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原文传递基于驾驶负荷的八车道高速公路出口指路标志设置研究

论文题名：	基于驾驶负荷的八车道高速公路出口指路标志设置研究
关键词：	高速公路;双向八车道;出口指路标志;驾驶负荷;驾驶仿真
摘要：	推动高速公路高质量发展是深入实施交通强国战略的重要举措，当前八车道及以上的多车道高速公路建设方兴未艾，出口指路标志的设置更是其中重要一环。高速公路出口指路标志的合理设置能够使驾驶员及时准确地获取有效信息，采取相应操作，从而保障行车安全。现行规范中出口指路标志设置的规定对于双向四车道和六车道高速公路的针对性较强，而对于双向八车道高速公路，其交通量大、车道数多且换道行为频繁复杂，不宜简单套用现行规范，有必要对其出口指路标志设置进行研究。本文从驾驶负荷角度出发，针对八车道高速公路出口指路标志提出不同设置方案并进行驾驶仿真试验，构建综合评价模型，得到推荐方案。　　首先，在综述高速公路出口指路标志和驾驶负荷研究现状的基础上，从驾驶员、道路设计指标以及交通运行环境三个角度出发分析影响出口指路标志设置的主要因素，并归纳常见驾驶负荷表征方法及其相应指标。　　其次，考虑车道变换的最不利情况，最后一块前置出口指路标志作为最后一次提示，重要性相对较高。分析高速公路出口段车辆驶出过程，基于可接受间隙理论，计算得到最不利情况下最后一块出口指路标志的前置距离理论值为798.48m，取整为800m。　　再次，参照规范要求并结合实际工程（沪宁高速公路）竣工资料，运用UC-win/Road软件，构建驾驶仿真试验场景。通过现场交通调查，收集相关交通运行数据，完成驾驶仿真场景的交通参数标定并确保试验场景一致性。综合考虑规范值和理论值，控制最后一块出口指路标志前置距离分别为500m、600m、700m、800m、900m及1000m，形成对照试验组并开展驾驶仿真试验，通过生物反馈仪和眼动仪采集试验数据。　　然后，从眼动、脑电、心电及驾驶行为等多个维度展开分析，选取瞳孔直径增长率、脑电指标β/θ、心率方差、方向盘转角极值及车辆加速度标准差等指标表征驾驶负荷。采用因子分析法降维得到驾驶操作负荷F1和感知决策负荷F2两个主因子，在此基础上建立驾驶负荷综合指标CIDL。结果表明驾驶员在出口路段的驾驶负荷随着指路标志前置距离的增长而降低，适当延长指路标志前置距离能有效降低驾驶风险，保障行驶安全，验证了最后一块出口指路标志前置距离800m的合理性。　　最后，综合考虑驾驶负荷、驾驶员短时记忆理论、交通运行效率、驾驶换道长度以及规范标志设置要求等因素，提出四组多级出口指路标志设置优化方案。引入搜寻记忆难度、驾驶负荷、驾驶风格、换道次数、标志数量等五个指标，基于CRITIC法构建线性综合评价模型，评估不同设置方案的优劣，认为500m-1000m-1500m-2000m-3000m五级标志与800m-1500m-2500m三级标志表现较好。　　本研究探索了驾驶负荷与高速公路出口路段驾驶行为之间的内在联系，为多车道高速公路交通工程建设提供理论参考，对提升高速公路交通安全具有理论与实践意义。
作者：	吴雨涛
专业：	交通运输工程;道路与铁道工程
导师：	陈飞
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2022