行人突然侵入道路时驾驶人的生理负荷特性研究

针对行人突然侵入道路时的驾驶人生理负荷问题,通过在驾驶模拟器上进行虚拟场景的仿真驾驶试验,获取了22名被试驾驶人的心率表征参数。采用心率增长率和心率变异性LF值对驾驶人的心理负荷特性进行研究,结果表明:自车行驶速度一定时,行人侵入距离减小时驾驶人的心理负荷逐渐增加。相比于正常心率,35.8 m、27.5 m和19.2 m侵入距离情况下的被试平均心率增长率分别达到了18.83%、24.83%和29.6%。侵入距离一定时,车速增加时被试的负荷也呈现明显的增加趋势,30 km/h、40 km/h和60 km/h情况下平均LF值分别为776.38 ms2、744.47 ms2、704.57ms2。差异性检验结果表明,行人侵入距离对驾驶人生理负荷的影响程度要高于自车行驶速度。     

老年驾驶人的应激操作反应特性分析

随着年龄的增长,老年驾驶人的感知认知能力、判断决策能力及操作反应能力均出现衰退,进而导致其交通风险感知和应激反应能力发生变化。为了研究风险情景下老年驾驶人的应激操作反应特性,设计并搭建了行人与机动车、非机动车与机动车、机动车与机动车冲突的道路交叉口风险虚拟试验场景;分别招募了15名中青年与老年驾驶人进行了驾驶模拟试验,采集驾驶过程中驾驶人的操作行为及车辆运行数据,选取相关的指标对试验进行分析。结果表明,老年驾驶人在各风险情境下的反应时间与制动踏板行程总体上比中青年驾驶人长;而在高风险驾驶场景下,老年驾驶人的纵向加速度的波动幅度比中青年驾驶人大,其中有10名老年驾驶人发生了碰撞事故,占所有受试者的比例为33.3%。研究结果为交通安全政策制定者的措施制定提供一些提高老年驾驶人驾驶安全性的理论依据。     

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。     

汽车乘员不舒适感的客观表征研究

传统汽车乘员出于对驾驶员驾驶行为的不信任,会表现出紧张、焦虑的不适感,这些现象同样存在于自动驾驶汽车,是有别于平顺性的舒适性问题。获得可表征汽车乘员舒适性的生理指标,是研究该问题的关键。对此,设计了实车试验,记录了12名受访者在特定工况下的生理和眼动数据;基于数据的时域、频域分析和假设检验方法,研究了乘员在不舒适状态下的生理和行为特征变化情况。结果显示,受访者的不舒适感主要来自于视觉信息和极限动力学控制中的侧向加速度,不含平衡觉信息;平均心率、最大心率、心率变异性极低频功率、皮肤电导水平、瞳孔直径与不舒适状态呈现正相关,心率变异性RMSSD、眨眼频率呈现负相关,且其变化规律存在差异;但心率变异性频域指标中的低频功率、高频功率和总功率尚不足以被证明有统计学意义。据此,上述心电、皮肤电活动、眼部活动3类数据中存在显著统计学差异的7项指标,可被用于表征汽车乘员的舒适状态。     

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。     

信号交叉口行人与自行车的等待忍耐行为分析

为了探究行人与自行车骑行者信号交叉口穿越行为的差异,本文运用生存分析方法比较了行人与自行车等待忍耐时间分布及其等待行为影响因素的异同。选取北京典型交叉口通过视频获取了1 595个行为数据,运用生存分析的乘积极限法和Cox比例风险模型分别比较了行人与自行车的等待忍耐时间分布差异以及等待行为的影响因素差异。结果表明整体上行人与自行车的等待忍耐时间分布无显著差异,但等待行为的影响因素及其影响程度上存在一定差异。自行车对等待位置和到达时正在违规的人数反应更敏感,行人对到达时正在等待的人数和机动车流量的反应更敏感。     

脉率变异性估计心率变异性的可行性分析

研究了心率变异性(heart rate variability,HRV)是否可以由脉率变异性(pulse rate variability,PRV)替代,以及HRV与PRV之间的定量关系.同步采集了健康青少年、老年人与心血管病人组各25人的脉搏和心电数据,并通过定量对比分析了HRV与PRV在时域、频域和非线性三个方面的特征参数.结果表明,HRV与PRV二者不是完全一致的,其中健康青少年组的全部参数(SDNN,RMSSD,PNN50,HF,LF,SD_1,SD_2,α_1,α_2,SE,CD和AE;Ratio0.2)均具有一致性,故二者在一定程度上可以互相替代分析;而老年人组和心血管病人组只有部分参数(老年:SDNN,SD_1,SD_2,α_1,α_2,CD,SE和AE;病人:SDNN,SD_2,α_1,α_2,CD和AE;Ratio0.2)具有一致性,其余参数(老年:PNN50,RMSSD,LF和HF;病人:PNN50,RMSSD,LF,HF,SD_1和SE;Ratio≥0.2)都不具有充分的一致性,故二者不可以互相替代分析.     

城市道路环境中驾驶人视觉行为与工作负荷的相关性

为开展城市道路环境中驾驶人的工作负荷评价试验,研究了驾驶人视觉行为与工作负荷之间的相关性。在西安选取了1条典型城市道路路线,包括普通城市道路和城市快速路,招募了25名驾驶人开展实车试验,采用KF2生理检测仪和EyelinkⅡ型眼动仪,分别采集试验中每位驾驶人的心电指标(心率、心率变异性)和视觉行为数据,运用统计学方法分析驾驶人视觉行为参数与心率增长率和心率变异性(低频和相邻2个R-R间期差值的均方根)指标之间的相关性。研究结果表明:城市道路环境中,驾驶人扫视行为参数中的扫视幅度、扫视峰值速度、扫视平均速度和扫视持续时间与心率增长率和心率变异性之间分别存在正相关性(相关系数r≥0.5)和负相关性(r≤-0.5),扫视幅度、扫视峰值速度与工作负荷之间的相关性表现更强,而扫视平均速度、扫视持续时间与工作负荷之间的相关性表现较弱,说明城市道路环境中可以采用扫视行为参数来评价驾驶人的工作负荷。该研究丰富了驾驶人工作负荷的评价指标,为驾驶过程中驾驶人状态监测提供了理论借鉴,有助于提高城市道路环境中驾驶人的行车安全性。     

城市道路人车冲突和碰撞概率微观模型研究

利用临界间隙理论,定义了城市道路行人过街的安全感知特征;在此基础上,利用概率论方法,研究行人与机动车之间的交通冲突和碰撞微观机理,分别推导出人车冲突和碰撞概率微观模型.采用贝叶斯全概率公式和蒙特卡洛仿真方法求出具体的概率值,来分析行人安全感知、驾驶人反应时间、车流量及车速等对行人安全造成的影响.最后,基于人车冲突概率的90%置信水平,建立了行人过街的危险度评价指标,从而为交通管制实施提供最佳依据.     

虚拟城市道路场景中的驾驶人应激感知反应时间特性

为了分析城市道路环境中驾驶人应激感知时间的影响因素,基于虚拟现实技术搭建了模拟驾驶平台。利用眼动仪对28名被试驾驶人进行了多种场景下的应激反应试验,获取了驾驶人在不同应激场景下的危险感知时间,并对驾驶人的危险感知时间进行了分析。结果表明:驾驶经验丰富的驾驶人应激感知时间要小于其他驾驶人,而中青年驾驶人的应激感知速度要快于其他年龄的驾驶人;随着车速的提高,驾驶人的应激感知时间相应的增加,且两者之间呈现较强的指数关系;基于驾驶经验、驾驶人年龄和车速,采用对数函数建立的驾驶人应激感知时间预测模型具有较高的精度,被试驾驶人实测感知时间落入到预测区间的比例达到96.2%。     

拥堵状态下驾驶人心率与不良换道的关系模型

道路交通拥堵已成为交通领域的研究热点,交通拥堵对驾驶人的生理和行为特性产生了显著影响,选择驾驶人心率指标和斜插型换道比例来分别表征交通拥堵状态下驾驶人的生理状态和行为特征,并通过实测试验获取交通拥堵压力系数、驾驶人心率均值和斜插型换道比例的同步数据,引入BP神经网络理论构建拥堵压力系数和心率均值对不良换道行为的联合影响模型。研究结果表明:该模型清晰地表达了拥堵状态下驾驶人心率与不良换道的关系,为评价道路交通拥堵的危害性提供了新的视觉。     

人体HRV信号的检测及其复杂性分析

设计开发了一种便携式心电监测仪器,用于监测人的肢体心电(ECG)信号.根据获得的心电数据,采用小波变换技术进行心电R峰的准确定位,进而得到HRV序列.对HRV信号进行复杂性分析的结果表明:处于健康状态下HRV信号的复杂度(C(N))要高于处于病理状态下HRV信号的复杂度,且近似熵和复杂度的分析结果一致;处于健康状态下HRV信号的近似熵要高于处于病理状态HRV信号的近似熵.     

高密度立交出入口区段车流量对驾驶人精神负荷影响

要为明确高密度互通立交行驶环境下,主线车流量对出入口区段驾驶人精神负荷间的影响,在重庆市内环快速路高密度互通立交群进行自然驾驶实车试验,使用Physiolab生理检测仪连续采集驾驶人在行驶过程中的心电数据,用于统计各驾驶人的心率指标变化情况。本次试验基于主成分分析法选择心率变异率指标RMSSD(root mean square of successive differences)、LFnorm(low frequency norm)、HFnorm(high frequency norm)、LF(low frequency)/HF (high frequency)以及心率突变率指标HRMR(heat ratemutation rate)作为驾驶人精神负荷的评价指标,记为主成分F₁和主成分F₂,并建立评价模型。结果表明：驾驶人在小净距立交出入口区段行驶时,立交主线车流量的大小会影响驾驶人的精神负荷;当驾驶人驶入立交主线时,三次模型对入口段车流量与主成分F₂的拟合效果最好,呈开口向上的三次曲线,曲线谷值点出现在2级流量水平处,...     

运动训练对心脏植物神经功能的影响

随着运动训练的进行,心脏植物神经功能会最为敏感地产生反应和适应,而应用心率变异性(HRV)分析方法可有效评价人体心脏植物神经功能。通过对篮球专项运动系和普通大学生各16名进行安静态心率变异性的时域和频域分析,观察篮球运动对心脏植物神经功能的影响,掌握运动员的身体机能状况。     

养老机构居室色彩与材质要素的视觉舒适度评价

在老龄化背景下,探讨老年人在养老机构居室空间中的视觉需求.从老年人视觉舒适角度出发,首先,通过实地调研并结合正交实验设计获得场景样本,应用虚拟现实技术构建以色彩和材质交互因素为变量的沉浸式虚拟场景;然后,将主观心理实验与客观生理实验相结合,主观心理实验采用层次分析法和语义差异法,客观生理实验测量被试者心电R-R间期和心率指标;最后,运用SPSS软件对实验数据进行差异性分析和协方差分析,综合对比分析主观心理实验数据和客观生理实验数据,提出基于视觉舒适下的养老机构居室空间色彩与材质搭配优选图谱及设计建议.     

道路景观最佳设置长度的确定

为研究道路景观的最佳设置间距,采用试验方法,设计双车道二级路模拟真实路况环境,按照1～40km设置不同的绿化间隔,随机选择被试驾驶人进行试验,提取景观设置间隔和驾驶人心率作为外界环境的灵敏度衡量指标,量化不同道路景观设置间距下驾驶人的生理、心理反应,发现驾驶人心率和设置间距之间存在指数关系。在对绿化设置间距取对数后,进一步分析,发现驾驶人心率变化率与绿化设置间隔呈U形关系,并使用二次曲线进行拟合并求导。研究结果表明:7km是绿化景观设置的最佳变化间隔,此时驾驶人心率下降最小;该研究揭示了道路环境绿化对驾驶人生理、心理的影响程度,当绿化间距大于或小于7km的时候,驾驶人心率变化率均会增大;计算得出的景观最佳设置间距,可为改善景观环境和提升交通安全水平提供借鉴和参考。     

信号控制交叉口周期时长多目标优化模型及求解

从城市交通控制目标多样性的本质出发,考虑机动车时间效益、行人时间效益及环境效益,建立以机动车、行人流量为输入,机动车延误最小、行人延误最小及机动车停车率最小为目标的信号控制交叉口周期时长多目标优化模型,简称MOCLO模型.并应用多目标连续蚁群优化算法求解.算例的求解结果显示,连续蚁群优化算法能够均匀地逼近MOCLO模型的Pareto最优前沿的各部分;与F-B方法、ARRB方法相比,MOCLO模型对周期时长的优化结果在机动车时间效益、行人时间效益及环境效益三方面的综合性指标较好;MOCLO模型可提供多个不同特性周期时长以满足不同交通状态的需求.     

模糊C-均值聚类算法在心率变异诊断中的应用研究

对健康和心律异常的心电信号进行分析,经小波分解之后的心电信号实现R波的准确定位,提取心率变异性这一特征参数的5项指标.根据心率正常和异常体现在特征参数上的差异,用模糊C均值聚类算法得到心率变异的病症模式,并与正常心电数据进行比较.结果表明,心率变异特性具有明显的可分性,基于模糊C均值聚类算法可以得到较好的结果.     

机动车与非机动车、行人交通事故双方皆无过错时的责任划分浅析

新修正的《中华人民共和国道路交通安全法》第76条未对机动车与非机动车、行人交通事故双方皆无过错时的责任划分作出规定,理论界对此观点各异,争议焦点主要在机动车是应该承担全部责任还是只承担10%的责任,亦或是双方承担公平责任。对此笔者观点趋向于由机动车承担全部责任这个观点。并从第76条的设计,机动车与非机动车驾驶人、行人事故的归责原则,侵权法的性质和作用三个方面进行论证。     

同步脉搏心电信号的混沌特性分析

对同步脉搏信号和心电信号进行处理,获取脉搏信号和心电信号的间期序列PR及RR,采用替代数据法和Lyapunov指数判断HRV和PRV的混沌特性.结果表明,具有混沌特性的同步脉搏信号和心电信号的零假设检验显著性水平大于1.96,Lyapunov指数大于0,混沌特性一致.在心电信号不可得或不方便得到时,可利用PR代替RR对...