优秀与一般驾驶员在停靠站过程中操纵特性研究

本文以提高驾驶安全性为目的,设计并进行实车试验,运用BioLAB多导生理记录仪、驾驶行为采集系统、车辆动态性能测试系统采集并分析不同公交车驾驶员在停靠站过程中的操纵特性变化规律及其影响机理。 试验结果表明,不同驾驶员在停靠站过程中的操纵特性有显著差异,优秀驾驶员对加速踏板的平均操纵值小于一般驾驶员,对加速踏板的平均使用频次高于一般驾驶员。分析其影响机理可知,不同驾驶员处于相对复杂的站台环境时,会采取不同的感知、判断决策和动作配合关系,来实现公交车的进出站运行。     

基于BP神经网络的驾驶员状态识别及行为分析

运用驾驶员在环仿真平台可以模拟实际道路环境,进行模拟驾驶试验,实时采集行为数据并将数据传输到计算机上分析。本文主要运用BP神经网络算法对在环仿真平台采集的数据进行驾驶状态分类,并根据离散傅里叶变换(DFT)方法分析方向盘转角和油门踏板开度等数据从而对驾驶员行为进行分析。     

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。     

基于转向熵的长隧道路段操纵特性分析

为了探究山区高速公路隧道路段驾驶员转向操纵特性的表现情况,招募了5名经验丰富的驾驶员,于包茂高速(包头-茂名)路段南五台隧道(2 564 m)进行了转向操纵特性实车驾驶试验,基于转向熵特征指标对驾驶员转向操纵特征值进行了计算。在分析不同路段试验数据过程中,将各路段划分成若干个区间,通过分析各段核密度、概率密度、累积分布函数等发现：隧道行车时驾驶员表现出了多维因素耦合作用下演变规律,并从隧道环境、驾驶员生心理特性角度予以解释;开放路段驾驶员操纵特性较隧道内稳定性差,而且表现出了“两极分化”的趋势。研究认为,隧道运行环境下驾驶员行为特性规律相比开放路段更加可控,对于山区高速公路隧道设计和交通安全更加有利。     

城市道路不同驾驶环境下汽车驾驶员注意力分配定量研究

驾驶员的注意力分配对行车安全至关重要。目前基于驾驶员注意力分配的研究大多是基于定性的,从定性和定量两个角度,结合实际道路场景,借助眼动仪进行实车试验,记录并统计驾驶员在不同道路环境及驾驶环境[直行路段、掉头路段、人行横道(非路口)路段、超车、起步、靠边停车]下眼动数据,分析其注视点、注视时间及注视区域的特性;并得出在不同道路环境及驾驶环境下注意力的分配模式,揭示驾驶员在驾驶过程中的注意力分配特点。研究结果对驾驶员安全驾驶、车辆辅助系统、无人驾驶系统及驾驶员驾驶培训考核标准的改进有着十分重要的意义。     

遗传算法优化的方向与速度综合控制驾驶员模型

针对当前驾驶员模型无法体现驾驶操纵熟练程度的缺点,利用遗传算法的自动寻优能力,总结驾驶员自学习与驾驶经验特点,遵循行驶误差最小与体力负担最小原则,对模糊PID比例因子和量化因子进行离线优化设计,以此模拟驾驶员从生手到熟练驾驶培训过程。构建包括遗传算法优化的方向模糊PID与速度模糊综合控制驾驶员模型以及整车行驶动力学模型在内的人车闭环系统仿真模型,在纵向速度单向变化、侧向双移线工况与大曲率试验道路典型工况下进行仿真分析。结果表明：基于遗传算法优化的方向模糊PID与速度模糊综合控制模型可以很好地描述驾驶员在纵向加减速操纵特性以及侧向预期轨迹跟随转向驾驶特性,相比于传统PID与模糊PID控制,具有更好的纵向加减速操纵特性与侧向预期轨迹跟随性能。     

考虑驾驶员个体差异的汽车EPS控制仿真分析

行车安全与驾驶员、车辆、道路等密切相关,而不同驾驶员个体之间的特性差异很大。文章将驾驶员分为A(熟练)、B(一般)、C(生手)3类,给定的行驶路径作为驾驶员模型的输入,转向盘转矩作为模型的输出;将A类驾驶员的输出转向盘转矩作为期望值,考虑不熟练驾驶员因对侧向力感知缺乏而导致的误操作转矩的影响,提出了一种跟踪期望驾驶特性的汽车电动助力转向系统(electric power steering,EPS)控制策略,建立了能够表征驾驶特性(熟练程度等)并考虑误操作转矩的驾驶员模型,与车辆组成人-车闭环系统。仿真结果表明,采用跟踪期望驾驶特性的汽车EPS控制策略,改善了汽车的操纵稳定性,减轻了驾驶员的转向负担,从而验证了该控制策略的有效性。     

汽车驾驶员注意力分配定量研究

驾驶员的注意力分配对行车安全至关重要。目前基于驾驶员注意力分配的研究大多是基于定性的,本文从定性和定量两个角度,结合实际道路场景,借助眼动仪进行实车试验,记录并统计驾驶员在不同道路环境及驾驶环境(直行路段、掉头路段、人行横道(非路口)路段、超车、起步、靠边停车)下眼动数据,分析其注视点、注视时间及注视区域的特性,并得出在不同道路环境及驾驶环境下注意力的分配模式,揭示驾驶员在驾驶过程中的注意力分配特点。本文研究结果对驾驶员安全驾驶、车辆辅助系统、无人驾驶系统及驾驶员驾驶培训考核标准的改进有着十分重要的意义。     

基于驾驶员视觉特性的草原公路平曲线半径研究

驾驶员在行车过程中主要依靠视觉获取相关的道路交通信息。基于草原公路特殊的线形特点,通过在草原公路进行实驾试验,利用眼动仪采集驾驶员眼动指标。分别提取各驾驶员在不同半径平曲线路段行车时的试验数据,探讨驾驶员在草原公路平曲线段行车过程中的眼动规律,分析驾驶员的眼动特性与道路平曲线半径之间的关系。得到平曲线半径对驾驶员的注视持续时间和扫视幅度的影响非常显著,对眨眼持续时间的影响较为显著。驾驶员在小半径曲线行车时,注意力高度集中,紧张感较强;在大半径平曲线行车时,行车感较为舒适,心理较为放松的特点。建议可以适当合理增加不同半径的平曲线来调节驾驶员的驾驶状态,缓解驾驶疲劳。     

考虑驾驶员行为特性的行车安全仿真试验

为了分析驾驶员行为特性对行车安全的影响状况,首先建立了基于MATLAB/Simulink和ADAMS联合仿真的人—车—路闭环系统,通过不同车速下的双移线和蛇形线的闭环仿真试验验证了该系统的有效性。此外,在综合国内外学者研究成果的基础上,综合驾驶员的生理、心理特性和疲劳程度将驾驶员的驾驶特性分为12类,并确定相应类型驾驶特性的表征参数。选取某省道设计方案的部分路段为试验路段,对不同类型驾驶员在弯道上的行车安全以及不同疲劳程度的驾驶员在恶劣天气下的行车安全进行正交试验设计,基于人—车—路闭环系统开展虚拟行车仿真试验。试验数据的极差和方差分析结果显示,驾驶员疲劳程度对行车安全状况影响显著,在雨天与冰雪等恶劣天气下行驶时车速是影响行车安全的决定性因素。     

高速公路服务区加速车道长度对驾驶舒适性的影响

为明确不同长度加速车道对驾驶员舒适性的影响,从驾驶员角度设计实车实验,通过眼动仪采集不同长度高速公路服务区加速车道下的注视时间百分比、平均注视时间、扫视幅度、眨眼率、瞳孔尺寸和心率增长率等生理指标,使用多元线性回归方程对数据进行分析与建模,描述不同长度高速公路服务区加速车道下眼动指标与心率增长率的关系,以紧张度为中间量对驾驶舒适性进行分析。结果表明：在不同长度高速公路服务区加速车道下,平均注视时间、扫视幅度、瞳孔尺寸与心率增长率存在显著相关性,而注视时间百分比、眨眼率与心率增长率显著性不足;基于心率增长率将驾驶舒适性划分为3个等级,阈值为32.120和37.900;加速车道长度对驾驶舒适性有负向影响,在长度较短的加速车道上行驶时,驾驶员表现为紧张甚至恐惧,易发生误操作,安全性较差。     

互通立交迂回式匝道纵向加速度特性

为了提高互通式立交的行车安全,分别对南山立交和江南立交的四条迂回式匝道进行自然驾驶实车试验,共采集了33名驾驶员在不同匝道上行驶的纵向加速度,研究了速度变化阶段纵向加速度特性,分析了迂回式匝道变速阶段纵向加速度统计分布特征,并基于纵向加速度对匝道行车舒适性进行了评价。研究结果表明：(1)迂回式匝道速度变化模式分为三个阶段,分别是入弯减速阶段、稳定行驶阶段和出弯加速阶段;(2)同一匝道上,不同驾驶风格驾驶员的驾驶行为有较高的趋同性,但也有一定的差异,在匝道行驶过程中冒险型驾驶员比愤怒型和焦虑型驾驶员减速明显,男性驾驶员比女性驾驶员减速明显;(3)女性驾驶员行驶舒适性略高于男性驾驶员,入弯减速段行驶舒适性优于出弯加速段,冒险型和焦虑型驾驶员出弯加速阶段行驶不舒适占比接近50%。     

基于元胞自动机模型的公交车在站延误研究

文章运用元胞自动机模拟公交停靠站站长及公交车在站停靠乘客上下车的过程,考虑交叉口与公交车站距离过近致使公交车成簇式到达对停靠站的影响,并改变站台容纳数和乘客到达数量得到相应的公交车站内站外延误。对模拟得到的延误数据进行分析,结果表明当公交车成簇式到达时,站台容纳数的增大并不能根本改善公交车在站延误,且使公交车站内延误增大。模拟结果说明公交车在停靠站的到达状况对公交车在站延误具有决定性作用,对公交停靠站的改善应充分考虑交叉口对公交车行车及停靠站的影响。     

基于驾驶疲劳的高海拔地区公路平曲线线形指标试验研究

为提高高海拔地区公路平曲线路段交通安全,进行驾驶员疲劳测试试验。采用心率血氧测试仪、非接触式光电速度传感仪等仪器采集驾驶员在高海拔地区一级公路平曲线路段行驶过程中的心率血氧数据与汽车运行速度。分析驾驶员在该路段行驶过程中的驾驶疲劳特性,建立了驾驶疲劳度与平曲线曲率变化率之间的关系模型。试验结果表明,在高海拔地区长直路段或大半径圆曲线后接曲率变化率为0.06(°)/m或半径为800 m的圆曲线可有效缓解驾驶员驾驶疲劳。     

优秀与一般公交车驾驶人进出站生理特性研究

以提高公交车运行安全为目的,设计并进行实车试验,运用生理测试仪采集驾驶人生理数据,对比并分析在公交车进出站过程中优秀与一般驾驶人的生理特性差异,研究结果表明,不同驾驶人在进出站过程中的生理特性存在明显差异,一般驾驶人的皮电GSC的极大值约是优秀驾驶人皮电极大值的1.9倍,心动阻抗Z_0的最值及均方根比优秀驾驶人高0.08;同时,建立了公交车驾驶人进出站生理特性的评价模型,对开发区15路公交车的进出站生理品质特性进行了动态分析和评价,该NAR神经网络模型能够较好地评价公交车驾驶人进出站生理品质特性。     

雾天环境下S形弯道驾驶行为特性

为了研究雾天环境对驾驶员在S形弯道车辆控制能力的影响,借助驾驶模拟器,选取46名驾驶员在雾天条件下进行S形路段驾驶试验。采集直线段、过渡段、曲线段的驾驶试验数据进行多变量方差和卡方检验分析能见度、驾驶经验、性别对驾驶速度、减速距离和偏离次数的影响。结果表明,能见度条件对3个阶段的车辆控制能力均有显著性影响,尤其在过渡阶段影响最为明显,驾驶员的减速距离、偏离次数均有显著性差异;专业驾驶员相对于非专业驾驶员在曲线通过过程中更倾向于谨慎型驾驶风格;女性驾驶员在曲线驾驶中车辆控制能力明显低于男性驾驶员,且非专业女驾驶员在曲线驾驶中是最容易受伤害的群体。     

基于人-车-路的类菱形车侧向动力学分析

车辆在高速行驶时,驾驶员和道路环境对车辆的操纵稳定性会有很大影响.考虑驾驶员特性和道路特性的人—车—路闭环系统更能评价车辆的操纵稳定性,采用"单点预瞄最优曲率"驾驶员模型和蛇行道路模型,在类菱形车二自由度模型的基础上构建了类菱形车闭环系统并进行了仿真分析.通过蛇行试验验证了类菱形车良好的操纵稳定性,并将试验结果与仿真结果进行了对比分析,分析表明,模型仿真结果与试验结果具有很好的一致性.     

雾天环境下S型弯道驾驶行为特性

为了研究雾天环境对驾驶员在S型弯道车辆控制能力的影响,借助驾驶模拟器,选取46名驾驶员在雾天条件下进行S型路段驾驶试验。采集直线段、过渡段、曲线段的驾驶试验数据进行多变量方差和卡方检验分析能见度、驾驶经验、性别对驾驶速度、减速距离和偏离次数的影响。结果表明,能见度条件对3个阶段的车辆控制能力均有显著性影响,尤其在过渡阶段影响最为明显,驾驶员的减速距离、偏离次数均有显著性差异;专业驾驶员相对于非专业驾驶员在曲线通过过程中更倾向于谨慎型驾驶风格;女性驾驶员在曲线驾驶中车辆控制能力明显低于男性驾驶员,且非专业女驾驶员在曲线驾驶中是最容易受伤害的群体。     

紧急情况下驾驶员行为特性分析

为了提高汽车安全性,除需要研究车辆稳定性外,对紧急情况下驾驶员的驾驶行为研究也十分重要.通过行驶记录仪对北京市内50辆出租车进行了为期12个月的实车数据采集.驾驶过程中,并不对驾驶员发布指令,采集仪器也不会对驾驶员造成干扰.基于该数据,对紧急情况下的驾驶员行为特性进行分析.按记录的冲突数量将驾驶员分为冲突多发、冲突一般、冲突少发3类,对比分析了驾驶员在追尾冲突中的行为特性.结果表明,在紧急情况下,冲突多发、冲突少发两类驾驶员都存在跟车过近现象,且对危险的感知、反应时间和制动速度不存在显著差异,但多发驾驶员在回避过程中采取强制动较为迟缓,造成减速度偏大,驾驶行为更为激进.     

高速公路上自然驾驶工况下驾驶员转向操纵行为的动态特性分析

驾驶员模型的建模主要围绕着驾驶员的感知,决策和操纵三个关键行为展开研究,对驾驶员生理特性及行为的研究分析是提高驾驶员建模精度的重要方法。驾驶员转向行为特性的研究大多是在时域中进行分析,很少分析驾驶员操纵的频域特性,因此对驾驶员的转向动态特性很少研究。通过傅里叶变换分析高速公路上自然驾驶工况下驾驶员转动转向盘转角的动态特性,为分析驾驶员转向行为特性提供研究基础。