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原文传递城市交通环境中驾驶人应激响应特性及最优避险策略研究

论文题名：	城市交通环境中驾驶人应激响应特性及最优避险策略研究
关键词：	城市交通环境;驾驶人;应激场景;响应特性;最优避险策略;模糊评价
摘要：	交通事故产生机理表明,事故的发生与因突发事件的出现而造成的紧急情况存在密切联系。紧急情况下,驾驶人如果对周围交通环境的观察不够充分,或判断决策出现失误,则极易酿成事故。基于避险认知的驾驶人应激响应行为特性属于非常态习性,研究驾驶人的应激响应行为特性,探索紧急情况下的最优避险策略对提高驾驶安全性具有重要的意义。　　本文运用理论研究、样本分析、试验验证三者相结合的研究思路。在深入分析城市道路交通环境特点和突发事件发生原因的基础上,设计了二十个典型应激场景,并结合Creator建模软件和OSG仿真软件,实现了应激场景的三维动态创建。根据应激场景的特点,建立了由危险程度和发生频率构成的应激场景的评价指标体系。采用问卷调查的方法,并集合模糊理论对上述设计的应激场景进行了模糊综合评价,实现了应激场景的量化分析。基于Access数据库建立了应激场景的信息库,实现了对多种应激场景的管理和查询。　　采用注意力单源和多源理论对驾驶人的应激响应产生机理进行研究,提出了静态注意力资源的分配符合注意力多源理论,而动态注意力资源的分配符合注意力单源理论的观点。在此基础上,根据驾驶人的危险认知与响应行为特点,提出了驾驶人“刺激阈值”的感知特性、“特征匹配”的决策特性、以及“本能反应”的操作特性。　　以小型试验车为载体设计搭建了驾驶人应激响应试验平台,并在专业汽车试验场内进行了应激试验。对多名被试驾驶人进行了真实驾驶过程中的应激响应测试,采集了正常驾驶和应激响应过程中驾驶人的操作行为数据、生理反应数据以及车辆运动状态数据。基于试验数据,对驾驶人的心率变化量与TTC之间的关系进行了回归拟合,提出采用TTC作为危险紧急程度的表征指标。对驾驶人在不同紧急度下的避险控制策略进行分类讨论,确定了驾驶人避险控制策略决策的影响因素,并得到了驾驶人避险控制策略决策的判定距离。采用回归分析法,对驾驶人在应激过程中的制动行为和转向行为特性进行了研究,分别获取了驾驶人的应激制动响应时间、最大制动踏板力、制动踏板力增长持续时间,应激转向响应时间、最大方向盘转角、方向盘转角持续时间与紧急度之间的回归关系,并得到了相应的拟合模型。　　以车辆运动学理论为基础,分析了道路上交通对象之间的相对运动关系,并根据相对运动关系对两个交通对象间的临界危险区域进行了划分,得出了临界危险区域最主要的影响因素。依据车辆运动学理论和余弦函数横向加速度模型,提出了当前方危险物处于不同运动状态时,车辆的制动减速和制动转向的临界报警距离模型和极限报警距离模型。最后以前方障碍物为危险,基于最优化理论,以危险出现时刻车辆的位置、行驶速度和航向角为设计变量,以纵向安全距离,侧向安全距离、车辆动力学限制为约束条件,以控制轻便性为目标函数,建立了制动与转向相结合的最优避险策略模型。　　本研究得到了国家自然科学基金项目(51178053和61374196)和教育部长江学者和创新团队发展计划项目(IRT1286)的资助。
作者：	吴初娜
专业：	车辆工程
导师：	付锐
授予学位：	博士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文