驾驶人危险感知建模与实验解析

为了量化驾驶人群体危险感知的差异性并指出差异性的原因所在,对驾驶人危险感知进行建模与实验测试分析.借鉴污染环境下生物种群生存这一自然现象,构建了驾驶人危险感知模型,通过实验测试了驾驶人在不同交通场景的危险识别时间与反应时间.模型分析与实验结果表明,驾驶人危险感知阈限值与交通情境危险输入的速率负相关,与驾驶人正确反应率和危险识别率正相关.不同危险程度的交通场景对驾驶人危险感知的总反应时间和识别时间具有显著影响(p<0.001);驾驶经验对驾驶人危险识别时间没有显著影响(p=0.080),但是对危险的反应时间具有显著影响(p=0.003).熟练驾驶人相比非熟练驾驶人具有较高的危险感知水平,这种差异性主要体现在熟练驾驶人能够更快速准确地预测评估交通情境中的危险并进行合理判断.     

驾驶人危险感知影响因素建模与试验

为了分析驾驶人危险感知的影响因素,对驾驶人危险感知的影响因素进行演绎推理与试验分析。采用事故树分析建模与试验测试相结合的方式,剖析了驾驶人危险感知的影响因素并验证了影响因素的有效性。研究结果表明:驾驶人危险感知的影响因素来自于2个方面,一是危险与背景交通情境的特征,二是驾驶人的视觉搜索效率与认知水平;潜在危险与实际危险在识别率、发现速度和注视时间上有显著性差异(p0.01);动态危险的发现速度高于静态危险(p0.01)且受到的注视时间更长(p0.01);熟练驾驶人相比非熟练驾驶人能够发现更多的危险信息(p0.01),能够更加快速地发现危险(p0.01),对危险的注视时间更长(p0.01);熟练驾驶人对于交通情境的演变预测与判别更准确(p0.01),并具有更高的自信程度(p0.01)。     

基于熵权法的驾驶疲劳量化

为了客观准确获取驾驶疲劳判别阈值,采用驾驶模拟试验研究方法,采集驾驶员在清醒及疲劳状态下的眼动数据、反应时间、执行时间.用驾驶人连续驾驶状态下的眼动数据、反应时间、执行时间表达驾驶人注意特性、反应能力、执行能力.并以三者为自变量,驾驶疲劳量化值为因变量,基于熵权法对三者加权平均建立三者之间的关系模型.为了提高驾驶疲劳阈值的客观性,选取基于可变的阈值确定方法,得到最优一次疲劳及二次疲劳阈值.文中还揭示了驾驶人连续驾驶状态下疲劳变化规律.评价了驾驶疲劳的量化方法.试验结果表明,该方法有效地提高了驾驶疲劳量化的准确性,在预防驾驶疲劳的行车安全领域有着广泛应用前景.     

驾驶人注意分散的认知模拟与交通流特性

为研究执行车内次任务条件下驾驶人状态变化及其对交通运行造成的影响,首先基于理性思维的自适应控制系统(ACT-R)认知结构与Distract-R软件平台建立了4类次任务情况,分别对各类驾驶人注意分散状态及无次任务影响状态进行认知模拟;获得执行4类不同次任务时的驾驶人操作时间消耗与注意分散时间比数据。并以该数据构建驾驶人注意分散状态库,作为次任务条件下交通流仿真的基础数据。接着,在元胞自动机交通流模型(STCA)的基础上,修正减速规则并建立了考虑车内次任务影响的交通流模型;通过模型数据交换实现了基于元胞自动机模型与认知模型的联合仿真。最后,利用元胞自动机仿真0、10%、20%的驾驶人在行驶中执行车内次任务时的交通流状况,次任务类型在4类次任务中随机抽取。试验结果表明:元胞自动机与认知模型联合仿真能够体现驾驶人心理差异及交通流变化特性;该模型修正了原有的元胞自动机减速规则,且能通过调用驾驶人注意分散状态库获取驾驶人状态参数;车内次任务会对交通流造成明显影响,使道路最大交通流量降低,当10%、20%的驾驶人执行次任务时,最大交通流量分别降低了23.5%、40.7%,还造成了拥堵区域增多、排队加剧等现象;执行车内次任务不仅对驾驶安全产生影响,而且当一定比例驾驶人处于注意分散状态时,交通流整体状态也会受到显著影响。     

基于虚拟现实技术的隧道内光源色温对 司驾安全的影响

基于虚拟现实（VR）技术建立公路隧道内环境智能辅助决策系统，在不同色温的主灯照明下进行驾驶模拟试验，构建注意力增长率和光源色温之间的度量模型，并给出反应时间的分布规律。结果表明：在隧道入口和出口处，驾驶人的注意力增长率较高，行驶约1 200 m时驾驶人注意力达到最低值；不同的光源色温对驾驶人注意力影响差异显著，色温约6 300 K时最利于注意力的集中；低色温下（2 000~ 4 000 K）驾驶人对事故的反应时间约为0.78 s，而中高色温下（5 000~8 000 K）驾驶人对事故的反应时间约为0.58 s。     

风险场景驱动的次任务驾驶行为对接管绩效的影响

以高风险场景元素参数为控制权切换条件,探究次任务对驾驶人接管绩效的影响。从NGSIM数据集中提取旁车切入高风险场景作为控制权切换条件,使用皮尔逊相关性检验分析不同接管绩效指标间的相关性,利用单因素方差分析比较不同次任务资源占用模式与可中断性对接管绩效指标的影响。结果表明,接管时间与接管过程的横纵向操纵能力、安全性、接管效率相互耦合。增加视觉占用会增大0.26 s的接管反应时间并破坏车辆纵向稳定性与接管效率,增加听觉占用会增大0.45 s的接管反应时间并降低接管效率,增加认知占用会减小0.23 s的接管反应时间并提升接管安全性,增加操作占用会增大0.21 s的接管反应时间并增大接管过程的最大横向加速度,次任务可中断性会减小0.23 s的接管反应时间,但对接管后续车辆控制相关的指标无显著影响。     

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,...     

视觉类次任务驾驶安全性预测模型

为了建立一种视觉类次任务驾驶安全性预测模型,实现对驾驶人执行视觉类次任务时的行车安全进行预测,设计并进行了城际高速公路场景中三种视觉类次任务驾驶试验;以眼球运动状态参数集和车身行驶状态参数集为安全评价指标,使用模糊层次分析法(F-AHP)计算得到测试驾驶人的安全评价数字等级;以此为基础,利用BP神经网络建立视觉类次任务驾驶安全性预测模型,以30名测试驾驶人的评价指标数据作为神经网络的输入训练样本、安全评价数字等级作为神经网络的输出训练样本,调试网络参数直至满足本研究的精度需要;最后,使用其余10名测试驾驶人的数据对模型进行适用性测试。研究结果表明,在操作车载收音机、发信息以及操作触摸屏设备这三种次任务情境下,本预测模型的适用性较好,可以比较准确的实现对驾驶人安全等级的预测。     

高速公路隧道环境对驾驶人视觉特性的影响

为了定量分析高速公路隧道对车辆行车安全的影响,采用Smart Eye眼动仪、照度计、五轮仪和行驶记录仪搭建了道路试验平台,选取长春—珲春高速路段双向共24个隧道分别进行了2次实车道路试验,对比分析了不同等级隧道对驾驶人瞳孔直径、注视特性和眨眼特性变化的影响。通过试验分析可知:在隧道环境下,驾驶人的瞳孔直径均值随着隧道长度的增加而增大来适应隧道的低照度环境;驾驶人平均注视时间随着隧道长度的增加而减小,平均注视次数增加,驾驶人逐渐适应隧道内低照度环境,视认难度降低;驾驶人的平均眨眼次数随着隧道长度的增加而增多,驾驶人逐渐适应隧道内低照度环境,注意力降低。通过对高速公路隧道环境对驾驶人视觉特性的影响的分析,可以为不同等级隧道照明装置以及交通指示装置的设定提供理论基础。     

老年驾驶人交通事故严重程度影响因素分析

为研究老年驾驶人交通事故严重程度影响因素,文章对美国得克萨斯州17 819起老年驾驶人交通事故进行统计分析,并选择16 634起个案,以事故严重程度为因变量,选择驾驶人属性、车辆属性、道路属性及环境属性因素等共17个自变量构建多项Logit模型。结果表明:老年驾驶人的交通事故数量、伤亡人数在工作日、每天中午和下午时间段占比较大。事故严重程度与性别、是否佩戴安全带、车辆类型、车辆使用年龄、路口路段、限速、车道数、纵断面线形、是否高峰期、光照条件、发生在郊区/城区共11个因素在0.05水平下显著相关,模型通过检验。研究结果有助于交通管理者采取措施降低老年驾驶人交通事故的严重程度。     

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。     

基于网络分析法的次任务驾驶安全评价模型

为了准确判断次任务驾驶安全性,采用驾驶模拟器与眼动仪相结合的方式,重点研究次任务驾驶过程中驾驶人眼动行为变化规律,综合考虑车辆运行状态参数变化特点,结合次任务类型对行车安全性的影响,提出了次任务驾驶安全性评价指标体系。利用网络分析法确定不同评价指标的权重系数,建立了驾驶安全等级隶属度函数,并采用最大隶属度原则实现了安全等级的划分,完成了次任务驾驶安全性评价模型构建。最后,以40名驾驶人次任务驾驶试验数据为实例应用,对模型的适用性进行了验证。     

基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价

为研究次任务驾驶对行车安全性的影响,借助驾驶模拟器对正常和次任务驾驶过程中的车辆运行状态参数进行了采集. 基于差异显著原则,选取速度、加速度、方向盘转角等变量构建了评价指标体系,并以最少变量体现最多信息为优化目标,采用因子分析法提取出3类因子,进而确定出不同评价指标对因子的影响载荷系数,完成了基于车辆运行状态的次任务驾驶安全性评价模型构建. 综合实验数据和驾驶人类型因素,确立了模型评价得分与驾驶安全等级间的数量关系. 结果表明,所建模型能准确判断不同驾驶状态下的行车安全性,为驾驶安全的监测和预警提供了一种有效判定方法.     

社会助长效应对民航管制员的管制能力影响实验研究

为提高民航管制员的管制能力,减少“错、忘、漏”事件的发生,基于社会助长效应,以监控状态、任务难度为自变量,以管制员的调配管制间隔能力、理解管制意图能力、航空器识别能力和管制差错作为因变量,采用2×2组内设计,通过塔台模拟软件搭建实验平台。实验结果表明：随着任务难度的不同,社会助长效应对管制员的调配管制间隔能力和理解管制意图能力产生显著影响,对航空器识别能力没有显著影响;进一步对管制员的管制差错产生显著影响。因此,管制单位可以采用管制现场安装监控等措施,以提高管制员的管制水平。     

任务前期小组活动对外语写作的影响

随着任务教学法的产生以及在二语/外语教学中的运用（Long＆Crookes,1992）,近年来的相关研究也逐渐增多。目前,关于任务教学法的研究主要集中在任务的不同阶段,任务的分级,任务的难度,任务的条件和熟悉程度等方面。但是具体到写作教学上的系统地实证研究却很少,尤其是任务前期。本文着重考查任务前期小组活动对外语写作的影响,研究结果显示：（1）实验组学生写作的流利度和复杂度都有了显著性的提高,但写作的准确度却没有实质性地提高;（2）小组讨论后,写作任务难度相对降低。这体现在学生能力,兴趣和动机三个因变量的显著差异上。另外,经过进一步的分析,得出了一个有趣的结论：语言产出的流利度与任务难度的情感因素紧密相关。     

高海拔公路隧道进口段驾驶人生理特征识别模型研究

为研究高海拔高速公路隧道进口段驾驶人生理特征变化规律及主要影响因素,提高高海拔隧道进口段行车安全性,首先,按照刺激因素对驾驶人生理特征的影响程度将高海拔高速公路隧道进口段划分为L₁、L₂、L₃,以心率表征驾驶人生理特征,并分别选取车辆距隧道口距离、隧道内照度作为驶入隧道前、后的影响因子;其次,通过实车等效试验,获取车辆位置信息、驾驶人在不同速度下的心率及隧道内照度数据;最后,运用数理统计对比分析了驾驶人在不同路段以不同车速行驶时心率指标的变化规律及差异性,并分别建立了不同车速下驾驶人心率与车辆距隧道口距离(L₁+L₂段)、心率与照度(L₃段)间的回归模型,以探索外部因素对驾驶人生理特征变化的影响程度。结果表明,不同行驶阶段,驾驶人心率存在显著差异,且驾驶人在驶入隧道前400 m至驶入隧道后350 m心率变化最明显;进入隧道前、后,在考虑了初始车速、车辆距隧道口距离与初始车速、照度等因素后,所建立的回归模型为三次曲线模型,且拟合度均较高;不同初始车速下,驾驶...     

基于有序Logistic回归的驾驶人危险辨识影响因素分析

针对驾驶人危险辨识影响因素,开展危险辨识试验数据与自我报告数据的采集,采用k-means聚类分析方法将危险辨识时间划分为3类,进而基于有序Logistic回归分析方法检验不同影响因素的显著性.试验分析结果表明,危险情境特征对驾驶人危险辨识时间有影响,交通情境越混乱,所需时间越长,且交通情境越危险,所需时间相对越短;同时,驾驶人特征及其经历对驾驶人危险辨识时间有影响,男性的危险辨识时间较女性更短;摩托、电动车驾驶经历越丰富,危险辨识能力相对越好;驾龄、驾驶里程与自行车驾驶经历对危险辨识时间并无显著影响.环境因素和人口社会学因素对驾驶人危险辨识能力的影响是多方面的.     

不同特性驾驶员指路标志信息认知差异

为了提供指路标志信息量合理配置的理论依据,设计了生理反馈试验,对不同特性驾驶员信息判读时的认知机理进行研究.首先获得驾驶员在标志信息判读任务中的反应时间和脑电信号;然后根据不同被试组在试验任务中的反应时间差异判断出最不利被试组;最后根据试验中被试者的脑电信号的近似熵分布结合利用单因素方差分析,探讨不利被试组与其他2组被试的认知差异机理.结果表明:男性新手驾驶员为标志信息搜索试验中最不利被试组,其不同频率的脑电波的近似熵表征与另外2组被试出现显著差异,在复杂任务中其高频脑电波近似熵值下降明显,反映出消极认知心理.根据不同被试者的脑电近似熵分布形态可以判断出4个地名为指路标志最佳信息量分界线.     

高海拔环境中短时有氧运动与大学生执行功能的实验研究

本研究主要目的是探讨在高原地区(拉萨,海拔3 600米)运动对执行功能的影响。研究以拉萨某高校藏族和汉族大学生为研究对象,选用2-back任务, Flanker任务和More-odd shifting任务作为测量工具。测量安静状态、短时30分钟小强度运动干预和中等强度运动干预后藏汉大学生的执行功能水平。采用spss对测量结果进行统计,结果发现,藏族汉族大学生在执行功能的转换功能上存在差异。短时小强度运动对藏族大学生的抑制功能有积极影响,短时中等强度运动对藏族大学生的刷新和转换功能积极影响显著,对汉族大学生的刷新功能影响显著。结论:高原地区短时小强度和中等强度运动对大学生的执行功能均具有积极的影响。     

基于VMS信息差异的驾驶人路径选择行为

为了探究可变信息标志(variable message sign, VMS)条件下驾驶人路径选择行为的影响因素,以西安市私家车和出租车驾驶人为调查对象,采用正交试验法设计调查问卷,采用行为(revealed preference,RP)调查和意愿(stated preference,SP)调查结合的方法,获取特定情景下驾驶人的路径选择行为;采用二项Logit模型构建驾驶人路径选择行为决策模型,并分别用Jackknife和Bootstrap抽样技术修正所构建的模型,对比分析上述3种模型的精度。在基于Bootstrap技术的二项Logit模型的基础上,分别讨论不同的VMS发布形式、拥堵原因、拥堵时间和更新频率对驾驶人路径选择行为的影响。研究结果表明:Jackknife技术不能提高Logit模型精度,而Bootstrap技术可以显著地提高Logit模型的精度;文字式和图文混合式的VMS发布形式对驾驶人路径选择行为有显著的正影响,且影响程度相差不大,而图形式的VMS发布形式对驾驶人路径选择行为没有显著的影响;拥堵原因对驾驶人改变路径的影响强度从大到小依次为交通事故、车流量大、道路施工;随着拥堵时间的增加,受过高等教育的驾驶人选择替代路径的概率逐渐增大;驾驶人更愿意接收到更新频率为30、60 s的建议绕行信息。研究结论有助于交通管理部门设计更可接受、易理解的VMS信息,从而为改善交通状况和提供个性化的出行信息服务奠定理论基础。