[发明专利]一种高原地区双车道公路弯坡组合段线形指标选取方法

权利要求书

1.一种高原地区双车道公路弯坡组合段线形指标选取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将高原海拔范围划分为(3000m，3500m)、(3500m，4000m)、(4000m，4500m)、(4500m，5000m)四个海拔区间，针对每个海拔区间，采集驾驶员在高原地区双车道公路上行驶时的信息，包括驾驶员在不同海拔高度及对应的弯坡组合段的车速、脑电信号和心率；所述脑电信号包括脑电信号β信号波及其比率值β/θ、β/(θ+α)，其中，θ表示θ波，α表示α波；

步骤2，针对每个海拔区间，分别对驾驶员的脑电信号β信号波、比率值β/θ、比率值β/(θ+α)和心率HR进行样本熵处理，得到心率样本熵SaEn(HR)和脑电样本熵SaEn(β)、SaEn(β/θ)、SaEn(β/(θ+α))；

步骤3，针对每个海拔区间，对SaEn(HR)、SaEn(β)、SaEn(β/θ)和SaEn(β/(θ+α))进行主成分分析，得到驾驶员生心理负荷综合评价指标CISE；

步骤4，构建不同海拔区间内驾驶员生心理负荷综合评价指标CISE与弯坡组合段的线形组合值CA之间的回归模型；

步骤5，确定不同海拔区间对应的回归模型的回归曲线突变点，将回归曲线突变点对应的线形组合阈值CA_cri作为弯坡组合段的线形设计指标。

2.根据权利要求1所述高原地区双车道公路弯坡组合段线形指标选取方法，其特征在于，步骤1所述采集驾驶员在高原地区双车道公路上行驶时的信息，具体为：在高原地区选取某双车道公路进行现场驾驶实验，将生物反馈仪佩戴于驾驶员身上，采集脑电信号和心率，并借助安装于车辆上的GPS信号机记录驾驶过程中的位置和车速。

3.根据权利要求1所述高原地区双车道公路弯坡组合段线形指标选取方法，其特征在于，步骤1所述弯坡组合段的划分原则为圆曲线半径R≤600m且纵坡i≥3％。

4.根据权利要求1所述高原地区双车道公路弯坡组合段线形指标选取方法，其特征在于，步骤2所述样本熵处理的具体算法如下：

样本熵用SampEn(m，r，N)表示，其中，嵌入维数m取2，相似容限r取0.2SD，SD为标准差，数据长度N取256；

①将长度为N的数据序列x(1)，x(2)，…，x(N)按顺序组成m维矢量：

X_m(i)＝[x(i)，x(i+1)，…，x(i+m-1)]

其中，1≤i≤N-m+1，x(i)、x(i+1)、x(i+m-1)分别表示数据序列第i、i+1、i+m-1个数据；

②定义矢量X_m(i)与矢量X_m(j)之间的距离d[X_m(i)，X_m(j)]为两者对应元素差值的绝对值中的最大值，即：

d[X_m(i)，X_m(j)]＝max{|x(i+k)-x(j+k)|}

其中，0≤k≤m-1，1≤i，j≤N-m+1，i≠j；

③对于一个给定的矢量X_m(i)，统计出d[X_m(i)，X_m(j)]＜r的数目与其余矢量总数N-m的比值，记作

其中，1≤j≤N-m+1，i≠j，对所有的求平均值B^m(r)：

增加维数到m+1，即m′＝m+1，同样有比值

其中，1≤j≤N-m′+1，i≠j，对所有的求平均值B^m′(r)：

④该数据序列的样本熵为：