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原文传递机动车闯红灯事故发生规律及其车载预警技术研究

论文题名：	机动车闯红灯事故发生规律及其车载预警技术研究
关键词：	机动车;道路交叉口;闯红灯事故;发生规律;车载预警技术
摘要：	机动车闯红灯违法行为是影响交叉口行车安全的重要原因之一，且闯红灯事故造成的后果较为严重。基于车路协同系统的智能预警技术为降低闯红灯事故提供新的方向，而如何通过设计合理高效的智能预警方案来辅助和改善驾驶人行为，降低事故率是本研究重点解决的问题。因此，本论文对闯红灯行为特征及其事故发生规律进行全面分析研究，设计合理高效的智能预警方案，从人机工效学角度进行智能预警技术对驾驶行为规律影响研究，研究成果为交叉口智能安全预警技术的发展提供科学支撑。主要内容包含以下五个方面: 　　(1)利用GES事故数据库闯红灯事故数据进行闯红灯驾驶人行为特征及风险分析。　　根据闯红灯驾驶人事故前行为将其分为直行闯红灯和左转闯红灯，利用Quasi-Induced Exposure方法进行闯红灯行为特征及风险分析。结果发现，低于20岁和高于60岁的驾驶人发生直行和左转闯红灯行为的相对风险较高;黄昏或者黎明的情况下直行闯红灯行为的相对风险较高，夜间无灯驾驶环境下左转闯红灯行为的相对风险最高;分心驾驶、较差的能见度及超速因素均会导致直行和左转闯红灯行为相对风险增加。而且，超过50岁、分心驾驶、能见度差及夜间条件下，驾驶人发生左转闯红灯行为的相对风险高于直行闯红灯行为;超速行驶条件下驾驶人发生直行闯红灯行为相对风险高于左转闯红灯行为。　　(2)利用GES事故数据库闯红灯事故数据进行闯红灯事故分类分析，对比不同闯红灯事故类型特征。　　依据驾驶人在闯红灯事故中责任认定和车辆事故前的行为，本论文将闯红灯事故分为三大类，再考虑车辆出现方向，将三大类事故分为八个子碰撞类型。考虑车辆、道路及环境因素，利用分类回归树模型分别对每种闯红灯事故类型下的子事故类型特征进行对比分析。结果表明，对于直行闯红灯车辆，道路限速增加导致其与左侧和右侧直行非闯红灯车辆相撞事故比例基本接近，与对向道路左转非闯红灯车辆相撞事故的比例呈现增加趋势;对于左转闯红灯车辆，车道数和限速的增加导致其与对向道路直行非闯红灯车辆碰撞事故比例呈现增加趋势。　　(3)考虑不同驾驶环境，研究遇到信号灯变黄事件时驾驶人的驾驶行为和眼动行为，测试两阶段闯红灯违法预警技术的功效性。　　本论文模拟四种典型环境（白天晴天、白天分心、浓雾和夜间）下驾驶人遇到信号灯变黄的驾驶场景，利用驾驶模拟平台实现两阶段闯红灯违法预警技术。二元Logistic回归结果表明，在三种不利驾驶环境下（白天分心、浓雾和夜间）驾驶人的闯红灯率较高。利用线性混合效应模型对驾驶人的驾驶行为和眼动行为特性进行分析，结果发现驾驶人在不同的不利驾驶环境下表现出不同的行为补偿，包括驾驶人黄灯触发初始速度、最大减速度以及注视信号灯时长和观察信号灯次数。此外，两阶段闯红灯违法预警信息能够降低黄灯触发时刻初始车速，缩短停车减速反应时间，降低最大减速度值，从而降低闯红灯率。而且不同驾驶环境下预警信息对其行为影响程度也不同，浓雾驾驶环境下预警信息的发布对黄灯触发时刻初始车速、停车减速反应时间以及最大减速度值的影响程度较高，而白天分心驾驶环境下预警信息发布对其影响较小。利用双流体模型模型建立驾驶人闯红灯风险评估模型，结果发现不利驾驶环境下驾驶人行为偏保守，且浓雾环境下驾驶人个体差异最小，夜间环境下驾驶人的风险接受程度的个体差异较大。最后根据驾驶人的调查问卷结果发现，在主观感受上，驾驶人认为浓雾驾驶环境下两阶段违章预警信息的帮助最大。　　(4)以避撞右侧直行闯红灯车辆的驾驶场景为例，研究预警信息发布时间和预警内容对避撞驾驶行为和眼动行为的影响。　　本论文共设计七种不同的预警信息发布时间（2.5s至5.5s，间隔0.5s）和两种预警信息内容（有/无方向提示）。利用线性混合效应模型对避撞过程中的驾驶行为和眼动行为特性进行分析，结果表明预警信息能够降低减速度反应时间和提高采取避撞措施的能力，从而降低驾驶人碰撞率。当预警信息发布在事故前4.5s时，驾驶人最早监测到闯红灯车辆，对闯红灯车辆的扫视行为较为活跃。而且，明确方向性提示的预警信息更能帮助驾驶人快速监测到潜在危险目标，增加驾驶人扫视和监测闯红灯目标车辆的行为，缩短其减速反应时间。同时调查问卷结果显示，67.4％驾驶人认为相较于无方向提示的预警内容，明确的方向性提示对其避撞行为帮助更大。　　(5)考虑闯红灯车辆类型和驾驶环境，研究驾驶人在避撞闯红灯车辆时的驾驶行为和眼动行为，测试避撞闯红灯预警技术的功效性。　　本论文设计五种闯红灯车辆类型（左侧直行、右侧直行、对向左转、左侧左转以及右侧左转）和四种驾驶环境（白天晴天、白天分心、浓雾和夜间）。利用线性混合效应模型对避撞过程中的驾驶行为和眼动行为特性进行分析，结果表明驾驶人在分心和浓雾驾驶环境下监测潜在危险目标的能力较差;夜间驾驶环境下驾驶人的扫视和观察潜在危险目标车辆的行为较为活跃。避撞预警信息对降低与对向左转闯红灯车辆碰撞事故率的功效性最高;对避撞直行闯红灯车辆和对向左转闯红灯车辆采取的减速措施力度较大。而且，浓雾驾驶环境下预警信息的发布对其驾驶人的减速反应时间、观察闯红灯车辆总次数以及观察闯红灯车辆总时长的程度影响最大，而白天分心驾驶环境下预警信息发布对其影响较小。最后根据调查问卷结果发现，驾驶人主观认为对向左转闯红灯车辆对其安全威胁最大，浓雾驾驶环境下避撞预警信息对其采取及时有效的避撞行为帮助最大，而且86.9％的驾驶人表示愿意在车内安装闯红灯事故预警系统。
作者：	张玉婷
专业：	交通运输规划与管理
导师：	闫学东
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文