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山区高速公路互通至隧道小净距路段驾驶负荷研究

山区高速公路互通至隧道小净距路段驾驶负荷研究

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作者：唐邹安重庆交通大学

学位级别：硕士

我国山区高速公路飞速发展的同时,由于地形地貌、地质条件、路网规划以及经济水平等客观因素耦合影响,山区高速公路互通至隧道入口净距在空间距离上普遍受到压缩,驾驶人从匝道加速汇入主线后,又进行减速进入隧道入口的连续操作,存在一... 详细信息

我国山区高速公路飞速发展的同时,由于地形地貌、地质条件、路网规划以及经济水平等客观因素耦合影响,山区高速公路互通至隧道入口净距在空间距离上普遍受到压缩,驾驶人从匝道加速汇入主线后,又进行减速进入隧道入口的连续操作,存在一定的安全隐患,并且近年来山区高速公路互通至隧道路段的事故发生率呈现增长趋势。为此,本文拟通过实车试验与仿真试验相结合的方式,综合选取眼动参数和车辆运行参数等指标,探究小净距路段下驾驶人的视觉特性和车辆运行特征,构建小净距路段驾驶人的驾驶负荷模型,并提出和验证相应的交通组织优化方案。首先,将场景划分为匝道段、合流段和净距段,结合查阅文献和实地调研的方式,从道路交通特性、合流区交通冲突特征、驾驶人视觉特性、光环境特性等角度,系统分析了山区高速公路互通至隧道小净距路段的行车安全的影响因素。选取山地城市重庆典型互通至隧道小净距路段为实车试验场地,包含4处小净距(匝道)路段、5处普通净距(匝道)路段和2处小净距(主线)路段,在自然驾驶条件下,采集处理了10名驾驶人的眼动数据和车辆运行数据。其次,研究发现驾驶人的注视时间分布呈现对数正态分布,分析对比驾驶人在不同的净距场景下不同的行驶阶段中的注视行为和扫视行为相关参数指标的变化特征,发现小净距场景下驾驶人的注视持续时间、注视视角分布以及扫视的幅度和速度与其余场景有显著差异;同时,利用K-means聚类算法划分驾驶人在互通至隧道路段的注视区域,并结合马尔可夫链量化分析驾驶人的注视转移行为,得出驾驶人在不同净距场景不同行驶阶段的一步注视转移概率和注视稳态分布。接着,选取驾驶人瞳孔面积变化率和瞬时瞳孔面积频率加权速度,分析对比瞳孔相关参数驾驶人在不同净距场景不同行驶阶段的变化特征,利用熵权TOPSIS法,选取驾驶人注视行为、扫视行为和瞳孔参数中的8个重要指标,评价分析了共计33处不同净距场景不同行驶阶段的视觉负荷。随后,选取速度、加速度作为典型的车辆运行参数,分析区间路段的行车运行特征,进而选取视觉负荷指标和行车运行指标,利用秩和比法构建小净距路段的驾驶负荷模型,确定小净距路段的行车安全阈值0.531.最后,选取最典型的小净距路段(洋渡互通至蒲家场隧道小净距路段),结合实际工程情况,利用UC-win/Road搭建仿真模型,提出并验证小净距路段下的交通组织优化的方案设计。

关键词：山区高速公路互通至隧道小净距驾驶负荷交通组织优化

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