山区高速公路团雾路段行车风险耦合关系解构与前馈诱导控制研究
批准号:
52102408
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李晓雷
依托单位:
学科分类:
交通安全与环境
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李晓雷
中文摘要
团雾被称为高速公路上的“流动杀手”。对于道路线形复杂的山区高速公路,由于不确定性因素众多,团雾危害更甚,行车安全和运输效率受到显著影响。本项目拟在资料收集和交通事故数据统计分析基础上,综合采用驾驶模拟试验和实车试验、数值模拟等手段,首先分析团雾路段典型特征和影响行车安全的主要因素,以及各主要因素之间的拓扑关系,进行团雾路段行车风险耦合关系解构,构建团雾段行车风险评估模型;然后从时间、空间、团雾环境和人因四个维度,分析驾驶人在遭遇团雾后出现的视觉心理变化特征,结合能见度及多维参数突变耦合作用后的驾驶视觉诱导需求,构建诱导需求模型;最后分析动态团雾环境下,驾驶人视觉信息的传导阻滞原因,阐明突发团雾环境下诱导系统与驾驶人之间的动态沟通和反馈信息传导机制,构建团雾环境前馈诱导信息传导控制模型。研究结果可为高速公路低能见度环境的行车诱导提供新思路,有助于最大限度地降低山区高速公路团雾段的行车风险。
英文摘要
Local fog is known as the "flow killer" on the expressway. For the mountainous expressway with complex road alignment, due to many uncertain factors, the harm of local fog is more serious, and the driving safety risk and transportation efficiency are significantly affected. Based on data collection and traffic accident data statistics and analysis and comprehensively adopt driving simulation test, real vehicle test and numerical simulation, this project firstly analyzes the typical characteristics of local fog section and the main factors affecting driving safety, as well as the topological relationship between the main factors, deconstructs the driving risk coupling relationship of local fog section, deduces the traffic accidents possibly induced by local fog, and construct risk assessment model of driving in the expressway local dense fog; Then, from the four dimensions of time, space, local fog environment and human factors, the characteristics of drivers' visual psychological changes after encountering local fog are analyzed. Combined with the coupling effect of visibility and mufti-dimensional parameter mutation, the driving visual guidance demand model is constructed. Finally, the causes of visual information conduction block in the dynamic local fog environment are analyzed, the dynamic communication and feedback information transmission mechanism between the guidance system and the driver in sudden local fog environment are clarified, and the feed-forward guidance information transmission control model in the local fog environment is constructed. The research results can provide a new idea for traffic guidance in low visibility environment, and help to minimize the driving risk in the local fog section of mountainous expressway.
团队长期从事山区高速公路低能见度环境下的交通安全研究,接到立项通知后,团队立即行动起来,以高标准严要求的工作态度推进本项目。在重新认真解读国家自然科学基金项目实施要求及本项目的立项任务书后,团队围绕项目申请书提出的:山区高速公路团雾路段风险耦合关系解构研究、基于能见度突变的驾驶诱导需求研究以及山区高速公路团雾路段前馈诱导研究等三个专题,认真按照任务书要求开展研究,并定期组织开展项目工作会议,实时讨论分析研究方案,及时按照国家自然科学基金委要求提交进展报告。通过进行仿真试验、实车试验、模型构建、理论分析等研究环节,深入分析了高速公路团雾路段能见度与温度、相对湿度、风速等的内在数学关系,发现在平均能见度值为200m-500m区间的能见度时,能见度与时间的关系象鼻震荡特征明显,可用象鼻震荡概念模型表示;通过分析研究近五年团雾导致的大型和特大型交通事故数据发现,团雾导致的交通事故具有典型的时间分布特点;通过实车试验,分析了团雾环境下车辆的车速差变化特征以及在相同能见度环境下道路线形、雾段长度等不同导致的行车风险特征,构建了基于因子分析的驾驶人心理负荷量化模型和基于主成分分析的驾驶风险度量模型,进行了基于CRITIC权重法的团雾环境动态耦合分析;通过构建实车试验平台,分析了不同能见度驾驶人注视点分布以及驾驶人瞳孔直径变化特征规律,研究了驾驶人在团雾环境下人眼基于能见度和驾驶心理紧张程度的信息熵变化特征,构建了基于注视点转移的视觉熵模型;分析了不同能见度下驾驶人视觉需求阈值及视觉诱导需求,通过计算四种能见度条件下各影响因素的熵权值,构建了基于因子分析的驾驶人心理负荷量化模型;在专题一和专题二研究结论的基础上,提出了常规团雾路段的前馈诱导方案;进行了基于时间和空间进行提前诱导的诱导结果分析。基于本项目申请立项了市级重点实验室开放基金项目 2 项,完成了相关论文 14 篇,其中7 篇已经发表见刊,4 篇在审,3 篇待投;申请专利3个(授权1个),培养研究生8人(2人已经通过硕士论文答辩),超额完成项目结题指标要求。项目团队非常珍惜本项目给予的经费和机会,严格认真按照基金相关管理办法执行项目经费,确保以最少的钱产出最优的成果。项目成果可为后续自动驾驶、突发性低能见度诱导设施设备研发及突发性低能见度事故防控机理分析提供参考,部分理论也可延展应用于国防军事设备研发。
面向车路协同的山区高速公路团雾路段风险损失预测与复合诱导研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:李晓雷
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依托单位:
国内基金
海外基金