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高密度互通立交驾驶人精神负荷与安全风险研究
| 论文题名： | 高密度互通立交驾驶人精神负荷与安全风险研究 |
| 关键词： | 高速公路;高密度立交;小净距立交;精神负荷;安全风险 |
| 摘要： | 近年来，高速路网的密度和复杂性逐渐增强，相邻立交的间距越来越小，连续两座及以上互通立交的间距或净距不满足现行技术标准要求的现象愈发常见，形成高密度互通立交。立交间距作为立交布局的重要部分，其大小直接影响着路段乃至整个路网的安全运营和整体功能的发挥。立交间距过小，导致立交间交织区长度不足，驾驶人需要在狭促空间范围内完成分流、汇流、换道等任务，驾驶难度增大，精神负荷升高，易造成驾驶人的驾驶能力难以胜任驾驶负荷需求而出现失误操作，在理论上会增加行车风险。因此，明确驾驶人在高密度互通立交场景的精神负荷与安全风险对高密度互通立交安全运营、事故预防等方面具有重要意义。 为此，本文选择了在G50沪渝高速公路重庆段一处高密度立交群开展了小客车实车驾驶试验，在天气良好的条件下，使用PhysioLAB、Speedbox等仪器采集了驾驶人在真实立交环境下行驶时的心电数据与驾驶行为参数。 首先，本文在驾驶人心率（HR）和心率变异性（HRV）指标特性分析的基础上，使用因子分析法建立了驾驶人精神负荷量化模型，探究了立交净距、驾驶风格、性别及换道形式等因素对精神负荷的影响。结果表明，驾驶人在小净距立交场景的精神负荷明显大于常规净距立交。愤怒型驾驶人的精神负荷明显大于焦虑型和冒险型驾驶人；女性驾驶人的精神负荷明显大于男性驾驶人；驾驶人从匝道进入主线（合流）过程中的平均精神负荷比从主线进入匝道（分流）过程增加了13.89%。 然后，本文利用心率增长率（HRI）指标分析了驾驶人在小净距立交四种行驶工况（匝道→主线、主线→匝道、主线行驶、辅道行驶）的精神负荷连续变化规律，发现驾驶人心率增长率变化呈现“凸型曲线、持续增大”等四种模式。在四种行驶工况下，驾驶人在交织区前50%范围内的HRI显著增加，表明车辆交织对驾驶人精神负荷产生了显著影响。根据驾驶人精神负荷与车速变化特征，将小净距立交出入口的影响区域范围界定为上一个立交入口合流点前200米至下一个立交出口分流点后200米。 最后，以车辆速度、横/纵向加速度为指标分析了驾驶行为特性及其对驾驶人精神负荷的影响，并对驾驶行为风险进行了评价。在此基础上，通过CRITIC权重法，建立了基于驾驶人精神负荷与行为风险的综合风险量化模型。结果表明，驾驶人在小净距立交行驶时的精神负荷与速度、纵向加速度具有一定的相关性。驾驶人在经过小净距立交入口段的安全风险比出口段更高。 |
| 作者： | 陈正欢 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 徐进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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