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高速公路隧道入口区域视线诱导系统有效性研究

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交通运输工程学报 2021年第2期21卷 267-277页

作者：王首硕杜志刚冯守中焦方通许富强武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 武汉广益交通科技股份有限公司湖北武汉430000

为了达到高速公路隧道入口区域驾驶人早发现、早适应、早决策的目的,分析了隧道入口区域的交通安全现状,提出了一种高速公路隧道入口区域视线诱导系统的改善思路与方法;通过室内驾驶模拟仿真平台,利用眼动仪采集了驾驶人的眼部数据;将... 详细信息

为了达到高速公路隧道入口区域驾驶人早发现、早适应、早决策的目的,分析了隧道入口区域的交通安全现状,提出了一种高速公路隧道入口区域视线诱导系统的改善思路与方法;通过室内驾驶模拟仿真平台,利用眼动仪采集了驾驶人的眼部数据;将驾驶人浏览兴趣区域划分为5类,分析了驾驶人在各区域的眼动参数变化;采用注视点分布位置、视觉敏感区面积等指标,描述了驾驶人视区的变化规律,评价了视线诱导系统改善后的效果。研究结果表明:隧道入口区域视线诱导系统改善后,驾驶人对道路前方远处的浏览时间占比(50.55%)、注视时间占比(53.13%)相比现状方案均有显著的提升,且扫视幅度(5.47°)明显减小;改善后驾驶人的注视点更加集中于前方远处,而道路两侧的注视点减少;现状方案中驾驶人的视觉敏感区面积在距离隧道洞口180 m左右处急剧减小,在隧道内又开始缓慢增大;改善后驾驶人的视觉敏感区面积在距离隧道洞口350 m左右处开始减小,此后一直保持相对平稳的状态;改善后驾驶人的视觉敏感区面积在各隧道区域的变化速度均小于现状方案。视线诱导系统的有效性得到了验证,使得驾驶人更加关注道路前方远处及洞内的交通信息,同时视区变化幅度更小,并且视觉负荷降低。

关键词：交通工程视线诱导系统高速公路隧道入口区域视距视区眼动视觉敏感区

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低等级公路光学长隧道驾驶员视觉负荷研究

隧道建设（中英文） 2020年第2期40卷 209-214页

作者：王首硕杜志刚文竞舟杨理波武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 云南省公路科学技术研究院云南昆明650000

为进一步分析低等级公路光学长隧道内不同车型、不同隧道区域驾驶员的视觉负荷特性,招募了22名驾驶员(12名小汽车驾驶员、10名货车驾驶员),选取云南省境内的昔宜隧道开展低等级公路光学长隧道驾驶员实车试验。利用眼动仪采集驾驶员瞳孔... 详细信息

为进一步分析低等级公路光学长隧道内不同车型、不同隧道区域驾驶员的视觉负荷特性,招募了22名驾驶员(12名小汽车驾驶员、10名货车驾驶员),选取云南省境内的昔宜隧道开展低等级公路光学长隧道驾驶员实车试验。利用眼动仪采集驾驶员瞳孔面积的相关数据,应用双因素方差分析对数据进行小汽车与货车、入口段与出口段的差异性显著检验,并分析驾驶员瞳孔面积变化速率的整体变化规律;同时,借助变异系数来反映驾驶员的适应能力。结果表明:1)隧道入口段和出口段之间以及小汽车与货车驾驶员之间的瞳孔面积变化速率均值存在显著性差异,车型(小汽车和货车)与隧道区域(入口段和出口段)2类因素之间对瞳孔面积变化速率无交互影响;2)货车驾驶员在进出隧道时视觉负荷更严重,货车驾驶员在隧道内的瞳孔面积增大与减小变化率峰值均大于小汽车驾驶员;3)货车车型和出口区域的驾驶员对视觉环境更为敏感,不同车型、不同隧道区域驾驶员的瞳孔面积变化速率变异系数有显著差异。

关键词：公路隧道低等级公路光学长隧道瞳孔面积视觉负荷

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不同时段高速公路特长隧道入口视觉特性研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2022年第1期46卷 50-53,59页

作者：梅家林杜志刚王首硕武汉理工大学交通与物流工程学院武汉430063

为研究驾驶人在特长隧道入口不同时段、不同区段行驶时的视觉状态变化,分别在正午、傍晚和夜晚时段在高速公路特长隧道上进行实车实验.选取注视特性和扫视特性的参数,分析行驶时段、行驶区段对驾驶安全的影响.结果表明:不同时段、不同... 详细信息

为研究驾驶人在特长隧道入口不同时段、不同区段行驶时的视觉状态变化,分别在正午、傍晚和夜晚时段在高速公路特长隧道上进行实车实验.选取注视特性和扫视特性的参数,分析行驶时段、行驶区段对驾驶安全的影响.结果表明:不同时段、不同区段的垂直注视点范围和注视次数均无显著性差异;行驶的时段和区段会对驾驶人的水平注视点范围、注视持续时间、扫视幅度造成一定的影响;正午驾驶人行驶时的区段会对平均注视时间产生影响;行驶的时段会对平均扫视时间产生一定的影响.

关键词：特长隧道隧道入口交通工程实车实验视觉特性

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城市水下特长隧道出入口视觉及舒适性研究

中国公路学报 2020年第6期33卷 147-156页

作者：焦方通杜志刚王首硕郑号染卓诗琪武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

为探求驾驶人在城市水下特长隧道出入口的视觉负荷变化特性和视觉舒适性,在上午9:00~10:00的平峰时段,天气良好且交通流影响较小的条件下,选取10名驾驶人于东湖隧道(全长10.6km,限速60km·h-1)以50~60km·h-1的自由流车速开展实车试验... 详细信息

为探求驾驶人在城市水下特长隧道出入口的视觉负荷变化特性和视觉舒适性,在上午9:00~10:00的平峰时段,天气良好且交通流影响较小的条件下,选取10名驾驶人于东湖隧道(全长10.6km,限速60km·h-1)以50~60km·h-1的自由流车速开展实车试验。利用眼动仪、照度计等试验设备,采集驾驶人进出城市水下特长隧道过程中的瞳孔面积、照度值等试验数据。基于实车试验数据,研究进出隧道过程中驾驶人的瞳孔变动特性,并比较多种评价指标的差异性,选取瞳孔面积最大瞬态速度值为评价指标,对东湖隧道出入口的视觉舒适度进行评价。基于瞳孔面积的变化特点构建了瞳孔面积最大瞬态速度值与瞳孔面积的函数模型,具体分析了出入隧道过程中不同位置的视觉负荷。结合出入口处连续时间序列下光环境的变化特点,分析了出入口的视觉舒适性。研究结果表明:进入隧道过程中驾驶人瞳孔面积的平均增长率较城市普通路段增大至246.561%并趋于稳定,对黑洞效应的适应时间为8.636s;驶离隧道过程中较隧道内部路段平均增长率减小至62.631%并趋于稳定,对白洞效应的的适应时间为4.273s;瞳孔面积最大瞬态速度值与瞳孔面积呈正相关性,出入口位置的视觉负荷排序为入口洞内最大、出口洞内次之、入口洞外与出口洞外最小,各区段的视觉舒适性与之相反;研究发现出入口处的格栅式遮光棚可缓解光环境的急剧变化,有助于驾驶人适应黑白洞效应、提升行车安全性。

关键词：交通工程城市水下特长隧道实车试验视觉负荷交通安全

基于线性诱导的高速公路隧道交通安全优化设计

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中国安全科学学报 2023年第8期33卷 134-141页

作者：郑号染杜志刚王首硕文竞舟焦方通武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 云南省公路科学技术研究院云南昆明650051

为缓解高速公路隧道照明能耗高、交通事故损失大且难以救援等问题。借鉴建筑照明领域的线性照明技术理念,提出高速公路隧道线性诱导系统设计方法;综合考虑空间路权、驾驶人因及驾驶任务等指标,构建基于事故预防的线性诱导系统评价体系;... 详细信息

为缓解高速公路隧道照明能耗高、交通事故损失大且难以救援等问题。借鉴建筑照明领域的线性照明技术理念,提出高速公路隧道线性诱导系统设计方法;综合考虑空间路权、驾驶人因及驾驶任务等指标,构建基于事故预防的线性诱导系统评价体系;分析线性诱导设计的适用性,提出高速公路隧道交通安全整体优化思路,并以隧道入口为例,验证线性诱导系统的作用效果。研究结果表明:利用逆反射、蓄能自发光以及发光二极管(LED)发光显示技术,基于线性诱导原理重构高速公路隧道视觉参照系,能够低成本实现隧道空间的多层线形诱导和多层轮廓诱导,满足不同视觉条件下驾驶人对交通信息的视认能力,确保视线诱导的连续性、一致性,引导驾驶人采取安全合理的行为决策,分解驾驶任务,并减少驾驶行为操作失误的可能性,实现高速公路隧道照明节能与交通安全的统一。

关键词：线性诱导高速公路隧道交通安全视觉环境优化设计视觉参照系

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城市水下特长隧道弯道驾驶人扫视行为研究

中国安全科学学报 2019年第7期29卷 104-109页

作者：焦方通杜志刚王首硕陈云马兆有武汉理工大学交通学院湖北武汉430063 公安部交通管理科学研究所道路交通安全公安部重点实验室江苏无锡214151

为探求在城市水下特长隧道弯道路段行驶过程中驾驶人扫视行为的变化特点,以扫视角为主要参数,在武汉东湖隧道内不同弯道和直线段开展实车试验,通过注视点分布范围、水平视角、通视距离的变化分析扫视行为;在特性分析中,以离均系数为指... 详细信息

为探求在城市水下特长隧道弯道路段行驶过程中驾驶人扫视行为的变化特点,以扫视角为主要参数,在武汉东湖隧道内不同弯道和直线段开展实车试验,通过注视点分布范围、水平视角、通视距离的变化分析扫视行为;在特性分析中,以离均系数为指标研究不同弯道内扫视角的变化特征。结果表明:驾驶人在水下特长隧道不同线形路段行车过程中以小角度扫视为主,半径400、680、1 000 m的弯道及直线段的离均系数分别为2. 876、4. 545、5. 010、6. 324,即随着弯道曲率的减小,驾驶人扫视角的中值、均值、变化范围逐渐变大,驾驶人的扫视范围更大、心理压力更小、行车安全性更佳。

关键词：城市水下特长隧道弯道路段视觉特性扫视角驾驶人

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五路环形交叉口导向系统改善方法研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2018年第4期42卷 554-558,563页

作者：陈鑫杜志刚王首硕余昕宇武汉理工大学交通学院武汉430063

为了优化五路环形交叉口交通标志标线的导向功能,提高交叉口的通行能力.基于心理旋转和色彩心理理论,对五路环形交叉口信息导向系统进行重构设计;利用3ds Max软件构建五路环形交叉口行车模型,并基于E-prime2.0软件进行心理物理实验,并... 详细信息

为了优化五路环形交叉口交通标志标线的导向功能,提高交叉口的通行能力.基于心理旋转和色彩心理理论,对五路环形交叉口信息导向系统进行重构设计;利用3ds Max软件构建五路环形交叉口行车模型,并基于E-prime2.0软件进行心理物理实验,并通过采集驾驶员的视认反应时间和判断准确率作为实验度量指标;最后通过SPSS软件对实验数据进行统计分析.实验结果表明:采用该改善方法后,驾驶员的平均视认反应时间降低44.91%,判断准确率提高22.3%,五路环形交叉口"心理旋转"效应得到有效缓解.基于仿真实验结果对心理旋转特性进行分析发现,心理旋转与年龄、性别相关,成年后,随着年龄的增加,心理旋转能力减弱;同年龄段,男性心理旋转能力强于女性.

关键词：五路环形交叉口视觉参照系心理旋转色彩心理交通安全

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山区小半径光学长隧道注视点分布及转移研究

交通信息与安全 2019年第6期37卷 40-47页

作者：文竞舟王朝杜志刚王首硕云南省公路科学技术研究院隧道技术研究所昆明650225 武汉理工大学交通学院武汉430063

为研究不同车型和转向条件下山区公路小半径光学长隧道驾驶人的注视转移特性,选取小汽车和大货车在云南山区隧道开展实车实验研究。将公路隧道按光学长隧道特点分成接近段、入口段和出口段3段,使用眼动仪分别采集了实车实验中10名驾驶... 详细信息

为研究不同车型和转向条件下山区公路小半径光学长隧道驾驶人的注视转移特性,选取小汽车和大货车在云南山区隧道开展实车实验研究。将公路隧道按光学长隧道特点分成接近段、入口段和出口段3段,使用眼动仪分别采集了实车实验中10名驾驶人的眼动数据。将驾驶人注视位置划分为5个区域并统计各区域注视点频率,然后运用马尔可夫链分析不同车型和转向条件下驾驶人的注视转移特性,并用双因素方差分析了车型、隧道路段、转向对注视分布的影响。结果表明,小汽车和大货车驾驶人对正前方的注视比例均在45%以上。在不同转向和不同的隧道路段,2种车型的驾驶人注视点分布、一步转移概率分布均存在一定的差异,且左转时在不同公路隧道路段的注视策略变化较大,右转时则较为平稳。总体而言,不同车型、不同公路隧道位置、不同的转向均显著影响到驾驶人注视点的分布,以上3个因素两两之间存在一定的交互作用。

关键词：交通安全光学长隧道驾驶人注视转移马尔可夫链

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强化学习下动态用户均衡路径选择研究

公路工程 2024年

作者：夏新海王首硕广州航海学院智能交通与工程学院(未来交通学院)

动态用户均衡路径选择是动态交通分配问题的核心。为每一人工驾驶车辆定义一个agent，为了捕捉agent之间的路径选择竞争行为，利用马尔科夫博弈描述动态用户均衡路径选择问题，其中每个agent在与路网中的其他agent交互时学习并更新自... 详细信息

动态用户均衡路径选择是动态交通分配问题的核心。为每一人工驾驶车辆定义一个agent，为了捕捉agent之间的路径选择竞争行为，利用马尔科夫博弈描述动态用户均衡路径选择问题，其中每个agent在与路网中的其他agent交互时学习并更新自己的途中路径选择策略，并引入Nash均衡来定义多agent系统最优策略。为了有效地求解马尔科夫路径选择博弈模型，并减少计算复杂度，借助平均场逼近的理论，引入平均动作实现Q值和策略共享设计多agent 强化学习方法来模拟agent之间的路径选择博弈下的平衡过程，并以参数化的深度网络Q学习近似估计Q值。以Nguyen–Dupuis网络为例，设置不同交通流情况，验证算法的有效性和收敛性。最后就低、中、较高、高等4种交通需求情况下路径选择及交通分配进行了分析。对于揭示路网动态交通分配演化规律具有重要意义。

关键词：马尔科夫博弈多agent强化学习动态用户均衡路径选择