山区公路复杂交通环境下交通安全设施效用评价方法

Road traffic safety facilities become the main factor of the causes of traffic accidents on mountainous highways. At present, the selection and setting of traffic safety facilities of mountainous highways in China are in the stage of experience-oriented and lacking of uniform standards. The fundamental reason lies in the neglect of the driver's information cognition needs on traffic safety facilities on mountainous highways. The evaluation of highway traffic safety facilities based on driver's cognitive characteristics is the key solution to the problem. Based on accidental causations’ extraction, this project takes the mountainous highway traffic safety facilities as the research object, constructing the driving simulation experiment for the utility test of the traffic safety facilities on mountainous highways by using the experimental psychological technology and simulation technology. Through collecting the key data in the aspects of driving behaviors, physiological and psychological tests and vehicle responses, the drivers' cognitive demand on traffic safety facilities on mountainous highways will be deeply examined to reveal the drivers' behavior response mechanism in the process of identification, attention and cognition. Then, the mapping relations among driving physiological, psychological and behavioral characteristics and traffic safety facilities will be analyzed. Consequently, The methods and technical requirements for the evaluation of the utility of mountainous traffic safety facilities will be proposed and developed. The purpose of this project is to provide technologic supports for engineering practice of traffic safety facilities on mountainous highways, and a theoretical foundation for the improvement of relevant highway standards.

道路交通安全设施因素成为诱发山区公路交通事故的要因之一。目前，我国山区公路的交通安全设施选用与设置方法尚不完善，处于经验型为主导的阶段，其根本原因是忽略了驾驶人对交通安全设施信息的认知需求，基于驾驶人认知特性的山区公路交通安全设施效用评价是问题解决的关键。项目以山区公路交通安全设施为研究对象，在对典型路段事故致因特征提取的基础上，应用认知心理实验技术及仿真技术，构建山区公路交通安全设施效用测试的驾驶模拟实验；通过对驾驶行为、生理心理测试数据及车辆响应数据等关键数据的采集，研究驾驶人对山区交通安全设施信息的认知需求及过程，揭示驾驶人在交通安全设施发现、识别、认知过程中的行为反应机理；进而研究驾驶人生理、心理和操控行为等与交通安全设施信息的映射关系，提出山区公路交通安全设施效用评价方法及技术要求。本项目旨在为山区公路交通安全设施的工程实践提供技术支撑，为相关标准、规范的完善提供理论依据。

山区公路交通安全设施能有效引导、警示驾驶人，预防事故的发生。如何选用山区公路合适的交通安全设施并进行合理设置成为重点关注问题，本项目以自主研发的大型驾驶模拟实验平台为支撑，从驾驶人对交通安全设施信息的认知需求特性角度，研究山区公路交通安全设施效用评价方法。首先，结合云南山区典型双车道公路交通事故数据和SP/RP问卷调查数据，进行山区公路事故形态特征及致因分析；其次，应用虚拟场景开发技术，构建了山区公路典型风险路段虚拟场景的29KM路段，设计了40个评价山区公路交通安全设施效用的驾驶模拟实验测试情境，并实施了64名被试的山区公路交通安全设施效用实验的模拟驾驶测试，研究驾驶人在两类山区公路复杂交通环境中的风险感知及行为特性；最后，研究驾驶人的交通信息认知需求及其机理，探索驾驶人对交通安全设施信息认知差异与信息认知规律问题，提出基于驾驶人认知的交通安全设施效用评价方法。.针对山区公路交通安全设施的信息测度，研究表明：从模拟驾驶行为、眼动行为和生理心理反应层面，得到了表征交通安全设施的显著性、警示性、语义可理解性、可识别性等信息特性的指标参数，并以此构建了交通安全设施信息特性的综合指标测度模型。针对驾驶人对山区公路交通安全设施的认知差异及其规律，研究表明：不同类型驾驶人对交通安全设施尤其是警告标志的认知存在差异，并采用紧张程度、加速度标准差、EMG标准差和扫视持续时间均值等，揭示警告标志警示效用对驾驶人的影响规律。针对山区公路交通安全设施的效用机理，研究表明：风险感知、风险规避特性及其影响作用可用于效用评价，构建的平面交叉口混合交通及行人横穿冲突下驾驶人的风险预判、决策行为模型，为交通安全设施的进一步合理设置提供了理论参考。针对交通安全设施组合方案的效用评价方法，结果表明：采用注视转移率、综合制动指标、油门功效、转向盘熵以及心率变化率等指标构建的模型可实现交通安全设施组合方案的效用评价。