[发明专利]基于驾驶舒适性的双车道公路交通安全评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及安全评价方法，具体涉及基于驾驶舒适性的双车道公路交通安全评价方法。

背景技术

目前，应用检测人体各种生理电流变化来研究道路交通问题的报导不多；用医学、心生理学方面的相关仪器和方法来研究道路线形和交通安全的事例就更少。虽然韩国学者Chung和Chang等人应用脑电仪对道路的直线长度和交叉口的进口道进行很好了的研究，也获得了满意的研究成果，但这些研究毕竟是局部的，罕见对公路线形设计进行实用性研究的报导。

发明人乔建刚在《基于驾驶员因素的山区双车道公路关键参数研究》一文中详细分析了平曲线、纵坡、弯坡等线形对驾驶员心率的影响，并建立了相应的数学模型，接着从人-车-路-环境方面，建立驾驶员舒适性的协同振荡模型，通过心率变化来判断所测路段的安全性，其不足之处在于没有定量计算出环境因素对驾驶员心率变化率的影响,因此，该模型的准确性相对较低，不能准确地确定驾驶员心率的变化率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种基于驾驶舒适性的双车道公路交通安全评价方法。该方法以现有技术中的驾驶员舒适性的协同振荡模型为基础，根据人、车、路、环境四个因素对驾驶员心率变化率的综合影响，进一步优化，得到双车道协同振荡模型。该模型以驾驶员心率变化率为基准，利用驾驶模拟舱分析了不同驾驶员行驶在不同的环境条件下的心率变化率，充分考虑环境因素对驾驶员心率变化率的影响，进而得出环境因素与驾驶员心率变化率的定量关系，准确性更高。

本发明解决所述技术问题所采取的技术方案是：提供一种基于驾驶舒适性的双车道公路交通安全评价方法，该方法的具体步骤是：

(1)收集试验数据收集所评估路段的道路线形数据，包括反向平曲线之间直线长度、平曲线半径、坡度、坡长，所评估路段的设计速度为40km/h，年平均日交通量不高于6000pcu/d；所评估路段为多种线形元素组合路段，所评估路段包括平曲线路段、反向平曲线路段、纵坡路段和弯坡路段；目测试验时的能见度；利用摆式仪测定路面摩擦因数；使用GPS实时记录试验车的行车速度及速度变化情况；

(2)建立环境因素与驾驶员心率的关系采用MultiGen-Creator软件建模，并导入到驾驶模拟舱的操作系统，分别设定了不同的能见度和路面摩擦因数，通过驾驶模拟舱的仿真实验得到了驾驶员心率变化数据，应用SPSS软件分析实验数据，得到环境因素与驾驶员心率的定量关系式：

∑N₄(μ,D,k)＝k(-10.313μ-0.032D+22.678)，且0.1≤μ≤0.8,D≤250，

式中，μ-路面摩擦因数，正常干燥沥青路面的摩擦系数为0.8，雨天路面摩擦系数降为0.4，雪天路面的摩擦系数为0.28，结冰路面的摩擦系数为0.1；D-能见度(m)；k-横向干扰系数3.58-4.15，根据横向干扰密度，取值由小到大；

(3)建立双车道协同振荡模型将步骤(2)得到的环境因素与驾驶员心率的定量关系式并入现有技术中的协同振荡模型中，进一步得到优化的双车道协同振荡模型，该模型中选取驾驶员心理承受指标为定值，取值为30％，即

F(N)＝K₁N₁-[K₂N₂(Δν)+K₃∑N₃(L₁,L₂,r,I,ν)+K₄∑N₄(μ,D,k)]

其中,N₂＝|1.005|Δν|-4.690|；∑N₃(L₁,L₂,r,I,ν)＝N₃₁+N₃₂+N₃₃+N₃₄+N₃₅；

当路段为平曲线时，N₃₃＝N₃₄＝N₃₅＝0；当路段为纵坡时，N₃₁＝N₃₂＝N₃₅＝0；当路段为弯坡时，N₃₁＝N₃₂＝N₃₃＝N₃₄＝0；

其中，所评估路段为平曲线路段时，且平曲线半径为20-700m，坡度I＝-2.5％-+2.5％，心率变化率与平曲线半径和行车速度的关系式是：