连续互通立交环境下驾驶行为特性分析与交通设施优化

发布时间：2020-07-16 05:56

【摘要】：机动化快速发展也带来了大城市快速路网络密度越来越高,随着城市快速路的不断发展,互通立交数量越来越多,快速路立交的间距也不断减小。小间距连续互通式立交影响区内,常常会出现交通拥堵和交通安全隐患凸显的问题。连续互通立交间标志设置如果不合理,不仅起不到引导驾驶员的作用,反而会增加驾驶员负荷,使得驾驶员做出不当操作,频繁加减速,紊乱交通流,甚至引发交通事故。论文依托国家自然科学基金“快速路连续互通立交交通流自组织机理与关联设计参数优化(编号:51878236)”内容展开,主要研究内容如下:以立交间距、预告标志设置方式、分合流形式作为实验影响因素,设计了驾驶模拟仿真场景。通过高仿真驾驶模拟器设备,建立典型连续互通立交场景,在社会上招募符合要求的驾驶员进行驾驶模拟实验。同时通过实验获取了驾驶员的驾驶行为数据、眼动数据和心电数据,利用描述性统计、方差分析、多重比较检验、独立T检验、偏相关分析等方法对驾驶员在连续互通立交环境下驾驶行为进行分析,重点探究了不同立交间距下关联影响区的驾驶行为特征机理以及连续互通立交预告标志不同前置距离下的驾驶行为特征机理。在此基础上,构建了基于灰色近优的连续互通立交预告标志不同设置方式有效性的评价方法,进而提出了基于不同立交间距的预告标志设施的设置方法。对驾驶员在不同立交间距下的驾驶行为研究结果表明,小间距立交下驾驶员速度显著较低,加速度显著较高,油门踏板和刹车踏板的功效都较低,驾驶员瞳孔直径显著较大,持续注视时间显著较小。不同预告标志设置方式下驾驶行为分析结果表明,在不设置预告标志情况下,驾驶员速度显著较小,速度波动大,换道期间行驶距离长且波动大,不同预告标志前置距离下驾驶员车辆运行参数、车辆操纵行为、心电参数和眼动参数都有显著差异。灰色近优评价方法结果显示,基于我国城市互通立交间距设置标准,不设置预告标志和设置500m预告标志评分都最低;在匝道分流和主线分流情况下,分别设置300和200m预告标志效用最高;200m预告标志设置在中等间距立交时效用较高,300m预告标志设置在大间距立交时效用较高,400m预告标志设置在各立交上的效用整体水平较高。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U491
【图文】：

技术路线图,驾驶员,驾驶行为,换道

（1）连续互通立交关联影响区域驾驶行为分析：利用驾驶模拟器仿真平台探究驾驶员在不同分合流形式和立交间距下的驾驶行为，如速度、加速度、行驶功效等。同时，针对驾驶员的眼动和心电特性进行研究，探究分合流形式和立交间距对驾驶员生理特性的影响。（2）连续互通立交环境下入口预告标志影响分析：在预告标志上多个立交相关指路信息的影响下，分析驾驶员在关联影响区域的驾驶特性。对驾驶员在不同预告标志前置距离下的驾驶行为进行分析。另外，探究驾驶员换道行为在不同立交间距和不同预告标志前置距离的差异性，如换道位置、换道距离、方向盘转角、转向灯行为等。通过眼动仪和生理仪对驾驶员在不同预告标志影响下的生理特性差异进行研究。（3）交通设施效用评估及优化：根据前两章的分析选择受预告标志设置方式显著影响的参数作为评价变量，通过灰色近优评价方法对不同预告标志设置方式进行综合评价及优化。1.4.2 技术路线

示意图,实验场,道路,示意图

Tab 2.1 Minimum spacing standard of interchange in China主线计算车速（km/h） 80 60 50 40最小间距（m） 1000 900 800 7002 实验场景构建（1）连续互通立交场景搭建本实验场景构建按照《城市道路工程设计规范》[6]，《JTGTD21--2014 公叉设计细则》[37]等相关规范。实验路段由城市主干道路段、立交主线段、立交连接段组成。城市主干道路段、立交主线段和立交连接段都是双向每车道 3.75m，限速 80km/h，匝道单向 2 车道，每车道 3.75m，限速 40km主线段全长 2.1km，上坡和下坡均为 4%。立交连接段长度根据每组实验计算得到，城市主干道路段和立交连接段两侧设有树木和护栏，立交主线分隔带和护栏，两侧设有建筑物，见图 2.1。为模拟真实情况下的分合流中加载背景车辆，交通流量为 1000veh/h。

示意图,标志牌,互通立交,示意图

第二章连续互通立交驾驶模拟实验设计和路况而影响实验结果，本实验场景所选快速路、立交和城市道路均取名自外地。预告标志包含了驾驶员将要遇到的两座立交的信息，但是实验人员会在实验前告知驾驶员正确的目的地，即其中一座立交。标志牌设置示意图如图 2. 1 所示。

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