發(fā)布時(shí)間：2020-11-17 21:04

　　 由于公路隧道的特殊幾何構(gòu)造和行車環(huán)境,駕駛?cè)瞬倏剀囕v通過隧道出入口段的明、暗適應(yīng)過程,均會(huì)使生理心理行為發(fā)生變化。基于“感知-認(rèn)知-反應(yīng)”過程,其變化進(jìn)而影響車輛操作,最終表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)行車風(fēng)險(xiǎn)增加,發(fā)生事故的幾率增大。人為風(fēng)險(xiǎn)因素可成為造成交通事故主要和直接的原因,而來(lái)自于駕駛?cè)说娘L(fēng)險(xiǎn)因素由其個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)特質(zhì)和風(fēng)險(xiǎn)駕駛狀態(tài)構(gòu)成。因此,如何通過測(cè)量駕駛?cè)瞬倏剀囕v通過特殊路段的生理指標(biāo)與行為指標(biāo)參數(shù),實(shí)時(shí)、連續(xù)、全面地揭示駕駛過程中的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài),對(duì)于駕駛行為干預(yù)、駕駛輔助系統(tǒng)開發(fā)、特殊路段線形設(shè)計(jì)與安全設(shè)施布置等具有重要的應(yīng)用價(jià)值。在不考慮疲勞、酗酒駕駛等特殊情況下,駕駛?cè)孙L(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)包括其生理心理負(fù)荷狀態(tài)和行為風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。本文旨在研究基于生理與行為指標(biāo)的高速公路特長(zhǎng)隧道環(huán)境駕駛?cè)孙L(fēng)險(xiǎn)特性,具體包括駕駛?cè)藢?shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)的分析和風(fēng)險(xiǎn)屬性辨別方法,并考慮了駕駛經(jīng)驗(yàn)變量(對(duì)道路環(huán)境的熟悉程度)對(duì)指標(biāo)特性和模型結(jié)果影響的差異性。選取30名駕駛?cè)藰颖?15名熟練駕駛?cè)撕?5名非熟練駕駛?cè)?,進(jìn)行典型隧道環(huán)境實(shí)車試驗(yàn)。提取兩類駕駛?cè)瞬倏剀囕v通過特長(zhǎng)隧道路段和山區(qū)高速公路路段的生理與車速控制行為指標(biāo)變化情況,采用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)比駕駛經(jīng)驗(yàn)與不同路段指標(biāo)影響的差異性;以心率和心率變異性時(shí)域指標(biāo)為表征參數(shù),使用主成分分析與探索性因子分析方法,構(gòu)建駕駛?cè)诵睦碡?fù)荷量化模型,并以心率變異性指標(biāo)頻域分析結(jié)果驗(yàn)證模型準(zhǔn)確性;在車速分析基礎(chǔ)上,結(jié)合主觀預(yù)期車速和車路客觀環(huán)境的安全車速,提出基于安全車速差的駕駛?cè)塑囁倏刂菩袨轱L(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法;通過主成分分析,構(gòu)建駕駛?cè)司C合風(fēng)險(xiǎn)量化模型,并選用K均值聚類分析,對(duì)駕駛?cè)孙L(fēng)險(xiǎn)屬性進(jìn)行辨識(shí),分析對(duì)比不同風(fēng)險(xiǎn)屬性駕駛?cè)司C合風(fēng)險(xiǎn)變化特性,運(yùn)用C4.5決策樹分類算法,構(gòu)建兩種風(fēng)險(xiǎn)屬性駕駛?cè)藛我蛔兓笜?biāo)判別模型;分別以心理負(fù)荷數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)車速值作為輸入和輸出變量,采用自主神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)方法,建立基于風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)機(jī)的駕駛?cè)塑囁贂r(shí)間序列預(yù)測(cè)模型;最后,通過分析眼動(dòng)指標(biāo)(包括注視指標(biāo)、掃視指標(biāo)和眨眼指標(biāo))變化特性,完善視覺負(fù)荷內(nèi)容,并進(jìn)一步對(duì)比心理負(fù)荷模型結(jié)果,通過注視點(diǎn)坐標(biāo)動(dòng)態(tài)聚類,劃分駕駛?cè)艘曈X興趣區(qū)域?yàn)?類,統(tǒng)計(jì)不同區(qū)域內(nèi)駕駛?cè)俗⒁朁c(diǎn)分布比例,運(yùn)用馬爾可夫鏈,計(jì)算駕駛?cè)瞬煌⒁晠^(qū)域的一步轉(zhuǎn)移概率和平穩(wěn)分布概率,研究駕駛?cè)嗽谒淼拉h(huán)境注意力空間分配及注視轉(zhuǎn)移特性。結(jié)果表明,熟練駕駛?cè)伺c非熟練駕駛?cè)司诰嚯x隧道入口較遠(yuǎn)處心理負(fù)荷較大,而在距離隧道出口較近時(shí)心理負(fù)荷也較大。駕駛?cè)巳羰煜さ缆窏l件,可在一定程度上減小心理負(fù)荷,并可加快駕駛?cè)嗽谔亻L(zhǎng)隧道出入口段生理心理反應(yīng)的順適過程。相對(duì)于暗適應(yīng),明適應(yīng)過程對(duì)駕駛?cè)诵睦碡?fù)荷和車速的影響范圍更小。在隧道路段,平均心理負(fù)荷大小依次為入口段、出口段、行車段。相對(duì)于熟練駕駛?cè)?非熟練駕駛?cè)嗽谔亻L(zhǎng)隧道和山區(qū)高速公路路段的過渡段(短暫連接段),其生理心理和車速控制行為順適過渡反應(yīng)并不理想,表現(xiàn)為視覺負(fù)荷較大,且車速控制行為風(fēng)險(xiǎn)值較大。在隧道環(huán)境駕駛,相對(duì)于非熟練駕駛?cè)?熟練駕駛?cè)烁?xí)慣于觀察較遠(yuǎn)處的交通狀況,具有較好的注意前瞻性。無(wú)論是在隧道路段還是山區(qū)高速公路路段,駕駛?cè)诵枰貜?fù)注視某些視覺興趣區(qū)域才能提取足夠的信息,且當(dāng)行車環(huán)境復(fù)雜度增加或駕駛經(jīng)驗(yàn)不足時(shí),對(duì)目標(biāo)區(qū)域的重復(fù)注視概率會(huì)增加。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U491.254
【部分圖文】：

公路隧道建設(shè)數(shù)量與里程快速增加，出入口段交通事故多發(fā)，對(duì)題的深入研究與推動(dòng)顯得尤為迫切。社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民交通需求逐年增加，全國(guó)高速公路建設(shè)里進(jìn)一步得到完善。根據(jù)交通運(yùn)輸部公開數(shù)據(jù)，在 2006 年至 201速公路建設(shè)里程已由 4.53 萬(wàn)公里增加至 13.1 萬(wàn)公里，增量近兩倍道具有縮短行車?yán)锍�、提高線形標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已可替代的結(jié)構(gòu)物，建設(shè)數(shù)量與里程的增加速度正在逐年攀升。據(jù)交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》顯示，截至 2016 年底，全國(guó)公路建 7 倍，里程增加超 7 倍；特長(zhǎng)隧道數(shù)量增加超過 15 倍，建設(shè)里程建設(shè)總數(shù)增加 3 倍，建設(shè)里程增加超 6 倍，具體增長(zhǎng)情況如圖 1.里程的增加，尤其是特長(zhǎng)隧道的快速發(fā)展，標(biāo)志著我國(guó)高速公路建

圖 1.2 2006-2016 年全國(guó)公路隧道建設(shè)數(shù)量與里程公路隧道的快速發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)，也使得交通安全問題變得愈加顯著。尤其是在典型的山區(qū)公路隧道環(huán)境中，所造成的交通事故不僅數(shù)量眾多，同時(shí)，由于隧道環(huán)境的限制，救援的難度進(jìn)一步加劇了事故的后果。隧道不同區(qū)段事故數(shù)量分布與事故形態(tài)分布如圖 1.3 所示。從隧道不同區(qū)段事故分布來(lái)看，通過對(duì) 433 起隧道交通事故按照所處地理位置的統(tǒng)計(jì)結(jié)果[1]表明，隧道進(jìn)、出口段交通事故分布最多，分別占事故總數(shù)的 28%和 34%；從事故形態(tài)來(lái)看，隧道區(qū)段的追尾相撞事故突出，占事故總數(shù)的 55%。從事故發(fā)生機(jī)理的角度來(lái)看，駕駛?cè)诵袨槌蔀榻煌ㄊ鹿拾l(fā)生的主要和直接的原因[2]。而駕駛?cè)诵袨�，則源于更深層次的生理和心理機(jī)制。由于公路隧道的特殊幾何構(gòu)造和行駛環(huán)境，車輛在多種條件限制的環(huán)境下運(yùn)行，駕駛?cè)瞬倏剀囕v通過隧道進(jìn)、出口段時(shí)的明暗適應(yīng)過程，均會(huì)使駕駛?cè)松硇睦硇袨榘l(fā)生變化，基于“感知-認(rèn)知-反應(yīng)”過程，其變化進(jìn)而影響車輛操作，甚至出現(xiàn)車輛失控現(xiàn)象。

圖 1.2 2006-2016 年全國(guó)公路隧道建設(shè)數(shù)量與里程公路隧道的快速發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)，也使得交通安全問題變得愈加顯著。尤其是在典型的山區(qū)公路隧道環(huán)境中，所造成的交通事故不僅數(shù)量眾多，同時(shí)，由于隧道環(huán)境的限制，救援的難度進(jìn)一步加劇了事故的后果。隧道不同區(qū)段事故數(shù)量分布與事故形態(tài)分布如圖 1.3 所示。從隧道不同區(qū)段事故分布來(lái)看，通過對(duì) 433 起隧道交通事故按照所處地理位置的統(tǒng)計(jì)結(jié)果[1]表明，隧道進(jìn)、出口段交通事故分布最多，分別占事故總數(shù)的 28%和 34%；從事故形態(tài)來(lái)看，隧道區(qū)段的追尾相撞事故突出，占事故總數(shù)的 55%。從事故發(fā)生機(jī)理的角度來(lái)看，駕駛?cè)诵袨槌蔀榻煌ㄊ鹿拾l(fā)生的主要和直接的原因[2]。而駕駛?cè)诵袨�，則源于更深層次的生理和心理機(jī)制。由于公路隧道的特殊幾何構(gòu)造和行駛環(huán)境，車輛在多種條件限制的環(huán)境下運(yùn)行，駕駛?cè)瞬倏剀囕v通過隧道進(jìn)、出口段時(shí)的明暗適應(yīng)過程，均會(huì)使駕駛?cè)松硇睦硇袨榘l(fā)生變化，基于“感知-認(rèn)知-反應(yīng)”過程，其變化進(jìn)而影響車輛操作，甚至出現(xiàn)車輛失控現(xiàn)象。
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本文編號(hào)：2887914