基于信息融合的认知次任务驾驶安全性评价研究

发布时间：2020-05-12 00:24

【摘要】：交通安全一直是当今社会最为严峻的问题之一。据统计,由驾驶人在驾驶过程中主动进行次任务行为而引发交通事故的比例一直高居不下,成为交通事故发生的主要诱因。且国内外目前针对次任务驾驶行为安全性方面的研究尚不成熟,研究内容也较为分散。为此,本文将以认知次任务驾驶安全性为研究对象,结合驾驶人生理特征和车辆操纵及运行状态表征参数,以准确有效的评价认知次任务驾驶安全性等级为目标,以探索不同驾驶过程中各表征参数的变化规律为主线,着重对认知次任务驾驶安全性的评价指标和评价模型展开研究。研究成果可为驾驶行为研究、车辆保险费率厘定、主动安全技术开发等提供技术支撑,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文的具体研究内容如下:(1)对国内外关于次任务驾驶行为方面的研究进行了深入调研分析,针对目前研究现状的不足,确定了将驾驶人生理特征和车辆操纵及运行状态相融合的次任务驾驶安全性评价方法。(2)设计了认知次任务驾驶安全性研究的试验方案,搭建了试验平台,进行了驾驶模拟试验,采集了驾驶人在不同驾驶过程中的生理特征数据和车辆操纵及运行状态数据,并对试验数据进行了处理。(3)从脑电和心电两个方面入手,对认知次任务驾驶过程中驾驶人生理特征进行了重点研究。统计分析了脑电波功率谱比值θ/α、心率、心率增长率、RR间期标准差、低频与高频功率之比的变化规律;采用曼-惠特尼检验方法对不同认知次任务驾驶过程中的脑电和心电参数进行了差异显著性检验;确定了脑电波功率谱比值θ/α、心率增长率、低频与高频功率之比可作为认知次任务驾驶驾驶人生理负荷安全性的评价指标。(4)从车辆运行状态和驾驶人操纵行为两个方面入手,对认知次任务驾驶过程中车辆操纵及运行状态进行了重点研究。统计分析了纵向速度均值、纵向速度标准差、纵向加速度标准差、侧向加速度标准差、方向盘转角标准差、方向盘熵率值的变化规律;采用曼-惠特尼检验方法对不同认知次任务驾驶过程中的车辆操纵及运行状态参数进行了差异显著性检验;确定了纵向速度标准差、方向盘转角标准差、方向盘熵率值可作为认知次任务驾驶车辆操纵及运行状态安全性的评价指标。(5)应用基于层次分析法的模糊综合评价方法建立了认知次任务驾驶安全性评价模型。分析了驾驶人生理特征和车辆操纵及运行状态各评价指标间的相关性,构建了认知次任务驾驶安全性评价指标体系,建立了评价因素集和评语集,对各评价指标进行了标准化处理,并选用改进的层次分析法确定了评价指标权重,利用正弦函数确定了模糊判断矩阵,最后对权重向量和模糊判断矩阵进行了模糊合成运算,并根据最大隶属度原则评判出不同类型认知次任务驾驶安全性等级,同时基于试验数据对评价模型进行了验证。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U492.84

【参考文献】