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雾天能见度下降易引驾驶人驾驶行为变化从而导致交通事故的发生,基于车路协同技术的雾预警系统给驾驶员在雾天驾驶带来了新的机遇。但目前车路协同技术应用前测试困难较大,基于车路协同的雾预警系统对于驾驶人的安全性及有效性全面的效用评估有所欠缺,并且对于预警系统安全性和有效性的致因尚不明确。因此,论文聚焦于车路协同雾预警系统应用前的测试平台搭建和全面的预警系统的安全性、有效性效用评估及致因分析,为车路协同雾预警系统的实际应用提供参考。论文的主要研究内容如下:
首先,搭建车路协同雾预警系统测试平台,设计驾驶模拟实验。论文基于驾驶模拟技术和智能终端设备搭建车路协同雾预警系统测试平台,构建不同能见度(大雾、强浓雾)条件下三种车路协同技术等级的雾预警系统(无提示、车载提示、车载提示和动态信息标志提示)实验场景,实验道路被划分为三个区域(预警区域,雾渐变区域,雾区),通过驾驶模拟实验获取驾驶人高细粒度的驾驶模拟数据。
第二,提取横纵向驾驶行为指标影响特征。论文针对不同能见度、不同技术等级条件下的横向、纵向驾驶行为数据进行影响特征分析。纵向指标结果表明,雾预警系统可使驾驶人提前减速以适应雾区能见度变化;横向指标结果在大雾条件下和强浓雾条件下具有一定差异。
第三,评估车路协同雾预警系统安全性效用及致因。论文从横纵向驾驶行为指标标准差和样本熵两个层面分析车路协同雾预警系统对驾驶人安全性的影响,并以安全熵为因变量探究安全性结果致因。横向和纵向驾驶行为指标标准差结果表明,在不同区域,雾预警系统对驾驶人安全性的影响不同;驾驶行为指标样本熵结果表明,雾预警系统可以提升驾驶人在能见度改变后的纵向安全性,但对横向安全性有负面影响;致因分析结果表明,车载界面和动态信息标志的内容设计等对驾驶安全性影响较大。
第四,评估车路协同雾预警系统有效性效用及致因。论文从响应程度、响应开始时间和响应时间长度三个方面构建雾预警系统有效性评估指标体系,评估雾预警系统在大雾天和强浓雾天的有效性水平,并探究有效性致因。指标趋势性分析研究结果表明,雾预警系统可以使驾驶员对于限速值有更好的跟随程度,预警点1和预警点5有更大的减速比例;致因分析结果表明,最显著影响有效性的指标为能见度,此外,对车载界面和动态信息标志的理解程度对有效性有重要影响。
最后,综合评估车路协同雾预警系统的安全性和有效性。论文采用灰色近优方法分别对雾预警系统安全性和有效性进行综合评估。结果表明,在两种雾浓度条件下,车载和动态信息标志组合的雾预警系统安全性综合评估结果均为最优,大雾条件下使用车载和动态信息标志组合的雾预警系统有效性最高,强浓雾条件下使用仅车载提示的雾预警系统有效性最高。
综上,论文以人因为导向,以数据为驱动,以驾驶模拟技术为支撑,形成基于驾驶模拟的车路协同雾预警系统测试平台,同时评估车路协同雾预警系统安全性和有效性,并进行致因分析。论文为后续车路协同技术测试提供平台参考,同时,为后续评估其他车路协同预警系统安全性和有效性提供指标体系和评估方法。
首先,搭建车路协同雾预警系统测试平台,设计驾驶模拟实验。论文基于驾驶模拟技术和智能终端设备搭建车路协同雾预警系统测试平台,构建不同能见度(大雾、强浓雾)条件下三种车路协同技术等级的雾预警系统(无提示、车载提示、车载提示和动态信息标志提示)实验场景,实验道路被划分为三个区域(预警区域,雾渐变区域,雾区),通过驾驶模拟实验获取驾驶人高细粒度的驾驶模拟数据。
第二,提取横纵向驾驶行为指标影响特征。论文针对不同能见度、不同技术等级条件下的横向、纵向驾驶行为数据进行影响特征分析。纵向指标结果表明,雾预警系统可使驾驶人提前减速以适应雾区能见度变化;横向指标结果在大雾条件下和强浓雾条件下具有一定差异。
第三,评估车路协同雾预警系统安全性效用及致因。论文从横纵向驾驶行为指标标准差和样本熵两个层面分析车路协同雾预警系统对驾驶人安全性的影响,并以安全熵为因变量探究安全性结果致因。横向和纵向驾驶行为指标标准差结果表明,在不同区域,雾预警系统对驾驶人安全性的影响不同;驾驶行为指标样本熵结果表明,雾预警系统可以提升驾驶人在能见度改变后的纵向安全性,但对横向安全性有负面影响;致因分析结果表明,车载界面和动态信息标志的内容设计等对驾驶安全性影响较大。
第四,评估车路协同雾预警系统有效性效用及致因。论文从响应程度、响应开始时间和响应时间长度三个方面构建雾预警系统有效性评估指标体系,评估雾预警系统在大雾天和强浓雾天的有效性水平,并探究有效性致因。指标趋势性分析研究结果表明,雾预警系统可以使驾驶员对于限速值有更好的跟随程度,预警点1和预警点5有更大的减速比例;致因分析结果表明,最显著影响有效性的指标为能见度,此外,对车载界面和动态信息标志的理解程度对有效性有重要影响。
最后,综合评估车路协同雾预警系统的安全性和有效性。论文采用灰色近优方法分别对雾预警系统安全性和有效性进行综合评估。结果表明,在两种雾浓度条件下,车载和动态信息标志组合的雾预警系统安全性综合评估结果均为最优,大雾条件下使用车载和动态信息标志组合的雾预警系统有效性最高,强浓雾条件下使用仅车载提示的雾预警系统有效性最高。
综上,论文以人因为导向,以数据为驱动,以驾驶模拟技术为支撑,形成基于驾驶模拟的车路协同雾预警系统测试平台,同时评估车路协同雾预警系统安全性和有效性,并进行致因分析。论文为后续车路协同技术测试提供平台参考,同时,为后续评估其他车路协同预警系统安全性和有效性提供指标体系和评估方法。