驾驶风格和分心状态对车道偏离预警系统效用的影响

为探究可匹配不同驾驶风格和分心状态水平的车道偏离预警模式,开发可满足不同用户驾乘体验需求的车道偏离预警系统(LDW),通过K-means聚类的高斯混合模型将被试分为保守型、普通型和激进型,设计不同难度等级分心次任务,针对早、晚期2种预警提前期模式开展驾驶模拟试验。基于驾驶数据,采用K-M非参数生存分析方法生成单变量影响下偏离持续时间的生存函数,在此基础上建立偏离持续时间COX比例风险回归模型进行多变量影响分析,并设计基于技术接受度模型的主观评价方法。结果表明:驾驶风格和分心状态对车道偏离持续时间产生显著影响;驾驶风格越激进,分心等级越高,偏离持续时间越长;同时,不同驾驶风格和分心状态对应的驾驶偏离风险和主观接受度均存在差异,综合主客观结果得出保守型、普通型和激进型驾驶人的最佳预警策略,研究成果可为LDW系统个性化设计提供基础支撑。

长时间单调模拟驾驶对疲劳的影响研究

通过模拟驾驶实验,综合评估长时间驾驶以及单调环境对驾驶员疲劳程度的影响是笔者研究的主要课题内容。借助于在模拟驾驶座舱上,4个健康样本分别参加高速公路(单调环境)和一般公路(非单调环境)的两组驾驶仿真实验,每组测试均持续两小时,一共进行10次实验。实验过程中,样本的操控数据(车速和方向盘转角)、反应时间、心电信号、主观疲劳状况等都同步记录并保存。实验结果表明长时间驾驶对操控能力、反应时间、心率、主观疲劳都有显著性影响(p<0.050),单调环境(高速公路)和非单调环境(一般公路)相比,车速方差区别显著,而尽管被试在高速公路的单调环境下驾驶后主观感觉更疲劳一些,但反应时间、心率等因素并没有显著性差异。

塔克拉玛干沙漠的起沙风速

起沙风速根据观测高度、风速时距以及流体或冲击起动性质分别确定。本文建立了塔克拉玛干沙漠腹地肖塘地区不同高度、不同时距的流体起动与冲击起动风速的相关方程。结果表明：该地天然沙的瞬时冲击起动风速（２ｍ高度）５．０ｍ／ｓ，流体起动风速６．０ｍ／ｓ；１分钟平均流体起动与冲击起动风速为５．２ｍ／ｓ和４．３ｍ／ｓ。气象站观测高度（１１．４ｍ）瞬时流体起动和冲击起动风速为７．８ｍ／ｓ和６．６ｍ／ｓ；１０分钟平均值为７．４ｍ／ｓ和５．９７（≈６．０）ｍ／ｓ。

人机共驾环境下驾驶疲劳研究综述

为减少自动驾驶过程中驾驶疲劳对驾驶人状态的影响,综合分析人机共驾环境下驾驶人的疲劳研究发展现状,系统梳理人机共驾模式下驾驶疲劳的研究成果,探索未来发展方向。首先,通过文献检索与关联性分析,明确人机共驾过程中疲劳累积研究现状;然后,从手动驾驶和人机共驾下的驾驶疲劳致因分析、驾驶时长和非驾驶相关任务对疲劳的影响、人机共驾环境下驾驶疲劳对驾驶行为的影响3个维度,讨论分析研究成果;最后,提出人机共驾环境下驾驶人疲劳研究的不足与发展方向。研究结果表明:人机共驾模式导致驾驶人被动疲劳增加,接管绩效受损,弹性设置非驾驶相关任务与自动驾驶时间可有效缓解被动疲劳;人机共驾过程中驾驶疲劳的演化规律与检测模型尚不明确,结合人机共驾场景特征探索驾驶人疲劳调控策略是未来研究重点。

驾驶疲劳唤醒辅助产品的人机交互研究

目的为了车载驾驶疲劳缓解产品的开发设计,对音乐的疲劳唤醒效果进行深入研究,通过人机交互设计使科技产品带来更方便的用户体验。方法采用室内驾驶模拟实验与主观评测相结合的方法判别疲劳,进行多组音乐对比实验,通过眼部指标的变化详细探讨了音乐节奏、音乐播放时长对驾驶疲劳的唤醒作用。结论验证了快节奏音乐对疲劳有唤醒作用,而慢节奏唤醒效果不明显甚至有负作用,同一首音乐播放时长的唤醒效果差异不大,由此为驾驶疲劳唤醒辅助产品的人机交互设计提供了理论基础。

高速公路隧道路段驾驶员最小注视时间确定及应用

为了研究驾驶员在隧道路段的最小注视时间合理值，运用EMR-8B眼动仪系统，以高速公路隧道驾驶员的注视点变动为研究对象，选取浙江省6条高速公路隧道，对3名驾驶员分别进行36次有效行车试验，并将隧道划分为7段进行对比分析，对定义范围为0．033～0．483S的各最小注视时间，注视频率、视力角变异系数进行了比较分析；利用隧道各路段视力角最大变异系数为评价指标，得出合理的定义最小注视时间为0．167S。在此基础上得出高速公路隧道行车过程驾驶员注视点变动一般特征，包括注视时间、停留频率、视力角等，可用于隧道安全性评价及改善。

公路景观色彩对驾驶员脑电δ波成分的影响

为量化高速公路路侧景观色彩与驾驶员脑电δ波成分之间的关系,在吉珲高速公路进行道路试验,采集所需数据.首先基于幂函数建立景观色彩值与脑电δ波成分的关系模型,然后考虑驾驶时间对驾驶员脑电δ波的累积影响,基于高斯函数建立驾驶时间与脑电δ波成分的关系模型.最后采用联合建模的方式建立驾驶时间、景观色彩值对脑电δ波成分的影响关系模型.模型分析结果表明:路侧景观色彩均值与驾驶员脑电δ波成分呈负相关,而δ波多在驾驶疲劳时出现,即景观色彩越鲜亮,越能有效避免驾驶疲劳的加剧;驾驶员脑电的δ波成分随着驾驶时间t呈现波动,但是整体仍处于上升趋势,即驾驶员为规避因疲劳导致的行车危险而强制自己处于警醒状态,其自身会存在疲劳与抗拒疲劳的博弈过程.

基于自回归条件持续期模型的疲劳驾驶研究

对实际驾驶实验中不同驾驶员的车速数据进行处理,得到车速变化持续期间序列,应用自回归条件持续期模型(ACD),讨论了车速变化持续期的相关性质,并对模型的可靠性做了评估.使用ACD模型为车速变化持续期时间序列建模,其优点是能够在不损失原始非等间隔时间序列特性的条件下,直接分析得到驾驶状态的时域微观性质.采用EACD(1,1)和WACD(1,1)模型对不同驾驶员的车速变化时间序列进行建模,结果表明:其具有较好的拟合程度,当实际期间小于条件预期期间,驾驶员的驾驶状态有变好的可能;当实际期间大于条件预期期间,驾驶员的驾驶状态有变差的可能.

基于驾驶模拟实验的眼部指标与疲劳分级

基于同济大学8自由度高仿真驾驶模拟器,利用眼动仪采集了15位驾驶员各一小时驾驶过程中眼部指标,将驾驶员的疲劳状态分为清醒、轻度疲劳、中度疲劳、重度疲劳和极度疲劳5个等级,建立了考虑驾驶员个体差异的分层有序离散选择模型.结果表明:分层有序离散选择模型能有效地考虑驾驶员的个体差异,提高了对驾驶员不同疲劳等级的识别准确率.

虚拟试验下驾龄对驾驶人危险感知特性的影响

为提高行车安全,设计危险场景并进行虚拟试验,选择眼动参数作为驾驶人危险感知能力的衡量指标,利用Face LAB眼动仪测试了37名驾驶人的眼动参数,分析了不同驾龄驾驶人的平均注视时长及注视次数的变化规律及差异性规律,并进一步分析了导致不同驾龄驾驶人注视行为差异的原因。研究结果表明:不同驾龄的驾驶人的危险感知能力有显著差异:当发生突发危险状况,驾龄短的驾驶人的紧张程度较高,平均注视时长相对较小,注视点分布比较集中;而驾龄长的驾驶人对危险区域的关注范围更大,注视点分布分散而密集;就处理视觉信息的能力而言,驾龄短的驾驶人对危险的感知水平要明显低于驾龄长的驾驶人,其视觉搜索策略有待改善。

城市道路不同驾驶环境下汽车驾驶员注意力分配定量研究

驾驶员的注意力分配对行车安全至关重要。目前基于驾驶员注意力分配的研究大多是基于定性的,从定性和定量两个角度,结合实际道路场景,借助眼动仪进行实车试验,记录并统计驾驶员在不同道路环境及驾驶环境[直行路段、掉头路段、人行横道(非路口)路段、超车、起步、靠边停车]下眼动数据,分析其注视点、注视时间及注视区域的特性;并得出在不同道路环境及驾驶环境下注意力的分配模式,揭示驾驶员在驾驶过程中的注意力分配特点。研究结果对驾驶员安全驾驶、车辆辅助系统、无人驾驶系统及驾驶员驾驶培训考核标准的改进有着十分重要的意义。

渭河流域水文干旱历时-烈度相依结构动态变化与驱动力分析

变化环境下,探究干旱多属性相依结构动态变化及其驱动力,对区域干旱风险管理具有重要意义。以渭河流域为研究对象,应用Copula函数的极大似然比(Copula-based Likelihood-ratio,CLR)方法,对水文干旱历时-烈度相依结构进行变异诊断,分析变异前后特征;从气候变化(气象因子、气象干旱特征)与人类活动的角度,阐明水文干旱历时-烈度相依结构可能的驱动因素,获得影响因子重要性排序。结果表明:(1)华县、张家山、状头站水文干旱历时-烈度相依结构分别在1993年、1982年、1994年发生变异;(2)在相对长的历时下(华县站9~12个月、状头站5~12个月),华县、状头站相同历时下,变异点前后的烈度增加,且随着历时变长,烈度增加的幅度上升,干旱加剧态势明显;(3)除气象干旱对水文干旱演变的影响外,水文干旱历时-烈度相依结构的动态变化主要受水分“需求侧”因子(人类取用水、潜在蒸散发)的驱动。总体而言,研究成果为干旱多属性相依结构的非平稳性检测提供了一种新的思路,所提框架可推广应用于其他流域。

基于TMS320F2812的功率控制系统设计

在传统的工控领域中,设备功率控制器多为模拟控制器,其控制的线性度差,灵活性不高.随着含有控制功能的专用DSP芯片的诞生,功率控制器逐渐向着数字化发展.本文主要运用DSP控制器TMS320F2812实现对功率器件的数字化线性功率控制.

连续可变气门升程系统对发动机燃烧和排放的影响

为了深入分析连续可变气门升程(CVVL)系统对增压直喷(TGDI)汽油发动机性能的影响,通过对典型工况点的台架测试,对比分析了可变气门升程对HC、NOx、CO、比油耗以及平均指示有效压力燃烧循环变动系数(COV-IMEP)的影响规律.结果表明,在各个转速下,COV-IMEP随发动机负荷增加而下降;低转速中等负荷时,COV-IMEP随气门升程的减小显著下降.HC随气门升程下降而下降,但下降幅度较小.NOx随气门升程下降显著上升,通过优化气门升程和推迟排气门正时机构相位角,可以有效抑制NOx的上升.利用CVVL系统的上述特点,在综合工况循环冷起动排放优化中,更多推迟点火角,加速三效催化器的起燃,而COV-IMEP保持在可接受的水平,从而大幅降低了排放水平.

高速公路改扩建施工期车辆强制变道持续时间研究

高速公路改扩建施工期间采用封闭部分行车道、边施工边运营的措施将导致车辆在进入施工路段前发生强制变道,易造成追尾、侧向碰撞等交通事故。为分析车辆进入施工路段前的强制变道行为,设计了驾驶模拟实验并采集了变道特征点的时间、空间数据。针对数据特点,提出Log-rank统计检验和Cox风险比例模型的生存分析方法,并对强制变道持续时间进行了分析。结果表明:当施工路段位于右转圆曲线时,驾驶员强制变道行为发生在更靠近施工路段位置,3种线形条件下驾驶员均在进入上游过渡段后才完成变道行为。Log-rank检验结果表明:不同施工路段线形条件下的车辆强制变道持续时间显著不同,同时生存曲线估计提供了不同情况下强制变道行为持续时间的75%分位数。Cox模型结果表明:施工路段位于右转圆曲线时车辆强制变道持续时间更短,当施工路段位于右转圆曲线时强制变道行为结束的瞬时概率相比直线路段高75.49%。

高速公路隧道临近段车辆换道持续时间生存分析

为研究高速公路隧道临近段车辆换道行为,提高隧道路段行车安全水平,在广东省的3条高速公路隧道临近路段开展自然驾驶试验,采集换道车辆的行车轨迹以及周围行车环境等数据。基于采集到的车辆换道数据,采用生存分析的全参数估计方法,考虑不同驾驶人换道风险感知水平的异质性,构建随机参数加速失效时间(AFT)模型,分析隧道临近段行车环境、车辆运行状态等潜在因素对车辆换道持续时间的影响。研究结果表明:相较于固定参数AFT模型,随机参数AFT模型具有更好的拟合优度;至隧道进口的距离、起始车道前车的车速差、换道方向和至目标车道前车距离会对高速公路隧道临近段车辆换道持续时间产生显著影响;车辆换道位置距离隧道进口越近,至目标车道前车的距离越近,换道持续时间越短;相较于换道车辆车速大于起始车道前车的情况,换道车辆处于非跟驰状态和车速小于起始车道前车时,换道持续时间分别增加7%和20%。研究结果可为高速公路隧道临近段交通安全设施改善和微观驾驶行为模型构建提供理论依据和方法指导。

拳击前手直拳与后手直拳地面支撑反作用力特征比较研究

目的:为了区别前手直拳与后手直拳下肢蹬地地面支撑反作用力的特征,进一步细化拳击下肢蹬地发力的特点。方法:运用两块KISTLER三维测力台和VICON MX红外高速摄影系统,让运动员分别以前手直拳和后手直拳全力击打固定目标,采集地面支撑反作用力参数,二者进行对比。结果:运动员后手直拳击打,双脚均主动发力,蹬地发力的时间均在100-200ms;发力50ms时力值占最大力量峰值的百分比均低于35%,后续发力特征明显。前手直拳击打,前脚起主要作用,蹬地发力时间均在100ms之内,发力50ms时力值占最大力量峰值的百分比均高于60%。与前手直拳相比,后手直拳下肢发力时长,具有显著性差异(P<0.01)。结论:拳击前手直拳与后手直拳下肢蹬地地面反作用力特征相比存在差异,从发力时长角度比较,前手直拳发力时间短,发力初期力量增长特征明显,表现为起动力量特征;后手直拳下肢蹬地后续发力特征明显,表现为爆发力属性特征。

基于生存分析方法的公交站间行驶持续时间影响因素敏感性分析

站间行驶持续时间是公交周转时间的基本单元,是提高公交信息服务智能化与增强公交调度科学性的核心参数。基于生存分析方法,将到站时间可靠性阈值作为判定站间行驶持续时间生存状态的依据,提出站间行驶持续时间模型。通过K-M非参数方法对各个站间行驶持续时间的生存率进行预估,以比例风险回归模型综合分析各因素对站间行驶持续时间的影响,以此判断各因素对站间行驶持续时间的敏感性。结果表明:道路拥堵状况与天气状况对其敏感度较高;上下车客流随着人数增加,敏感度随之增高。本研究可以为公交调度管理者周转时间预测提供运营参数支持。

超磁致伸缩致动器电流响应特性实验研究

为满足高压共轨喷油器的驱动要求,设计了喷油器用超磁致伸缩致动器。针对传统直流方波驱动响应速度慢的不足,基于大电压开启技术设计了致动器的驱动波形;分析了开启电压及其持续时间对电流响应特性的影响,确定了合理的驱动方案,并探讨了不同占空比对电流稳态值和上升时间的影响;实验研究了不同占空比和开启电压下,合理开启电压持续时间的变化规律,并对变化规律进行了拟合。结果表明,与传统方波相比,大电压开启波形能大幅缩短致动器的电流响应时间;经开启电压持续时间,电流恰能增长至稳态时,电流响应时间最短;合理的开启电压持续时间与幅值呈负指数关系,且随占空比的降低而整体下移,常数补偿的负指数函数形式可有效拟合二者关系。

驾驶员换道执行持续时间研究

换道行为的研究对于交通流分析和驾驶安全具有重要的意义。本研究采用三种方法收集换道时间数据:实路高空观测、实路车内观测和驾驶模拟器测量。数据分析表明在一定速度区间内,换道时间不受车辆行驶速度的影响,而当在驾驶模拟器中速度区间继续扩大时,速度的影响变得显著,尤其是低速时换道时间显著延长。此外,数据比较结果表明从换道执行开始到该换道被其他驾驶员发现至少存在0.75s延迟。