基于驾驶员视觉特性的道路视错觉控速标线关键参数

基于驾驶员动态视觉理论,利用3D-MAX和UC-win/Road模拟了道路视错觉控速标线,采用SMI2.1眼镜式眼动仪检测并记录了25名被测试者的眼动数据,分析了标线关键参数对驾驶员瞳孔面积变化率指标和运行速度的影响,并建立趋势面模型进行定量分析。通过敏感性分析,得到标线三个关键参数对瞳孔面积变化率的影响程度。结果表明:标线的横向宽度、角度、间距对行车速度降低有显著影响,颜色和线宽对其影响不显著。随着标线的横向宽度增大和间距变小,驾驶人产生车道变窄和车速增加的错觉越加明显,瞳孔面积变化增大。当视错觉控速标线角度为30°~45°时,瞳孔面积变化率较小;当视错觉控速标线的角度为135°~150°时,驾驶员的瞳孔面积变化率增大,在150°时最明显,角度为135°时次之。三个关键参数对瞳孔面积变化率的影响排序为角度间距横向宽度。     

公路视错觉减速标线与驾驶员心率指标关系研究

为了研究公路视错觉减速标线横向宽度和角度对驾驶人心率变化的影响,选择横向宽度20~55 cm、角度0°~180°进行室外实车试验。采用心率变化率作为评价公路视错觉减速标线的横向宽度和角度安全舒适性的指标,并建立了数学模型。结果表明:驾驶人心率变化率随着标线横向宽度增大而增加;标线角度为130°~150°时心率变化率增大,在150°时达到峰值;当角度为30°~45°时心率变化率较小。在进入视错觉减速标线初期,标线横向宽度对驾驶员心率影响较大;在进入视错觉减速标线后期,标线角度对驾驶员心率影响较大;在进入视错觉减速标线末期,横向宽度和角度对驾驶员心率变化率的的影响关系为协同作用。     

基于驾驶员眼动特征的蓄能荧光标线诱导特性及设置方法

为了研究公路主动发光的荧光标线视认性,利用UC-win /Road 软件对公路荧光标线进行仿真模拟,采集了20名驾驶员的眼动数据,定量分析了不同标线宽度和布设方式下,荧光标线视认性对驾驶员注视点占比和瞳孔面积变化率影响的规律。最后,通过室外实车实验的方式对仿真结果进行验证。结果表明：直线路段标线宽度为100%的方案是最佳方案,当辉度值为3坎德拉每平方米(cd/m_²)时,为最经济方案;曲线路段标线施划在车道边缘线外侧且间距为9m效果最佳。     

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。     

公路视错觉减速标线参数优化

为提高道路危险路段运营安全水平,促使驾驶人主动降低车辆运行速度至安全范围,对比并优化了减速标线的形式及设计参数。依据人在动态环境下视错觉减速标线作用机理,对鱼刺形视错觉减速标线各设计参数进行分析和初选,并提出变间距减速标线相隔距离的计算方法。将不同设计参数进行组合,依据正交试验方案,利用仿真试验平台和实际道路试验,对比各种形式标线的实际减速效果。研究表明:不同设计参数的鱼刺形减速标线,其实际减速效果有很大差异,合理的参数设计方能产生良好的减速效果;与等间距标线相比,变间距减速标线的减速效果更优。     

边缘标线影响跟车车距调节行为的结构方程模型

从驾驶员距离感知、速度感知以及碰撞估计等视知觉角度,研究了边缘标线对驾驶员跟车车距调节行为的影响.通过开展路上试验,采集真实车流数据,运用结构方程模型探索了多个因素影响跟车行为的交互因果关系.结果显示:边缘标线铺设角度、前车车型、时间频率以及碰撞时间均能显著增大跟车车头间距;这些因素引起的车头间距增大可能是由于它们会导致跟车减速度绝对值的增大(实际值减小);距离因素可以引起更强烈的危险性感知,并呈现为更显著的车头间距变化.本研究为减少追尾碰撞事故和提高道路交通安全水平提供了一种新的方法.     

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.     

基于驾驶员瞳孔变化的隧道被动发光导行反光环色彩设置研究

为了研究隧道被动发光导行反光环(下简称隧道反光环)对驾驶员瞳孔变化的影响,利用UC-win/Road软件对隧道反光环进行仿真模拟,采集了8名驾驶员的瞳孔数据,定性分析了不同行车速度下,反光环色彩对其瞳孔面积变化率影响的规律,并构建了三者之间的趋势面拟合模型。最后,对行车速度、隧道反光环色彩进行了单因素敏感性分析。结果表明：黄色的隧道反光环对驾驶员瞳孔面积变化影响最大;行车速度与驾驶员瞳孔面积呈正相关,隧道反光环色彩值与之呈负相关;行车速度对驾驶员瞳孔面积变化的影响起着决定性的作用。     

公路隧道进出口行车安全评价指标应用研究

利用EMR-8B眼动仪系统,对公路隧道进出口50 m范围驾驶员的瞳孔变化进行了试验研究.比较研究了各种试验条件下瞳孔反应的差异性,在大量试验基础上,建立基于驾驶员瞳孔面积变化速度及持续时间的行车安全评价指标:当瞳孔面积变化速度超出-6～4 mm2·s-1范围,且持续时间大于0.2 s时,行车不安全;反之则安全.并将该指标应用于隧道进出口行车速度的安全评价.     

按驾驶员瞳孔变化的隧道导行反光环色彩设置研究

为了研究隧道被动发光导行反光环(下简称隧道反光环)对驾驶员瞳孔变化的影响,利用UC-win/Road软件对隧道反光环进行仿真模拟,采集了8名驾驶员的瞳孔数据,定性分析了不同行车速度下,反光环色彩对其瞳孔面积变化率影响的规律,并构建了三者之间的趋势面拟合模型。最后,对行车速度、隧道反光环色彩进行了单因素敏感性分析。结果表明:黄色的隧道反光环对驾驶员瞳孔面积变化影响最大;行车速度与驾驶员瞳孔面积呈正相关,隧道反光环色彩值与之呈负相关;行车速度对驾驶员瞳孔面积变化的影响起着决定性的作用。     

基于眼动实验的飞机座舱界面字符编码分析

驾驶舱是飞机的命令中枢，驾驶舱显示界面的信息设计质量直接影响到飞行任务的完成，大多数飞行相关信息都以字符形式展现在飞机座舱界面上。为探究飞行员对不同字符编码元素的识别效率，通过飞机座舱界面字符编码、眼动追踪法及行为绩效评估法研究了飞机座舱界面字符大小、笔画宽度、字符间距对飞行员认知效率的影响。结果表明：从行为数据来看，字符字高6.5 mm的字符反应时最短。从眼动实验数据来看，字符字高6.5 mm的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小；从行为数据来看，字符笔画宽度400W3C的字符反应时最短。从眼动实验数据来看，字符笔画宽度400W3C的字符注视时间最短、注视百分比最小、使受试者瞳孔直径最小；从行为数据来看，字间距100的字符反应时最短。从眼动实验数据来看，字间距100的字符注视时间最短、注视百分比最小、字间距0的字符使受试者瞳孔直径最小。可见不同字符编码识别效率不同，字高6.5 mm、笔画宽度400W3C、字间距100的字符编码识别效率最高，该结论可用于飞机座舱界面的设计中。     

基于驾驶模拟实验的高原山区公路安全性评价

以四川西部高原山区公路为研究对象,利用UC-win/Road软件进行建模,开展了螺旋展线与桥隧相接路段的驾驶模拟实验,选取驾驶员瞳孔直径变化率和眼动扫视特征作为安全性评价指标,以客观反映研究路段安全运营状况。结果表明：驾驶员在隧道出入口明暗适应路段瞳孔直径呈现高频率波动,瞳孔直径变化率0.3为桥隧相连实验路段瞳孔直径变化率的风险阈值;短时扫视频率每秒3次为异常点判别的临界值,桥梁路段异常点与实验路段直坡路段相比,小半径弯坡路段的线形指标与行车环境更容易对驾驶员的扫视行为造成影响。在此基础上,提出了特大桥梁和隧道路段的交通安全设施改进建议,研究结果可供类似地区公路工程建设参考。     

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。     

山区城市道路交叉口纵向减速标线影响

道路交通安全问题是一个受各种因素影响的复杂的系统问题,受不同的驾驶员特性、汽车性能、道路条件及环境之间的相互影响。对速度的分析应该从实际的行驶环境出发,结合车辆行驶轨迹和其他事故致因系统分析。本文通过实车试验的方法对设置纵向减速标线的山区城市道路交叉口路段和未设置标线的对比路段的交通流量、区间速度、驾驶员瞳孔指标和轨迹横向偏移量等试验数据进行采集,再结合山区城市道路交叉口处的交通特性和道路基本参数等数据,分析试验路段的交通流特性、驾驶员生理行为指标和轨迹规律。试验表明:在城市道路交叉口设置纵向减速标线后车辆在试验路段和对比路段的偏移量分布频率最大值42.62%和38.18%在（0.5,1]区间内;在山区城市道路交叉口段设置纵向减速标线可以提前警告驾驶员控制车速等有利的影响,提高交叉口行驶安全性。     

山区城市道路交叉口纵向减速标线影响分析

道路交通安全问题是一个受各种因素影响的复杂的系统问题,受不同的驾驶员特性、汽车性能、道路条件及环境之间的相互影响。对速度的分析应该从实际的行驶环境出发,结合车辆行驶轨迹和其他事故致因系统分析。通过实车试验的方法对设置纵向减速标线的山区城市道路交叉口路段和未设置标线的对比路段的交通流量、区间速度、驾驶员瞳孔指标和轨迹横向偏移量等试验数据进行采集,再结合山区城市道路交叉口处的交通特性和道路基本参数等数据,分析试验路段的交通流特性、驾驶员生理行为指标和轨迹规律。试验表明:在城市道路交叉口设置纵向减速标线后车辆在试验路段和对比路段的偏移量分布频率最大值为42.62%和38.18%在(0.5,1]区间内;在山区城市道路交叉口段设置纵向减速标线可以提前警告驾驶员控制车速等有利的影响,提高交叉口行驶安全性。     

草原公路直线段路侧景观对驾驶员视觉特性的影响

 视觉系统是驾驶员获取行车信息的主要通道,而公路路侧景观是引起驾驶员视觉刺激的重要因素之一。以不同路侧景观的草原公路直线段作为研究对象,利用眼动仪采集5名驾驶员的眼动指标并进行分析。结果表明,驾驶员在景观相对复杂路段的瞳孔直径和扫视幅度较大,眨眼持续时间与注视持续时间较小;不同路侧景观对驾驶员的眨眼持续时间、注视持续时间、扫视幅度影响不显著;对驾驶员的瞳孔直径影响显著。本研究可为分析草原公路路侧景观对驾驶员疲劳的影响提供参考。     

横向来流对等离子体点火器射流特性的影响

为研究航空等离子体点火器的射流特性,采用纹影摄像技术记录了等离子体射流的形成及发展过程,研究来流环境下横向来流速度对航空等离子体点火器射流特性的影响规律.结果表明:在横向来流条件下,来流速度的增大会使得射流偏转角增大,当横向来流速度v m=5 m/s时,射流偏转角θ=15.9°,当横向来流速度vm=20m/s时,射流偏转角θ=77.1°,来流速度增大15m/s,射流偏转角增大3.8倍;同时来流速度增大时,会加大等离子体射流动量与热量的损失速率,导致等离子体射流穿透深度、射流速度、射流面积及射流面积变化率均减小.     

基于驾驶员眼动分析的事故多发点改造方案评价方法研究

对事故多发点进行改造是减少事故的发生、增强交通安全的重要措施,其中增加标志标线等交通安全设施是常见的改造方式。由于驾驶行为是影响交通安全的重要因素,因此有必要从驾驶员角度对改造效进行评价。本文研究了某二级公路的事故多发点特点,在现场实验的基础上结合驾驶员眼动注视点的特征分析,分别从驾驶员注视特征、运营速度、改造前后的事故分析,综合评价事故多发点的改造效果,同时分析驾驶员负荷特征,为未来事故多发点的安全改造方案提出可行建议。     

视错觉减速标线有效性综合评估

根据驾驶员视认过程确定视错觉减速标线有效性的影响因素,建立基于ANP-SPA理论的视错觉减速标线有效性综合评价模型.选取平原区高速公路大桥为研究路段,鱼刺形减速标线为评价对象,构建驾驶模拟实验场景,邀请60名被试进行实验,采集车速、察觉距离、心理感知等数据.计算结果表明,鱼刺形减速标线有效性的联系数μ鱼刺=0. 603,位于评价标准集V1=[0. 6,1],即鱼刺形减速标线有效性很好,该结论与定性评价、模糊综合评价结论完全一致,验证了SPA-ANP理论的可行性,同时能为减速标线有效性评价系统的开发提供借鉴.     

基于视觉行为的长下坡路段彩色路面设置有效性研究

为研究高速公路彩色路面对驾驶员视觉行为的影响规律,采用Smart Eye Pro 5.7型非侵入式眼动仪记录了在彩色路面路段的驾驶员眼球运动数据,并选用瞳孔面积、XY视角、注视次数百分数、注视时间百分比、平均注视时间等眼动指标对数据进行分析。结果表明:彩色路面能够有效引起驾驶员的注意,但也影响了驾驶的舒适性。彩色路面会导致驾驶员对近处与远处的关注变换更为频繁。对于隧道出口同时又是转弯的彩色路面路段,驾驶员注意力分散,关注于弯道内侧,因此彩色路面设置的方式还有待改善。。