2020年, 第33卷, 第6期　刊出日期：2020-06-20

  

• 全选
  |

目录
• Select
  目录

  中国公路学报. 2020, 33(6): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

   
• Select
  封一/四

  中国公路学报. 2020, 33(6): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

   
• Select
  《中国公路学报》交通行为、心理与安全专刊导语

  中国公路学报. 2020, 33(6): 0-0.

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  中国机动化和城镇化高速发展，交通需求猛增，交通安全形势严峻，交通环境改善任重道远。交通行为是交通事故发生的主要致因，为深入理解交通参与者的行为特征，交通安全研究人员借助心理学、人因工程等学科的理论与交叉知识，围绕交通参与者的交通行为、心理与安全等问题，基于问卷调查、现场观测、驾驶模拟、自然驾驶等手段开展了大量的数据采集工作，对交通行为及其心理进行了大量的深度分析。为及时总结交通行为、心理与安全研究的最新成果，引领交通安全研究发展方向，推动理论与技术创新，《中国公路学报》编辑部邀请同济大学王雪松教授（本刊副主编）组织出版了本期"交通行为、心理与安全专刊"。
  本期专刊收到自由投稿和约稿共计111篇，经编辑部组织专家审稿，最终录用21篇。所涵盖的主题包括：研究综述、驾驶行为、心理认知与生理反应、疲劳驾驶、风险评估、安全意识等，采用的研究手段包括文献综述、模拟试验、实车测试、数据分析、问卷调查等。
  为了进一步提升专刊论文质量、活跃学术氛围、促进学术交流，2020年5~6月，《中国公路学报》首次创新性地以线上视频会议的形式举办了4场"交通行为、心理与安全"专刊论文作者交流会。交流会上，21位专刊论文作者分别介绍论文，特邀专家则对论文依次点评，提出了建设性的修改、完善建议。特邀点评专家包括清华大学石京教授、北京工业大学关宏志教授、中国人民公安大学刘建军教授、东北林业大学裴玉龙教授、浙江大学葛列众教授、交通运输部公路科学研究院周荣贵研究员、昆明理工大学熊坚教授、吉林大学李世武教授、中国科学院心理研究所李永娟研究员、上海市交警总队侯心一主任法医师、长安大学袁伟教授、同济大学王雪松教授和涂辉招教授等。专刊交流会创新了作者、专家、读者和编辑的沟通形式，使知名专家更深入地参与办刊，编辑深度融入学术共同体，作者的研究思路得到拓展，论文质量进一步提升，是促进学术交流的成功尝试。
  本专刊主要内容包括以下6个方面：
  （1）研究综述。研究成果包括驾驶人个体特征及驾驶行为角度的驾驶风险研究进展，老年驾驶人驾驶自我调节行为的定义、表现、影响因素与产生机制研究概况。归纳了驾驶行为和驾驶风险的研究重点，同时聚焦了值得关注的重点风险人群。
  （2）驾驶行为。研究成果包括长大隧道突起路标作用效果评估、不同干预方式下右转车辆避让行人效果、性别对信控铁路道口抵近行为的影响、车车通信环境下基于驾驶意图共享的车辆避撞预警算法、驾驶人弯道操纵行为、危险驾驶行为识别、高速公路小型车换道行为特性、高速公路交织区车辆变道轨迹预测等。采用的研究手段包括驾驶模拟、实车测试、视频分析、轨迹分析等。
  （3）心理认知与生理反应。研究成果包括基于脑电信号的驾驶人心理预期识别方法、驾驶模拟环境下激进驾驶行为影响因素、高速公路互通区指路标志的合理地名数、城市水下特长隧道出入口视觉及舒适性等。通过主观心理指标和客观生理指标分析了驾驶人对驾驶环境、潜在危险事件、道路标志设施的反应。
  （4）疲劳驾驶。研究成果包括转向指标疲劳辨识能力受个体差异的影响、基于脉搏波特征融合的驾驶疲劳检测方法、基于前额脑电多尺度小波对数能量熵的驾驶疲劳检测方法。从驾驶行为、生理信号等多指标维度剖析疲劳驾驶检测问题。
  （5）风险评估。研究成果包括道路交通安全风险评估方法、营运车辆驾驶人风险性评估等。利用目前交通信息环境中出现的新数据源，通过数据挖掘和特征识别的方式进行交通风险评估和分析。
  （6）安全意识。研究成果包括公众交通安全意识评价方法、公交车驾驶人组织认同感和工作倦怠对不良驾驶行为的影响等。研究涵盖公众交通安全意识和重点营运车辆驾驶人公交司机的安全意识。
  道路交通安全基础理论和应用技术的创新发展与工程实践，是建设交通强国的重要支撑。《中国公路学报》将继续关注道路交通安全与人、车、路、管理等方面的最新研究成果，以期为广大专家、学者及工程技术人员提供一个学习、交流的平台，促进中国公路交通行业安全、健康与可持续发展。
文献综述
• Select
  驾驶行为与驾驶风险国际研究进展

  张旭欣, 王雪松, 马勇, 马青变

  中国公路学报. 2020, 33(6): 1-17. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  驾驶人在驾驶车辆的过程中总会面临由自身或外界条件所带来的或高或低的风险，即驾驶风险，通过对驾驶风险进行识别、分析及评估是对风险进行管理的有效对策，明确由人为因素（即驾驶人个体特征及驾驶行为）所带来的驾驶风险并对驾驶人进行安全管理尤为重要。为了全面了解各类危险驾驶行为和各种驾驶人群体的驾驶风险行为研究进展，对驾驶风险领域重点问题进行了总体概述。从驾驶人个体特征及驾驶行为的角度出发，探究了驾驶风险领域目前的研究现状，并利用科学知识图谱展示驾驶风险领域研究的发展进程与结构关系。通过Web of Science核心合集数据库获取了3 406篇在1986~2020年（截至2020年2月29日）间出版的驾驶风险研究相关英文文献，共涵盖8 684位作者及6 018个关键词，基于科学知识图谱对该领域文献进行梳理与分析。结果表明：驾驶风险领域的国外研究在驾驶人选择方面主要从年轻驾驶人、老年驾驶人、新手驾驶人及职业驾驶人的角度进行切入，重点围绕酒驾、药驾、分心驾驶及疲劳驾驶等主题开展研究。与国外研究相比，中国在分心驾驶、疲劳驾驶领域的研究相对丰富，而针对酒驾、药驾的研究试验手段较为单一，研究不够全面；在研究对象的选取上，有必要进一步增加老年驾驶人及新手驾驶人的深入研究，包括老年驾驶人适驾性评估与教育培训，以及新手驾驶人驾照分级制度的可行性探索。在研究方法方面，国外常见研究方法包括问卷调查、驾驶模拟器试验、实车试验以及自然驾驶研究等，而中国在自然驾驶研究领域尚未充分开发利用；未来应考虑多种方法相结合并从不同角度促进对驾驶行为及驾驶风险的全面理解。
• Select
  老年驾驶人的驾驶自我调节研究述评

  周楚, 李婵, 沈先亭, 王雪松, 李国华

  中国公路学报. 2020, 33(6): 18-28. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  随着社会人口老龄化的发展，老年驾驶人的占比逐年增加，提升老年人的驾驶安全性对于其安全自主出行和公共交通安全均具有重要意义。驾驶自我调节是老年驾驶人为适应身体、认知功能变化而对驾驶行为做出的主动调整，是其提升驾驶安全性、延长驾驶生命和维持自主行动能力的有效补偿策略。通过对已有关于老年驾驶人的驾驶自我调节研究进行系统回顾，介绍了老年驾驶人的驾驶自我调节行为的定义及其表现，归纳分析了其驾驶自我调节行为的影响因素及产生机制，在此基础上总结了现有研究的局限，并指出了未来进一步研究的主要思路和方向。对文献的梳理和分析表明：老年驾驶人的驾驶自我调节包括减少驾驶频率和回避具有挑战性的驾驶情境2种主要形式，并可分为策略性、战术性和生活目标性自我调节3种不同的层次水平；驾驶自我调节是一个复杂的过程，社会人口因素、生理健康和功能状况、心理因素等均可对其产生影响；驾驶自我调节的产生机制可以被概括为是个体从认知到态度改变，再到形成调节行为意向，直至最终发生驾驶行为改变的动态决策过程。未来对老年驾驶人的驾驶自我调节行为研究应更进一步将客观驾驶行为数据、医疗机构数据与驾驶人主观自我报告相结合，适当开展追踪研究，考察驾驶自我调节行为随年龄的发展变化趋势，深入探究驾驶自我调节的产生机制及其在降低事故发生和提升驾驶安全性方面的作用。
驾驶行为
• Select
  基于驾驶行为和视觉特性的长大隧道突起路标作用效果评估

  赵晓华, 鞠云杰, 李佳, 陶盼盼, 王雪松, 周荣贵

  中国公路学报. 2020, 33(6): 29-41. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  突起路标（RPMs）是高速公路隧道内常见的交通安全设施，对预防和减少交通事故具有重要作用。针对高速公路长大隧道RPMs作用效果，从驾驶人角度出发，基于驾驶模拟试验测试，分析RPMs对驾驶人的影响，实现以微观驾驶行为和眼动数据为基础的高速公路长大隧道RPMs作用效果评估。设计2种RPMs方案（RPMs-B：设置在隧道检修道和车道边缘线；RPMs-C：设置在车道分界线和边缘线）与未设置RPMs（RPMs-A）的隧道形成对比；招募32名持照驾驶人，获取细粒度驾驶行为及眼动数据，选择平均速度、加速度、横向偏移等7项指标构建评价指标体系；利用重复测量方差分析方法，探究各项指标的显著性及效应量水平，进而采用基于熵权法的模糊综合评价模型，对比3种RPMs方案的作用效果。研究结果表明：RPMs对驾驶行为及心理、生理具有较显著的作用，具备不同程度的现实意义；驾驶人心理、生理负荷程度降低，焦虑情绪得到缓解，驾驶舒适性良好；速度调控能力增强，对车辆横向位置感知及操纵水平上升，车辆行驶更加平稳；在隧道曲线段RPMs使得平均速度明显增加，增加了事故风险；模糊综合评估结果显示在隧道全程、曲线段和中间段，RPMs-C均为最优方案，即RPMs设置在车道分界线及两侧边缘线位置。研究结果为隧道安全设施的评估及优化问题提供了解决方案，也为进一步形成隧道安全设施设置指南奠定了基础。
• Select
  不同干预方式下右转车辆避让行人效果研究

  焦朋朋, 张羽佳, 孙博

  中国公路学报. 2020, 33(6): 42-53. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为探究车辆右转过程中不同干预方式对驾驶人未规避行人行为的改善情况，设计听觉警示、触觉警示、形式惩罚、利益惩罚和道德惩罚5种干预方式，分为控制组、警示组和惩罚组，试验基于眼动仪和模拟驾驶仪展开。定义注视次数、注视点分布信息熵、平均注视时间、视线转移路径、区域关注概率和瞳孔面积6项指标表征驾驶人眼动特性，提取制动踏板深度比例、行车速度2项指标反映车辆运行状态。经方差分析确定各干预方式差异的显著性水平，从注视特性指标、扫视特性指标、瞳孔面积指标、驾驶人制动指标和机动车制动指标5个方面分析不同干预下驾驶人视觉及操纵响应特征，并收集被试反馈的追踪问卷。试验结果表明：不同干预方式对右转车辆未避让行人均有规范作用，各组干预效果由强到弱依次为利益惩罚、道德惩罚、形式惩罚、触觉警示和听觉警示。利益惩罚性主动干预效果优势显著，注视点分布信息熵最高为0.74，右侧平均注视次数为6次，平均注视时间增加至13.25 s，驾驶人对右侧注视概率增加至0.403，瞳孔面积明显增大，制动踏板深度比例维持在0.8，右转车速下降至20 km·h^-1以下，谨慎驾驶程度和避让行人意识均有提升。一致性追踪问卷调查表明，结束试验时32%的驾驶人对利益惩罚印象深刻，驾驶人对其主观认可度高达83%，具有较强的推广性；该干预方式可帮助驾驶人规范驾驶行为，树立避让行人的安全驾驶意识。
• Select
  基于驾驶模拟器的性别对信控铁路道口抵近行为的影响研究

  杨静思, 闫学东, 段克, 杭君宇, 黄岩, 向往

  中国公路学报. 2020, 33(6): 54-64. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了分析不同性别驾驶人抵近信号灯控制铁路道口的驾驶行为特性，设计了5个具有不同红灯触发时距的信号灯控制铁路道口的虚拟场景，并进行了驾驶模拟试验，采集24名男性驾驶人和20名女性驾驶人抵近道口的微观驾驶行为数据。基于时空特性将抵近行为划分为月白灯期间、红灯进入时刻、红灯期间3个阶段，利用混合线性模型和二元Logistics线性回归模型对比分析了2组驾驶人抵近道口的制动行为、加速行为和闯红灯行为特性，并探索性别与信号灯控制铁路道口抵近行为的相关关系。结果表明：男性驾驶人更倾向于在月白灯期间提前制动，其提前制动率是女性驾驶人的1.57倍；男性驾驶人在红灯进入时刻和红灯期间的车辆操控行为特性与女性驾驶人无显著性差异；男性驾驶人的总体违法率是女性驾驶人的1.5倍，尤其在红灯触发时距较大（4~6 s）时，女性驾驶人几乎无人违法，而男性驾驶人在3个场景下的违法率仍然达到25.0%、12.5%和16.7%；男性驾驶人闯红灯的严重性更高，驾驶风格更加冒险激进；另外，驾驶人闯红灯行为还受红灯进入时刻位置、制动时刻位置和加速时刻位置显著影响，说明驾驶人在走停决策的制定上更依赖于物理空间位置，与车辆运行速度和驾驶人反应能力无关。研究结果可应用于铁路道口安全管理与防护对策设计。
• Select
  车车通信环境下基于驾驶意图共享的车辆避撞预警算法

  王江锋, 刘雨桐, 王梦玉, 闫学东

  中国公路学报. 2020, 33(6): 65-76. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对传统基于距离或时间的车辆避撞预警算法存在较高误警率的问题，考虑在避撞预警算法中引入驾驶意图共享的概念，提出了基于实际外场复杂车车通信V2V（Vehicle-to-vehicle，V2V）环境下的车辆跟驰避撞预警算法。基于LTE-V构建外场V2V环境，将车辆行驶过程描述为一个时间序列的隐性马尔可夫随机过程，借助隐马尔可夫模型（Hidden Markov Model，HMM）建立驾驶人驾驶意图与车辆相对行驶状态序列之间的隐含关系模型，并给出基于Viterbi算法的驾驶意图预判求解方法，将驾驶意图作为特征因子集成到安全距离模型中，提出基于驾驶意图共享的避撞（Driving Intention Based Collision Avoidance，DI-CA）预警算法。利用构建的V2V试验环境，实现了匀速、加速、减速和紧急制动等4种驾驶意图，以及相对速度和相对距离增加、减小、保持不变等9种组合的车辆行驶状态试验数据获取，并利用试验数据对所提出的DI-CA预警算法进行实证分析。结果表明：所提出预警算法能够针对不同驾驶意图提供有效的车辆碰撞预警。在此基础上将4种驾驶意图下的DI-CA预警算法与Mazda预警算法求得的安全距离进行了对比分析，所提出的DI-CA预警算法的平均预警正确率为84%，高于Mazda预警算法的78%，而DI-CA预警算法的平均误警率和漏警率分别为5%和16%，均明显低于Mazda预警算法，说明所提出的DI-CA预警算法在提升预警效果的同时明显降低了误警率和漏警率，可避免行驶过程中因误警而导致的连续刹车，以及因漏警而导致的可能碰撞事故发生。最后，总结并给出了驾驶意图共享理论应用于车辆避撞预警的研究展望。
• Select
  考虑肌电信号的驾驶人弯道操纵行为分析

  胡宏宇, 周晓宇, 张慧珺, 赵宇婷, 高菲

  中国公路学报. 2020, 33(6): 77-83. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  驾驶人是"人-车-路"闭环系统中的核心。近年来，研发人性化、个性化的汽车驾驶辅助系统逐渐成为行业热点。为了更加透彻地理解弯道驾驶行为特性，为弯道驾驶辅助系统提供功效评估与优化，提出了一种考虑肌电信号的驾驶人弯道行驶过程操纵行为分析方法。招募12名驾驶人在试验场标准路面上进行实车试验，其中包含6名专业试车师与6名普通驾驶人，要求驾驶人分别以30，40，50 km·h^-1的不同初速度驶入U形弯道并自由驾驶。试验过程中记录驾驶人颈部肌电信号数据和车辆运动状态数据，分析转弯行驶车辆侧向运动对不同驾驶能力的驾驶人生理体验的影响，同时进一步探讨不同类型驾驶人在不同入弯速度条件下颈部肌电信号与侧向加速度的关联差异特性。试验结果表明：相同工况下，专业驾驶人和普通驾驶人颈部肌电特征值存在显著差异，专业驾驶人颈部肌电信号特征与车辆侧向加速度呈现一定的线性关系；随着驾驶任务难度的增加，驾驶能力好的驾驶人能够较好地适应任务的变化，在进行纵侧向耦合操纵时能够较好地协调身体生理反应与车辆侧向运动保持较好的关联特性。研究成果为进一步探索并完善驾驶体验评价方法提供了新的研究思路，同时，可为汽车辅助驾驶系统功能设计与智能汽车行驶性能的用户体验测评提供技术支撑。
• Select
  基于轨迹数据的危险驾驶行为识别方法

  薛清文, 蒋愚明, 陆键

  中国公路学报. 2020, 33(6): 84-94. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  连续的跟驰行为和换道行为是驾驶行为的主要构成部分，对交通拥挤和交通事故有着重要影响。通过无人机视频拍摄和图像处理方式，提取了曹安公路沿线的2个交叉路口间正常交通流状态下共600条多车高精度轨迹数据。首先，考虑车辆类型对驾驶行为产生直接的影响，分析了大车和小车的车辆轨迹特征变量分布的差异性，包括速度、加速度、碰撞时间倒数、车头时距等，在标记危险驾驶行为的过程中考虑车辆类型的影响。其次，针对不同的车辆类型，利用修正碰撞裕度对跟驰行为和换道行为进行风险性评估，将其划分为安全型和风险型。根据风险型行为发生的顺序以及持续时间，评估驾驶人的整体驾驶状态是否危险，作为危险驾驶行为识别的样本标记。分别利用离散小波变换和统计方法提取车辆轨迹的关键特征参数，为了提高模型识别效率，将关键特征参数进行排序，从而确定最优判别指标；最后，利用轻量梯度提升机（LGBM）算法对危险驾驶行为进行识别，并与随机森林、多层感知器、支持向量机等算法在精度上进行比较。研究结果表明：在上述研究条件下，LGBM算法对危险驾驶行为的理论识别率最高可达93.62%，可以实现基于机器学习算法的危险驾驶行为的高精度自动识别，该结果对于智能驾驶辅助系统的设计、道路交通安全决策的制定具有显著的意义。
• Select
  基于无人机视频拍摄的高速公路小型车换道行为特性

  马小龙, 余强, 刘建蓓, 马媛媛

  中国公路学报. 2020, 33(6): 95-105. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究高速公路小型车的换道行为特性，采用2台无人机同时在200 m的高空对交通流进行拍摄，获取交通流运行状态。构建拍摄路段的高精度地图，获取每一时刻车辆的精确运行状态数据，在此基础上对2个视频进行拼接，最终获得车道位置、速度、车辆编号等8项关键指标，共提取换道行为1 520条，筛选后得到完整的自由换道数据942条。采用车辆轨迹是否持续偏移作为判断换道行为起终点的依据，在此基础上分析换道的时间长度、空间长度、与周边车辆的相互状态以及换道行为的安全性等16个特征参数。得出平均换道时间长度为6.09 s，平均换道空间距离为148.08 m，换道时间与空间长度均符合对数正态分布。换道车辆与目标车道后方车辆的平均距离最小（34.29 m），其相对距离在10 m以内的占28.24%，驾驶人为了加快行驶，在与目标车道后方车辆相对距离较小的情况下，依然采取换道措施。与正前方车辆的相对速度差最大，平均值为10.2 km·h^-1，并且在83%的情况下，本车的速度大于前车，说明车辆自由换道是由于前方车辆行驶速度较慢所引起。采用TTC，MTC分别对换道起始时刻的安全性进行分析，并将安全状态划分为4种类型：严重-紧急状态、严重-非紧急状态、非严重-紧急状态、非严重-非紧急状态。其中严重-非紧急，非严重-非紧急这2种状态占比最高。该研究成果对了解中国驾驶人在高速公路上的换道行为特性，以及对建立适用于中国实际交通环境特征的换道行为模型具有一定参考意义。
• Select
  基于注意力Seq2Seq网络的高速公路交织区车辆变道轨迹预测

  韩皓, 谢天

  中国公路学报. 2020, 33(6): 106-118. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对交通状态复杂的高速公路交织区域，经验丰富的驾驶人能够通过正确地推断周围车辆的未来运动进行及时的车道变换，这对于实现安全高效的自动驾驶至关重要，然而目前的自动驾驶车辆往往缺乏这种预测能力。为此，基于深度学习理论，提出了一种结合注意力机制和编-解码器结构的交织区车辆强制性变道轨迹预测方法，利用Next Generation Simulation（NGSIM）数据集提取车辆变道过程中的关键特征，并引入碰撞时间（Time to Collision，TTC）和避免碰撞减速度（Deceleration Rate to Avoid a Crash，DRAC）2种风险指标，将变道车辆及其周围车辆视为一个整体状态单元，同时补全状态单元内部不同车辆在横向和纵向上的时空状态特征，从而更有效地刻画车辆间的动态交互行为；然后将不同观测车辆的连续窗口序列输入基于长短期记忆网络（Long Short-term Memory，LSTM）的编-解码器，预测交织区车辆变道的未来运动轨迹，通过添加软注意力模块，使模型能够集中聚焦于影响车辆在不同时刻下位置变化的关键信息，再现了真实交通场景下车辆的变道行为。试验验证表明：基于注意力机制的编-解码器模型与当前流行的卷积长短期记忆网络、极限梯度提升树等模型相比具有更高的轨迹预测精度，在长时域的变道轨迹拟合上有显著的优越性，为辅助和自动驾驶领域的发展提供了新思路。
心理认知与生理反应
• Select
  驾驶人对潜在危险性事件的心理预期识别研究

  郭孜政, 潘雨帆, 周宏宇, 赵国朕, 陈崇双, 张骏

  中国公路学报. 2020, 33(6): 119-128. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为准确识别驾驶人对潜在危险事件的心理预期，提出一种通过脑电信号对驾驶人心理预期进行识别的方法。参照心理学预期行为研究常用的标准S1-S2范式，改进设计了路侧停靠公交车造成视觉遮挡的人车碰撞事故模拟驾驶试验。模拟任务中以路侧停靠的公交车为线索刺激，公交车头的行人为目标刺激，诱发驾驶人的心理预期。为有效识别驾驶人心理预期，首先采用释放油门的避险行为对每个试次标定是否产生心理预期，然后通过快速傅里叶变换提取相关的脑电特征数据，并通过差异性分析及主成分分析算法对脑电特征指标进行筛选和压缩，最后基于支持向量机建立驾驶人心理预期识别模型。研究获取36名驾驶人数据，共计1 440个样本。结果表明：当驾驶人产生心理预期活动时，枕区和额区的α波能量值显著降低，而β波能量值则显著增加；差异性分析显示共有31项脑电指标对驾驶人心理预期敏感，所有脑电特征指标通过PCA算法进行降维，抽取出5个主成分作为识别模型输入；选择径向基核函数构建SVM识别模型，通过粒子群寻优算法对模型进行优化，模型对驾驶人心理预期水平的平均识别正确率为82.02%，平均AUC面积为0.82，结果表明模型具有良好的识别能力和稳定性，可为驾驶辅助系统的研发提供技术理论支撑。
• Select
  驾驶模拟环境中激进驾驶行为的影响因素分析

  张彦宁, 郭忠印, 孙智

  中国公路学报. 2020, 33(6): 129-136. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.012

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了分析驾驶人在驾驶模拟试验过程中出现的相对实际驾驶的激进驾驶行为的影响因素，采用计划行为理论构建心理认知模型。基于计划行为理论设计问卷调查私家车驾驶人对"在驾驶模拟过程中激进驾驶"行为的信念、态度、主观规范、行为感知控制、意向与行为。采用结构方程模型得到观察变量与基本构念以及基本构念内部的相关关系，并最终分析得到影响驾驶人激进驾驶行为的主要因素。通过先导性调查问卷以及正式调查问卷的投放，最终得到217个有效的样本。研究结果表明：心理认知模型具有良好的适配性，其卡方自由度比为1.802，RMSEA值为0.062；态度、行为感知控制是影响驾驶人行为的主要因素，主观规范对行为的影响相对较小；各信念与对应的态度、主观规范及行为感知控制之间存在显著关联，各信念的测量模型的适配性良好，卡方自由度比、RMSEA等指标基本满足要求。采用完整的计划行为理论结构同时从标准获取构念和自行获取构念的角度解释了驾驶人对"在驾驶模拟过程中激进驾驶"行为的心理认知，研究成果可用于驾驶模拟-自然驾驶行为数据差异性控制，驾驶模拟试验规范化方法构建。
• Select
  基于数据包络分析的高速公路指路标志地名数研究

  杨艳群, 樵婷, 郑新夷

  中国公路学报. 2020, 33(6): 137-146. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.013

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  随着路网的复杂化，指路标志信息量过载导致交通事故发生的现象日益显著。为了全面、系统地确定高速公路互通区指路标志的合理地名数，为高速公路指路标志的设置提供相应的改进建议，基于数据包络分析（DEA）方法，从驾驶人角度选取了反映其对指路标志认知反应水平的代表性指标，构建了高速公路互通区指路标志地名数研究的宏观模型。使用眼动仪和脑电仪在相关场景中进行室内驾驶模拟试验，以获取被试在不同地名数指路标志场景下的眼动行为、脑电以及驾驶行为数据。利用模型进行数据分析，得到驾驶人在地名数为4，5，6，7，8，9六种场景下，对指路标志认知反应的综合效率均值分别为0.983，0.956，0.902，0.796，0.699和0.617，再针对不同的指标集，进行指标敏感性分析，获取驾驶人在6种场景下的综合效率指数。通过试验发现：随着地名数的增多，驾驶人对指路标志认知反应的综合效率均值呈现下降趋势，当信息量超过其认知阈值时，系统综合效率值会迅速下降；不同地名数指路标志场景下，导致驾驶人认知反应效率低的原因存在差异，在对指路标志版面设计时应有针对性地予以改进；不同驾驶人对指路标志认知反应效率存在差异，所对应的标志地名数合理阈值也存在轻微差异，但总体上从驾驶人认知反应的角度考虑，高速公路指路标志的地名数阈值为6个。该研究从驾驶人对指路标志认知反应的角度，使用DEA方法构建了全面、系统的指标体系对指路标志的地名数进行了探析，为中国高速公路互通区指路标志的版面设置提供了参考。
• Select
  城市水下特长隧道出入口视觉及舒适性研究

  焦方通, 杜志刚, 王首硕, 郑号染, 卓诗琪

  中国公路学报. 2020, 33(6): 147-156. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.014

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为探求驾驶人在城市水下特长隧道出入口的视觉负荷变化特性和视觉舒适性，在上午9：00~10：00的平峰时段，天气良好且交通流影响较小的条件下，选取10名驾驶人于东湖隧道（全长10.6 km，限速60 km·h^-1）以50~60 km·h^-1的自由流车速开展实车试验。利用眼动仪、照度计等试验设备，采集驾驶人进出城市水下特长隧道过程中的瞳孔面积、照度值等试验数据。基于实车试验数据，研究进出隧道过程中驾驶人的瞳孔变动特性，并比较多种评价指标的差异性，选取瞳孔面积最大瞬态速度值为评价指标，对东湖隧道出入口的视觉舒适度进行评价。基于瞳孔面积的变化特点构建了瞳孔面积最大瞬态速度值与瞳孔面积的函数模型，具体分析了出入隧道过程中不同位置的视觉负荷。结合出入口处连续时间序列下光环境的变化特点，分析了出入口的视觉舒适性。研究结果表明：进入隧道过程中驾驶人瞳孔面积的平均增长率较城市普通路段增大至246.561%并趋于稳定，对黑洞效应的适应时间为8.636 s；驶离隧道过程中较隧道内部路段平均增长率减小至62.631%并趋于稳定，对白洞效应的的适应时间为4.273 s；瞳孔面积最大瞬态速度值与瞳孔面积呈正相关性，出入口位置的视觉负荷排序为入口洞内最大、出口洞内次之、入口洞外与出口洞外最小，各区段的视觉舒适性与之相反；研究发现出入口处的格栅式遮光棚可缓解光环境的急剧变化，有助于驾驶人适应黑白洞效应、提升行车安全性。
疲劳驾驶
• Select
  个体差异对转向指标疲劳辨识能力的影响分析

  孙一帆, 吴超仲, 张晖, 张琦

  中国公路学报. 2020, 33(6): 157-167. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.015

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  驾驶人个体差异是影响疲劳驾驶辨识准确性的重要因素。为了探究个体差异与基于转向行为的疲劳辨识效果之间的关系，量化个体差异对转向特征指标疲劳辨识能力的影响程度，通过自然驾驶试验，采集被试在清醒状态和疲劳状态下的真实驾驶行为数据，结合观察员问询打分和被试面部视频得到疲劳水平信息。设置双层滑动时间窗对每位驾驶人的自然驾驶行为数据进行处理，挖掘出9个疲劳驾驶转向特征指标。对每位驾驶人清醒和疲劳状态下的指标样本进行Wilcoxon检验，用Wilcoxon检验的|Z|值表示指标对驾驶疲劳的分类性能。以清醒和疲劳状态下指标有显著差异的被试数目最多为优化目标，得到指标最优的双层时间窗设定值。将|Z|值最大的被试逐个与其他被试两两组合，对清醒和疲劳状态下混合两被试指标样本数据进行Wilcoxon检验，得到被试组合指标的|Z|值。计算两被试的综合个体差异值，基于线性模型拟合两被试组合Wilcoxon检验的|Z|值和个体差异值，以拟合直线的斜率绝对值|k|量化个体差异对指标疲劳辨识能力的影响。研究得到基于自然驾驶行为数据的9个疲劳驾驶转向特征指标的最优时间窗，发现指标对疲劳驾驶的分类性能存在个体差异，并且指标的疲劳辨识能力会随个体差异增加而降低，进而影响基于转向行为指标疲劳辨识的准确性，其中方向盘转角下四分位标准差（X_q1std）的斜率绝对值最大（1.17），方向盘转角标准差（X_jstd）的斜率绝对值最小（0.44），疲劳辨识能力受个体差异影响最大和最小的指标分别是X_q1std和X_jstd。研究结果可为利用自然驾驶行为数据的疲劳驾驶特征提取及考虑个体差异的疲劳驾驶建模提供参考。
• Select
  基于脉搏波特征融合的驾驶疲劳检测方法

  李鑫, 张晖, 吴超仲, 张琦, 孙一帆

  中国公路学报. 2020, 33(6): 168-181. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.016

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  疲劳驾驶是交通事故的主要诱因之一，精确检测驾驶人的疲劳程度是主动预防疲劳驾驶事故的核心内容之一。通过开展自然驾驶试验，以驾驶人的生物信号脉搏波（Blood Pressure Waveform，BPW）为数据源，使用脉搏波波形分析方法从中提取有效表征驾驶疲劳的特征指标，构建用于检测驾驶疲劳等级的BPW特征指标集，在此基础上引入D-S证据理论建立了基于BPW特征融合的驾驶疲劳检测模型。结果表明：该模型对测试数据的疲劳驾驶理论检测精度达到了91.8%，优于贝叶斯网络模型的81.4%和支持向量机模型的84.3%，能够满足实际应用的需求，但与决策回归树检测模型99.7%的精度相比较还有差距。研究获得的基于生物信息融合的驾驶疲劳检查模型和方法在驾驶疲劳检测与监测中具有很好的应用前景，可为辅助安全驾驶和疲劳预警及主动干预提供新的技术方案。
• Select
  基于前额脑电多尺度小波对数能量熵的驾驶疲劳检测分析

  闵建亮, 蔡铭

  中国公路学报. 2020, 33(6): 182-189. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.017

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究脑机接口（BCI）在交通运输中的应用，减少因疲劳驾驶导致的交通安全事故，提出基于前额脑电（EEG）信号多尺度小波对数能量熵的驾驶疲劳检测方法。首先，设计驾驶仿真模拟试验，利用脑电帽采集26名被试清醒驾驶和疲劳驾驶的前额EEG信号，试验过程中，使用主观检测方法每隔20 min对被试进行问询；其次，应用MATLAB对采集到的EEG数据进行预处理，基于2种驾驶状态形成被试初始样本数据集；进而，在该数据集基础上，利用多尺度熵的概念，提取EEG信号小波对数能量熵（WLE）特征，同时提取经典模糊熵（FE）特征进行比较分析；然后，运用极限学习机（ELM）对提取的特征数据集进行快速有效的精准分类，并使用留一交叉验证法进行验证评估；最后，对比经典FE分类表现，并结合多种性能指标对驾驶疲劳检测结果进行综合比较。研究结果表明：在本文试验条件下，基于多尺度WLE（MWLE）的前额EEG疲劳识别率显著高于基于多尺度FE（MFE）的识别率，其理论平均正确率达91.8%；基于多尺度熵的EEG信号特征提取方法能有效提高驾驶疲劳识别效果和算法效率；多种性能指标表明前额EEG的WLE可以作为衡量驾驶疲劳的有效生理指标；结果验证了采用基于ELM对MWLE的前额EEG信号进行驾驶疲劳检测方法的有效性和实用性，有助于促进可穿戴BCI在疲劳驾驶预警中的应用。
风险评估
• Select
  基于驾驶行为和信息熵的道路交通安全风险预估

  蔡晓禹, 雷财林, 彭博, 唐小勇, 高志刚

  中国公路学报. 2020, 33(6): 190-201. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.018

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了精准有效地进行交通事故预防预警，基于车辆OBD驾驶行为数据及信息熵理论，提出了城市道路交通安全风险预估方法。首先，分析异常驾驶行为高发位置与道路交通事故发生位置的关联性；其次，构建以道路交通安全熵为一级指标，急加速率、急减速率、急转弯率、超速率、高速空挡滑行率为二级指标的道路交通安全风险预估指标体系，提出了基于改进熵权法的道路交通安全熵计算方法；然后，基于密度聚类、K-means聚类提出了道路交通安全风险等级数确定方法，并基于K-means聚类建立了风险等级阈值计算方法。研究结果表明：异常驾驶行为高发位置与交通事故发生位置具有一致性；通过对log对数底数选择优化、二级指标零值处理、指标权重分段计算3个步骤改进的熵权法，可弥补log对数函数无法计算零值指标熵值的缺陷，避免指标权重为负、指标熵值与权重反映信息不一致的现象；两步聚类避免了孤立数据点对安全风险等级划分的影响。以重庆市4条城市道路（总长约38 km）进行实例验证后得出，道路交通安全熵与交通事故表征的道路交通安全状态趋势一致；道路交通安全风险等级可划分为高、低风险2级，道路交通安全熵优化阈值为0.042，最后，风险等级划分准确率为87.88%。研究成果可为道路交通安全风险点辨识、交通事故预防预警提供有效的技术支持。
• Select
  卫星定位数据驱动的营运车辆驾驶人驾驶风险评估模型

  牛世峰, 李贵强, 张士伟

  中国公路学报. 2020, 33(6): 202-211. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.019

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了提高营运车辆驾驶人安全管理的精细化水平，合理地评估驾驶人驾驶风险程度，有的放矢地降低高风险驾驶人的事故率，基于卫星定位数据特点及驾驶行为与驾驶风险的相关关系设计26个驾驶行为特征参数。考虑到高速和非高速行驶时相同驾驶行为对驾驶风险的影响区别较大，根据23名营运车辆驾驶人的实测数据有针对性地筛选高速和非高速路段驾驶人风险评估指标，构建营运车辆驾驶人驾驶风险评估指标体系。然后，基于熵权法、独立性权系数法和Spearman相关系数法建立集成赋权法，确定各评估指标的权重。最后，雇佣40名营运车辆驾驶人进行实车试验以验证模型的合理性。结果表明：车辆速度和加速度方面的驾驶行为特征可以用于评估驾驶人的驾驶风险且评估效果较好，驾驶风险评估得分与实际交通冲突次数呈正相关关系，所建立模型可以较为准确地评估营运车辆驾驶人驾驶风险的高低，准确率达到77.50%，该模型在不同地区使用时，准确率存在一定的差异，但在容许范围之内，方法具有较好的鲁棒性。
安全意识
• Select
  基于问卷调查的公众交通安全意识评价方法

  冯忠祥, 季诺亚, 罗毅, 赵璨

  中国公路学报. 2020, 33(6): 212-223. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.020

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了评价公众交通安全意识，进而明确不同年龄、不同受教育程度、不同职业和不同出行方式的公众群体交通安全意识的差异性，对公众交通安全意识调查数据进行了量化分析。首先，基于自主编制的公众交通安全意识问卷对5 029名参与者进行了调查；其次，对回收的问卷进行因子分析和信度、效度检验，得到了交通安全行为、交通安全态度和交通管理认知3个因子；最后，选取上述因子作为3个一级评价指标，因子所含条目作为17个二级评价指标，对公众交通安全意识进行评价，采用主成分分析法计算因子得分，并应用熵值法确定一级评价指标权重，再通过灰色关联分析计算灰色关联度，最终根据模糊综合评价得出不同公众群体的交通安全意识水平。研究结果表明：不同年龄段的公众中，18~40岁群体交通安全意识水平最高（b=0.79），41~65岁（b=0.44）和65岁以上（b=0.45）群体交通安全意识水平较低；不同受教育程度的公众中，专科学历群体的交通安全意识水平最高（b=1），小学及以下学历群体其交通安全意识水平较低（b=0.33）；不同职业的公众中，事业单位人员群体的交通安全意识水平最高（b=0.93），农民群体的交通安全意识水平较低（b=0.33）；不同出行方式的公众中，以公交车为主要出行方式的群体其交通安全意识水平最高（b=0.91），而以三轮车（b=0.35）和自行车（b=0.36）为主要出行方式的群体其交通安全意识水平较低。研究结果可用于不同公众群体交通安全意识的度量，并为不同群体的交通安全意识提升方法制定提供理论依据。
• Select
  公交车驾驶人组织认同感和工作倦怠对不良驾驶行为的影响

  马雪铭, 李婵, 江展, 李瑞瑞, 王雪松, 柴晨, 高岩, 周楚

  中国公路学报. 2020, 33(6): 224-234. https://doi.org/10.19721/j.cnki.1001-7372.2020.06.021

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  公共交通是城市道路交通运输系统中的重要组成部分，公交车驾驶人存在的不良驾驶行为已经成为影响交通安全的最大制约因素之一，由其引发的道路交通事故给个人和社会都造成了严重损失，探索更为安全的公共交通环境显得极为重要。以公交车驾驶人为对象，探究影响公交车驾驶人驾驶行为特征的个人心理因素和组织环境因素，及其对不良驾驶行为的内在影响机制。选用工作倦怠量表（MBI-GS）、组织认同感问卷（OIQ）及驾驶行为问卷（DBQ）对844名城市公交车驾驶人展开问卷调查研究，并使用回归分析和中介检验来探究工作倦怠和组织认同感对驾驶行为的影响机制。结果表明：①32.8%的公交车驾驶人存在不良驾驶行为，错误驾驶行为显著高于违法驾驶行为。其中，在违法维度中，侵略性违法显著高于普通违法。②公交车驾驶人存在较高的组织认同感，组织认同感对不良驾驶行为具有显著的负向预测作用，对工作倦怠程度具有显著的负向预测作用；工作倦怠程度对不良驾驶行为具有显著的正向预测作用。③公交车驾驶人的工作倦怠水平在组织认同感对不良驾驶行为的影响中起到部分中介作用。该结果厘清了公交车驾驶人的工作倦怠和组织认同感对不良驾驶行为的影响机制，为进一步探究不良驾驶行为的心理干预方法提供了思路，从而达到改善城市道路公共交通安全环境的目标。