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基于仿真实验的道路安全车速评价方法研究

作　者: 宋津
导　师: 严新平
学　校: 武汉理工大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 道路安全安全车速限速模糊评价仿真实验
分类号: U491
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 294次
引　用: 3次
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内容摘要

随着我国道路交通运输行业的长足发展,汽车保有量不断攀升,交通事故成为威胁人们生命的主要因素之一,诱发事故的原因中驾驶员超速占有很大比重。因此,合理限速对保障行车安全具有重要意义。目前,国内外对限速值选定合理性的研究中,以构建车速数学预测模型为主,利用汽车驾驶模拟器开展合理限速值评价的并不多。为此,本文选择后者作为研究对象,将其定义为“安全车速评价”,展开与之相关的一系列探索性研究工作。本文翻阅大量文献资料,设计《驾驶员车速控制特性调查问卷》进行辅助分析,利用故障树方法构建出安全车速评价指标体系,并通过专家调查法对该体系进行修正,将评价指标简化为运行车速差、运行车速与限速值差、轨迹偏离中心线距离、轨迹偏离中心线距离增量、心率波动值、心率增量、累计违规次数和违规平均次数。针对驾驶模拟器和驾驶员生理信息采集系统,设计了模拟器硬件校验、视景校验、车速校验、生物测试仪校验等实验方案。通过校验实验的开展对安全车速评价实验的所需软硬件设施进行了调整。利用正交设计法设计出的安全车速评价实验选取驾驶行程的35个样本观测点,采集360组共计40×9×35=12 600个数据点。分析简化后评价指标的平均值、方差、标准差、标准差变异系数、极差、偏度和峰度。最终确定将运行车速与限速值差、轨迹偏离中心线距离、心率波动量和累计违规次数作为模糊评价指标。根据有效实验数据的统计特征构建评价指标的隶属度函数,利用模糊综合评价法进行评价。并总结出基于仿真实验的安全车速评价方法及工作流程。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-23
  1.1 研究背景  10-15
    1.1.1 与“车速”相关的几个概念  10-11
    1.1.2 车速与安全的关系  11-13
    1.1.3 限速值确定方法简介  13-14
    1.1.4 我国在限制车速确定工作中存在的问题  14-15
  1.2 道路安全车速评价的国内外研究现状  15-23
    1.2.1 交通安全评价研究现状概述  15-16
    1.2.2 国外交通安全评价中典型评价方法介绍  16-20
    1.2.3 国内交通安全评价中各类评价方法的综合运用  20-23
第2章车速安全评价指标体系设计  23-50
  2.1 交通系统中影响运行车速的因素  23-27
    2.1.1 道路因素  23-25
    2.1.2 环境因素  25
    2.1.3 驾驶员因素  25-27
    2.1.4 车辆因素  27
  2.2 安全车速评价前期调查问卷  27-33
    2.2.1 驾驶员车速控制特性调查问卷设计的目的及构成  27
    2.2.2 问卷调查分析  27-33
  2.3 安全车速评价指标分析体系构建方法  33-38
    2.3.1 构建安全车速指标体系的原则  34
    2.3.2 故障树分析法简介  34-35
    2.3.3 基于德尔菲专家调查法的车速影响因素体系构建  35-38
  2.4 安全车速评价指标分析体系的基本框架  38-49
    2.4.1 道路因素相关指标  38-40
    2.4.2 环境因素相关指标  40-42
    2.4.3 驾驶员因素相关指标  42-44
    2.4.4 车辆因素相关指标  44-47
    2.4.5 构建安全车速评价指标体系  47-49
  2.5 本章小结  49-50
第3章基于仿真平台的评价实验设计  50-68
  3.1 实验平台简介  50-52
    3.1.1 驾驶模拟器介绍  50
    3.1.2 实验车介绍  50-51
    3.1.3 生物反馈系统介绍  51-52
  3.2 实验方案设计  52-61
    3.2.1 实验设计的简介  52
    3.2.2 正交实验设计简介  52-53
    3.2.3 驾驶模拟系统校验  53-59
    3.2.4 安全车速评价实验  59-61
  3.3 安全车速评价实验准备工作  61-66
    3.3.1 评价场景生成  61-66
    3.3.2 被试驾驶员的招募和培训  66
  3.4 本章小结  66-68
第4章道路安全车速评价仿真实验数据分析  68-88
  4.1 驾驶模拟系统校验分析  68-78
    4.1.1 驾驶模拟器硬件校验  68-69
    4.1.2 生物反馈仪校验  69-72
    4.1.3 实验视景评价  72-74
    4.1.4 车速校正实验  74-78
  4.2 安全车速评价实验  78-87
    4.2.1 车速协调性分析  80-82
    4.2.2 轨迹相似性分析  82-84
    4.2.3 心态平和性分析  84-86
    4.2.4 运行合法性分析  86-87
  4.3 本章小结  87-88
第5章安全车速评价方法研究  88-95
  5.1 改进的模糊综合评价法简介  88-90
    5.1.1 常用评价方法比较  88-89
    5.1.2 综合集成法的发展由来  89
    5.1.3 改进的模糊综合评价法应用步骤  89-90
  5.2 评价指标的分析过程  90-94
    5.2.1 确定评价指标集  90-91
    5.2.2 确定评价等级和样本的隶属度函数  91-93
    5.2.3 确定评价值矩阵  93-94
    5.2.4 模糊综合评判矩阵及评价结果  94
  5.3 本章小结  94-95
第6章总结与展望  95-98
  6.1 研究工作总结  95-97
  6.2 研究工作展望  97-98
致谢  98-99
参考文献  99-102
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目  102-103
附录A:道路安全车速评价指标设计专家咨询表  103-104
附录B:驾驶员车速控制特性调查问卷  104-109

基于仿真实验的道路安全车速评价方法研究

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