基于心率增长率的山区复杂公路纵坡路段驾驶负荷试验研究

发布时间：2017-11-02 18:36

  本文关键词：基于心率增长率的山区复杂公路纵坡路段驾驶负荷试验研究

  更多相关文章： 山区复杂公路 驾驶负荷 心率增长率 纵坡坡度 纵向加速度 车辆操纵量 踏板力

【摘要】：相关统计表明,近几年,我国交通事故死亡人数居世界前列。在已发生的道路交通事故中,山区公路发生重大事故所占的比例较大,其中纵坡路段最易引发交通事故。驾驶人因素是导致道路交通事故发生的主要原因,在道路行车中产生的驾驶负荷对驾驶人的影响较大,会使得驾驶人在行车时做出错误决策,从而引发道路交通事故。因此,进行山区公路驾驶工作负荷的研究具有重要的实际意义,能够有助于优化山区公路的建设,降低事故发生的概率,为山区公路的设计提供一定的参考。本文在总结前人研究的基础上,结合公路实车试验,进行了重庆山区双车道公路行车条件下的驾驶负荷研究。通过分析影响驾驶人工作负荷的因素,最终确定了心率变化作为驾驶负荷的评价指标。结合具体的试验数据,重点分析道路线形、车辆行车参数与驾驶负荷的关系,通过对上坡路段和下坡路段的数据分析,建立了相应的关系模型;同时对纵坡路段脚操纵量与驾驶负荷的变化关系进行了研究,建立了数学模型,通过分析表明模型能够较好的反映踏板力与驾驶负荷的关系。试验结果表明,纵坡路段行车时,坡长对驾驶负荷的影响较弱,可以忽略。通过偏相关分析发现,纵坡坡度、行车加(减)速度均与驾驶负荷之间存在较强相关性,且坡度越大、加(减)速度值越大,心率变化越显著。通过比较相关系数发现,坡度对驾驶负荷的影响大于加速度的影响。其中,下坡路段比上坡路段更易引起心率的变化,相关性更显著。因此,在山区下坡路段行车时更应该注意行驶安全。通过对加(减)速度的特性分析,结果表明下坡减速度值明显高于上坡加速度。对车辆操纵量而言,随着踏板力的增大,驾驶负荷会随之增加,踏板力与驾驶负荷之间正相关,制动踏板力与驾驶负荷的显著性强于油门踏板力。且制动踏板力的变化范围比油门踏板力要大,其中制动踏板力主要集中在26N~42N之间,油门踏板力主要分布在20N~32N之间。另外,纵坡坡度与踏板力之间有一定的弱相关性,即坡度的变化会对踏板力产生影响。最后建立了踏板力与心率增长率模型,通过残差分析表明模型具有较好的精度,对今后山区公路行车安全有一定的指导性价值。
【关键词】：山区复杂公路 驾驶负荷 心率增长率 纵坡坡度 纵向加速度 车辆操纵量 踏板力
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.25
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 课题研究背景及意义9-12
• 1.1.1 课题研究背景9-12
• 1.1.2 课题研究的意义12
• 1.2 国内外相关研究现状12-17
• 1.2.1 国外相关研究现状12-15
• 1.2.2 国内相关研究现状15-17
• 1.3 本课题的主要研究内容17-18
• 1.4 研究方法与技术路线18-19
• 1.4.1 相关研究方法18
• 1.4.2 技术路线18-19
• 1.5 本章小结19-20
• 第二章 驾驶负荷形成机理及影响因素的分析20-31
• 2.1 驾驶负荷的形成机理20-22
• 2.1.1 驾驶负荷的概念20
• 2.1.2 行车过程驾驶人认知过程分析20-21
• 2.1.3 驾驶负荷形成过程分析21-22
• 2.1.4 驾驶负荷的影响因素22
• 2.2 驾驶负荷主要影响因素分析22-26
• 2.2.1 基于驾驶人因素的驾驶负荷影响分析23-24
• 2.2.2 基于车辆因素的驾驶负荷影响分析24-25
• 2.2.3 基于道路线形因素的驾驶负荷影响分析25-26
• 2.2.4 行车环境对驾驶负荷的影响分析26
• 2.3 衡量驾驶负荷的心生理指标的筛选26-29
• 2.3.1 常用的心生理测量评价指标27-28
• 2.3.2 驾驶负荷评价指标的确定28-29
• 2.4 小结29-31
• 第三章 试验设计及数据采集与分析31-42
• 3.1 总体设计方案31-32
• 3.1.1 试验目的与内容31-32
• 3.1.2 具体试验方案设计32
• 3.2 试验设计32-37
• 3.2.1 试验仪器设备32-35
• 3.2.2 试验道路选取35
• 3.2.3 驾驶人选取35-36
• 3.2.4 试验时间、天气36
• 3.2.5 试验过程36-37
• 3.3 试验数据采集、分析与处理37-41
• 3.3.1 试验数据采集37-39
• 3.3.2 数据分析与处理39-41
• 3.4 小结41-42
• 第四章 纵坡坡度、车辆加（减）速度与驾驶负荷的关系研究42-68
• 4.1 纵坡坡长与驾驶负荷的相关性分析42-44
• 4.2 纵坡坡度与驾驶负荷的相关性分析44-51
• 4.2.1 上坡路段坡度与心率增长率变化关系分析45-47
• 4.2.2 下坡路段坡度与心率增长率变化关系分析47-49
• 4.2.3 上下坡路段坡度与心率增长率变化关系比较分析49-51
• 4.3 加（减）速度与驾驶负荷的相关性分析51-60
• 4.3.1 上坡路段加速度与心率增长率变化关系分析52-55
• 4.3.2 下坡路段减速度与心率增长率变化关系分析55-58
• 4.3.3 上下坡路段加（减）速度与心率增长率变化关系比较分析58-60
• 4.4 坡度、加(减)速度与心率增长率的关系模型60-66
• 4.4.1 上坡模型的建立61-63
• 4.4.2 下坡模型的建立63-65
• 4.4.3 模型的验证65-66
• 4.5 小结66-68
• 第五章 车辆操纵量与驾驶负荷关系研究68-87
• 5.1 上坡路段车辆操纵量与驾驶负荷关系研究69-77
• 5.1.1 上坡油门踏板力与驾驶负荷的相关性分析69-73
• 5.1.2 上坡路段油门踏板力特性分析73-75
• 5.1.3 上坡油门踏板力与驾驶负荷模型建立75-77
• 5.2 下坡路段车辆操纵量与驾驶负荷关系研究77-84
• 5.2.1 下坡制动踏板力与驾驶负荷的相关性分析77-80
• 5.2.2 下坡路段制动踏板力特性分析80-82
• 5.2.3 下坡制动踏板力与驾驶负荷模型建立82-84
• 5.3 上下坡路段车辆操纵量与驾驶负荷关系的比较分析84-85
• 5.4 小结85-87
• 第六章 结论与展望87-89
• 6.1 结论87-88
• 6.2 展望88-89
• 致谢89-90
• 参考文献90-93
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果93

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨峰;;基于线形风险指数的高速公路线形风险评估方法研究[J];公路交通科技;2017年06期

，

本文编号：1132692