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应用汽车驾驶模拟器对道路交通“人-车-路-环”系统进行仿真研究已逐渐成为道路交通研究领域一个重要的发展方向,随之带来的对汽车驾驶模拟器有效性的系统评价需求也越来越迫切。在道路交通系统中驾驶人占据主导地位,但目前从人机工效的角度,基于复杂道路交通条件、风险道路交通环境方面综合分析汽车驾驶模拟器有效性的研究还不足。论文以人机工效理论为基础,从驾驶人感知与行为特性出发,以模拟器综合性评价为目标,按照道路交通系统“人-车-路-环”四要素进行汽车驾驶模拟器有效性综合评价体系构建。重点解决模拟器有效性评价中对复杂道路条件、风险交通环境及综合性评价研究不足的问题。评价体系以有效性定量评价作为研究重点,开展理论研究、实验设计与实例验证,通过对提取的典型多维度、多属性参数进行系统分析、主客观法赋权、模型测算,得到模拟器有效性评价综合结论。1)人机工效视阈下模拟器基本有效性评价。按照驾驶舱、静态成像、基本动力学特性三个要素对驾驶模拟器车辆基本感知有效性评价进行划分。驾驶舱有效性研究以人机工程学硬点理论值为评价标准;静态成像逼真性方面,构建了驾驶模拟器三维虚拟图像标定样板;车辆动力学特性方面,选用真车与Carsim进行对比实验,并采用校标关联效度进行评价。2)道路感知与驾驶行为交互的模拟器有效性评价。论文选用不同曲率半径的弯道作为评价场景,以车速与车辆轨迹作为评价指标。采用α信度系数、斯皮尔曼-布朗系数、格特曼折半系数、r信度系数进行实验车速一致性验证;采用效度系数、效果量Cohen d指数进行实验车速可靠性、效果量评价;采用余弦相似度对车辆轨迹侧向偏移量进行评价;使用仿人操作、数据驱动的思路建立模拟器弯道轨迹规划模型(Mul-Bi-LSTM),模型结果可替代复杂道路条件下车辆驾驶的期望轨迹,降低实车参数采集成本。3)风险交通环境下模拟器有效性评价。以基于拓展的TTC(Time-ToCollision)理论模型测算的风险度为标定参数,以风险环境下驾驶员的生心理特征参数为评价指标,通过设计无遮挡无信号十字交叉路口、有遮挡无信号十字交叉路口、低流量无遮挡无信号十字交叉路口、高流量无遮挡无信号十字交叉路口等风险冲突场景,选用DTW(动态时间调整)对TTC与驾驶人的皮电信号(EDA)、肌电信号(EMG)进行相似度分析,并结合不同风险环境下ECG、EMG的样本熵与复杂度取值分析,评价风险环境下驾驶模拟器的有效性。4)基于人因特性的模拟器综合有效性评价。为综合考量驾驶模拟器有效性,考虑到驾驶模拟器参数具有非线性和不确定性等特征,而深度学习模型具有良好的非线性拟合与深层特征挖掘能力等特性,根据实验中驾驶模拟器生心理指标,采用Mul-Bayes-LSTM模型进行驾驶模拟器综合评价。构建输入层为驾驶模拟器车、路、环特征变量,输出层为人因特征变量的二维特征矩阵,采用贝叶斯超参数优化以更好的匹配驾驶人因特征,反映驾驶模拟器的实际实验效果。基于模型结果选用熵值法与CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)分析法对评价指标进行赋权分析并代入评价模型完成模拟器综合有效性评价。综上所述,论文针对交通领域应用的汽车驾驶模拟器,从人机工效的角度,以填补汽车驾驶模拟器有效性评价中对复杂道路条件、风险交通环境、综合全面评价不足为目的,构建了汽车驾驶模拟器有效性综合评价体系。在对复杂道路条件下模拟器有效性独立、分块化的评价研究中,提出了使用仿人操作数据驱动的弯道轨迹规划模型(Mul-Bi-LSTM)。为客观反映复杂环境下模拟器实验效果,提出了基于驾驶人生心理特征的模拟器综合有效性评价模型,为探究交通人因行为机理、驾驶模拟器综合运行评估与优化等提供理论与方法支撑。