城市道路类型对驾驶人工作负荷的影响

为研究城市道路不同路段类型对驾驶人工作负荷的影响,招募了16名被试驾驶人,在选定的城市道路试验路线上,开展了实车试验。以心率增长率(GRHR)、心率变异性(HRV)、心率变异性时域指标(RMSSD)和心率变异性频域指标(LF)值作为驾驶人工作负荷表征指标,分析在各种路段类型下被试驾驶人工作负荷的差异。研究结果表明:城市道路不同路段类型对驾驶人的工作负荷有显著的影响;驾驶人通过交叉口时的工作负荷明显高于在非交叉口路段的工作负荷;通过平面交叉口时,左转的工作负荷高于右转和直行;通过立交桥时,在匝道上的工作负荷高于上跨及下穿立交桥时的工作负荷;车速对驾驶人的工作负荷也有较大影响,工作负荷随车辆行驶速度的提高而增加。研究结果可以为道路线形设计提供理论依据。     

高密度立交出入口车辆纵向运行特性

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明：入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升—平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。     

高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响

为研究高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响,共选定了32名被试驾驶人,包括7名外地驾驶员和25名本地驾驶员,在选定的试验路线上进行了实车试验。在晴天、雨天、雪天、雪天+大雾(能见度5米)的4种不同天气状况下,选取心率变异性RMSSD、SDNN和PNN50值和心率增长率作为驾驶人工作负荷表征指标,研究在高原公路不同天气状况下被试驾驶人工作负荷变化规律。研究结果表明：高原公路不同天气状况对驾驶人的工作负荷有显著的影响,驾驶人工作负荷因天气条件的恶劣程度和海拔高度而增加,道路的天气状况、能见度及海拔高度的共同作用对驾驶员工作负荷影响最大。     

基于眼动行为的草原公路驾驶人精神负荷变化规律

为了对比分析草原公路不同路段驾驶人精神负荷的差异性,选取15名驾驶人开展典型草原公路实驾试验,针对草原公路直线、弯道、交叉口及超车等四种行驶工况,采集驾驶人注视、眨眼、瞳孔直径等数据,通过K-means聚类及高斯拟合等统计分析方法,分析驾驶人眨眼持续时间(Blink Duration,BD)、眨眼频率(Blink Rate, BR)、平均瞳孔大小(Average Pupil Size, APS)等表征驾驶人精神负荷的典型指标的变化规律。结果表明,相较于直线行车路段,驾驶人行经弯道、交叉口、超车等行驶工况下眨眼持续时间(BD)短、眨眼频率(BR)较慢,且超车行驶段变化最明显,而瞳孔面积变化规律则相反,超车段平均瞳孔面积最大,直线段最小;驾驶人在直线段、弯道、超车、交叉口、超车段各指标的突变率指标对比结果显示,超车工况下突变率最大,交叉口次之,弯道最小,安德鲁斯降维可视化调和曲线反映的规律与之完全一致。可见驾驶人在草原公路行驶环境中超车时其精神负荷突变性最大,交叉口次之,进入弯道时精神负荷变化最小,安德鲁斯曲线可以很好地应用于多指标下驾驶人精神负荷的差异的可视化对比。     

考虑驾驶风格的高密度立交群出入口车辆驾驶风险研究

为分析不同驾驶风格驾驶人车辆的驾驶风险,在重庆内环快速路开展了高密度立交群实车驾驶试验,使用车载仪器采集车辆行驶轨迹、速度等运行参数,通过因子分析和聚类分析等方法,提取车辆速度、加速度和横向位移等参数,以此为依据将驾驶风格分为三个类型,即保守型、常规型和冒险型。通过车辆驶离和汇入主线过程中的轨迹偏移,分析了不同驾驶风格的行车轨迹特征,结果表明：冒险型驾驶人的轨迹偏移高于其余2种驾驶风格的驾驶人,且轨迹偏移的分布较为分散;在驶离/汇入主线时,冒险型驾驶人所需要的换道时间更短、换道起始位置更靠前、换道频次也多于另外2 种驾驶风格;以速度波动和加速度波动作为驾驶风险评价指标,两者大小均是冒险型＞常规型＞保守型;利用熵权法确定指标权重并得到驾驶风险率,将其按照不同驾驶风格分类,结果表明：在主线出口位置,呈现明显的分布特征,即冒险型＞常规型＞保守型,而在主线入口位置,冒险型与常规型的驾驶风险率大小相差无异,但冒险型驾驶人分布更加离散。分析不同驾驶风格驾驶人的驾驶风险率,有助于提高驾驶人的行驶安全性。     

Fractal Structure of the Core Loss Spectrum of Co-based Amorphous Soft Magnetic Alloy with Constant Permeability

In order to check the traditional core loss formula, the core loss spectrum P(f) of Co-based amorphous soft magnetic alloy with constant permeability has been studied. It is found that within a high frequency range from 10 kHz to 200 kHz and at B_m = 0.1 T,the P(f) has the fractal structure P(f) = P₀fD, and with the increasing of induced anisotropy energy K_u, the fractal dimension D_t rises, thus the total power loss at high frequency increases and the frequency characteristic of P(f) becomes worse.     

草原公路路侧景观对驾驶员心率变异的影响研究

为了研究草原公路路侧景观的变化对驾驶员心率变异性的影响,在草原公路上进行实地行车试验。运用多导生理记录仪MP150实时记录心率参数,采集驾驶员行驶过程中的心电信号;结合生理学和人机工程学等方面的理论研究,利用心率变异时频域分析方法,对驾驶员在不同路侧景观环境下的心率变异(HRV)进行分析。研究结果表明:在两种景观下,驾驶员的时域指标R-R间期差值的均方根(RMSSD)在较小范围内平稳波动,其平均值之间无显著差异;在景观Ⅱ中低频与高频比值(LF/HF)变化较大,两种景观下的平均值之间有显著差异;驾驶员在相对单调的路侧景观路段精神负荷较大。     

钠离子电池苯醌电极材料放电平台改性研究

p-Benzoquinone (BQ) is a promising candidate for next-generation sodium-ion batteries (SIBs) because of its high theoretical specific capacity, good reaction reversibility, and high resource availability. However, practical application of BQ faces many challenges, such as a low discharge plateau (~2.7 V) as cathode material or a high discharge plateau as anode material compared with inorganic materials for SIBs and high solubility in organic electrolytes, resulting in low power and energy densities. Here, tetrahydroxybenzoquinone tetrasodium salt (Na₄C₆O₆) is synthesized through a simple neutralization reaction at low temperatures. The four –ONa electron-donating groups introduced on the structure of BQ greatly lower the discharge plateau by over 1.4 V from ~2.70 V to ~1.26 V, which can change BQ from cathode to anode material for SIBs. At the same time, the addition of four –ONa hydrophilic groups inhibits the dissolution of BQ in the organic electrolyte to a certain extent. As a result, Na₄C₆O₆ as the anode displays a moderate discharge capacity and cycling performance at an average work voltage of ~1.26 V versus Na/Na+. When evaluated as a Na-ion full cell (NIFC), a Na₃V₂(PO₄)₃ || Na₄C₆O₆ NIFC reveals a moderate discharge capacity and an average discharge plateau of ~1.4 V. This research offers a new molecular structure design strategy for reducing the discharge plateau and simultaneously restraining the dissolution of organic electrode materials.     

Characterization of a Y-type hexagonal ferrite-based frequency tunable microwave absorber

A Y-type hexaferrite rod with the composition of Ba₂Co_1.8Cu_0.2Fe₁₂O₂₂ was presented as an absorbing material with high absorbance. Its high absorbance and wide absorption band result from ferromagnetic resonance (FMR) that is self-biased by strong shape and magnetocrystalline anisotropy fields. Around the FMR frequency the specimen of the ferrite rods exhibits very high absorbance and the FMR frequency can be tuned by the rod dimension. In addition to the high absorbance and the wide tunable absorption band, the microwave absorber has another advantage of light weight due to the use of the ferrite rods instead of ferrite slabs.     

深度学习在基于叶片的油茶品种识别中的研究

【目的】采用深度学习方法开展基于叶片的油茶品种识别研究，开发油茶品系图像识别技术，为油茶品种鉴别提供科学依据。【方法】选择自然光照条件下生长的11个油茶品种叶片作为研究对象，采集完整、无明显病虫害的叶片，以白色硬纸板为背景，利用智能手机对叶片的正、背面进行图像采集，通过可用性筛选去除无效图像，构建图像数量为2 791张的油茶叶片品种数据集，采用深度学习网络(GoogLeNet、ResNet)对11个油茶品种的叶片图像进行识别研究。【结果】GoogLeNet和ResNet网络均能满足基于叶片的油茶品种识别要求，总体识别准确率、召回率的调和平均值(F₁)分别达94.0%和80.7%;其中GoogLeNet网络识别效果更好，平均准确率、召回率、多分类模型指标宏观F₁(Macro F₁)和微观F₁(Micro F₁)分别为94.1%、94.0%、94.0%和96.9%,其对油茶品种编号1和编号8的识别召回率高达100%。【结论】深度学习网络(GoogLeNet、ResNet)能够实现基...     

特长隧道群出入口段驾驶员瞳孔大小变化规律

山区高速公路特长隧道群出入口段是行车风险较高的路段,隧道出入口段的"黑白洞效应"对驾驶员的视觉影响显著,为了研究该路段的驾驶员瞳孔大小随着与隧道洞口距离的变化情况,通过实车试验采集了 10名男性驾驶员在雅康高速公路喇叭河隧道群路段行驶的瞳孔直径数据,分析了该隧道群路段各个隧道出入口的驾驶员瞳孔直径大小变化数据,采用统计...     

基于驾驶仿真的海底隧道出入口段视觉减速标线有效性

为提高海底隧道出入口段行车安全性,研究海底隧道出入口段不同视觉减速标线方案下驾驶员视觉特征变化规律。本文共设置了6种视觉减速标线方案,对26名驾驶员进行了室内驾驶仿真实验,采集了车速、注视点占比、瞳孔直径和察觉距离等数据,通过分析和处理数据判断视觉减速标线的有效性,分别建立了海底隧道出入口段车速与驾驶员瞳孔直径的回归模型,在海底隧道入口段二者呈非线性关系;出口段二者呈线性关系。采用驾驶员问卷调查法对视觉减速标线有效性进行了验证。结果表明：在海底隧道出入口段共设置的6种视觉减速标线方案均对驾驶员视觉特征有显著影响;与其他标线方案相比,白色鱼刺形减速标线设置下驾驶员瞳孔直径、A区域注视点占比、察觉距离和错觉影响最大,有助于驾驶员主动降低车速、提前采取减速措施,保障行车安全。     

音乐环境对驾驶行为危险度影响的预测模型

考虑到车载音乐环境下驾驶行为变化规律在道路交通系统中具有理论和现实意义,以国内外车载音乐对驾驶员心理负荷和驾驶行为影响的研究成果为基础,界定出驾驶行为危险度的定义.同时引入主成分分析法并结合驾驶行为的三个指标,实现对车载音乐环境下驾驶行为危险度的评价.以驾驶员的心率变异性作为输入变量,驾驶行为危险度作为输出变量,构建基于心理负荷的驾驶行为危险度预测模型,并提出不同类型驾驶员收听音乐的建议方案.研究成果可为减少道路交通事故和保障汽车安全运行发挥作用.     

基于心生理反应的高速公路隧道入口安全

高速公路隧道入口由于光照强度变化,导致驾驶员行车时出现暂时失明而产生安全隐患,为了提高高速公路隧道口的行车安全性和驾驶舒适性。以交通工程学、高等数学、心生理学理论为基础,通过实车驾驶试验,检测驾驶员进隧道时的心生理反应参数、行车速度、光照强度和GPS数据,定性、定量分析高速公路隧道口距离与光照强度、速度、驾驶员心生理反应的相互关系,建立了隧道入口段多元回归安全评价模型。结果表明：驾驶员倾向减速驶入隧道,加速驶离隧道,心率随着速度的增大呈现不同幅度的增长;在隧道入口外3m至内20m照度变化最为明显,驾驶员的心率增长率随着照度的降低逐渐增大,在距隧道洞口内8m位置处心率增长率达到峰值,最大为31.95%,得到基于照度变化率的舒适性阈值为[5%,57%],为高速公路隧道口灯光参数设计和交通安全管理提供了理论参考依据。     

具有视觉诱导功能的隧道进出口道路标线设计

隧道作为一种特殊的管状构造物,因内外光环境的差异导致隧道进出口处的事故率明显高于普通路段。为提高隧道进出口处的安全性,提出一种具有视觉诱导功能的交通标线设计,并采用眼动特征指标检验标线的警示作用。基于透视原理与闪现率原理确定交通标线宽度与间距的取值范围,依据山区隧道的特点确定交通标线的具体设计值,通过视觉诱导理论设计的渐变交通标线与常规等间距设计的交通标线作对比;选取85名年龄在18到50周岁的受试者参与本项试验,通过虚拟驾驶技术获得不同的交通标线对驾驶员眼动特征的影响规律,以眼动特征表征受试人员在模拟行驶时的心理和生理的变化。对比两种交通标线对受试人员的瞳孔面积和注视区域的影响,绘制路面热力图及眼动轨迹图。研究表明：受试人员在试验中,接近隧道入口处时,行驶在具有视觉诱导功能的交通标线上瞳孔面积变化率较小,注视区域集中,注视点离散程度低,待完全进入隧道后眼动特征变化基本一致。说明具有视觉诱导功能的交通标线能较好的吸引驾驶人员的注意力,减少事故发生,与常规的交通标线相比眼动特征明显且具有良好的区分度。     

基于心生理反应的山区高速公路线形安全分析

山区高速公路受地理环境限制呈现地形高差大、线性组合多等特点,其复杂的线形使驾驶人的心生理发生变化,行车风险增大。为提高山区高速公路的行车安全性,选取16名驾驶员在典型山区高速公路纵坡路段、平曲线路段和弯坡路段进行驾驶试验,结合驾驶模拟技术和计算机仿真技术采集心率、速度等参数,探究心率增长率与坡度、平曲线半径、线形组合指标、速度差和交通量之间的关系。结果显示：纵坡路段坡度＞3%时,在下坡速度差大于17.6 km·h-1、上坡速度差大于18.5 km·h-1条件下驾驶员心率增长率均超过舒适阈值,处于紧张状态;平曲线路段平曲线半径>0.65 km时,心率增长率处于舒适阈值范围内,平曲线半径<0.65 km时,心率增长率处于紧张阈值范围内;弯坡路段上坡方向线性组合指标大于6、速度差大于14.8 km·h-1,下坡方向线性组合指标大于4.7、速度差大于16 km·h-1时,驾驶员均处于紧张状态。建立道路线形安全评价模型,并通过实测数据对模型进行验证,为山区高速公路的交通安全建设与管理提供了理论依据。     

基于微观驾驶行为的城市隧道出入口安全评价

对南京市的西安门隧道进行实车试验,并采用Dikablis眼动仪及心生理检测仪获取7名驾驶员眼动及心生理行为指标,同时采集车辆行驶车速,加速度等数据,通过因子分析法提取并分别建立城市隧道入口和出口综合指标F_E.F_E为反映微观驾驶行为的综合指标用以评价城市隧道出入口的安全性.根据隧道历史事故数据划分该综合指标安全等级的阈值,可用于从微观驾驶行为的角度评价城市隧道出入口区域的安全性.     

公路隧道进出口行车安全的视觉适应指标

公路隧道进出口亮度的急剧变化会造成驾驶员视觉适应困难,严重时甚至导致交通事故.文中利用EMR-8B眼动仪系统,对公路隧道进出口驾驶员的瞳孔变化进行了试验研究,试验结果表明,在隧道内距进出口50m范围,驾驶员视网膜照度的对数与路面亮度的对数线性正相关.在大量试验的基础上,文中建立了基于驾驶员瞳孔面积及面积变化速度的行车安全评价指标——当瞳孔面积变化速度超过瞳孔面积临界速度范围,且持续时间大于0.2 s时,行车不安全,否则安全;并得出了基于视觉适应的隧道进出口合理照度过渡斜率.