基于驾驶员视觉行为的干线公路交通标志研究

论文摘要

随着干线公路建设里程的增加,公路等级不断提高,涌现出来的交通问题也越来越多,交通安全已成为全社会共同关注的热点问题。交通系统是一个由驾驶员、车辆、道路三大因素组成的动态系统,其中,驾驶员作为道路的使用者,车辆的控制者,是整个系统的核心,也是影响道路交通安全的首要因素。对驾驶员而言,视觉系统是获取道路交通信息的重要通道,因此,本文从驾驶员的视觉行为出发,研究干线公路中两种类型的交通标志(交叉口指路标志和地点距离标志)的版面设计和设置问题,改善道路行车环境,对预防交通事故具有重要的意义。本文在对驾驶员视觉特性理论的研究基础上,结合国内外相关领域的研究方法,系统分析了驾驶员在行车过程中的视觉搜索模式以及眼球运动参数,确定了以注视点、注视持续时间、注视顺序、注视次数、认读时间作为驾驶员动态视觉试验的试验参数。本文在干线公路上进行真实道路环境的实车试验,使用眼动仪记录驾驶员认读两种类型交通标志过程中的眼球运动轨迹,分析驾驶员的动态视觉行为及其表征参数。通过对试验数据进行方差分析,研究不同车速对驾驶员注视行为的影响,得到车速对驾驶员的注视次数和认读时间影响显著,对注视持续时间的影响不大。通过让驾驶员认读标志版面上不同位置的信息内容,研究标志认读顺序及重要信息位置,得到交叉口指路标志和地点距离标志的认读顺序;并对试验数据进行回归分析,得到标志认读时间与信息量的关系,从而确定标志版面信息量个数,并将试验结论应用到实际公路中。针对干线公路车辆行驶的特点,研究了指路标志对驾驶员、车辆、道路的作用原理,建立了基于驾驶员有效视野范围的认读标志模型,采用模型推导的方法得出干线公路指路标志设置位置公式;并针对公路等级的不同、标志版面信息量的不同,推导出指路标志的设置角度。最后结合干线公路实例,验证了研究理论与方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 引言
• 1-1-1 研究背景
• 1-1-2 课题的来源
• §1-2 问题的提出
• 1-2-1 交通标志现状分析
• 1-2-2 驾驶员视觉特性研究的必要性
• §1-3 研究的目的和意义
• §1-4 国内外研究现状
• 1-4-1 交通标志的国内外研究现状
• 1-4-2 驾驶员视觉行为的国内外研究现状
• 1-4-3 国内外研究现状总结
• §1-5 研究的主要内容和技术路线
• 1-5-1 研究的主要内容
• 1-5-2 技术路线
• §1-6 本章小结
• 第二章 驾驶员视觉特性研究
• §2-1 驾驶员动态视觉特性
• §2-2 驾驶员眼动的基本模式
• §2-3 驾驶员视觉搜索过程
• 2-3-1 视觉搜索模式
• 2-3-2 注视行为表征参数
• 2-3-3 本文试验参数的选取
• §2-4 本章小结
• 第三章 驾驶员动态视觉试验
• §3-1 试验仪器
• 3-1-1 仪器介绍
• 3-1-2 眼动仪测量方法
• §3-2 试验目的和内容
• 3-2-1 试验目的
• 3-2-2 试验内容
• §3-3 试验一试验过程
• 3-3-1 试验设计
• 3-3-2 试验过程
• §3-4 试验二试验过程
• 3-4-1 试验设计
• 3-4-2 试验过程
• §3-5 筛选试验数据
• §3-6 本章小结
• 第四章 试验数据分析
• §4-1 数据分析方法
• §4-2 试验数据处理
• 4-2-1 驾驶员注视行为分析
• 4-2-2 标志信息认读顺序
• 4-2-3 信息量与认读时间的关系
• §4-3 试验结果应用
• §4-4 本章小结
• 第五章 标志设置参数的研究
• §5-1 标志对驾驶员、道路和车辆的作用原理
• 5-1-1 驾驶员对交通标志的信息处理
• 5-1-2 车辆行驶速度
• 5-1-3 道路路面性能
• §5-2 标志设置位置的确定
• §5-3 标志设置角度的确定
• §5-4 实例分析
• 5-4-1 道路概况
• 5-4-2 设置参数的确定
• 5-4-3 标志设置距离计算
• §5-5 本章小结
• 第六章 结论及展望
• §6-1 主要结论
• §6-2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所取得的相关研究成果