基于驾驶员自然引导的双车道公路几何线形安全性研究

发布时间：2017-07-01 06:18

  本文关键词：基于驾驶员自然引导的双车道公路几何线形安全性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：双车道公路在我国路网中占有比例较大,其复杂的线形及交通组成增大了道路环境的信息量和驾驶员接收信息的难度,进而增加驾驶员的视觉负荷,对交通安全带来严重影响。从驾驶员视觉特性及心理需求出发,分析双车道公路不同道路环境条件对驾驶员视觉的影响,研究不同线形设计参数与驾驶员视觉负荷的规律,对提高双车道公路交通安全水平具有重要的意义。首先,从双车道公路几何线形特征及驾驶员视觉特征出发,分析了双车道公路几何线形条件、断面布置对驾驶员动态视觉特征及交通安全性的影响,设计了双车道路段驾驶员的眼动试验。其次,利用Smart Eye Pro 5.7型眼动仪及GNSS接收机进行双车道公路驾驶员眼动试验,记录了行驶过程驾驶员眼动参数,并以驾驶员瞳孔直径、注视时间百分比及扫视时间百分比确定出驾驶员视觉负荷较大的敏感路段,进而分析敏感路段驾驶员瞳孔直径、注视时间百分比、视角离散系数及注视点位置的变化特征。然后,通过主成分分析法确定视觉负荷强度计算式,分析视觉负荷强度与双车道公路平纵断面参数的关系:视觉负荷强度值随直线段长度的增加而减小;F值随圆曲线半径的增大呈递减趋势;CCR值小于0.5°/m的视觉负荷值较低且趋于平稳;F值随下坡坡度、直坡度及弯坡段的增大而增加;上坡坡度、缓和曲线长度及坡长对驾驶员视觉影响规律不显著;断面景观环境由于遮挡视距会对驾驶员视觉产生影响,计算会车视距绘制视距包络线,对于遮挡视距部分应清除植被至开挖线高度。第三,选用负荷度表征驾驶员接受与处理道路信息的能力,分析道路环境复杂度对驾驶员负荷度的影响,确定负荷度的限制值为10;选定信息处理时间为评价道路线形自然引导性优良的指标,确定评价标准并提出相应的改善措施。最后,由模型选取适宜的双车道公路几何线形参数,开展双车道公路仿真试验。对比相同设计参数下试验路段与仿真试验路段瞳孔直径的变化趋势,确定仿真试验数据的可利用性;进一步对比分析仿真试验路段及仿真优化路段驾驶员瞳孔直径大小、注视时间百分比、水平视角离散程度,验证优化设计指标的可行性。
【关键词】：双车道公路 几何线形 驾驶员视觉特征 视觉负荷强度 仿真优化
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U412.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究概况11-13
• 1.2.1 国外研究概况11-12
• 1.2.2 国内研究概况12-13
• 1.3 研究目的和意义13-14
• 1.4 研究主要内容14
• 1.5 研究技术路线14-16
• 第二章 双车道公路几何线形对驾驶员视觉影响及交通安全分析16-30
• 2.1 驾驶员视觉基本理论16-19
• 2.1.1 人眼视觉形成理论16-17
• 2.1.2 驾驶员视觉特性17-19
• 2.2 驾驶员眼动理论19-21
• 2.2.1 眼动基本形式19-20
• 2.2.2 眼动基本参数20-21
• 2.3 公路条件对动态视觉影响特征21-24
• 2.3.1 驾驶员视觉变化21-23
• 2.3.2 驾驶员动态视觉影响因素23-24
• 2.4 双车道公路的交通安全性影响分析24-28
• 2.4.1 平面线形对交通安全的影响24-25
• 2.4.2 纵断面线形对交通安全的影响25-27
• 2.4.3 断面环境对交通安全的影响27-28
• 2.4.4 标志标线对交通安全的影响28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 双车道公路驾驶员实车试验设计30-39
• 3.1 双车道公路几何线形恢复方法30-33
• 3.1.1GPS定位原理30
• 3.1.2GPS恢复道路几何线形原理30-33
• 3.2 双车道公路驾驶员实车试验方案33-36
• 3.2.1 试验目的33
• 3.2.2 试验设备33
• 3.2.3 试验路段介绍33-34
• 3.2.4 试验准备34
• 3.2.5 试验流程34-36
• 3.3 试验数据采集及筛选36-39
• 3.3.1 数据采集36
• 3.3.2 数据剔除36-39
• 第四章 双车道公路驾驶员视觉特性分析39-57
• 4.1 数据分析方法39-40
• 4.1.1 Kolmogorov-Smirnov正态性检验39
• 4.1.2 单因素方差分析39-40
• 4.2 基于驾驶员动态视觉特性双车道公路敏感路段确定40-43
• 4.2.1 双车道公路驾驶员瞳孔直径分析40-41
• 4.2.2 双车道公路驾驶员注视时间分析41-42
• 4.2.3 双车道公路驾驶员扫视时间分析42-43
• 4.2.4 双车道公路敏感路段的确定方法43
• 4.3 双车道公路敏感路段驾驶员视觉特性分析43-56
• 4.3.1 驾驶员瞳孔直径分析44-48
• 4.3.2 驾驶员注视时间分析48-50
• 4.3.3 驾驶员注视角度分析50-54
• 4.3.4 驾驶员注视点分析54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 基于驾驶员视觉的双车道公路几何线形分析57-87
• 5.1 视觉负荷强度确定57-61
• 5.1.1 主成分分析原理57-58
• 5.1.2 主成分分析计算步骤58-59
• 5.1.3 视觉负荷强度59-61
• 5.2 基于视觉负荷强度的双车道公路几何线形分析61-71
• 5.2.1 双车道公路平面线形对驾驶员视觉的影响61-65
• 5.2.2 双车道公路纵面线形对驾驶员视觉的影响65-67
• 5.2.3 双车道公路平纵组合对驾驶员视觉的影响67-69
• 5.2.4 双车道公路几何断面布置分析69-71
• 5.3 基于驾驶员视觉负荷的双车道公路线形安全性研究71-78
• 5.3.1 驾驶员信息接受与处理能力分析71-72
• 5.3.2 基于驾驶员视觉负荷的线形安全性评价指标72-73
• 5.3.3 几何线形安全性评价73-74
• 5.3.4 几何线形改善技术研究74-78
• 5.4 基于UC-win/Road的双车道公路几何线形仿真试验78-86
• 5.4.1 仿真模型建立78-81
• 5.4.2 仿真模型运用81-82
• 5.4.3 仿真结果分析82-86
• 5.5 本章小节86-87
• 第六章 结论与展望87-90
• 6.1 研究成果与结论87-89
• 6.2 研究展望89-90
• 致谢90-92
• 参考文献92-94
• 研究生期间发表论文及参加科研项目94

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