驾驶员视觉特性与山区高速公路长大纵坡线形指标关系研究

摘要

山区高速公路长大纵坡线形指标的研究，对长大纵坡的设计和交通安全改善有重要意义。在以往关于线形指标的研究中，多以汽车的动力性能为标准，而缺少对人的因素的考虑，特别是对道路安全有着重要意义的驾驶员的考虑。本文提出基于驾驶员视觉特性，注重以人为本的理念，选择视觉指标，应用先进的测量技术和测试仪器以及工程数学方面的理论方法，进行实车试验，并对试验数据进行定性和定量分析，得到定性和定量的道路线形指标的确定方法。 首先，根据视觉特性，确定与道路线形有关的视觉指标，这里选取了三个指标，视觉轨迹，瞳孔面积变化率和眼闪次数与注视次数比。然后，根据研究目的设计试验，研究驾驶员的视觉规律。在驾驶模拟舱模拟现实道路条件下，设计试验，同步采集山区高速公路长大纵坡段的驾驶员视点运动轨迹、眼动、行车速度、线形指标等数据。最后，将每一个指标单独作为一个章节进行研究，并且每一视觉指标与道路线形指标的关系分析都分两部分进行：一是不同半径平曲线的驾驶员视觉特性分析，分析平曲线半径对驾驶员视觉特性的影响：二是陡坡与缓坡段的视觉特性分析，主要分析陡坡、缓坡在驾驶过程中对视觉特性的影响。 论文研究得到了如下结论：汽车在长大纵坡上运行时视点运动轨迹规律和频率F(V)阈值为2.2次/百米；研究驾驶员瞳孔面积变化率与道路线形指标之间的关系，并提出以瞳孔面积变化率值6.0和25.0作为判别道路线形指标合理性的判断标准；研究眼闪次数和注视次数与道路线形指标之间的关系，并确定眼闪次数与注视次数比值的阈值0.20。综合以上三个指标，得到论文所选组合段的平曲线最小半径为460m。

目录

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论文说明:图表目录

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第1章绪论

1.1课题背景

1.1.1我国道路交通安全形势

1.1.2山区长大连续纵坡的安全形势

1.1.3山区长大连续纵坡形线形设计存在问题

1.2论文研究的目的和意义

1.2.1论文研究的目的

1.2.2论文研究的意义

1.3国内外研究现状及评述

1.3.1视觉特性与线形关系的国内外研究现状

1.3.2空白点及突破方向

1.4研究目标、内容与技术路线

1.4.1研究目标

1.4.2研究内容

1.4.3技术路线

1.5本章小结

第2章视觉特性与线形指标

2.1视觉在道路线形与交通事故关系中的位置分析

2.2视觉特性分析

2.2.1 眼动的基本形式

2.2.2视觉试验主要指标

2.3基于视觉特性的道路线形指标的确定方法

2.3.1视觉指标的选取

2.3.2道路线形指标的确定方法

2.4本章小结

第3章试验过程及数据的采集

3.1试验设计

3.1.1试验方案

3.1.2试验条件

3.2试验步骤

3.3试验数据的采集

3.3.1眼动仪数据采集

3.3.2驾驶模拟舱数据采集

3.4试验数据的处理

3.4.1术语名词的定义

3.4.2眼动仪数据处理

3.4.3驾驶模拟舱数据处理

3.5本章小结

第4章视点运动轨迹规律研究

4.1长大下坡视点轨迹规律研究的目的

4.2眼动的基本规律

4.3视点的运动规律

4.3.1平曲线的视点运动

4.3.2陡坡与缓坡的视点运动

4.4本章小结

第5章瞳孔变化与线形组合的关系研究

5.1瞳孔大小变化与驾驶员驾驶操作负荷关系

5.1.1试验方法

5.1.2结果分析

5.2瞳孔大小变化与道路线形组合的关系

5.2.1平曲线半径对瞳孔大小的影响分析

5.2.2陡、缓坡对瞳孔大小的影响分析

5.3瞳孔变化率阈值的确定

5.3.1 Cooper-Harper分级法

5.3.2 85％位法

5.4本章小结

第6章眼闪次数和注视次数与线形组合的关系研究

6.1研究内容及指标确定

6.2眼闪次数与注视次数比和道路线形组合的关系

6.2.1平曲线半径对驾驶员眼闪次数与注视次数比的影响

6.2.2陡、缓坡对驾驶员眼闪次数与注视次数比的影响

6.3眼闪次数与注视次数比与线形指标的关系

6.3.1眼闪次数与注视次数比与平曲线半径关系建模

6.3.2眼闪次数与注视次数比的阈值确定

6.4本章小结

结论与展望

参考文献

致谢