基于驾驶人视认特性的城市道路指路标志设置

为了提高城市道路指路标志设置的有效性和科学性,根据驾驶人视认特性的实验数据研究其设置方法.利用眼动仪和GPS采集了不同光照条件下驾驶人视认指路标志的特性数据,建立了基于驾驶人视认特性的指路标志设置参数计算模型,并将计算的设置参数与规范值进行了比较.研究发现,驾驶人对指路标志的注视时间随速度和路名数目的增加而增大,且非专业驾驶人的注视时间大于专业驾驶人,顺光条件下的注视时间小于夜间.驾驶人对指路标志的视认距离随速度的增加而减小,顺光条件下的视认距离大于夜间.分别满足专业和非专业驾驶人视认要求的主要设置参数存在显著差异,部分规范值不能满足非专业驾驶人对指路标志准确视认的要求.     

山区高速公路平曲线建议限速标志设置

使用Metrocount和GPS采集了8条山区高速公路的平曲线运行速度数据并进行分析,提出以小车运行速度差作为判定准则确定是否设置建议限速标志;选择平曲线半径和入曲线前的运行速度为自变量,建立线性模型预测小车运行速度差。研究结果表明:通过运行速度和设计速度的综合确定建议限速值,当平曲线半径小于300 m的时候,运行速度差大于15 km/h,在高速公路平曲线上设置建议限速标志;根据驾驶人的视认特性,计算出不同运行速度下对应的建议限速标志前置距离。     

高速公路路侧标志设置问题

为了提高多车道高速公路内侧车道行驶的小车驾驶员视认路侧交通标志的准确率,运用概率论方法讨论路侧交通标志设置问题.建立路侧标志被大车遮挡的数学模型和算法,并提出连续设置路侧交通标志的方法和步骤为:决定标志设置位置,计算遮挡矩形长度,计算遮挡概率,决定连续设置标志个数和交通标志间的最小间距.计算结果表明:随着设置路侧标志的增加,驾驶员不能读取标志信息的概率呈指数下降.建立连续设置路侧标志的模型和方法简便,方案可行,可以解决多车道高速公路路侧标志的合理设置问题.     

高速出口前置指路标志的安全距离设置模型

为提高高速出口前置指路标志(AGS)对分流区的安全性能,根据分流区特性和驾驶员的视认-驶离行为,在分析车道变换行驶距离计算模式的基础上,建立了前置指路标志的安全距离设置模型.该模型揭示了交通流量、设计时速、车道数对分流区变道行为的影响.TSIS-CORSIM模拟显示,对主线设计时速超过110 km/h的三车道高速公路而言,当AGS设置距离为700m时,分流区内车辆的变道次数最少且变道次数均衡分散,其安全性能最好.     

基于驾驶人视认特性的高速公路作业区文字类交通标志尺寸

针对高速公路作业区文字类交通标志在不同行驶速度、道路条件及标志的多信息量条件下对驾驶人视认特性的影响,及其尺寸规格不统一对驾驶人形成的非一致性视觉感受,基于《道路交通标志和标线》(GB 5768—2009,简称"国标")的文字高度模型,结合高速公路作业区文字类交通标志信息特性,以驾驶人的视认特性为出发点构建车辆行驶模型,设计了多文字标志信息视认试验;通过改进传统文字高度算法,提出了综合考虑行车速度、驾驶人视认特性以及标志牌信息量等因素的汉字高度优化模型。研究结果表明:"国标"对汉字的感知、阅读理解时间的取值是以单个汉字的视认时间为基础的,通过多文字标志信息视认试验发现,当标志牌字数m≥6时,难以反映当前作业区多字数标志信息视认特性;优化的文字高度模型充分考虑了标志牌多信息量时驾驶人的视认特性,文字高度取值比"国标"更合理全面;在此基础上对标志尺寸进行了优化设计,即先采用优化的文字高度算法计算汉字高度,再利用"国标"的汉字排版方式设计,这样既能保证视认性的要求,又能最大限度地利用标志牌版面,进而给出了高速公路作业区文字类标志尺寸的设计标准。     

基于车道选择行为分析的交通标志优化设置

分析了驾驶员变换车道时的认读标志行为,从感觉、知觉、判断、执行4个阶段分析快速路连续交通流条件下车道变换所需的时间及距离.给出了认读标志过程中消失点位置的确定方法.结合安全行车要求给出了车辆变道时的临界可穿越空档.通过引入变道成功概率,分析了车辆变道所需的最小行动距离.在此基础上建立了交通标志设置最小前置距离的理论模型.模型输出结果显示,其他条件相同时,流量越高,车辆变道时所需交织段长度越大,交通标志的最小前置距离也越大.模型应用于烟台市同三高速公路交通标志的优化设置,得到在不同变道成功概率下交通标志设置的前置距离,验证了模型的合理性.     

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。     

特长隧道出口处交通标志与驾驶人感知关系试验

为分析隧道出口处内外横断面上交通标志的设置对驾驶人视认性的影响,通过现场实车试验和室内动态模拟试验研究了交通标志与驾驶人信息感知的关系。选择3名驾驶人运用德国生产的SMI眼动仪,对选取的G65包茂(包头—茂名)高速公路武隆段6条隧道分别进行了34次有效行车试验,并对比分析普通高速公路路段和隧道出口路段驾驶人的瞳孔直径变化比率。采用Premiere软件制作可调的动态交通标志,通过双投影系统将标志和实车录制的路段视频相融合,投射到同一个曲面幕布上,并切换不同隧道出口与标志的位置,以驾驶人视认标志的反应时间为表征参数进行隧道动态驾驶环境下的室内模拟试验。研究结果表明:瞳孔直径变化比率可以作为表征驾驶人明适应状态的表征参数,并在此基础上确定了车速为80 km/h时驾驶人正常瞳孔直径变化比率为±5%;驾驶人完成出口明适应时的瞳孔直径状态,特长隧道出口处驾驶人的明适应时间为2.129 s;特长隧道出口处内外交通标志的反应时间都呈现同一规律,交通标志与行车道位于同侧的反应时间比异侧时的短;交通标志位于隧道外的反应时间均值为2.22 s,比隧道内的反应时间平均短0.64 s。以时间为依据,当隧道出口与互通间距受地形限制,设计完成标志的有效视认时间小于4.5 s时,建议交通标志设置在隧道内部正中顶部位置;反之,设置在隧道外部道路右侧。     

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。     

基于信息熵的城市道路可变信息板布点方法

针对城市道路环境下可变信息板单点选址与设计问题,对交通标志视认过程进行了分析,从可变信息板视认时间与布设环境两个方面对现有布设方法进行了改进.通过引入可变信息板信息量-视认时间模型,建立了城市环境下可变信息板前置距离模型和最小字体模型.该模型可以确保驾驶员有充分的时间接受可变信息板发布的诱导信息,并在接受信息后有充分的反应距离.此外,还给出建成可变信息板的评价方法和可变信息板前置距离与字体高度的推荐值.     

基于车速平稳过渡的高速公路出口限速方案

研究能够满足出口车速平稳过渡的逐级限速方案,对提高出口区域车辆平稳运行及安全提升有重要意义。利用无人机采集高速公路出口车辆运行参数,分析出口车辆运行特征,考虑驾驶员对相邻限速标志的认知反应,构建了连续限速标志设置间距计算模型,建立了高速公路出口不同级别的限速方案,利用驾驶模拟试验对设计的不同限速方案进行分析及评价。模型的计算结果显示,二级限速方案中,限速值为60-40km/h的限速标志间距为160m;三级限速方案中,限速值为80-60-40km/h的限速标志间距分别为：300,80m,限速值为90-60-40km/h的限速标志间距分别为300,85m;四级限速方案中,限速值为100-80-60-40km/h的限速标志间距分别为295,160,80m。利用驾驶模拟器对模型结果进行验证,试验结果表明：逐级限速方案的平均减速度指标小于1.3 m/s2,均在驾驶舒适性阈值内;随着限速级数增加,车辆离散幅度显著降低,表明逐级限速方案对出口车辆运行速度有明显管控效果;四级限速方案可使在分流鼻端车速标准差、平均减速度、V85分别控制在5.23km/h、0.52m/s2、54km/h左右,极大了满足车速平稳过渡要求。可见,借助模型定量优化的逐级限速方案可以显著提高出口车速过渡的平稳性和安全性。     

基于实景图像的道路限速标志检测算法研究

在基于道路图像的交通标志识别系统中,关键步骤之一就是对图像中的交通标志能够快速有效地检测.以分析限速标志为例,根据限速标志的特点在图像中寻找到其所在的位置并提取出相关区域,为图像的识别做好前期准备.为了提取出交通标志,采用了颜色预处理、形态学滤波、二值化后的连通域处理和圆的检测等方法.实验表明,该方法能有效地从实景图像中提取出含有交通标志的区域.     

高速公路车速限制实施方法研究

通过对分车型与分车道车速限制的优缺点及适用性进行综合分析,应用关于最高车速限制基准值、车道数及车道位置修正系数及最低车速限制方法的研究成果,给出了不同车道高速公路的分车型与分车道车速限制方法与建议值,提出了车速限制区间和车速限制连续性指数的概念,以车速限制连续性指数小于0.85作为车速限制区间的划分依据,给出了高速公路车速限制区间划分结果。     

内置式永磁同步电动机弱磁控制的简化方法

针对直流侧母线电压对永磁电机扩速限制的问题,提出了一种基于电压坐标系的简化弱磁控制方法.由传统的基于电流坐标系的矢量控制转换到电压坐标系下进行分析,推导出电压坐标系下的转矩表达式,根据极限电压控制电流分量,得到相应的弱磁控制策略.理论分析和仿真实验表明该方法简化了计算过程,最大限度地利用直流侧电压,扩速范围更广,具有良好的动态响应.     

自适应SAGA算法进行全局寻优的研究

遗传算法以概率转换规则为基础,在给定问题的潜在解集中进行广泛搜索,具有很强的全局寻优能力,但收敛速度慢。模拟退火算法理论上只要计算时间足够长,就可以保证收敛于全局最优点。但是在实际算法的实现过程中,由于计算速度和时间的限制,全局寻优点的效果并不理想。将遗传算法和模拟退火相结合,提出一种混合的自适应遗传算法,可以提高收敛速度并改善全局寻优性能。     

基于MC9 S12 XS128的水温加热控制系统设计

本系统设计以温度传感器DS18B20[3]、电桥测重传感器和MC9S12XS128最小系统[2]为核心[1],使用220V AC电源加热水壶中的水。本设计具有温度测量功能、液位测量功能,可显示温度和液位数值。测温分辨误差不大于0.5℃,液位测量误差不大于5mm。具有液位上限、下限报警功能,可以设置报警点,液位低于下限或高于上限时,发出声音报警并禁止加热。具有分段程序控制功能,可分段设置控温值和保温时间,升温速度不小于10℃·min-1,控温误差不大于0.5℃。     

碎石桩复合地基复合模量极限值分析

针对复合地基的复合模晕是计算复合地基沉降的关键参数,但求解出完全符合实际的精确解较困难的情况,在分析碎石桩复合地基复合模量现有计算方法及计算中存在的问题基础上,将复合地摹看成由桩和土组成的复合材料,从整体上考虑,避免了桩与土之间复杂的相互作用机理分析,并采用弹性理论中最小势能原理和最小余能原理计算复合模量,推求出复合模量上、下限值计算公式.此外,对影响复合模量上、下限值的几个主要参数如桩土压缩模量、土体泊松比和置换率等进行分析.研究结果表明:碎石桩复合地基复合模量极限值随着土体模量和置换率的增大而增大,并且上限值是下限值的1.1-1.4倍,工程实例验证了所求极限值范围的合理性.