高速公路特长隧道驾驶人眼动注视特性研究

论文摘要

随着交通事业的发展,公路隧道得到广泛应用,数量和通车里程增长迅速。公路隧道作为路网的瓶颈路段,具有事故率高,事后处理困难等特点。相关资料分析表明,大部分高速公路隧道交通事故与驾驶人有关,且在信息感知过程中失误最多,而驾驶人主要依靠视觉系统获取交通信息,其中以注视为主。因此,研究高速公路隧道路段驾驶人注视特征对交通安全具有重要意义。本文在分析高速公路隧道环境、交通事故特征和驾驶人动态视觉生理特性的基础上,确定将眼睛累积注视时间、平均注视时间、注视持续时间、瞳孔面积以及注视点位置作为驾驶人注视行为表征参数。选取一定样本量的驾驶人进行高速公路特长隧道试验,利用眼动仪记录被试各注视参数数据,对隧道各路段驾驶人注视参数变化规律进行分析,通过BP神经网络分析特设灯光带对驾驶人注视持续时间和瞳孔面积变化影响,运用快速聚类法划分驾驶人注视区域,分析在隧道各段驾驶人注视区域变化特征。研究表明：特长隧道各段驾驶人的视觉累积注视时间、平均注视时间、长时间注视持续时间百分比、平均瞳孔面积均大于非隧道段,隧道各路段内驾驶人累积注视时间、平均注视时间不存在显著性差异；划分出5个驾驶人注视区域；特长隧道入口段长时间注视持续时间百分比最高,瞳孔面积迅速增大,注视点完成从分散分布—纵向狭长分布—分散分布的转变；出口段短时间内注视持续时间百分比最高,瞳孔面积快速减小,注视点完成分散分布—纵向狭长分布—分散分布的转变；特设的灯光带对驾驶入注视持续时间、瞳孔面积、注视点分布规律影响显著,能够有效缓解驾驶人视觉疲劳,提高驾驶人注意力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 问题的提出
• 1.2.1 驾驶人视觉特性研究的必要性
• 1.2.2 注视行为在驾驶人眼动中的地位
• 1.2.3 问题的提出
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究状况
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 主要研究内容及技术路线
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 高速公路隧道特征及驾驶人视觉理论基础
• 2.1 高速公路隧道交通特性
• 2.1.1 高速公路隧道环境特征
• 2.1.2 高速公路隧道交通事故特征
• 2.2 驾驶人视觉研究理论
• 2.2.1 驾驶人动态视觉生理特性
• 2.2.2 驾驶人注视行为表征参数的确定
• 第三章 试验设计及数据分析方法
• 3.1 试验目的和原理
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 试验原理
• 3.2 试验方案设计
• 3.2.1 试验时间及天气
• 3.2.2 试验仪器及车辆
• 3.2.3 试验路段
• 3.2.4 被试驾驶人选择
• 3.2.5 试验注意事项
• 3.3 试验过程
• 3.3.1 试验流程
• 3.3.2 试验步骤
• 3.4 试验数据分析方法
• 3.4.1 方差分析原理
• 3.4.2 两配对样本t检验原理
• 3.4.3 非参数检验原理
• 3.4.4 BP神经网络
• 3.4.5 快速聚类原理
• 第四章 高速公路特长隧道驾驶人注视特性分析
• 4.1 驾驶人眼动累积注视时间分析
• 4.1.1 累积注视时间统计
• 4.1.2 累积注视时间差异性
• 4.2 驾驶人眼动平均注视时间分析
• 4.2.1 平均注视时间统计
• 4.2.2 平均注视时间差异性
• 4.3 驾驶人眼动注视持续时间分析
• 4.3.1 注视持续时间统计
• 4.3.2 隧道内特设灯光带对驾驶人注视持续时间的影响
• 4.4 驾驶员眼动瞳孔面积分析
• 4.4.1 瞳孔面积统计
• 4.4.2 瞳孔面积差异性
• 4.4.3 隧道特设灯光带对驾驶人瞳孔面积的影响
• 4.5 注视点变化规律分析
• 4.5.1 注视点区域的划分
• 4.5.2 驾驶员在入口段注视点变化
• 4.5.3 驾驶员在特设灯光带注视点变化
• 4.5.4 驾驶员在出口段注视点变化
• 结论
• 研究结论
• 进一步研究建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢