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高密度立交出入口车辆纵向运行特性

科学技术与工程 2024年第2期24卷 816-826页

作者：徐同张雪榆张杰矫成武徐进重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆长安汽车股份有限公司重庆400020 中信科智联科技有限公司重庆404100 交通运输部公路科学研究院北京100088

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对... 详细信息

为明确车辆在高密度互通立交主线入口、出口以及连接段的纵向运行速度特征,在重庆市选取了5座立交为研究对象,开展了47名驾驶员的小客车实车驾驶试验。通过speedbox和mobileye等实验仪器采集的数据,包括车辆运行速度、纵向加速度等,对数据进行处理并按入口、出口及连接段分类提取数据,绘制出对应的速度曲线图,以明确车辆在高密度互通立交出入口以及连接段的纵向运行特性。分析结果表明:入口处速度趋势有两类,平行式入口是上升-平稳,直接式入口是持续上升,平行式入口速度均值高于直接式,平行式入口速度标准差小于直接式;不同类型入口对驾驶人的加速操作选择具有一定影响;平行式入口在纵向加速度均值上较直接式入口低;出口处速度分布整体呈平稳下降趋势,平行式的运行速度均值低于直接式,但速度标准差却更高;出口速度变化特征点受驾驶人在主线出口减速偏好性影响;平行式出口减速度最大值与均值均大于直接式;相邻立交净距较短时,连接段的速度变化较为平缓,并且不同驾驶人的速度幅值比较接近;而常规净距的相邻立交,连接段的速度波动性大且离散。研究成果为高密度互通立交出入口及连接段的安全性评价以及安全改善提供了理论支撑以及基础数据支撑。

关键词：高密度立交小净距立交实车驾驶实验立交出入口运行速度纵向加速度

考虑驾驶风格的高密度立交群出入口车辆驾驶风险研究

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科学技术与工程 2024年第10期24卷 4317-4328页

作者：侯珊珊张杰张雪榆矫成武徐进重庆交通大学交通运输学院重庆400074 中信科智联科技有限公司重庆401331 重庆长安汽车股份有限公司重庆400020 交通运输部公路科学研究院北京100088

为分析不同驾驶风格驾驶人车辆的驾驶风险,在重庆内环快速路开展了高密度立交群实车驾驶试验,使用车载仪器采集车辆行驶轨迹、速度等运行参数,通过因子分析和聚类分析等方法,提取车辆速度、加速度和横向位移等参数,以此为依据将驾驶风... 详细信息

为分析不同驾驶风格驾驶人车辆的驾驶风险,在重庆内环快速路开展了高密度立交群实车驾驶试验,使用车载仪器采集车辆行驶轨迹、速度等运行参数,通过因子分析和聚类分析等方法,提取车辆速度、加速度和横向位移等参数,以此为依据将驾驶风格分为3个类型,即保守型、常规型和冒险型。通过车辆驶离和汇入主线过程中的轨迹偏移,分析了不同驾驶风格的行车轨迹特征,结果表明:冒险型驾驶人的轨迹偏移高于其余2种驾驶风格的驾驶人,且轨迹偏移的分布较为分散;在驶离/汇入主线时,冒险型驾驶人所需要的换道时间更短、换道起始位置更靠前、换道频次也多于另外2种驾驶风格;以速度波动和加速度波动作为驾驶风险评价指标,两者大小均是冒险型>常规型>保守型;利用熵权法确定指标权重并得到驾驶风险率,将其按照不同驾驶风格分类,结果表明:在主线出口位置,呈现明显的分布特征,即冒险型>常规型>保守型,而在主线入口位置,冒险型与常规型的驾驶风险率大小相差无异,但冒险型驾驶人分布更加离散。分析不同驾驶风格驾驶人的驾驶风险率,有助于提高驾驶人的行驶安全性。

关键词：交通安全高密度立交驾驶风险驾驶风格小净距立交运行轨迹

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高速公路高密度立交驾驶人眼动特性研究

高速公路高密度立交驾驶人眼动特性研究

作者：杨子邈重庆交通大学

学位级别：硕士

近年来,随着高速公路交通需求的增长,立交数量也在迅速增加,因此也形成了许多高密度立交群,在高密度立交群中相邻两座立交间的净距不满足现行规范要求的现象愈发普遍,尤其是在西南部的山地城市。互通立交之间的间距缩小也意味着驾驶员... 详细信息

近年来,随着高速公路交通需求的增长,立交数量也在迅速增加,因此也形成了许多高密度立交群,在高密度立交群中相邻两座立交间的净距不满足现行规范要求的现象愈发普遍,尤其是在西南部的山地城市。互通立交之间的间距缩小也意味着驾驶员需要在更有限的空间内完成立交的行驶,交织区长度减小、交织车流密度大、车辆变道频繁等因素都可能导致驾驶风险提高,同时立交不同的行驶工况对于驾驶人的影响也可能存在差异。而在驾驶过程中视觉信息是驾驶人最主要的信息来源,速度则是车辆最直观的状态参数,通过分析该两类指标可以在一定程度上揭示驾驶员在高速公路高密度立交的驾驶行为特征,研究结果对提升高速公路高密度立交的交通安全有一定的积极作用。首先,本文根据立交行驶的轨迹特征,将驾驶人的行驶过程划分为驶入主线、驶出主线、主线行驶、辅道行驶四种驾驶工况,利用k-medoids动态聚类方法将驾驶员在高速公路高密度立交的视觉兴趣区划分为了7个区域,然后对比分析了常规净距立交和小净距立交不同行驶工况的注视行为、扫视行为和瞳孔变化,发现常规净距立交和小净距立交的注视区域都主要集中在当前车道的近远处,而小净距立交对其他兴趣区的注意力分配要高于常规净距立交,其中驶入/驶出主线工况,驾驶员观察时有明显的偏侧性,200px可作为扫视幅度高低的阈值。然后,本文利用马尔可夫链构建注视转移模型,对比分析了不同性别和驾驶风格驾驶员眼动特征和注视转移规律。发现男性驾驶员表现出注视频率低、单次注视时间长、高扫视幅度、高扫视速度且低扫视频率的眼动特征,女性驾驶员则表现为注视频率高、单次注视时间短、低扫视幅度、低扫视速度且高扫视频率,不同驾驶风格驾驶员也有类似的眼动特征,同时立交净距减小对女性驾驶员和谨慎型驾驶员的影响程度较大。最后,分析了常规净距立交和小净距立交的速度指标,发现驾驶员在常规净距立交有明显的加减速过程,而在小净距立交则为持续加速或者持续减速。基于眼动指标和速度指标,通过灰色近优法构建了高速公路高密度立交驾驶风险量化模型。结果表明,相同的工况,小净距立交驾驶风险要高于常规净距立交,其中驶入主线工况驾驶风险最高。基于以上从匝道形式、通视三角区、标志标线、性别和驾驶风格等方面提出高速公路高密度立交交通安全提升措施。

关键词：高速公路高密度立交小净距立交眼动特征驾驶风险

基于心电数据的高速公路高密度互通立交驾驶负荷研究

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吉林大学学报(工学版) 2023年

作者：徐进陈正欢廖祺硕郑展骥张河山重庆交通大学山区复杂道路环境“人-车-路”协同与安全重庆市重点实验室重庆交通大学交通运输学院重庆城市交通开发投资(集团)有限公司

为了明确高密度互通立交行驶环境对驾驶负荷的影响，在G50沪渝高速公路重庆段一处高密度立交群开展了38名被试的小客车实车驾驶试验，使用PhysioLAB生理仪采集了驾驶人在自然行驶状态下的心电数据。基于心率和心率变异性指标，采用因子... 详细信息

为了明确高密度互通立交行驶环境对驾驶负荷的影响，在G50沪渝高速公路重庆段一处高密度立交群开展了38名被试的小客车实车驾驶试验，使用PhysioLAB生理仪采集了驾驶人在自然行驶状态下的心电数据。基于心率和心率变异性指标，采用因子分析法构建了心理负荷量化模型，分析了不同立交净距条件下驾驶人的心理负荷差异及其影响因素。结果表明：立交净距的缩小会导致驾驶人心理负荷增加，驾驶人在小净距立交的平均心理负荷比常规净距立交增加了15.15%；不同驾驶风格、不同性别驾驶人之间的心理负荷均存在差异，立交净距的缩小对焦虑型驾驶人和女性驾驶人的影响更大；驾驶人心理负荷随着对行驶环境熟悉度的增加而减小；车辆交织会导致驾驶人心理负荷显著增加，驾驶人在小净距立交合流过程中的平均心理负荷比分流过程增加了13.89%。

关键词：道路工程互通立交高速公路高密度立交小净距立交心理负荷

基于自然驾驶数据的高密度立交出入口车辆轨迹特征研究

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交通信息与安全 2023年第6期41卷 20-31,81页

作者：徐进杨雪敏张雪榆张杰孔繁星矫成武重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆长安汽车股份有限公司重庆400020 中信科智联科技有限公司重庆404100 中铁二院工程集团有限责任公司成都610031 交通运输部公路科学研究院北京100088

互通式立体交叉是道路交通网络重要的节点,而随着相邻立交之间的间距不断缩小,逐渐形成了高密度立交群,容易造成交通拥堵,加大驾驶负荷和事故风险。为明确在高密度立交群出入口区段的运行风险和安全隐患,在重庆内环路选取了1簇高密度立... 详细信息

互通式立体交叉是道路交通网络重要的节点,而随着相邻立交之间的间距不断缩小,逐渐形成了高密度立交群,容易造成交通拥堵,加大驾驶负荷和事故风险。为明确在高密度立交群出入口区段的运行风险和安全隐患,在重庆内环路选取了1簇高密度立交群作为研究对象,开展了实车驾驶实验。使用车载仪器采集自然驾驶状态下车辆轨迹数据,包含速度、实时行驶位置以及车辆中心与两侧车道线之间的横向距离;基于对实测数据的深度分析,明确立交出入口的车辆轨迹形态以及车道选择行为特征和驾驶人性别对轨迹形态的影响关系,挖掘车辆驶离(汇入)主线过程中的换道行为特征和驾驶风险影响因素。结果表明:(1)出入口类型对车道选择和轨迹形态有明显影响,相比于平行式出口,直接式出口的轨迹更顺畅,换道次数更少;(2)驾驶人在净距较近的2座立交驶入驶出时,进入主线路段更倾向选择辅助车道或者最外侧车道行驶,以减少换道次数;(3)出入口附近的主线车道数变化会影响驾驶人的车道选择行为;(4)驶离主线时,平行式出口的换道持续时间要高于直接式出口,而入口类型对于换道时间没有显著影响,78%驾驶人的换道时间为5~10 s;(5)出口区段的运行风险高于入口区段,可在出口区段最右车道左侧设置白色实线禁止跨越同向车道线,长度范围以渐变段起点向前50 m一直覆盖至分流点处。

关键词：交通安全高密度立交自然驾驶数据小净距立交出入口行驶轨迹

高密度互通立交驾驶人精神负荷与安全风险研究

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高密度互通立交驾驶人精神负荷与安全风险研究

作者：陈正欢重庆交通大学

学位级别：硕士

近年来,高速路网的密度和复杂性逐渐增强,相邻立交的间距越来越小,连续两座及以上互通立交的间距或净距不满足现行技术标准要求的现象愈发常见,形成高密度互通立交。立交间距作为立交布局的重要部分,其大小直接影响着路段乃至整个路网... 详细信息

近年来,高速路网的密度和复杂性逐渐增强,相邻立交的间距越来越小,连续两座及以上互通立交的间距或净距不满足现行技术标准要求的现象愈发常见,形成高密度互通立交。立交间距作为立交布局的重要部分,其大小直接影响着路段乃至整个路网的安全运营和整体功能的发挥。立交间距过小,导致立交间交织区长度不足,驾驶人需要在狭促空间范围内完成分流、汇流、换道等任务,驾驶难度增大,精神负荷升高,易造成驾驶人的驾驶能力难以胜任驾驶负荷需求而出现失误操作,在理论上会增加行车风险。因此,明确驾驶人在高密度互通立交场景的精神负荷与安全风险对高密度互通立交安全运营、事故预防等方面具有重要意义。为此,本文选择了在G50沪渝高速公路重庆段一处高密度立交群开展了小客车实车驾驶试验,在天气良好的条件下,使用Physio LAB、Speedbox等仪器采集了驾驶人在真实立交环境下行驶时的心电数据与驾驶行为参数。首先,本文在驾驶人心率(HR)和心率变异性(HRV)指标特性分析的基础上,使用因子分析法建立了驾驶人精神负荷量化模型,探究了立交净距、驾驶风格、性别及换道形式等因素对精神负荷的影响。结果表明,驾驶人在小净距立交场景的精神负荷明显大于常规净距立交。愤怒型驾驶人的精神负荷明显大于焦虑型和冒险型驾驶人;女性驾驶人的精神负荷明显大于男性驾驶人;驾驶人从匝道进入主线(合流)过程中的平均精神负荷比从主线进入匝道(分流)过程增加了13.89%。然后,本文利用心率增长率(HRI)指标分析了驾驶人在小净距立交四种行驶工况(匝道→主线、主线→匝道、主线行驶、辅道行驶)的精神负荷连续变化规律,发现驾驶人心率增长率变化呈现“凸型曲线、持续增大”等四种模式。在四种行驶工况下,驾驶人在交织区前50%范围内的HRI显著增加,表明车辆交织对驾驶人精神负荷产生了显著影响。根据驾驶人精神负荷与车速变化特征,将小净距立交出入口的影响区域范围界定为上一个立交入口合流点前200米至下一个立交出口分流点后200米。最后,以车辆速度、横/纵向加速度为指标分析了驾驶行为特性及其对驾驶人精神负荷的影响,并对驾驶行为风险进行了评价。在此基础上,通过CRITIC权重法,建立了基于驾驶人精神负荷与行为风险的综合风险量化模型。结果表明,驾驶人在小净距立交行驶时的精神负荷与速度、纵向加速度具有一定的相关性。驾驶人在经过小净距立交入口段的安全风险比出口段更高。

关键词：高速公路高密度立交小净距立交精神负荷安全风险