基于人因因素的雾天高速公路车路协同系统适应性研究

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雾天高速公路能见度较低,易引发驾驶人危险操作。现阶段车路协同系统迅猛发展,同时为防治事故发生提供了新的思路。而以驾驶人为导向,研究针对车路协同系统适应性的评价方法,进而指导实际应用仍存在很大的发展空间。为研究雾天车路协同系统适应性,基于驾驶模拟及终端设备,设计不同能见度情况下不同车路协同系统技术类型测试实验,获取车路协同作用下的细粒度的驾驶行为数据,从人因因素出发,分析不同外部因素对驾驶行为的影响,提出车路协同系统适应性的研究方法,以支撑车路协同系统的实际应用。具体从接受性,服从性及安全性三个角度对系统作用进行细致化分析,最终采用综合评价方法获得系统的适应性水平。主要研究内容包括:
  首先,基于驾驶模拟器、中央数据库及智能终端设备,采用驾驶模拟应用程序接口函数及互联互通通讯技术,构建车路协同实验测试平台,搭建不同雾天等级及车路协同技术类型的高速公路车路协同系统场景,为后期驾驶行为采集和分析提供数据源。以平台为载体,以三种天气能见度水平及三种车路协同技术类型为外部因素,设计全样本实验测试,获取外部条件作用下细粒度驾驶行为特征,刻画车路系统在不同条件下对驾驶行为的影响规律。
  其次,基于平台构建、实验设计及数据获取,不同能见度条件下,剖析不同车路协同技术类型对驾驶行为的微观影响,对比包括车辆运行状态及操控行为的变化趋势,指出能见度对驾驶行为一般性指标影响规律。同时,不同车路协同技术类型条件下,针对不同能见度水平,分析车路协同系统对驾驶行为特征的影响规律,对比形成不同车路协同技术类型条件下在能见度水平变化过程中驾驶行为的差异性,描述技术类型变化对驾驶行为的影响规律。通过综合性指标刻画车路协同系统在不同雾区程度划分条件下作用。
  再次,基于指标体系构建及要素分析,研究雾天车路协同系统适应性。适应性包括三个方面,分别是驾驶人对不同技术类型的接收程度即接受性、驾驶人是否接收信息提示的建议即服从性以及车路协同系统是否对驾驶安全造成影响即安全性。针对接受陛,基于技术接受模型,采用主观测试方法,分析驾驶人对不同车路协同系统技术接受性,得到不同性别、年龄、驾龄及性格的驾驶人对车路协同系统接受性变化规律,并解析了驾驶人不同特征对该接受性的影响。针对于服从性,基于Logistic回归模型,提出限速服从率指标,分析驾驶人在不同能见度及技术类型条件下对车路协同系统服从性,最终构建不同驾驶人特性及服从性之间的关系模型,获得驾驶人服从性变化规律。针对于安全性,基于样本熵提出了研究安全的加速度安全熵指标体系,分析了不同能见度及技术类型情况下,针对驾驶安全风险水平,获得不同因素变化条件下安全性指标变化规律。最终基于层次分析法,综合考虑接受性、服从性及安全性三方面指标变化情况,提出适应性水平,实现不同类型车路协同系统在不同能见度条件下的综合评价。
  综上,在构建车路协同系统互联互通实验平台的基础上,基于人因的系统适应性评估方法,提出了包括包括接受性及服从性模型构建、安全性分析及综合适应性水平评价四部分适应性评估框架。该体系为相关车路协同技术的综合测试提供新的解决办法,具有一定的普适性。为车路协同系统应用推广奠定了基础,通过实地测试相辅佐,为车路协同系统评价、系统设计、人机交互设计等提供研究方法。
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