八车道高速公路可变信息标志前置距离对驾驶行为的影响

基于驾驶模拟实验,设置3.0、2.5、1.5、0.7 km 4种前置距离的可变信息标志（variable message sign,VMS）,收集32名驾驶员视认4种前置距离的VMS后换道驶出高速公路过程中的方向盘、速度和位置数据,并观察各驾驶员在换道过程中的方向盘操控行为、换道行为、减速行为。结果表明：VMS视认过程属于多任务驾驶行为,驾驶员需在短时间内完成VMS视认、路径决策、车辆减速与换道;当VMS前置距离不足时,驾驶员需快速、大幅转动方向盘,进行连续换道、急换道;为顺利驶入减速车道,部分驾驶员采取减速换道措施,增加了事故风险;当VMS前置距离过长时,驾驶员对VMS的短期记忆效应使得驾驶负荷提高。     

高速公路平曲线标志标线组合设计评价指标

基于驾驶模拟实验数据,结合驾驶员在高速公路平曲线的运行速度特征、转向特征与行驶轨迹特征,选择速度、方向盘转角系数与横向位置数据构建了高速公路平曲线标志标线组合设计的合理性评价指标与有效性评价指标.其中,合理性评价指标包括转向位置的合理性评价与驾驶负荷的合理性评价,采用小波分解的方法对方向盘转角系数进行多层分解,获取驾驶员转向起终点位置与高频能量,通过驾驶员转向起终点与直缓点/缓直点的距离进行转向位置的合理性评价,通过高频能量比进行驾驶员操作负荷的合理性评价.有效性评价包括运行速度控制的有效性与车辆横向位置控制的有效性,通过平均速度、运行速度与车速离散度进行速度控制效果的评价;通过平均换道次数、平均压线行驶距离进行车辆横向位置控制的有效性评价.通过实例应用验证了研究标志标线组合设置的必要性与评价指标的有效性.     

山区高速公路紧急避险车道辅助车道设置

通过对8处紧急避险车道主线外侧车道车头时距的收集与分析,运用拟合分析和卡方检验,发现当外侧车道交通流小于500veh·h-1时,车头时距符合负指数分布.考虑主线外侧车道交通流量、失控车辆的速度与失控车辆汇入的临界间隙,应用微分法求导得到失控车辆汇入主线外侧车道的汇入概率模型.通过分析失控车辆汇入主线外侧车道的换车道驾驶行为,得到了不同路面状况下车辆汇入临界间隙.在保证失控车辆95%的汇入成功率条件下,计算不同路面状况、主线外侧交通流量与驶入速度下的辅助车道长度设置值.     

允许两辆车驶入的避险车道设置

针对允许两辆车驶入的避险车道(TER),将先后驶入制动床的两辆车的停驶位置抽象为相互独立事件,建立了两辆车均能成功驶入避险车道的概率模型.基于仿真数据的研究结果表明:主线为直线时两辆车成功驶入避险车道的概率高于主线为平曲线时;即使主线为直线,制动床宽度为车辆宽度的5倍,两辆车均能成功驶入制动床的概率也不超过15%,这说明仅通过拓宽制动床宽度而不设置满足长度要求的引道,仍不能保证第二辆车成功驶入制动床.     

高密度路网区高速公路可变信息标志版面要素组合

为确定适用于高密度路网区高速公路的可变信息标志（VMS）版面要素组合，综合运用小型驾驶模拟器和眼动仪采集了20名驾驶员视认4种VMS版面和2种普通标志的数据，采用指标方差分析检验了6种版面诱导结果、驾驶操纵稳定性、驾驶操纵负荷、视认行为的差异性，结果表明，VMS版面4与普通标志牌无显著差异，不会对行车安全造成影响。采用指标因子分析法提出综合反映驾驶员各项驾驶行为指标特征的参数S，实现对驾驶行为的多元量化评价，结果表明VMS版面4最佳。综合以上分析，推荐高密度路网区高速公路VMS版面要素组合形式为，路网形状采用拓扑图表示，高速公路用平纵相连的光带表示，其他道路线形用短横线简略表示，互通用圆形表示；红、黄、绿色分别表示拥堵、缓行、畅通3种路况；各互通处采用白色三角标注路段指向，枢纽、一般互通处分别标注地名和互通名，并对驾驶员所处位置进行醒目标注。     

紧急避险车道全宽型服务车道设置位置

在设置全宽型服务车道且避险车道制动床宽度为9.0m与4.5m的断面条件下,利用UCWin Road Ver.9驾驶模拟仿真平台测试了5名驾驶员48次驶入避险车道的几何运动参数.选取方向盘转速指标对车辆驶入紧急避险车道的最小转向半径、方向调整时间、转向角幅值、转向角频率指标进行提取,选取横向偏移率指标对起弯点进行提取与理论验证,然后运用相关分析检验了5个指标与驶入速度的相关性,运用方差分析与配对样本T检验,检验了5个指标与全宽型服务车道设置的显著性.研究结果表明:当制动床宽度为9.0m且服务车道设置于制动床左侧时,车辆行驶稳定性强,驶入紧急避险车道难度小,供车辆方向调整的距离长,驾驶员心理紧张程度低.当制动床宽度为4.5m且服务车道设置于制动床左侧时,车辆的行驶稳定性强且易于驶入紧急避险车道.     

基于驾驶模拟的紧急避险车道断面宽度设置

在紧急避险车道断面宽度为4.5,7.7,9.0和12.2m条件下,利用UCWin Road Ver.9驾驶模拟仿真平台测试了5名驾驶员48次驶入紧急避险车道的几何运动参数.选取方向盘转速、方向盘转角、横向偏移率指标分别对车辆驶入紧急避险车道的最小转向半径、方向调整时间、转向角幅值、转向角频率和起弯点指标进行提取,采用多因素方差分析,检验断面宽度、驶入速度、断面宽度与驶入速度的交互作用对5个指标影响的显著性,通过多重分析检验不同断面宽度下各指标差异的显著性.研究结果表明:断面宽度4.5m时最小转向半径、转向角频率、转向角幅值与其他3组存在显著性差异,失控车速90km·h~(-1)时车辆即面临侧滑风险,车辆驶入紧急避险车道的难度大,驾驶员心理紧张程度高.仅断面宽度12.2m时起弯点位于渐变点之后,其起弯点与渐变段起点的差值与其他3组存在显著性差异.断面宽度对方向调整时间影响显著且不同断面间的方向调整时间存在显著差异,方向调整时间与断面宽度呈幂函数关系.综合分析,紧急避险车道的设置宽度不宜低于7.7m.     

透光混凝土基LED主动发光交通标线的光纤设置

为提高交通标线的可视化、智能化与信息化水平,将透光混凝土引入公路领域,构建一种透光混凝土基发光二极管(LED)主动发光交通标线.采用方差分析与多重比较法分析了4类通用光纤的物理性能、导光性能与经济性,选定PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)光纤作为导光材料.通过LED光强分布曲线与光波在光纤中的传播机理,确定了光纤直径的理论计算值;基于直径1～8 mm的PMMA光纤导光率的实测数据,采用S型曲线拟合PMMA光纤导光率与直径之间的函数关系,符合0.05的卡方拟合优度检验,且实测值与理论分析结果一致,选定直径6 mm的PMMA光纤.基于LED主动发光交通标线在不同环境照度、光源颜色、光纤掺量条件下的实测静态视认距离,采用对数回归模型,计算确定设计速度为60～120 km·h~(-1)时光纤掺量的合理范围是2～6 pcs.     

右转圆曲线处避险车道流出角度与引道长度

采用UC-win Road 9.0驾驶仿真平台,对设置于右转圆曲线的紧急避险车道的流出角与引道阈值进行研究.选择方向调整时间、最小转向半径、方向盘转角幅值、方向盘转角频率4个指标对16名驾驶员驶入避险车道的数据进行回归分析,确定各指标与圆曲线半径的定量关系模型.随后,通过二阶聚类的方法缩小了流出角度与引道的设置范围.最后,考虑车辆的横向行驶稳定性,确定了避险车道的设置参数.建议将紧急避险车道设置于半径1 000m及以上的主线处,流出角0°~5°,引道6s设计行程.条件困难时,紧急避险车道可设置于半径600~1 000m的曲线处,流出角0°~5°,引道为9s设计行程,流出角5°~10°,引道为12s设计行程.     

紧急避险车道驶出角度及引道长度设置

通过UCWin Road Ver.9驾驶模拟仿真平台测试5名驾驶员144次驶入紧急避险车道的运动参数.依据方向盘转速提取调整段长度、调整时间与最小转向半径指标,分析3个指标与驶入速度、驶出角度的相关性,并基于二阶聚类模型提出紧急避险车道驶出角度与引道长度设置范围.研究结果表明:紧急避险车道驶出角宜在5°以内,最大宜在12.5°以内,且必须在引道设置超高.引道设计长度宜采取调整时间作为控制指标,驶出角在5°以内时引道长度为6s设计行程,驶出角在5°~12.5°时引道长度为9s设计行程.