基于驾驶员反应时间特性的特长隧道行车安全

为提高特长隧道行车安全水平,以驾驶员反应时间特性为研究目标,选取G65包茂高速武隆段的6条特长隧道为研究对象,利用自主研制的基于动态环境的反应时间测量平台,研究分析了距隧道入口距离,隧道平曲线线形、纵坡率以及行车车速对驾驶员反应时间特性影响规律;研究结果表明:1）相同行车条件下,对驾驶员反应时间特性影响较为显著的因素包括距隧道入口距离、隧道平曲线线形及行车车速,隧道纵坡率对其影响不显著;2）6条特长隧道的驾驶员反应时间沿距隧道入口距离呈先迅速减小,后缓慢增加的一个总体趋势,在距隧道入口750m附近达到最小值,接近隧道出口处时迅速增大;且隧道内行车时间越长,平均反应时间值及波动越大。3）平曲线线形为入口直线线形段、中间曲线+直线线形组合段、出口曲线线形段的平均反应时间及反应时间标准差相对较低,行车安全状况更佳;4）三种模拟车速下,驾驶员反应时间随行车车速的增大而减小。针对研究结论给出了以反应时间为控制目标的行车安全建议。     

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.     

基于模糊多目标决策的驾驶员反应状态辨识

为了使安全车距模型中的预警算法适应驾驶员的个体驾驶特性,提出了一种基于模糊多目标决策的驾驶员反应状态辨识方法。首先,对驾驶员进行离线测试,确定出驾驶员的驾驶倾向力度,进而确定出驾驶员的静态反应时间;然后利用模糊数学方法将影响驾驶员反应状态的因素进行分类,利用综合加权层次分析法对驾驶员反应状态进行综合评估。根据评估结果利用反应时间修正公式对驾驶员的静态反应时间进行修正;最后对没有考虑驾驶员因素、考虑驾驶风格和考虑驾驶员反应状态三种情况下,Berkeley模型所作出的预警距离进行了仿真对比。仿真结果表明,在综合考虑驾驶员反应状态后所确定的安全车距更能满足驾驶员的个体需求,能够在一定程度上提高安全车距模型的准确性。     

基于注视行为特性的驾驶人分心负荷评估

为了评估驾驶人操作手机的各种行为对行车安全的影响，组织19名驾驶人佩戴眼动仪开展室内模拟驾驶试验，分别采集城市快速路自由流和拥挤流2种典型交通状况下驾驶人进行正常驾驶、免提通话、语音短信3种操作时的注视数据。采用层次聚类法结合机械划分的方式，将驾驶人的视野平面划分为6个视觉兴趣区域；利用描述统计和方差分析法建立了衡量注视行为特性的敏感性指标集(注视区域信息熵、注视持续时间、垂直方向注视偏差、瞳孔面积变异系数)；最后采用熵权法构建4项指标的权重体系，提出了分心负荷指数的概念，并引入TOPSIS法验证了分心负荷指数对分心程度的评估效果。结果表明:进行免提通话操作时驾驶人多处于认知分心状态，语音短信操作时多处于视觉分心状态；相较于正常驾驶，除了自由流场景中进行免提通话操作时分心负荷差异甚微以外，其余手机操作均对驾驶人注视行为产生显著影响，致使分心负荷指数普遍升高，且在拥挤流场景中，执行语音短信操作时分心负荷激增，驾驶风险远高于免提通话。     

城市道路环境中驾驶人应激响应感知-制动反应时间分析

针对城市道路环境中驾驶人的应激响应感知-制动反应时间特性,基于虚拟现实技术搭建了测试平台,对多名驾驶人在不同应激场景下的感知-制动反应时间进行了研究。结果表明,熟练驾驶人的感知-制动反应时间要略长于非熟练驾驶人,而青年驾驶人的感知-制动反应能力最为稳定。以驾驶经验、驾驶人年龄和车速为自变量的预测模型能够对驾驶人的应激感知-制动时间进行准确的预测。     

基于模糊推理的驾驶员反应时间修正研究

为进一步完善汽车主动防碰撞预警系统,建立了一种基于模糊推理的驾驶员反应时间修正方法。该方法以驾驶员的实时反应时间为研究对象,通过实时采集驾驶员的加油频率、深加油比例、制动频率、深制动比例等数据,利用所建立的模糊推理规则判断出一个适应于当前驾驶员动态驾驶倾向的实时反应时间,然后对Berkeley算法进行修正,计算出车辆行驶所需要的安全车距,并在驾驶模拟器上进行了对比分析。经模拟实验验证,本方法所确定的15名驾驶员的理论平均反应时间为1.0000 s,方差为0.0417,而实际平均反应时间为1.0077 s,方差为0.0469,并且根据理论反应时间所确定的预警距离与根据实际反应时间所确定的预警距离比较接近。可见本方法能在一定程度上提高安全预警算法的准确性,能够充分考虑驾驶员的实时驾驶特性,降低预警系统的虚警率。     

基于车辆横向运行数据的遗传-支持向量机算法的分心驾驶状态判别模型

分心状态是造成交通事故的重要原因。当前侵入式与半侵入式检测多被应用于分心驾驶识别,此方法会对驾驶任务产生一定干扰,且成本相对较高。对此提出一种低成本的基于车辆横向运行数据的分心驾驶状态判别方法：实验选取手机通话作为分心影响因素,设计了正常驾驶、免提通话、手提通话三个维度。首先,基于驾驶模拟器采集的数据,对正常与分心状态下的车辆运行指标进行Man Whitney U检验,从时域及频域中提取出与分心驾驶显著相关的车辆横向控制指标;其次,构建支持向量机（support vector machine,SVM）分心状态判别模型,将径向基函数作为SVM的核函数,使用网格搜索算法（grid search algorithm,GSA）、粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）及遗传算法（genetic algorithm,GA）对SVM模型参数进行优化;最后,对比GSA-SVM、PSO-SVM与GA-SVM分心判别模型的分类效果,并运用ROC曲线对模型性能进行评估。研究结果表明：GA-SVM分心判别模型的最优交叉验证率、准确率及F_1值分别为87.9%、91.9%、94.05%,高于GSA-SVM（86.2%、87.2%、90.35%）与PSO-SVM（87.9%、91.2%、93.46%）;GA-SVM判别模型ROC曲线接近于（0,1）坐标,其AUC值为93.53%。所提出的GA-SVM分心判别模型获得了较好的分类效果,故认为此模型适合作为低成本条件下基于车辆横向控制的分心驾驶状态判别模型。     

城市道路环境中驾驶人应激判断决策的时间特性

针对驾驶人在城市道路环境中的应激判断决策时间进行了虚拟驾驶试验,统计了不同被试的判断决策时间,分析了该时间与驾驶经验、年龄、车速之间的相关性.结果表明,熟练驾驶人的判断决策时间要略大于非熟练驾驶人,且属中年人最为稳定.应激决策时间随着车辆速度的增加,而逐渐减小.此外,应激决策反应时间可以通过驾驶人的驾驶经验、年龄以及行车速度来综合进行预测.     

基于自然驾驶数据的分心状态特征分析与跟驰行为建模

基于行为特征对分心跟驰行为进行分类和建模,根据模型标定的方法探究不同状态下跟驰模型的适应性。首先从持续开展3年有余的上海自然驾驶数据中提取了大量分心跟驰样本,基于驾驶行为刺激反应框架对分心状态特征进行了初步分类,得到了5类分心跟驰行为;其次分析了现有4类经典跟驰模型（GHR、GIPPS、IDM和Wiedemann）对分心跟驰行为的适应性,同时根据五折交叉验证适应性结果对分心跟驰行为分类进一步优化,最终得到3类分心跟驰行为（麻木反应、过激反应和延迟反应）;最后探讨了分心状态下的2种跟驰行为建模策略（AIDM和TDIDM）。结果表明,对IDM模型进行合理标定即可较准确地描述不同类型的分心跟驰行为。     

车距自控系统跟车模型稳定性仿真分析

用仿真分析方法,对可能用于车距自控系统的跟车模型的稳定性作了分析,主要内容包括：选定了３种可能用于车距自控系统的跟车模型,在以通行能力为约束的条件下,以前车突然制动与平稳降速２种典型驾驶行为和行驶车距与车速２种主要车辆行驶参数,对选定的３种跟车模型作了仿真,根据仿真结果给出了适用于车距自控系统的变速控制模型。     

社会资本等因素对手机分心驾驶危险度认知的影响

为了解哪些因素影响驾驶者对于手机分心驾驶危险度的认知,本研究以问卷调查数据为基础,采用因子分析和聚类分析方法,归纳驾驶习惯类型及社会资本类型;用卡方检验筛选有效解释变量;最终建立有序logistic回归模型,揭示相关因素对于手机分心驾驶危险度认知的影响权重。研究结果表明：驾驶习惯,社会资本和个人属性中的性别,受教育程度,年驾驶里程等因素能影响司机对于手机分心驾驶的危险度认知。具体来说,具有安全驾驶习惯的司机对于使用手机的危险程度更敏感;社会资本高的驾驶者倾向于开车时使用手机危险度高;但受教育程度高的驾驶者危险度认知度较低;驾驶里程数与危险度认知呈负相关;男性比女性更容易低估手机分心驾驶的危险度。Logistic回归模型的结果显示了以上因素中社会资本的影响程度最大,其次是年驾驶里程,再次是驾驶习惯。     

基于驾驶行为的隧道交通标志影响特征及作用机理

合理设置隧道交通标志能够在一定程度上缓解隧道特殊环境引发的“时空隧道效应”。文中研究了高速公路隧道内部交通标志（限速标志、出口预告标志）对驾驶行为的影响特性,首先选取特长隧道作为实验路段,通过驾驶模拟实验测试获取驾驶人细粒度微观行为数据,然后再考虑随机效应影响的条件下构建线性混合效应模型,揭示了隧道内部交通标志对驾驶行为的影响特征及作用机理。结果表明：不同影响区段内交通标志对驾驶行为的作用存在差异;在隧道内部设置限速标志能够一定程度上降低事故风险的发生概率,限速标志的重复设置一定程度上能提高驾驶人的操控能力;在隧道内部设置限速标志及出口距离预告标志有助于改善驾驶人空间控制能力、提高驾驶舒适度,其中,在距离隧道出口约小于1 km的影响区段内设置隧道出口距离预告标志有助于提高驾驶人的行车舒适性,在距离隧道出口2 km和1.5 km的影响区段内设置预告标志能在提高车辆控制能力的同时使驾驶人具有更高的行驶车速;此外,隧道交通标志作用下的驾驶行为受驾驶人性别、年龄、驾驶经验等特征属性影响,男性驾驶人的驾驶风险更低。     

驾驶员的驾驶特性对交通流的影响

在单车道元胞自动机交通流N S模型基础上,通过引入不同的刹车概率来反映不同驾驶员的驾驶特性,并在周期边界条件下,对由激进驾驶车辆和谨慎驾驶车辆构成的混合交通流进行模拟.结果表明,在有谨慎驾驶车辆构成的交通流的临界密度以前,混合交通流的流量完全由谨慎驾驶员的特性决定;在谨慎驾驶车辆交通流临界密度以后,混合交通流的流量介于只有激进驾驶车辆和只有谨慎驾驶车辆的流量之间,小于完全是谨慎驾驶车辆流量和完全是激进驾驶车辆流量的线性之和;激进驾驶车辆和谨慎驾驶车辆的混合比例及它们的刹车概率对混合交通流的临界密度和流量有很大的影响.     

车载信息系统与驾驶安全研究综述

作为新的技术和经济增长点,微型电子计算机、无线电通讯、卫星导航等新技术、新设备和新方法已开始广泛应用于汽车工业中.汽车的信息化进程正在逐步加速.但根据多资源理论,以显示查看和信息输入为主要形式的车载信息系统应用任务会分散驾驶员在行驶过程中最重要的视觉注意力,与主要驾驶任务在视觉和认知等多种有限资源形成竞争,从而影响驾驶安全.研究发现,车载信息系统使用任务造成的注视次数和注视时间与汽车的碰撞危险有直接关系,并降低了驾驶员对关键交通事件的探测识别能力和对车辆的控制能力.因此,车载信息系统在行车中的安全性设计非常重要,其研究要点包括人机交互方式、驾驶员行为特征等,研究方法则包括实际道路测试、仿真环境测试、简单实验室测试等.     

基于驾驶倾向性辨识的避撞-报警算法

为了研究适应驾驶员个性需求的避撞-报警算法,将驾驶倾向性作为驾驶员的个性评价指标引入。以实车实验所得驾驶行为数据为基础,提出了一种驾驶倾向性的实时辨识方法。通过驾驶模拟实验,获取了不同驾驶倾向性驾驶员的反应时间和制动减速度数据;并据此提出了一种基于驾驶行为的避撞-报警算法;最后将该算法与典型安全距离算法进行仿真对比。结果表明:本文提出的避撞-报警算法具有较高的可信度,而且体现了各类型驾驶员报警触发时机差异。     

基于老年驾驶员的自动驾驶接管振动提示

老年驾驶员在自动驾驶的接管过程中会出现反应时长增长、记忆力及运动能力下降等问题,振动接管提醒以其占据感知通道与驾驶任务不冲突的特性而优于其它接管提示方式。但不同的振动提示位置及顺序会影响驾驶员的接管能力,因此本研究比较不同风险场景下振动提示的顺序类型对于不同年龄段驾驶员的接管行为和主观感受的差异,以此来帮助老年驾驶员更好的完成接管。本研究共招募6名年轻驾驶员和6名老年驾驶员观看不同风险场景的事故视频,并在事故发生前给予不同振动顺序类型的接管提示。结合主观问卷,比较不同振动类型对于不同年龄段驾驶员的接管紧迫程度以及危险感知的差异。结果表明驾驶员在低风险场景下的接管意愿更高（F=5.872,P=0.018）且在高风险场景下驾驶员需要更长的接管提前时间来发现出现的风险,老年驾驶员对于自动驾驶汽车的信任显著低于年轻驾驶员（F=30.912,P<0.001）,老年驾驶员在风险的认知方面低于年轻驾驶员。对于老年驾驶员而言,多点依次振动的振动模式提示危险程度以及提示接管紧迫程度效果最好。对于年轻驾驶员而言,多点依次持续振动和多点依次振动提示前方危险程度的效果都很好,多点依次持续振动提示接管紧迫程度的效果最好。     

基于跟驰模型的雾天安全限速研究

为准确描述雾天交通流特性,挖掘交通流速度以及交通状态的关系,本文通过对不同气质的驾驶人在不同能见度下的驾驶行为进行问卷调查,分析雾天驾驶人的驾驶心理特性,在NaSch模型中引入加速概率,改变以往加速过程中的贪婪机制,构建考虑雾天驾驶心理的道路交通流模型。通过数值模拟,得到不同能见度水平下车流密度、车头间距、速度以及排队长度的变化趋势,并利用主成分分析法构建交通运行水平模型,为高速公路雾天不同能见度下选择合适的限速值和行车间距建议值提供辅助决策。     

浅析驾驶适宜性检测对驾驶培训的重要性

事故统计分析表明,新驾驶员为事故多发群,由此可见我国的驾驶培训工作存在一定缺陷。通过对驾驶培训内容分析,发现驾驶员对驾驶工作还存在适宜性问题。驾驶适宜性检测项目对安全行车非常必要,对提高培训质量和驾驶员队伍素质极其重要。     

基于背景环境和驾驶人年龄的交通标志理解性研究

采用E-Prime2.0软件,对30个常见的交通标志进行了室内模拟实验,测量了不同年龄段的被试人员在有无标志背景环境条件下,对交通标志的理解准确性和视认反应时间.进而,采用卡方检验和t检验方法,检验了不同年龄段的驾驶人员在有、无标志真实背景下对标志的认知准确率和反应时间的差异显著性.最后通过构建年龄、背景和反应时间的回归模型,以揭示标志理解性水平与标志真实背景环境和驾驶人年龄的关系.实验结果表明:青年驾驶人的理解水平和反应时间表现均要优于老年驾驶人,标志的背景环境不会影响标志的理解水平,但是增加了视认标志的反应时间;驾驶人对交通标志的正确理解对于交通安全至关重要.     

混合车流下单车道道路通行能力分析

以跟驰理论为基础,通过对由大、小两种车型构成的混合车流不同跟驰序列、不同组合概率的研究,得出了跟驰车头时距单车道路段多车型混合车流通行能力模型。研究表明,单车道路段多车型混合车流通行能力不仅与反应时间、车辆长度、车辆速度、制动性能有关,还与混合车流的车辆组成状况及跟驰序列有关,最后分析了各影响参数之间的关系。