交通流理論第三章 駕駛員的交通特性

第三章駕駛員的交通特性1、駕駛?cè)蝿?wù)2、離散駕駛行為3、連續(xù)駕駛模型4、駕駛員交通特性的應(yīng)用5、小結(jié)第一節(jié)駕駛?cè)蝿?wù)1、駕駛員的三個(gè)層次（1）控制駕駛員和車輛之間的信息交換和控制，是駕駛?cè)蝿?wù)層次中的基本層次，主要是指駕駛員對(duì)車輛的操作，比如：?jiǎn)?dòng)、加速、減速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等。（2）引導(dǎo)基于規(guī)則的引導(dǎo)層，包括維持安全的速度、根據(jù)道路和車輛周圍的環(huán)境選擇合適的道路，引導(dǎo)層對(duì)系統(tǒng)的輸入是根據(jù)周圍環(huán)境變化的動(dòng)態(tài)的速度和道路，這些隨著車輛沿道路的變化而連續(xù)變化。

控制（control）引導(dǎo)（guidance）導(dǎo)駛（navigation）第一節(jié)駕駛?cè)蝿?wù)（3）導(dǎo)駛第三層也是最高層，在該層次，駕駛員是一個(gè)管理者。例如：聯(lián)系地圖上的方向和道路上的引導(dǎo)標(biāo)示，在途中作出行駛計(jì)劃和引導(dǎo)。該層被稱為基于知識(shí)的行為，在ITS中基于知識(shí)的行為將變得極其重要。隨著技術(shù)的發(fā)展駕駛員將越來(lái)越變得是一個(gè)管理人員，如：駕自動(dòng)變速、駕駛員輔助系統(tǒng)、駛員信息系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛等。本教材研究的駕駛行為是普通環(huán)境中的駕駛員行為。

第一節(jié)駕駛?cè)蝿?wù)2、人－車－路系統(tǒng)作用圖在1976年Weir提出了一個(gè)人車路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，該圖成為研究駕駛員行為的基礎(chǔ)（包括連續(xù)和離散駕駛行為）。

第二節(jié)離散駕駛行為1、感覺(jué)反應(yīng)時(shí)間（perception-responsetime，PRT）（1）定義人的機(jī)體接受刺激，認(rèn)識(shí)到這種刺激，并盡快作出反應(yīng)所需要的時(shí)間，稱為反映時(shí)間（T）。（2）模型線性反應(yīng)時(shí)間模型（海曼定律）：T＝a＋bHT：反應(yīng)時(shí)間（s）H：信息量a：對(duì)刺激進(jìn)行感覺(jué)大腦，中樞神經(jīng)編碼效應(yīng)器官進(jìn)行反應(yīng)b：中樞神經(jīng)辨別、選擇加工的時(shí)間，信息加工的速度傳入神經(jīng)傳出神經(jīng)第二節(jié)離散駕駛行為（3）HooperandMcGee(1983)對(duì)于制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間提出了一個(gè)模型：（4）感覺(jué)－反應(yīng)時(shí)間概率分布不是正態(tài)分布而是對(duì)數(shù)正態(tài)分布第二節(jié)離散駕駛行為（5）對(duì)數(shù)正態(tài)分布計(jì)算公式：P30公式3－2到3－6感覺(jué)反應(yīng)時(shí)間T服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，Ln（T）服從正態(tài)分布（6）Lemer（勒納）對(duì)制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間分兩種情況進(jìn)行研究，結(jié)果如表：第二節(jié)離散駕駛行為（7）1994年Fambro（凡波）的研究：分成兩組，每組年齡不同，older：55歲以上，yong：18到25歲在駕駛員行駛中的車道上意外人為的給出一個(gè)路障，觀察駕駛員的反應(yīng)分成3種情況：case1：26人中有2人沒(méi)有成功，case2：12人中2人沒(méi)有采取措施case3：12人中1人失?。](méi)有采取制動(dòng)措施）第二節(jié)離散駕駛行為對(duì)研究的結(jié)果總結(jié)后得到表3-3P31（8）對(duì)遠(yuǎn)處喇叭聲音的感覺(jué)反應(yīng)時(shí)間（9）不同類型的道路感覺(jué)反應(yīng)時(shí)間不同（10）感覺(jué)反應(yīng)時(shí)間與駕駛員自身的情況有關(guān)2、移動(dòng)時(shí)間（controlmovementtime，MT）駕駛員的制動(dòng)反應(yīng)：制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間（PRT）和移動(dòng)時(shí)間（MT）（1）Fitts費(fèi)茨定律——1954年費(fèi)茨對(duì)各種反應(yīng)的移動(dòng)時(shí)間進(jìn)行建模a:最小的反應(yīng)時(shí)間延遲；b：斜率，由經(jīng)驗(yàn)確定A：移動(dòng)的幅度，或移動(dòng)起點(diǎn)到終點(diǎn)的距離W：沿移動(dòng)方向的控制設(shè)備的寬度（車輛的寬度）第二節(jié)離散駕駛行為（2）變異的Fitts定律——1994年Berman提出，對(duì)于簡(jiǎn)短迅速移動(dòng)（3）Fitts定律及其變異可以應(yīng)用與人的手、腳、腿等的反應(yīng)的移動(dòng)時(shí)間，而且經(jīng)（Drury）研究發(fā)現(xiàn)其更加適合于腳的反應(yīng)的移動(dòng)時(shí)間。（4）對(duì)制動(dòng)反應(yīng)移動(dòng)時(shí)間的研究①1988年Brackett和Koppa研究發(fā)現(xiàn)制動(dòng)和加速踏板的舉例在10-15cm，高度相差較小的情況下，控制移動(dòng)時(shí)間為0.15-0.17s，當(dāng)制動(dòng)踏板比加速踏板高出5cm后，移動(dòng)時(shí)間將明顯增加。②1991年Hoffman研究發(fā)現(xiàn)駕駛員腳的移動(dòng)軌跡是拋物線形，這對(duì)A的影響較小，對(duì)于MT影響較大。

③其他的一些相關(guān)研究（教材表3-4等）第二節(jié)離散駕駛行為（5）移動(dòng)反應(yīng)時(shí)間與感覺(jué)反應(yīng)時(shí)間無(wú)關(guān)3、對(duì)交通控制設(shè)備的反應(yīng)時(shí)間和距離TrafficControlDevices，TCD●感覺(jué)器官提供給駕駛員信息的比例：視覺(jué)占80％．聽(tīng)覺(jué)占14％，觸覺(jué)占2％，味覺(jué)占2％，嗅覺(jué)占2％。

●視覺(jué)是最重要的，其中交通控制設(shè)備是影響駕駛員也是交通流研究的一個(gè)重要方面，與TCD相關(guān)的視覺(jué)方面的問(wèn)題都與其距離有關(guān)，這主要包括：a:在視覺(jué)中作為目標(biāo)被發(fā)現(xiàn)；b：確認(rèn)為TCD；c：清晰且易于辨認(rèn)和理解第二節(jié)離散駕駛行為●交通控制設(shè)備信息處理過(guò)程第二節(jié)離散駕駛行為（1）、交通信號(hào)等的變化駕駛員對(duì)交通等信號(hào)變化的反應(yīng)。（2）標(biāo)志的能見(jiàn)度和易理解性 視覺(jué)的形成：外界光線經(jīng)過(guò)刺激視覺(jué)器官在大腦中所引起的生理反應(yīng)。 視覺(jué)敏銳度：分辯細(xì)小的或遙遠(yuǎn)的物體或物體局部的能力。 視覺(jué)敏銳度與錐體角度的關(guān)系： 水平面與垂直平面視覺(jué)敏銳度： 辨認(rèn)交通標(biāo)志上字母的能力： 駕駛員年齡對(duì)視覺(jué)敏銳度的影響：（3）實(shí)時(shí)顯示 交通標(biāo)志牌、交通情報(bào)板等第二節(jié)離散駕駛行為（4）視認(rèn)時(shí)間 要求交通標(biāo)志能在很短的時(shí)間內(nèi)被看到、認(rèn)識(shí)，并完全明白其含義，以便采取正確的措施。 對(duì)于文字讀取的時(shí)間（5）視認(rèn)距離 圖案、符號(hào)、文字的大小應(yīng)該滿足必要的距離條件，并據(jù)此決定標(biāo)志牌的尺寸，此距離即為視認(rèn)距離。 漢字的高度與行車速度的關(guān)系表3-6 文字高度與視認(rèn)距離的關(guān)系計(jì)算公式（分白天和夜間）：公式3.11和3.12（6）交通標(biāo)志的三要素 顏色、形狀和圖形符號(hào)第二節(jié)離散駕駛行為

●顏色：最先引起駕駛員的視覺(jué)敏感，交通標(biāo)志多用：紅、黃、綠、 藍(lán)、黑、白等。

●形狀：經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在同樣條件下(面積大小、明亮度、顏色等)以三角 形的辨認(rèn)效果最好，其次是菱形、正方形、圓形、六角形、 八角形等。

●圖形符號(hào)：主要考慮圖形的直觀性、圖形的大小以及符號(hào)中的重要細(xì)節(jié) 最小尺寸等

4、其他車輛的動(dòng)態(tài)特性 其他車輛的速度和加速度變化會(huì)被相鄰車輛駕駛員感受到，從而采取相應(yīng)措施。其中前導(dǎo)車和側(cè)向車的影響最明顯。第二節(jié)離散駕駛行為（1）前導(dǎo)車（2）側(cè)向車輛5、障礙和危險(xiǎn)的覺(jué)察、識(shí)別與確認(rèn)（1）障礙和危險(xiǎn)的覺(jué)察 將6個(gè)不同物體放于道路，對(duì)覺(jué)察和視認(rèn)距離進(jìn)行觀測(cè)和記錄，表3-7。 結(jié)論：●平均的覺(jué)察視覺(jué)角度變化從黑色玩具狗最小1.8弧分到樹(shù)枝最大 4.91弧分；

●同樣對(duì)比度下晚上的視覺(jué)角度是白天的約2.5倍。（2）障礙和危險(xiǎn)的識(shí)別與確認(rèn) 對(duì)道路上的物體進(jìn)行覺(jué)察后，接著就是識(shí)別和確認(rèn)。15cm高、60cm高第二節(jié)離散駕駛行為6、駕駛行為的個(gè)體差異（1）性別（2）年齡

●視覺(jué)變化：視覺(jué)敏銳度、光損失和散光、炫目等

●認(rèn)知行為變化：信息過(guò)濾、公路上的被迫跟隨、時(shí)代的變化（3）駕駛員的傷害第三節(jié)連續(xù)駕駛模型 駕駛過(guò)程是一個(gè)連續(xù)過(guò)程一、駕駛行為 駕駛員可以看作是一個(gè)線性的閉環(huán)控制系統(tǒng)。