基于情境意识模型的高速公路出口区域逐级限速方案研究

为分析高速公路出口区域限速方案的效果,研究提出了逐级限速方案(一级限速、二级限速、三级限速),并开展不同交通流情况下的驾驶模拟实验。引入情境意识理论(Situation Awareness,SA)和ACT-R认知理论从驾驶人角度对逐级限速方案进行研究,建立了道路交通驾驶人SA的定量计算模型,通过与情境意识全面评估技术(SAGAT)结果的对比,评估出SA定量计算模型的有效性。结果表明:(1)在自由流状态下,车辆在分流鼻端的速度分别超过限速13.4 km/h(一级限速)、7.4 km/h(二级限速)、4.0 km/h(三级限速),在不稳定流状态下则超过9.7 km/h(一级限速)、6.2 km/h(二级限速)、1.7 km/h(三级限速);(2)交通量一定时,随着限速次数增加,驾驶人的SA水平提高,事故的可能性下降,其中三级限速方案是考虑驾驶人SA的最佳方案;(3)瞳孔面积和平均扫视频率可作为衡量SA的眼动行为指标,分流鼻端速度可作为衡量SA的操纵绩效指标。

基于车速平稳过渡的高速公路出口限速方案

研究能够满足出口车速平稳过渡的逐级限速方案,对出口区域车辆平稳运行及安全提升有重要意义。利用无人机采集高速公路出口车辆运行参数,分析出口车辆运行特征,考虑驾驶员对相邻限速标志的认知反应,构建了连续限速标志设置间距计算模型,建立了高速公路出口不同级别的限速方案,利用驾驶模拟试验对设计的不同限速方案进行分析及评价。模型的计算结果显示,二级限速方案中,限速值为60-40 km/h的限速标志间距为160 m;三级限速方案中,限速值为80-60-40 km/h的限速标志间距分别为300 m和80 m,限速值为90-60-40 km/h的限速标志间距分别为300 m和85 m;四级限速方案中,限速值为100-80-60-40 km/h的限速标志间距分别为295、160、80 m。利用驾驶模拟器对模型结果进行验证,试验结果表明:随着限速级数增加,车辆离散幅度显著降低,表明逐级限速方案对出口车辆运行速度有明显管控效果;逐级限速方案的平均减速度指标小于1.3 m/s^(2),均在驾驶舒适性阈值内;四级限速方案可使在分流鼻端车速标准差、平均减速度、分流鼻运行速度V85分别控制在5.23 km/h、0.52 m/s^(2)、54 km/h左右,极大满足了车速平稳过渡要求。可见,借助模型定量优化的逐级限速方案可以显著提高出口车速过渡的平稳性和安全性。