高速公路涉路拼宽施工对驾驶员心率增长率的影响

文中以浙江甬台温高速温州东—塘下段拼宽涉路工程为依托开展实车试验.利用Physiolab无线心理仪采集驾驶员心生理数据,研究驾驶员心率增长率指标变化特征.结果表明:涉路工程作业区路段比一般路段的驾驶员心率增长率均值和变化区间长度分别提高了16.34%、20%,并基于突变理论得到心率增长率安全水平阈值为35%,由此确定基于驾驶员心生理影响的涉路施工作业区风险路段.为驶入涉路工程作业区路段前200 m和驶出作业区后120 m.通过对涉路工程作业区六个区段的驾驶员心率增长率均值和标准差进行分析比较发现驾驶员心率增长率在工作区、上游过渡区、以及警告区变化更明显,均值较安全水平阈值分别高出18.56%、4.81%、3.52%.

高海拔隧道入口照度对驾驶人心理状态的影响

为研究高海拔隧道入口段照度变化对驾驶人心理状态的影响,进行隧道实车试验。首先构建了低氧环境,然后利用照度计和生理仪采集照度、心率、呼吸频率等试验数据,依据照度对驾驶人生理的刺激程度将隧道入口段分为5个区段研究驾驶人的生理变化规律,通过生理变化来分析驾驶人的心理状态;应用单因素方差分析对不同区段生理指标数据作显著性检验,分别构建了照度与心率增长率和呼吸频率的关系模型。结果表明:隧道入口不同区段的心率增长率和呼吸频率具有显著差异,进入隧道洞口前100 m至洞口内100 m的范围内驾驶人心理紧张程度最强;心率增长率和呼吸频率随照度的增大出现先增加后减少的趋势,在隧道洞口附近两者均达到最大值;低氧环境下驾驶人的心理紧张感更为强烈;通过关系模型发现低氧环境下驾驶人心理紧张程度受照度的影响较大。

基于不同公路景观环境的驾驶员生理反应实验研究

公路环境直接或间接影响驾驶员反应。本文分析驾驶员不同景观路段心率、心率增长率变化特点并进行心率增长率与行驶时间、心率增长率与行驶速度的相关性分析,结果表明不同景观路段导致驾驶员在相同实验条件下的生理指标存在差异,即不能运用山区公路研究成果指导草原公路建设,应研究草原公路与驾驶员心理生理指标关系,从而完善适合草原公路设计的原则及方法。

前车突然切入时驾驶人应激生理特性研究

为研究前车突然切入对驾驶人生理负荷的影响,利用MP150生理监测系统对22名被试进行虚拟驾驶试验。采集记录前车突然切入时被试的生理参数。研究驾驶人心率增长率和心率变异性(HRV)指标与车速、应激距离之间的关系。结果表明:自车速度为100 km/h时,随着前车切入距离从55.6 m减小到27.8 m,被试的平均心率增长率从16.21%增大到23.27%,HRV参数低频(LF)值也呈现下降趋势。前车切入距离一定,随着自车车速从60 km/h增加到120 km/h,被试的平均心率增长率存在显著性差异,平均从13.05%上升到21.85%。差异性检验结果表明,前车切入距离和自车速度发生变化时驾驶人的生理负荷变化趋势一致,但自车速度因素对驾驶人生理负荷的影响程度高于切入距离因素。

高原公路纵坡路段驾驶员心率变化特性分析

为掌握高原公路纵坡路段驾驶员心率变化特征,使道路线形参数选择得更合理、更有利于安全行车,利用生物反馈仪在海拔3 000 m以上的高原公路进行驾驶员行车试验。通过定量分析,确定了高原公路纵坡路段影响驾驶员心率变化的主要因素,并分别建立驾驶员心率增长率与纵坡高程、坡度的关系模型,以及纵坡高程、坡度与心率增长率的二元回归模型。分析结果表明,驾驶员心率变化随海拔升高而增大,心率增长率约在海拔3 600 m后呈加速增加趋势;驾驶员心率变化随道路纵坡度增大而增大,上坡时(正)坡度、下坡时(负)坡度增加均会导致心率增长率增加;在海拔和坡度的共同作用下驾驶员心率变化更为明显,海拔越高、坡度越大,心率增长率越大。

连续长大下坡心率与线形指标关系模型

山区高速公路连续长大下坡路段受道路条件和不利气候条件影响,发生交通事故的可能性和严重程度均相对较高.本文以提升连续长大下坡路段交通安全水平为出发点,通过典型山区高速公路连续长大下坡路段实车试验,采集驾驶员生理指标数据,并以心率增长率作为表征驾驶员心理变化的指标,建立了驾驶员心率增长率与车辆驶离连续长大下坡路段起点的距离、车辆所在坡段的曲率和车辆运行速度的关系模型;提出了基于驾驶员心率指标的连续长大下坡路段路线安全性评价方法;建立了评价标准和评价流程.本文模型充分考虑了连续长大下坡路段道路环境和车辆行驶特征,可以为山区高速公路路线安全设计提供理论支撑.

驾驶员心率变化与高原公路平曲线关系的试验研究

驾驶员心理紧张度与行车安全有极大的关系,而心率变化是驾驶员紧张的直接反映。为获取驾驶员在高原公路上行车时的心率变化特性,利用生物反馈系统进行实地行车测试。在定量分析公路平曲线高程、平曲线半径、行车速度与驾驶员心率增长率之间关系的基础上,建立相关模型。结果表明,驾驶员在高原公路弯道行车时,心率变化受高原低氧环境和弯道大小的双重影响;平曲线高程越高,半径越小,驾驶员心理紧张度增加越明显,驾驶员行车安全受到的影响越大;行车速度对驾驶员心率变化的影响随着高程增加而减弱。

连续长坡路段驾驶员心率与平曲线半径关系研究

为研究公路连续长坡路段驾驶员心率与曲线半径的关系,提高行车安全,选取9名驾驶员进行实际道路试验。用多导生理记录仪采集驾驶员的心率数据,按上、下坡方向将试验路段的每个曲线划分为7个位置,分别对上、下坡方向每个位置驾驶员的心率增长率和曲线半径的关系进行回归分析,建立相应的模型,并对每个位置的模型进行分析,提出合理的曲线半径设置建议。综合上、下坡方向各位置的曲线半径研究结论提出合理的曲线半径取值建议,公路连续长坡路段曲线半径在r≥900 m和200 m≤r≤300 m内取值。

基于ECG指标的山区公路线形对驾驶员特性的影响研究

为获得山区道路纵坡路段线形对驾驶员特性的影响情况,利用数据采集(DAQ)卡和LabVIEW图形编程软件建立驾驶员心电(ECG)采集系统,结合生理学、医学心理学、工程心理学和人机工程学等方面理论方法和研究手段,建立驾驶员心率增长率与山路线形指标的回归模型。对驾驶员心率变异性(HRV)进行分析。结果表明:长大下坡路段坡度为3.5%左右时,驾驶员心率增长率超过40%,其心里最为紧张,而且HRV频域测量指标中的低频段功率值(LF)与高频段功率值(HF)之比(LF/HF)值在整个下坡过程中呈上升趋势,表明驾驶员交感神经活跃,易出现驾驶疲劳,对安全行车极为不利。

草原道路行车时驾驶员心电特性分析

以草原道路为研究对象,通过实车实驾试验,采集驾驶员心电指标数据,通过对心率增长率、心率变异指标LF/HF的分析,探讨草原道路行车时驾驶员的心理反应及变化差异。研究结果表明:合理的线形组合可以有效缓解由于草原道路线形单一给驾驶员带来的影响,年龄和驾龄的差异对草原道路上行车时驾驶员的心率变异也有一定影响。

基于驾驶员心率变化的隧道照明频闪频率的研究

在隧道光环境当中,隧道的照明频闪是一个十分重要的参数。本文从人的生理心理反应方面出发,通过记录驾驶员心率的变化,同时结合驾驶员生理方面的主观调查,得到隧道频闪参数的对于驾驶员心理生理的影响结果。

山地城市多车道交织区驾驶人心理负荷研究

为明确驾驶人在城市道路多车道交织区路段行驶时的减速行为特性及其与驾驶心理负荷间的相关性,开展实车试验,采集驾驶人心电信号和车辆运行参数等数据,将驾驶人按不同的换道状态分为2种类型,分析驾驶人心率变化特性与减速特征间的关系。研究结果表明:在交织区段内,非干扰状态下驾驶人心理负荷较干扰状态整体明显增大,但后者心理波动更频繁;女性驾驶人驶入交织区段时较男性驾驶人更易产生较大的心理负荷;在干扰与非干扰状态下,驾驶人心率增长率均表现出与最大减速度之间偏相关性较高,即最大减速度对驾驶人心率增长率的影响更大。

高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响

为研究高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响,共选定了32名被试驾驶人,包括7名外地驾驶员和25名本地驾驶员,在选定的试验路线上进行了实车试验。在晴天、雨天、雪天、雪天+大雾(能见度5 m)的4种不同天气状况下,选取心率变异性时域指标:相邻心跳间期之差的均方根值(root-mean-square of difference-value of adjacent R-R interval, RMSSD)、全部窦性心博R-R间期的标准差(standard deviation of R-R interval, SDNN)、相邻NN间期差值>50 ms的百分数(percentage of R-R intervals at least 50 ms different from the previous interval, PNN50)和心率增长率作为驾驶人工作负荷表征指标,研究在高原公路不同天气状况下被试驾驶人工作负荷变化规律。研究结果表明:高原公路不同天气状况对驾驶人的工作负荷有显著的影响,驾驶人工作负荷因天气条件的恶劣程度和海拔高度而增加,道路的天气状况、能见度及海拔高度的共同作用对驾驶员工作负荷影响最大。

双向四车道公路大货车弯道运行速度及驾驶员注视与心率特性研究

通过对大货车驾驶员注视及心率增长率参数和大货车运行速度进行检测,融合交通工程学和人因工程学的基础理论,与小客车对比分析,研究了双向四车道公路直线路段、圆曲线路段的大货车驾驶员注视分布和心率增长率变化规律。结果表明:道路直线段和圆曲线段大货车和小客车驾驶员注视点主要集中在视野中上偏右侧区域,直线段大货车驾驶员注视点分布相对于小客车偏右3.01°、偏下1.16°,圆曲线段大货车驾驶员注视点分布相对于小客车偏右4.78°、偏下0.21°,在圆曲线路段比在直线路段,大货车驾驶员相比小客车驾驶员更加关注视野中线右侧的道路环境;构建了道路圆曲线路段大货车和小客车运行速度模型及驾驶员心率增长率模型,通过与小客车的对比,分析了大货车运行速度、驾驶员心率增长率与道路圆曲线半径、纵坡坡度间的内在变化关系,并以大货车驾驶员心理紧张度作为约束条件,给出了道路圆曲线的一般最小半径。

驾驶员心率变化与改扩建道路弯坡比和行车速度差关系

驾驶员的心理紧张程度会直接影响到行车安全,为了研究改扩建道路线形和行车速度差对驾驶员心率变化的影响,采用定量分析的方法,建立相关性模型.结果表明,在改扩建道路中,驾驶员心率增长率与行车速度差成正相关性,当行车速度差达到28 km•h-1时,驾驶员处于紧张状态;驾驶员心率增长率与道路弯坡比成负相关性,弯坡比小于50 m·%-1时,驾驶员处于紧张状态.在施工路段中增加限速标志和减速设施,适当增大路段的曲线半径,可有效提高行车安全.

基于驾驶员生理负荷的高原公路转角值安全风险评价

为了解在高原公路上行车时平曲线转角值对驾驶员生理负荷的影响,选取国道314线海拔3000~4030 m区间段作为试验路段,选取心率增长率、脉搏血容(pulse blood volume,BVP)作为驾驶员生理变化的评价指标,并且通过MATLAB编程给心率增长率和脉搏血容分配系数,得到K作为驾驶员生理负荷的评价指标,通过实测数据的对比分析,定量分析心率增长率、BVP与K随平曲线转角值得变化规律,并建立回归模型。结果表明:心率增长率、BVP值和K值都与平曲线转角值存在较强的相关性,并且K值随平曲线转角值的增加而减小,尤其在转角值0°~10°内变化显著;在海拔与转角值的双重影响下,随着转角值越小,海拔越高,K值越大,驾驶员生理负荷越高,交通安全风险越高。

基于驾驶员心率的高速公路纵坡路段驾驶舒适度评价

为了量化分析高速公路纵坡路段的驾驶舒适度,进行实车试验,采集驾驶员心生理数据、道路参数以及车辆运行速度数据。运用傅里叶变换转化驾驶员心率随机信号来研究心率变化的规律。采用偏相关分析,确定上、下坡路段影响驾驶员心率增长率的显著性因素。以交通工程学、人因工程学和心理学为基础,探究坡度和速度差对驾驶员心率增长率的影响,构建了基于心率增长率阈值的驾驶舒适度评价模型。研究结果表明:坡度、速度差与驾驶员心率增长率显著相关,而坡长与驾驶员心率增长呈弱相关;上坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%~32%,坡度对驾驶舒适度影响较大;下坡路段行车时驾驶员心率增长率主要分布在15%~35%,速度差对驾驶舒适度影响较大。研究结果可为高速公路纵坡路段安全管理提供理论依据。

基于驾驶员心率变化的山区旅游公路线形安全性研究

为研究山区旅游公路密集复杂线形及突破规范极限值的部分线形带来的行车安全问题,选用多名驾驶员进行实车实验,采集行车过程中驾驶员的心率增长率N,路线线形指标(纵坡坡度i,圆曲线半径r)和运行速度v等数据,运用SPSS和Matlab软件分析i,r,v对心率增长率的影响规律,建立N(i),N(r),N(i,r,v)关系模型。实验结果表明,随着半径减小、纵坡增大,心率增长率整体上升,大部分心率增长率在25%~45%之间,且速度对心率增长率的影响高于半径和纵坡;建议山区旅游公路圆曲线极限最小半径≥20m,最大纵坡≤8.5%,圆曲线半径≤15m时,限速值不应超过20km/h。根据心率增长率及速度差等指标,提出敏感路段具有的特征,及敏感路段应采取的限速值和安全防护措施。

基于驾驶员心率和速度差的高速公路纵坡度研究

为减少高速公路纵坡路段的事故发生率,利用心生理检测仪采集驾驶员心率数据,使用V-Box采集道路高程和车辆实时速度数据,采用偏相关分析确定影响驾驶员心率增长率和速度差的显著性因素,分别构建驾驶员心率增长率和速度差与坡度之间的关系模型,通过心率增长率阈值和运行速度协调性,从驾驶舒适性角度确定安全坡度范围。研究结果表明:在纵坡路段行车时,驾驶员心率增长率随坡度增大而增加,速度差随坡度增大而增大,坡长与驾驶员心率增长率和速度差呈弱相关;设计车速为100 km/h的高速公路,上坡坡度应小于等于3.7%,下坡坡度应小于等于3.3%,因此建议纵坡坡度小于等于3.3%为宜。研究结果可为高速公路交通安全和人性化设计提供理论依据。

隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理特性研究

为提高高速公路冰雪环境下隧道入口行车安全水平,探究隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理反应特性,依据心生理理论,通过模拟驾驶试验采集驾驶员在冬季晴、雪天气下隧道入口行驶的心率增长率、速度等数据,分析照度变化率、路面摩擦系数、速度对驾驶员心生理的影响规律,明确不同影响因素下隧道入口驾驶员心率增长率变化特征,利用Matlab构建多因素耦合下隧道入口驾驶员心生理反应模型,并设计实车试验验证心生理反应模型有效性。研究结果表明:冰雪环境下隧道入口驾驶员心率增长率紧张阈值为28%,隧道入口冰雪环境下照度变化率安全阈值为51%,心生理反应模型误差小于10%,吻合程度较好。研究结果对提高山区高速公路隧道入口冰雪环境的行车安全性、降低隧道入口事故风险具有重要意义。