基于高逼真驾驶模拟器雾霾天气下跟驰行为分析

为研究雾霾天气下车辆跟驰行为,基于8自由度高逼真驾驶模拟器,设置晴天和雾霾天两个实验场景,采集不同交通状态下跟驰驾驶行为数据,分析车头时距、车头间距、车头延迟时距、加速度、减速度等跟驰行为关键变量.实验结果表明,雾霾天气显著影响了跟驰行为,最大车头间距在自由流、拥挤流和阻塞流跟驰状态下分别增加了8.7%、19.4%和25.6%;自由流跟驰状态下最小车头间距减小了13.0%;阻塞流跟驰状态下最小车头时距减小了47.9%,但延迟时距及其离散性增加了15.5%和28.2%;雾霾天气下后车的加速行为更为谨慎.不同交通状态下的跟驰行为存在显著差异.随着跟驰车速增加,最大、最小车头间距及其离散性显著增加;最大、最小车头时距及其离散性则呈先增加后减小趋势,延迟时距显著增加.     

提示距离和初始速度对高速出口驾驶行为的影响

出口提示距离和初始速度对驾驶行为的影响直接关系到高速公路出口段的交通安全.为了分析二者的不同组合对驾驶行为的影响效应,在设计速度为100 km/h的山区高速公路服务区出口路段进行了3种出口提示距离(700、500和300 m)与3种初始速度(超速状态110 km/h、达速状态100 km/h和未达速状态90 km/h)组合条件下的驾驶行为实车试验,对减速车道渐变段起点处的断面行驶速度、最大减速度、变道初始位置等驾驶行为特征参数进行了采集和分析.试验分析结果表明:出口提示距离和初始速度均会对减速车道渐变段起点处的断面行驶速度造成显著影响,各种组合下减速车道渐变段起点断面行驶速度比主线设计速度降低8～18km/h;最大减速度受初始速度的影响显著,但是受出口提示距离的影响不显著,出口提示距离为700 m时达速和超速状态下车辆会出现不同于其他组合条件下的二次减速现象;出口提示距离是影响变道起始位置的关键因素,出口提示距离为300 m时,初始速度能够影响变道起始位置,随出口提示距离增大,初始速度对变道起始位置的影响变得不明显.文中试验结果可以为深入理解高速公路出口驾驶行为变化规律和优化出口设计提供参考.     

雾天环境下S形弯道驾驶行为特性

为了研究雾天环境对驾驶员在S形弯道车辆控制能力的影响,借助驾驶模拟器,选取46名驾驶员在雾天条件下进行S形路段驾驶试验。采集直线段、过渡段、曲线段的驾驶试验数据进行多变量方差和卡方检验分析能见度、驾驶经验、性别对驾驶速度、减速距离和偏离次数的影响。结果表明,能见度条件对3个阶段的车辆控制能力均有显著性影响,尤其在过渡阶段影响最为明显,驾驶员的减速距离、偏离次数均有显著性差异;专业驾驶员相对于非专业驾驶员在曲线通过过程中更倾向于谨慎型驾驶风格;女性驾驶员在曲线驾驶中车辆控制能力明显低于男性驾驶员,且非专业女驾驶员在曲线驾驶中是最容易受伤害的群体。     

雾天环境下S型弯道驾驶行为特性

为了研究雾天环境对驾驶员在S型弯道车辆控制能力的影响,借助驾驶模拟器,选取46名驾驶员在雾天条件下进行S型路段驾驶试验。采集直线段、过渡段、曲线段的驾驶试验数据进行多变量方差和卡方检验分析能见度、驾驶经验、性别对驾驶速度、减速距离和偏离次数的影响。结果表明,能见度条件对3个阶段的车辆控制能力均有显著性影响,尤其在过渡阶段影响最为明显,驾驶员的减速距离、偏离次数均有显著性差异;专业驾驶员相对于非专业驾驶员在曲线通过过程中更倾向于谨慎型驾驶风格;女性驾驶员在曲线驾驶中车辆控制能力明显低于男性驾驶员,且非专业女驾驶员在曲线驾驶中是最容易受伤害的群体。     

地下道路横断面对驾驶行为的影响

基于8自由度的驾驶模拟器研究了地下道路车道宽度、车道位置、侧向净宽对驾驶行为的影响.受试者在一条单向三车道的地下道路场景中进行了试验.试验结果表明车道宽度和侧向净宽对车速、偏移及主观感知都有影响,而车道宽度的影响更为显著.不同车道上,驾驶行为表现出与驾驶人的主观感知不一致.基于横向偏移状态分析了不同条件下的行车安全性,并为地下道路设计车速、车道宽度、限速、车道组合等方面提出了建议.     

利他情境对驾驶个体跟驰行为的影响

地震灾害情景下的个体跟驰行为会受到利他情境的影响。基于驾驶模拟器,设置利他情境和中性情境两组驾驶任务,在相同的道路驾驶场景中,采集被试个体的跟驰行为数据。选择Gipps模型用于表示个体跟驰行为,采用遗传算法对不同个体的Gipps跟驰模型参数进行标定。对比不同驾驶任务组的标定结果表明:利他情境与中性情境驾驶任务组的组间差异显著;个体执行利他情境驾驶任务时,相比中性情境驾驶任务,驾驶的最大减速度上升、预估前车最大减速度上升、安全距离下降、最大加速度上升;利他情境下个体有意识紧跟前车以达到尽快完成驾驶任务的目的,同时在行驶过程中表现出个体对驾驶安全性有更高的期望。该研究表明:在应急交通疏散过程中,给予个体一定程度的利他情境,可能有助于提高交通疏散整体的安全性能与疏散效率。     

苜蓿叶形互通立交进/出口的纵向驾驶行为特征

为明确苜蓿叶形互通立交进/出口的车辆运行过程,修正驾驶行为假定,在3座立交上开展了实车驾驶试验.利用车载航姿测量系统采集了自然驾驶状态下的小客车连续行驶速度和加速度数据,基于行驶速度变化特征将环形匝道连续行驶过程划分成了5个阶段,分析了立交进/出口区域的纵向驾驶行为特征,确定了减速长度和加速长度的起/止点分布.结果表明:在立交出口,第85百分位减速起点位于交织段,终点位于分流点之前,还有不低于15%的减速行为在分流鼻后结束;在立交进口,驾驶人在合流点前观察主线交通流,普遍采取减速操作并持续至加速段、渐变段甚至交织段.不同驾驶人减速行为的分布区域存在交织,导致车辆间出现纵向冲突,增加了事故风险.立交出口的减速长度主要分布在30～60 m,第85百分位减速度为0.55 m/s~2;入口区域的减速长度主要分布在20～60 m,第85百分位减速度为0.63 m/s~2;匝道坡向对驾驶行为的影响不显著.     

驾驶员驾驶行为的统计学特性

使用自然驾驶数据研究了驾驶员驾驶行为的统计学特性.选取车辆的纵向加速度、侧向加速度、横摆角速度和速度作为描述驾驶员驾驶行为的特征参数.首先,讨论了驾驶员驾驶行为特性的收敛性.使用核密度估计得到了驾驶行为特征参数的概率分布,使用相对熵描述不同数据集之间分布的差异.接着,使用稳定收敛的数据集研究了驾驶行为特征参数的分布特性.最后,使用驾驶行为特征参数的条件分布研究了它们之间的相互影响.结论包括:前向加速度,制动减速度,侧向加速度,横摆角速度均近似服从帕累托分布;制动减速度或前向加速度增加时,驾驶员的转向操作倾向于更加剧烈,反之亦然;驾驶员制动,加速,和转向操作的剧烈程度随速度增加均先增大后减小.     

基于轮轨定位数据的有轨电车区间驾驶特征分析

为分析人工驾驶条件下有轨电车区间速度及可靠性特征,基于轮轨定位数据,计算有轨电车在加速段、巡航段、制动段和交叉口的运行特征指标,分析人工驾驶决策对各指标的影响机制;并建立区间运行速度的多因素回归分析模型及概率分布模型。结果表明：由于人工驾驶的模糊控制特点,司机无法实现充分加减速;终点速度和制动系数对区间运行速度贡献度总占比达57%,是驾驶行为优化的重点;区间运行速度呈高斯混合分布（Gaussian Mixture Model, GMM）,对常见绿波带宽有较高的偏出率,是造成线路时间可靠性低的重要原因。     

基于驾驶行为共性的回波速度解释及仿真

为了解释车流回波速度现象,提取出驾驶行为共性: 驾驶员利用与渴望车速对应的心理车头距判断前方的交通流状况;加速或减速行为是驾驶员根据前方车传递的交通信息和自己对此信息的时间和空间理解来进行的,并且以回波速度向后传递.利用数学方法描述这些驾驶共性,建立了以车头距和驾驶员反应时间等为参数的回波速度模型,解释了车流回波速度现象.使用MATLAB软件对回波速度模型编程,数值仿真加速与减速时回波速度曲线.仿真结果表明:驾驶员反应时间明显影响回波速度,在交通流由自由流转变为拥挤流时的临界车流密度(ρc=25.1 vehicle/km)处回波速度最大(cmax=19.8 km/h),其大小与相关文献提供的数据吻合.     

基于车辆轨迹数据的急减速驾驶行为判定方法

目前很多研究使用车辆轨迹数据来识别急减速驾驶行为,但目前使用的固定阈值方法无法对不同驾驶场景做出区分且缺乏建模分析。本文基于车辆跟驰模型,提出了一种包含多种驾驶场景的急减速驾驶行为判断方法,该方法考虑照明条件、天气、道路车速等参数,解决了现有方法中缺乏场景分类的问题。使用聚类算法区分历史数据中的急减速驾驶行为,提取实际阈值并与模型结果进行比较,对该方法的准确性进行验证。结果表明,与现有方法相比,所建立的模型对不同种类驾驶场景的适应性较好,识别准确率较高。由此证明利用该模型可以更好地实现基于轨迹数据的车辆急减速行为识别,从而为驾驶安全研究打下基础。     

杭州湾大桥进出口加减速车道运行速度模型

通过驾驶模拟实验,对在灾害性天气下的杭州湾大桥进出口加减速车道的运行速度进行了试验研究,建立了加减速车道的自回归与时间序列运行速度模型,该模型主要用于高速公路安全运行速度控制标准的制定,研究成果已在杭州湾跨海大桥上得以应用.     

基于实车驾驶数据的信号交叉口车辆运行特性

为得到信号交叉口的车辆运行特性和驾驶模式,开展实车驾驶试验,采集车辆在自然驾驶状态下通过信号交叉口的速度、加速度等运行参数,得到了车辆速度和纵向加速度的变化趋势、分布范围和统计特征值,分析了车速与行驶距离的相关性,确定了减速停车和起步加速的驾驶模式。结果表明：车辆驶入交叉口时在停车前100米范围内车速下降最明显;而绿灯启亮后,车辆在头50米内速度提升最明显。减速距离与初速度之间具有较高的关联度,加速距离和稳定速度之间的关联度略低。减速度总体上大于加速度,85分位减速度为1.19 m/s2,85分位加速度为1 m/s2。减速度峰值出现在停车前5秒内,而加速度峰值出现在起步后的3秒内。本研究可为跟驰模型和微观交通仿真提供参数标定值,为城市交叉口信号配时和交通管理提供实际数据参考和理论依据。     

基于驾驶模拟器的车联网环境搭建及对驾驶行为的影响

为研究网联环境下车载设备对驾驶行为的影响,设计了车载终端人机交互界面,搭建了基于驾驶模拟仓的车、车通信环境,并开展模拟驾驶实验,采集了4个场景下车辆运行数据。通过对速度、加速度、跟车间距、超速驾驶员比例等驾驶行为数据以及人口学的统计分析,研究不同交通状态下,是否配备车载终端对驾驶行为影响的差异性。实验数据表明,实时提供前车运行状态的车载终端能够提高车辆运行效率和安全性。     

基于自然驾驶数据的信号交叉口车辆跟驰行为特征分析

为明确城市信号交叉口的车辆跟驰行为特性,基于自然驾驶试验数据,对车辆在减速、加速跟驰状态的车头间距、车头时距和相对速度进行了分布特征分析以及与跟驰速度的相关性分析。结果表明：减速跟驰状态的相对速度主要集中于[-3m/s,1m/s],加速跟驰状态主要集中于[-1m/s,3m/s]；减速跟驰状态和加速跟驰状态的车头时距随后车跟驰速度变化趋势相同,确定了跟驰速度小于20km/h的车头时距阈值；去掉跟驰速度小于6km/h的数据后得到的减速跟驰、加速跟驰状态车头时距和车头间距均呈正偏态分布,车头间距集中于5-30m,车头时距集中于1.5s-3.5s；两种跟驰状态车头间距、车头时距的5th、50th、95th特征值与跟驰速度具有较强的相关性。     

基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价

为研究次任务驾驶对行车安全性的影响,借助驾驶模拟器对正常和次任务驾驶过程中的车辆运行状态参数进行了采集. 基于差异显著原则,选取速度、加速度、方向盘转角等变量构建了评价指标体系,并以最少变量体现最多信息为优化目标,采用因子分析法提取出3类因子,进而确定出不同评价指标对因子的影响载荷系数,完成了基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价模型构建. 综合实验数据和驾驶人类型因素,确立了模型评价得分与驾驶安全等级间的数量关系. 结果表明,所建模型能准确判断不同驾驶状态下的行车安全性,为驾驶安全的监测和预警提供了一种有效判定方法.     

双车道公路运行速度协调性评价相关指标取值

运行速度协调性是评判道路空间几何线形设计的重要指标,而期望速度和加(减)速度又是获得运行速度的关键因素.通过分析我国《公路项目安全性评价指南》(JTG/T B05-2004)与IHSDM的运行速度预测结果,对不同期望速度下的预测结果进行欧氏距离检测,确定较合理的期望速度取值范围;对《公路项目安全性评价指南》中加速度取值参照IHSDM修正,确定更合理的加(减)速度值.结论对指导和改进我国双车道公路运行速度协调性评价相关指标的选取具有一定的理论意义和实用价值,可进一步有效改善协调性不良路段、特别是气候不良条件下道路交通的安全性.     

不同驾驶倾向驾驶员的酒后驾驶行为研究

为了探究不同驾驶倾向驾驶员的酒后驾驶行为,提高酒后驾驶行为识别模型的准确性,组织60名不同驾驶倾向驾驶员饮酒后进行驾驶模拟实验,获得12个驾驶行为指标的实验数据;采用距离分析和方差分析,对各驾驶倾向驾驶员的酒后驾驶行为数据进行了研究。结果表明：饮酒后,相同驾驶倾向驾驶员在速度标准差等9个驾驶行为指标上有相似性,其中,激进型驾驶员的速度均值的相关比例最高为85%;不同驾驶倾向驾驶员在油门踏板深度均值等7个的驾驶行为指标上差异显著。本研究可为基于驾驶行为的酒驾辨识研究提供理论支持。