详情

原文传递基于驾驶人生心理指标的山区双车道公路行车舒适度研究

论文题名：	基于驾驶人生心理指标的山区双车道公路行车舒适度研究
关键词：	山区双车道公路;驾驶人;生理指标;心理指标;行车舒适度
摘要：	山区双车道公路受地形地貌限制，公路环境相对封闭，部分路段信息过载，行车风险较高，行车舒适度较低，交通安全问题受到广泛关注。驾驶人行车过程中，需要不断从公路环境获取有效交通信息，调整驾驶状态以应对多变的行车环境，此交互过程将产生驾驶负荷，影响行车舒适度，因此研究公路环境对行车舒适度的作用机理，对于降低行车风险，提高行车安全具有重要意义。本文通过在不同公路环境下开展行车实验，旨在对驾驶人行车舒适度的变化特性进行研究，分析各舒适度等级下各因素阈值，为山区公路环境的改善提供理论支撑。　　首先，根据研究对象设计行车实验，采集公路景观信息、公路纵坡及标志信息等公路环境参数，同时对驾驶人的生心理指标进行采集，对采集到的各数据进行数据筛选、标准化处理等，基于因子分析法，将筛选出的瞳孔面积变化率、注视时间百分比、心率变异性及皮肤电均值四个参数降维，构建综合驾驶人眼动特征、心率特征、皮电特征的驾驶负荷模型，基于驾驶负荷值，将行车舒适度划分为舒适、较舒适与不舒适三个等级，确定各舒适度等级的阈值范围。对公路环境信息进行初步筛选，确定所研究路段的景观信息、公路纵坡及交通标志信息。　　其次，基于围合度理论，将公路路域空间划分为三类，确定各路域空间的阈值范围。对三类路域空间下驾驶人的注视行为进行分析，确定公路环境中影响行车舒适度的主要因素为景观信息、公路纵坡及交通标志信息。分析景观的连续性特征及色彩特征，利用HSV色彩模型及开放区域面积比，建立景观信息量综合量化模型。结合山区公路标志设置特点，基于香农信息熵理论，以及交通标志中各元素的权重，建立交通标志信息量模型及交通标志信息量密度模型。　　再次，探究不同公路景观信息量、公路纵坡及标志信息量密度下，驾驶负荷的变化特性，建立各主要因素与驾驶负荷之间的关联模型，并基于行车舒适度阈值，确定各主要因素的取值范围。研究结果表明：行车舒适度等级为舒适时，景观信息量最大值为1.558bits；公路下坡坡度最大值为-1.931%；公路上坡坡度最大值为2.495%；标志信息量最大值为41.755bits/km。基于行车安全，行车舒适度等级为较舒适时，本文确定的各因素的量化值为推荐最优值。具体数值为：景观信息量不宜超过3.214bits；公路下坡坡度不宜超过-3.578%；公路上坡坡度不宜超过3.851%；标志信息量密度不宜超过83.155bits/km。　　最后，构建公路景观信息量、公路纵坡坡度及标志信息量密度的舒适度评价表达式，利用熵权 TOPSIS 法，构建基于驾驶人生心理指标的山区双车道公路行车舒适度评价体系，基于实例验证评价体系的普适性，量化各路段的行车舒适度值并进行排序，提出改善措施，为公路环境的合理营造提供理论参考。
作者：	王鸿浩
专业：	交通运输
导师：	孟云伟
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2023