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原文传递基于驾驶员心生理特性的高速公路隧道行车安全性研究

论文题名：	基于驾驶员心生理特性的高速公路隧道行车安全性研究
关键词：	高速公路隧道;行车安全;驾驶员;眼动指标;脑电指标
摘要：	随着交通事业的快速发展，高速公路隧道的数量有了突飞猛进的增长。高速公路隧道一方面实现了截弯、降坡、提速、提高运营收益等效果，另一方面又由于事故多发、易发，事故发生后危害大、处理困难等问题成为了高速公路交通的难题。人、车、道路环境组成的交通系统里面，人是感知的主体，是第一重要因素，车辆和道路环境的优劣都要通过人的感知得到体现。驾驶员是整个系统里面积极的主观元素，易受其他因素的影响。所以从驾驶员的心生理特性角度研究高速公路隧道内行车安全性很有必要，对提升高速公路隧道内驾驶员行车的可靠性、安全性有积极意义。　　首先，根据高速公路隧道的环境特点和交通安全现状，分析驾驶员、车辆、公路与周围环境对公路隧道交通安全产生的影响，提出隧道路段行车环境、驾驶员自身心生理特性等是影响隧道行车安全性的主要因素，驾驶者对环境的理解和判断以及周边环境本身会影响驾驶者的反应与操作；对隧道路段分为隧道入口段、中间段以及出口段，结合驾驶员在各个路段行车的心生理数据分析驾驶员在隧道路段的行车安全性。　　其次，选择典型的高速公路隧道进行实车驾驶试验，并进行对应仿真驾驶模型的构建以及室内仿真试验，采用心生理反馈仪、眼动仪采集被试驾驶员的心生理参数；对室内仿真试验数据与室外实车试验数据进行一致性分析，采用独立样本t检验考察室内仿真试验数据与室外实车试验数据是否存在差异，采用Pearson相关考察室内仿真试验数据与室外实车试验数据的相关性，以此检验室内仿真试验数据与室外实车试验数据都具有有效性，结果表明室内仿真试验与室外实车试验所得各参数数据存在差异均不显著，且变化趋势具有一致性和正相关性，基于试验安全考虑室内仿真试验是替代现场实车驾驶试验的有效研究手段。　　然后，将隧道路段分为隧道入口段、中间段以及出口段，选取慢α波特征值、β波特征值以及脑电指标功率(θ+a)/β作为驾驶员的脑电指标，选取瞳孔直径、瞳孔直径变化率、平均注视时间、平均眨眼时间作为驾驶员的眼动指标，分析隧道不同路段驾驶员脑电参数及眼动参数的差异性；采用夏皮洛-威尔克检验对各路段各指标进行正态分布检验，验证数据均符合正态分布；对隧道入口段、中间段以及出口段三个路段进行重复测量方差分析，事后多重比较采用Bonferroni校正，得出隧道出入口段亮度差异大使得驾驶员眼睛受到较强明暗变化的干扰，与隧道出入口段相比隧道中间段驾驶员趋于疲劳状态。　　最后，为探究驾驶员在不同路段状态是否存在有内部关联的眼动-脑电综合指标，采用最大方差法，分别对隧道入口段、中间段以及出口段三个路段的眼动-脑电指标进行主成分分析，采用Pearson相关对高速公路隧道全路段脑电-眼动参数进行相关性分析，得出眼动-脑电联合分析指标可采用β波特征值-瞳孔直径变化率和β波特征值-平均眨眼时间，并从驾驶员心生理特性角度针对隧道不同路段提出提升行车安全性的对策建议。　　本文研究验证了室内仿真试验具备一定的安全及疲劳研究价值，提出隧道出入口段亮度差异大使得驾驶员眼睛受到较强明暗变化的干扰；与隧道入口段和隧道出口段相比，隧道中间段驾驶员趋于疲劳状态，并给出眼动-脑电联合分析指标，对高速公路隧道建设及安全管理具有一定的积极意义。
作者：	左天骄
专业：	交通运输工程
导师：	陈飞
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2021