驾驶员群体进行了包括视觉、速度估计、反应、判断等在内的心理、生理特性的实地测试。检测结果初步表明,沙漠公路特殊的线形布设和修筑技术特征以及沿线的自然环境条件,使得驾驶员表现出有别于一般绿洲公路的驾驶心理和行为特性,其主要表现在在沙漠环境中,驾驶员的动体视力要较静体视力受到更大的影响;急躁心理影响,沙漠公路驾驶员的速度估计和复杂反应时间相应指标值均小于全国平均水平;沙漠公路驾驶员复杂反应错误次数和处置判断错误次数均高于绿洲公路。     

试论判断道路情况与车辆行驶速度的关系

当前,随着道路条件的改善,机动车性能提高,探索新的驾驶技术就十分必要。分析、判断道路情况是驾驶技术的中心环节,驾驶员如何掌握好这项技术适应车辆行驶速度,笔者认为,需要考虑以下几个方面的因素。 一、车辆行驶速度不同对驾驶员分析、判断道路情况的要求不同 车辆在道路上行驶,有不同的行驶速度。驾驶员在低速行驶时处理道路发生的情况比较容易,其原     

人-车-路耦合环境中车辆稳态安全仿真

为揭示驾驶员、道路、车辆综合作用下车辆运行状态的失稳机理,基于多Agent建模与安全仿真技术,构建包含驾驶员、道路、车辆、协调中心、人机接口等5方面的多Agent车辆稳态安全仿真框架;建立车辆多体动力学、道路三维空间、驾驶员预瞄控制与跟随仿真模型,从车辆稳定性和驾驶员操作负荷2方面分析车辆稳态安全性。以小轿车为代表车型,针对某二级公路开展车辆稳态安全仿真试验。仿真结果表明,当汽车以60和70 km/h行驶时,前后轮总体围绕平均轴重波动,稳态运行;以80 km/h行驶时,汽车冲出车道,轮胎最小垂直反力仍然大于0;3种速度下侧向加速度均大于0.3 g(g为重力加速度),且速度越高,侧向加速度越大,表明汽车冲出车道由侧滑引起。