基于驾驶员生理心理反应的草原公路线形研究

论文摘要

随着公路网密度的大幅度提高,公路里程的不断增加,人们对公路线形的相关研究也日益全面化。近几年来,人们逐渐把其研究领域从经济发达地区的高速公路及其他公路转移到西部欠发达地区公路研究上。现如今对于沙漠、山区以及林区等地区的线形设计均有一定的研究,但对于草原地区的公路线形研究至今却是一个空白。公路线形直接影响到公路的景观环境、行车速度、舒适性、运输效益和交通安全等方面。草原区域人口密度低,地形地貌变化较小,景观单一,这一特殊的环境特点决定了草原公路在线形结构、驾驶员行车时的心理和生理状态等与内地公路相比都存在着较大的差异。人是构成公路交通人机环境系统的主体,但目前我国现行的公路线形设计仍然是以汽车行驶理论为主要依据,没有充分考虑到用路用者的生理特性和心理需求。本论文以驾驶员生理与心理反应为基础,研究草原公路线形组合问题,对完善和丰富公路线形设计理论、改善和优化草原公路的路用性、提高草原公路建设水平、减轻驾驶员的心理紧张和生理疲劳、增强行车安全等都有着较强的现实意义。本文选取了内蒙古地区3条草原公路,通过对其线形指标采用情况的实地调查,结合公路设计文件和实际统计,得出内蒙古地区草原公路线形的主要特征为:草原公路直线段多,占总公路里程的1/2以上;每公里平曲线数量少,但半径较大。竖曲线数量多,平、纵线形指标不均匀;纵断面变坡点多,坡度平缓,坡度值以0%-2%的小坡度居多;草原公路上的实际行车速度远大于该路段的设计车速。本文结合草原公路地形地貌和景观环境及线形结构特性选择一条典型的草原公路进行行车实验,以分析人体生理指标为基础,一方面研究了草原公路心理疲劳及视觉疲劳问题,另一方面研究了草原公路线形各指标要素与驾驶员心理、生理反应的内在关系和规律。得出的结论有:在草原公路上若始终规定以设计车速行驶时要比以期望车速行驶更易引起驾驶员的心理疲劳及视觉疲劳;通过对草原公路小半径曲线及平曲线半径与驾驶员心率增长率关系分析,建议草原公路平曲线半径不宜小于1000m;弯坡组合段的弯坡度（所谓的弯坡度值W定义为路段的弯坡组合处的纵坡值与平曲线半径之比）是影响驾驶员行车心理的重要指标,当弯坡度值W大于7时,驾驶员的心率增长率随弯坡度的增大而呈现显著增大的趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 论文研究背景
• 1.1.1 内蒙古境内草原公路发展的状况
• 1.1.2 草原公路的发展对内蒙古经济的影响
• 1.2 研究的意义
• 1.3 国内外相关研究现状及分析
• 1.3.1 国外研究概况
• 1.3.2 国内研究概况
• 1.3.3 国内外研究现状分析
• 1.4 本文的研究思路和主要内容
• 2 草原公路线形要素的调查统计及分析
• 2.1 草原公路线形指标的调查
• 2.1.1 研究路段概况
• 2.1.2 研究路段的代表性
• 2.2 草原公路线形主要技术指标的调查统计
• 2.2.1 草原公路的直线段统计
• 2.2.2 圆曲线半径统计
• 2.2.3 竖曲线统计
• 2.2.4 坡度及坡长的统计分析
• 2.2.5 草原公路的车速分析
• 2.3 结论
• 2.4 本章小结
• 3 实验设计
• 3.1 实验的总体概况
• 3.1.1 实验目的
• 3.1.2 实验的仪器和设备
• 3.1.3 实验路段
• 3.1.4 驾驶员的选择
• 3.1.5 实验方法与步骤
• 3.1.6 实验注意事项
• 3.2 本文采用的驾驶员生理反应测试指标选择及处理
• 3.2.1 驾驶员生理反应测试指标选择
• 3.2.2 驾驶员生理反应测试指标处理方法
• 3.3 实验数据的采集与处理
• 3.4 本章小结
• 4 草原公路线形及路域景观与驾驶员驾驶疲劳关系研究
• 4.1 草原公路环境下的驾驶疲劳问题
• 4.1.1 驾驶疲劳的概念与分类
• 4.1.2 驾驶行为与驾驶疲劳关系
• 4.1.3 影响草原公路驾驶疲劳的主要因素
• 4.2 草原公路线形与驾驶员心理疲劳关系研究
• 4.2.1 草原公路设计车速行驶时驾驶员心理疲劳问题研究
• 4.2.2 草原公路实际车速行驶时驾驶员心理疲劳问题研究
• 4.2.3 草原公路设计车速和实际车速行驶时的心率增长率对比及方差分析
• 4.3 草原公路线形与驾驶员视觉疲劳关系研究
• 4.3.1 眨眼次数与视觉疲劳的关系
• 4.3.2 草原公路设计车速与实际车速下眨眼次数变化研究
• 4.3.3 草原公路设计车速与实际车速下眨眼次数的方差分析
• 4.4 本章小结
• 5 草原公路线形的各指标因素与心率增长率关系研究
• 5.1 草原公路直线段行驶时驾驶员心率变化关系
• 5.2 草原公路平曲线半径与驾驶员心率增长率关系研究
• 5.2.1 小半径平曲线与驾驶员心率变化的关系
• 5.2.2 平曲线半径与驾驶员心率增长率间的关系研究
• 5.2.3 平曲线半径与驾驶员心率增长率相关性分析
• 5.3 驾驶员心率变化与草原公路弯坡组合间的关系研究
• 5.3.1 设计车速下驾驶员心率变化与草原公路弯坡组合间的关系研究
• 5.3.2 实际车速下驾驶员心率变化与草原公路弯坡组合间的关系研究
• 5.4 本章小结
• 6 内蒙古地区草原公路线形设计的原则
• 6.1 舒适性原则
• 6.1.1 合理限定直线长度
• 6.1.2 注重平曲线半径的合理选择
• 6.1.3 运用运行车速计算公路线形各指标要素
• 6.2 连续性、均衡性和协调性原则
• 6.2.1 避免长直线和小半径曲线的衔接
• 6.2.2 弯坡组合段应避免小半径曲线包含大纵段组合
• 6.2.3 合理设置公路路域景观
• 6.3 灵活性设计原则
• 6.3.1 选线的灵活性
• 6.3.2 对草原公路行车速度进行合理与灵活限速
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论与创新
• 7.1.1 结论
• 7.1.2 亮点
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介