高原公路纵断面线形与驾驶员体力负荷的试验分析

为了解在高原公路行车过程中驾驶员体力负荷与高原公路纵断面线形的关系,选取帕米尔高原国道G314路段进行高原公路实地行车试验。采用积分肌电值IEMG与中位频率MF的比值K作为评价驾驶员体力负荷的指标,通过对比经过170个变坡点附近被测驾驶员的体力负荷K的变化特征。定量分析K值随高程H、竖曲线半径R以及绝对坡差|ω|的变化规律,并建立关系模型。研究表明：高程、竖曲线半径和绝对坡差对驾驶员体力负荷均有明显影响;且在竖曲线半径和高程的共同作用下,高原公路驾驶员肌电负荷的变化更加明显。     

基于生物反馈试验的高原公路驾驶员生理特性研究

为了掌握高原公路海拔对驾驶员生理特性的影响规律,利用生物反馈系统对急进高原公路的驾驶员进行实地行车试验。通过定量分析,建立了驾驶员各项生理指标与试验路段海拔之间的关系模型。结果表明;高原公路行车驾驶员的各项生理指标都随海拔上升而表现出不同程度的变化;驾驶员心率增长率、LF/HF、LF以及脑电波"频段功率值与高原公路海拔成正相关,而表面肌电IEMG、血容振幅、HF指标与高原公路海拔表现出负相关性;其中,驾驶员心率增长率、LF/HF及脑电波"频段功率值三项指标与高原公路海拔的相关性较强,可以作为相关研究的备用指标。     

急进与经常出入高原公路驾驶员生理特性变化试验分析

为了解急进与经常出入高原公路驾驶员生理特性变化规律,寻找提高行车安全的途径,利用生物反馈仪对急进与经常出入高原驾驶员进行实地行车试验。在理论的基础上,定量分析两类驾驶员心电、脑电、肌电指标随驾驶时间、海拔的变化规律,并且建立关系模型。分析结果表明:驾驶员心率增长率与脑电指标R会随着驾驶时间的增长、海拔的升高而逐渐增加;驾驶员肌电指标平均功率频率(MPF)会随着驾驶时间的增长、海拔的升高而逐渐减小;急进高原驾驶员的心率增长率与脑电指标R的增长速度要快于本地驾驶员,而肌电指标平均功率频率(MPF)的下降速度要快于本地驾驶员,表明高原本地驾驶员行车过程中的生理素质要优于急进高原驾驶员。     

高原公路线形对驾驶员肌电特性影响试验分析

为了解高原公路线形对驾驶员肌电特性影响,寻求提高行车安全途径以及今后道路线形设计参考依据。通过在新疆帕米尔高原G314路段进行驾驶员行车试验,利用生物反馈仪提取受测驾驶员肌电信号,利用频域分析方法选取平均功率频率(MPF)作为测评指标,定量分析其在海拔与道路线形影响下的变化规律,同时建立关系模型。分析结果表明:驾驶员颈部MPF会随着海拔的升高而减小;平曲线半径逐渐减小的路段上,驾驶员颈部MPF会减小,而纵坡度变化对MPF的影响并不显著;线形组合值增大会导致驾驶员颈部MPF减小;海拔与线形组合值共同影响下,驾驶员颈部MPF变化明显,海拔越高、线形组合值越大,驾驶员颈部MPF越小。     

基于驾驶负荷模型的高原弯坡组合路段安全性分析与评价

为了解驾驶员安全舒适度评价指标(驾驶负荷)在高原公路弯坡路段的变化特征,利用生物反馈仪等相关设备,在海拔大于3 000~5 000 m的高原公路选取符合标准的弯坡路段62段进行行车试验。定量分析了驾驶负荷与海拔、高原公路弯坡路段线形组合值之间的变化关系;并且建立了相关模型。结果表明,驾驶员在高原公路弯坡路段行车过程中,驾驶负荷受到海拔与弯坡路段线形组合值的双重影响;驾驶负荷随着海拔的升高而增大;上下行过程中,驾驶负荷随着弯坡路段线形组合值的增大而增大;在海拔与弯坡路段线形组合值的共同作用下,驾驶负荷变化更加明显,海拔越高、弯坡线形组合值越大,驾驶负荷越大。     

高原公路纵断面线形与驾驶员脑电特性的试验分析

为了解驾驶员在高原公路行车时,其脑电特性与纵断面线形的关系,探究适宜的公路线形,选在帕米尔高原G314国道进行驾驶试验。通过对比经过181个变坡点附近受测驾驶员脑电(EEG)的变化特征,选取脑电α频段与β频段的平均功率比R作为评价驾驶员心理紧张度的脑电特性指标,定量分析R随海拔、竖曲线半径r、坡差ω的变化规律;同时建立关系模型。研究表明:R与海拔、竖曲线半径、坡差之间的相关性均较强;R与海拔、绝对坡差呈正相关,与r呈负相关。表明海拔的升高,绝对坡差的增大,竖曲线半径的减小,对驾驶活动是不利的,驾驶员的生理不适状况会随之逐渐增加,疲劳感逐渐增强。     

高原公路驾驶员心率变异性试验分析

为了揭示驾驶员在高原公路行车时的心率变异性的变化情况,寻求提高行车安全性的途径,利用生物反馈仪在高原公路上进行了实地行车测试。以频域指标LF/HF作为高原公路驾驶员心率变异性指标,在分析驾驶时间、海拔高度与驾驶员心率变异性指标之间关系的基础上,建立了相关模型。分析结果表明：驾驶员在高原公路行车时,心率变异性受到高原低氧环境和驾驶时间的双重影响;海拔越高,驾驶时间越长,驾驶员交感神经张力越大,使驾驶员疲劳程度增大,安全隐患增大。     

基于表面肌电的草原公路驾驶员局部肌肉疲劳试验研究

为了检测草原公路特殊性对驾驶员颈、肩、腰部肌肉所产生的影响,选取6名驾驶员进行草原公路的实驾试验,使用频域分析方法,获得驾驶员颈部胸锁乳突肌、肩部斜方肌、腰部竖棘肌的平均功率频率(MPF)的变化特征。结果表明:随着驾驶时间的延长驾驶员的各部位肌肉会出现疲劳,且各部位肌肉的MPF变化程度存在差异性:4位驾驶员胸锁乳突肌在50 min出现深度疲劳,6位驾驶员斜方肌在80 min达到不可恢复的疲劳,6位驾驶员腰部竖棘肌在60~80 min内出现了MPF的最低点。女性的腰部竖棘肌比男性更容易抵抗疲劳。     

高原公路纵断面线形与肌电平均功率频率的试验分析

为了了解驾驶员在高原低氧路段行车时,道路纵断面线形对肌电特性指标平均功率频率MPF的影响,使用生物反馈检测仪记录在高原公路行车驾驶员的肌电信号,结合G314路线纵断面图,分析在高原公路行车驾驶员的MPF的变化规律。定量分析MPF与海拔高度、竖曲线半径以及坡差间的关系。研究表明:在高原公路行车时,海拔高度是影响驾驶员MPF值变化的主要因素;其与坡差呈负相关;海拔高度与竖曲线半径存在共线性关系,伴随海拔高度的升高和竖曲线半径的减小,MPF值迅速减小。     

草原公路行车驾驶员肩部表面肌电信号分析

内蒙古草原具有线形特殊,景观单调等特点,长时间在草原公路行车时极易引起肌肉疲劳。通过检测驾驶员肩部斜方肌的表面肌电信号,使用MPF指标并结合主观问卷调查评估在草原公路驾驶过程中的驾驶员肩部肌肉疲劳。结果表明6名驾驶员的MPF随着驾驶时间延长呈现波动下降趋势,但仅有17%的驾驶员主观感觉到肩部疲劳。实验结束后驾驶员肩部肌肉疲劳累积加重。     

基于逆反射系数衰减的隧道路面文字视认效果

为探究高速公路隧道内路面指示文字逆反射系数衰减程度对驾驶人视认效果的影响﹐以认知心理学原理和驾驶人对路面指示文字的视认反应特性为基础,通过室内模拟驾驶试验采集了32名被试的视认数据和车辆运行特征数据,分析了在不同逆反射系数衰减程度下熟悉与不熟悉路况的驾驶人对路面指示文字的视认特性。结果表明：驾驶人的视认次数与路面指示文字的逆反射系数衰减程度呈反比,且熟悉与不熟悉路况的驾驶人的视认次数差值也在相应减少;随着逆反射系数衰减程度增加,驾驶人的视认准确率均有所降低,特别是当逆反射系数衰减程度为40%时,视认准确率下降幅度较大;加速度的波动频率与逆反射系数的衰减程度呈反比,且不熟悉路况驾驶人的加速度波动幅度值较熟悉路况驾驶人的值大。     

标志信息及驾驶时间影响驾驶员视觉特性分析

为定量分析长时程驾驶条件下,驾驶员视认草原公路直线段上不同信息量交通标志设施时,视觉特性的变化,以信息量化理论为基础,通过开展草原公路重复驾驶实验,分析不同标志信息量和驾驶时间耦合作用下驾驶员视认行为变化规律。结果表明：随着标志信息量的增加,两次重复实验中驾驶员扫视持续时间与注视持续时间都呈波动上升趋势,扫视平均速度都呈波动下降趋势;对于标志中的重复道路信息,驾驶员的视认行为会发生与以上相反的变化趋势;进行多项式拟合,依据拟合结果,进一步利用相关分析方法与独立样本检验,探究驾驶员视觉特性变化规律。     

草原公路驾驶员心电指标对标志标牌 信息量的敏感性

为验证驾驶员心电指标(electrocardiogram,ECG)对草原公路标志标牌信息量的敏感性,选取5名驾驶员开展草原公路实驾试验,分析驾驶员心电指标随标志标牌信息量变化规律,通过相关性分析、斜率分析方法研究各驾驶员心电指标变化趋势的相关性和单位时间内各心电指标受信息量变化的影响规律。结果表明:草原公路标志标牌信息量变化对驾驶员MRR(RR间期均值)和NN50(相邻间期差值大于50 ms的个数)指标值影响较大,其中与MRR指标值变化关联度为81. 82%,与NN50指标值变化关联度为63. 64%,因此可选用MRR值和NN50值来评价草原公路标志标牌信息量对驾驶员心电特性的影响;随着标志标牌信息量的增加,驾驶员MRR值呈下降趋势,NN50值呈上升趋势,驾驶员注意力集中,警惕性较高。     

音乐环境对驾驶行为危险度影响的预测模型

考虑到车载音乐环境下驾驶行为变化规律在道路交通系统中具有理论和现实意义,以国内外车载音乐对驾驶员心理负荷和驾驶行为影响的研究成果为基础,界定出驾驶行为危险度的定义.同时引入主成分分析法并结合驾驶行为的三个指标,实现对车载音乐环境下驾驶行为危险度的评价.以驾驶员的心率变异性作为输入变量,驾驶行为危险度作为输出变量,构建基于心理负荷的驾驶行为危险度预测模型,并提出不同类型驾驶员收听音乐的建议方案.研究成果可为减少道路交通事故和保障汽车安全运行发挥作用.     

虚幻4驾驶模拟器设计和驾驶员特性分析

深入研究人类驾驶员的驾驶行为和特性,对推动智能汽车向高度自动驾驶发展具有重要意义。采用驾驶模拟器研究驾驶员在复杂交通场景下的驾驶决策和驾驶行为,成为近年来的一个研究热点。基于虚幻四引擎UE4交互式视景仿真技术,通过车辆、道路、建筑、交通灯、行人、路牌等交通元素的驾驶视景仿真环境搭建,开发了CarSim汽车动力学模型和罗技G29力反馈方向盘踏板的具有高拟真度人机交互的驾驶模拟系统。并设计了典型工况下的驾驶模拟试验,通过实时采集驾驶员驾驶数据,对驾驶员特性进行研究。研究结果表明:该驾驶模拟器具有逼真的驾驶体验,利用模糊C聚类算法(FCM,fuzzy C-means),将驾驶员特性进行准确分为6个聚类,可以将驾驶员特性进行准确分类,确立驾驶员特性与驾驶能力的关联,为进一步建立实时驾驶权分配研究奠定了基础。     

驾驶人注视点分布对预瞄时间求解精度的影响分析

预瞄是驾驶人模型中的重要环节,预瞄时间的准确性决定了驾驶人模型乃至整个模型的稳定性与精确性.为探究驾驶人注视点分布集中程度对预瞄时间求解精确度的影响.利用眼动仪采集驾驶人眼动数据,对驾驶人眼动数据进行处理得到注视点.利用注视点百分比表征驾驶人注视点分布集中程度,利用预瞄时间置信区间长度表征预瞄时间准确度.探究不同路段上的驾驶人注视点集中程度与预瞄时间求解精度之间的关系.研究表明：不同路段上,当注视矩阵中的元素大于一定值时,预瞄时间的置信区间长度在一定范围之内波动,同时在行驶过程中,驾驶人注视点集中程度越高,注视区域越固定,预瞄时间的求解精度越高.     

不同姿态下基于多特征融合的疲劳状态检测方法

针对传统的基于单一特征的疲劳检测方法误检率高、可靠性不强、无法适应复杂多变的行车环境等问题,提出了一种将驾驶员的眼睛、嘴巴等多种面部特征进行融合的疲劳驾驶检测方法。与现有的人脸检测模型相比,这里提出的基于梯度提高的学习框架对于侧脸的检测效果更佳,并且能够更好地满足检测时间上的要求;同时通过改进的LeNet-5神经网络模型对视频中的笑容进行分类,排除了表情变化对疲劳驾驶检测的干扰;最后为了降低头部姿态的偏转对疲劳特征提取的影响,引入了基于欧拉角的特征校正算法;对YawDD疲劳驾驶数据集的检测结果表明:不同姿态下基于多特征融合的疲劳驾驶检测不仅能够有效降低头部偏转对疲劳驾驶检测的影响,而且比传统的疲劳检测方法具备更高的鲁棒性。     

表征驾驶风格和驾驶员能力的驾驶员模型

由于驾驶员群体的驾驶方式和驾驶能力的差异,所决策的加速度值与最优值存在不同程度的偏差.本文作者在原有最优预瞄侧向驾驶员模型的基础上发展了多点多目标决策模型,以驾驶员的视野特征和决策意愿表征驾驶风格,并对驾驶员能力建模.Simulink/Carsim联合仿真结果表明,包括4个自由参数模型能够反映出不同驾驶员的驾驶行为,并有望应用于提升无人驾驶车辆乘坐感受的研究.      

不同线形诱导信息量下新老驾驶员视觉特性

为定量分析新老驾驶员在不同线形诱导信息量的草原公路弯道行车时的视觉特性,建立了5种不同层级线形诱导信息量的草原公路弯道虚拟场景,信息量水平分别为Q0、Q1、Q2、Q3、Q4,并进行了模拟驾驶试验,对驾驶员视野分区,分析不同信息量条件和驾驶熟练程度对驾驶员视觉特性的影响规律。结果表明：熟练驾驶员注视分布区域比非熟练驾驶员更远也更分散,非熟练驾驶员对近距离区域的关注程度远高于熟练驾驶员;非熟练驾驶员行车过程视觉负荷较高,对有效信息的感知和处理能力较弱,视觉搜索策略需要改善;两组驾驶员在Q2条件下的视觉强度特征表现最佳,认知和视觉搜索策略更为灵活;提出表征驾驶员眼动强度的回归模型,并分别求得两组驾驶员受信息量影响的眼动强度回归方程。