次任务驾驶安全性评价指标及评价模型研究

发布时间：2021-04-01 13:40

道路交通事故已成为重大的社会和经济问题据统计，25%~50%的道路交通事故因驾驶人注意力分散引起，而在注意力分散引起的交通事故中，由驾驶人主动参与次任务行为引起事故的比例高达36.4%，成为导致道路交通事故的重要原因但由于驾驶行为分析技术手段和理论工具的缺乏，目前国内外针对次任务驾驶安全性的研究尚不成熟，内容也较为分散为此，本文将以次任务驾驶安全性为研究对象，综合考虑次任务类型影响因素，融合驾驶人视觉行为和车辆运行状态信息，以准确评价次任务驾驶安全性为目标，以寻求不同驾驶过程中各参数的变化规律为研究主线，对次任务驾驶安全性评价指标及评价模型进行深入研究研究成果将为驾驶安全研究提供科学的理论依据和技术支持，并具有重要的理论意义和实际应用价值具体研究内容如下： 1.综述国内外次任务驾驶安全研究进展从次任务类型次任务驾驶对不同表征参数的影响次任务驾驶模型和次任务驾驶行为研究方法四个方面对次任务驾驶安全研究现状进行详细介绍基于现状分析，发现目前国内外研究存在的问题，并针对评价参数系统性差视觉行为研究不完善及评价体系缺乏等不足开展进一步的研究工作 2.驾驶行为信息采集方案设计与技术实现为准确分析次任务驾驶安全性，本文提出采用视觉行为和车辆运行状态参数相结合的次任务驾驶安全性评价指标体系，并基于驾驶行为影响因素及选择原则分析，对驾驶实验人员构成实验道路环境次任务类型及操作方式等进行选择设计通过集成Smarteye眼动仪驾驶模拟器等设备，搭建驾驶行为信息采集系统，同时研究视觉行为与车辆运行状态参数采集的时间一致性，解决数据流同步问题对数据提取方式异常数据剔除和数据分析方法进行设计，为后续研究奠定基础 3.驾驶人视觉行为分析系统分析视觉行为表现形式，结合眼动仪采样频率确定注视行为与扫视行为的区分标准比较研究驾驶人注视区域划分方法，立足于本实验特点，提出一种基于驾驶人特性的注视区域划分方法利用方差分析法，分别从注视行为扫视行为及眨眼行为三个角度，重点解析不同驾驶状态及不同次任务类型下的驾驶人视觉行为变化规律，提取受次任务影响显著的参数，并确定出次任务驾驶视觉行为安全性评价指标 4.车辆运行状态参数分析从车辆纵向和横向运行入手，对车辆运行状态参数进行细化分析，重点研究次任务驾驶对速度均值速度标准差加速度标准差方向盘转角及方向盘转角熵值的影响，并利用方差分析法对不同驾驶条件下的车辆运行状态参数差异显著性进行分析，进而确定出次任务驾驶车辆运行状态安全性评价指标 5.次任务驾驶安全性评价模型构建方法研究针对次任务驾驶安全性评价目标评价对象及关系，对比指标权重确定方法，提出利用模糊网络分析法建立次任务驾驶安全性评价模型，并对模糊网络分析法基本原理评价体系构建权重求取过程等理论和方法进行梳理 6.次任务驾驶安全性评价模型建立基于Pearson相关系数分析方法，分析次任务驾驶视觉安全和车辆运行状态安全评价指标间的相关性，构建次任务驾驶安全性评价指标体系对指标类型一致化指标无量纲化处理驾驶安全评语集建立及指标权重求取方法等进行深入研究，建立评价指标的单因素模糊判断矩阵，确定出评价指标权重向量，，通过模型求解并结合最大隶属度原则判断不同驾驶过程中的驾驶安全性等级，最终实现次任务驾驶安全性评价模型构建 7.次任务驾驶安全性评价模型适用性研究利用次任务驾驶安全性评价模型对次任务驾驶实验数据进行分析处理，从驾驶类型次任务类型和驾驶经验等方面分析次任务驾驶对驾驶安全性的影响，验证次任务驾驶安全性评价模型的适用性
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U491.3;U491.254

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第1章绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.2.3 次任务驾驶行为研究方法

1.2.4 目前研究存在的问题

1.3 论文研究工作

1.3.1 研究目的与意义

1.3.2 研究内容及技术路线

第2章实验方案设计与实现

2.1 驾驶行为影响因素及选择原则

2.2 实验对象

2.3 实验设备

2.3.1 驾驶人视觉行为与驾驶环境信息采集系统

2.3.2 车辆运行状态信息采集系统

2.3.3 驾驶人视觉行为与车辆运行状态信息采集同步实现

2.3.4 次任务设备的选取与任务设计

2.3.5 实验道路环境开发

2.4 实验过程设计

2.5 表征参数选取

2.6 数据处理

2.6.1 次任务驾驶过程数据提取

2.6.2 异常数据剔除

2.6.3 数据分析

2.7 本章小结

第3章驾驶人视觉行为分析

3.1 驾驶人视觉行为

3.1.1 眼动基本形式

3.1.2 注视与扫视行为区分标准

3.2 驾驶人注视区域划分

3.2.1 驾驶人注视区域划分方法研究现状

3.2.2 基于驾驶人特性的注视区域划分方法

3.3 次任务驾驶过程中的眼动行为分析

3.3.1 注视行为

3.3.2 扫视行为

3.3.3 眨眼行为

3.4 次任务驾驶对驾驶人视觉行为影响综合分析

3.5 本章小结

第4章车辆运行状态分析

4.1 车辆纵向运行状态

4.1.1 纵向速度均值

4.1.2 纵向速度标准差

4.1.3 纵向加速度标准差

4.2 车辆横向运行状态

4.2.1 方向盘转角标准差

4.2.2 方向盘转角熵值

4.2.3 横向加速度标准差

4.3 次任务驾驶对车辆运行状态影响综合分析

4.4 本章小结

第5章次任务驾驶安全性评价模型研究

5.1 次任务驾驶安全性评价目标

5.2 次任务驾驶安全性评价方法

5.2.1 次任务驾驶安全性评价对象及关系分析

5.2.2 评价方法研究现状

5.2.3 次任务驾驶安全性评价方法选择

5.3 次任务驾驶安全性评价模型构建

5.3.1 次任务驾驶安全性评价指标体系构建

5.3.2 次任务驾驶安全性评价因素集与评语集的确定

5.3.3 基于模糊网络分析法的指标权重求取

5.3.4 确定评价结果

5.3.5 评价等级划分

5.4 次任务驾驶安全性评价模型应用研究

5.4.1 实验验证

5.4.2 评价结果分析

5.5 本章小结

第6章总结与展望

6.1 工作总结

6.2 创新成果

6.3 研究展望

参考文献

作者简介及攻读博士学位期间所取得的科研成果

致谢

附录

【参考文献】