首页 > 文章中心 > 模拟驾驶

模拟驾驶

模拟驾驶

模拟驾驶范文第1篇

所有都是自动驾驶,可以手动取消。

模拟巴士是MR-Software的另一个作品。新版本增加了不少新特性,如通风装置、加油、空调等。虚拟的城市不仅仅包括动态的白天与夜晚以及天气的变化,还首次引入了动态季节变化。

为了给予玩家有最完善的模拟体验,OMSI在很多项目中都有制作详细的模拟效果,当中一些功能是先前版本的游戏中是没有的。

(来源:文章屋网 )

模拟驾驶范文第2篇

Abstract: The vehicle driving simulator is to use virtual reality simulation technology to create a virtual driving training environment, which use the vehicle driving simulator to take driving skills training. It plays a very important role in promoting safe driving, energy-saving and emission reduction, reducing teaching cost, easing the traffic pressure, as well as improving the quality of teaching etc.. This paper introduces the advantages and working principles of the vehicle driving simulator and focuses on the analysis of its use economy.

关键词:汽车驾驶模拟器;驾驶培训;经济性

Key words: automobile driving simulator;driving training;economy

中图分类号:U471 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)11-0186-03

0 引言

在我国,有2亿人想考驾照,可是很大一部分人都面临着种种主观客观存在的问题。没有充裕的时间、害怕吃苦受累、经常被教练欺骂、培训人员太多、单练价格昂贵,往往是人去了却车没了,车有了却位子没了,等到时间可以上车了,结果方向盘摸一把,就到站了。种种问题让想拿驾照的人们放慢了行动的脚步。同样,全国近万所驾校也很苦恼,缺乏教练,学员逐年递增,教练难找,只能一个车带几十人,效率非常低下;培训场地空间不足,学车的太多,培训场上都车满为患,想拓宽场地又苦于资金有限。汽车的磨损巨大,驾培人员简直就是汽车的杀手,一个新车往往用不了几年;投资成本的增长,导致新学员取得驾照的时间是愈来愈长。这些都是显而易见的,而且是亟待解决的。

汽车驾驶模拟器,可以弥补训练时间的不足,使受训者能够在上车前就具备了基本的道路行驶技能,如路牌的辨识,危险的预估,道路选择,车速控制,车距控制等等,这些都给解决上述问题提供了强有力的帮助,其市场前景将是十分广阔。

1 汽车驾驶模拟器在驾驶培训中的优势

现阶段我国很多驾校的教学方法依然采用的是传统的实地实车“一对多”教学方法,该教学方法效率较低,同样的知识教练需要对每位学生进行重复说明,且一位学生在练车的过程中,其它学生都必须在原地等候,对教练和学生来说都是一种时间上的浪费。此外,该教学方法还意味着教练车需要一天到晚的运转,不仅油耗极大,极易损坏车辆,排除的废物还会污染环境,甚至出现交通事故。另外,由于教练队伍教学水平难免会参差不齐,因此教学质量也存在很大的不稳定性。

运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训,与传统驾驶培训模式相比具有很多优势,具体如下:

①减少真车损耗。新学员由于技术不达标或者不熟练等原因在练车的过程中难免会对真车造成损耗,而运用汽车驾驶模拟器可使学员先熟练操作,不仅减少了真车损耗,也还利于驾校市场竞争力的提升。②减轻教练的教学强度。提高教练的培训效率,增加教练的收益。而且驾校可以减少占用车辆、占用场地的成本,提高驾校资源的使用效率。③节能环保。运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训能够有效提高学员的驾驶技能,最大限度的减少可能造成的交通事故,不仅如此,运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训还具有节能环保的优势,该教学模式完全0污染、0排放、0事故,不仅节约了驾校的教学成本,还符合国家倡导的节能环保精神。④消除恐惧:模拟驾驶环境模拟真车实训环境有利于消除学院恐惧心理,大多学员刚刚练车时存在恐惧心理,无法应对各种突况,通过运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训可提前预演各种突况,做到心中有数,减少遇到突发事件的紧张感。⑤减少事故:减少了实车训练的时间,客观上降低了交通事故的发生率。⑥创造安全学车环境,有效缓解学员紧张心理,避免出现交通故障。由于汽车驾驶模拟器完全仿照真车制作,通过汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训能够有效提高学员驾驶技能,且更安全可靠。

2 汽车驾驶模拟器及其组成

汽车驾驶模拟器完全仿照真车制作,但由于运用汽车驾驶模拟器更安全可靠,运用其进行驾驶技能培训可有效减低新学员的恐惧心理。培训人员可通过汽车驾驶模拟器来体验在各种场景下的虚拟驾驶,体验真实驾驶感受,增强培训人员的交通意识和提高驾驶技能。系统构成如图1所示。

3 汽车驾驶模拟器的经济性分析

以某驾校为研究对象,通过本次实验对所做的培训型驾驶模拟器的有效性分析及训练方法的研究,上车驾驶培训的学时为38个学时,其中包括15个学时的驾驶模拟器教学,模拟器教学在上车教学培训中所占的比例为38%,本次实验的学时分配与机动车大纲相比,最大的差异在于模拟器在上车驾驶培训中所占的比例,某驾校模拟器所占的比例比大纲中高出25%。

有资料显示,实车训练每一小时需耗油四升,假设某驾校每年招一万学员,每名学员利用驾驶模拟器学习15小时,那么该驾校一年就可以节约汽油60万升,按发改委的93#汽油最高零售价7.4元计算,就是约合人民币444万元。另外,由于驾驶模拟器具有0污染、0排放、0事故的特点,有利于环保和管理及维护。具体成本分析从以下两方面进行:

3.1 驾驶模拟器初始成本分析

初始成本是指购买驾驶模拟器所必须支付的费用,包括软件支出和硬件支出。

市场上驾驶模拟器的价格在1.2万到15万元不等,本文折中选用8万元作为计算驾驶模拟器的一次性支付成本,并与燃油教练车(以1.6L捷达教练车为例)初始成本进行对比。结果如表1所示。

对比两者发现,购买成套的汽车驾驶模拟器设备只需支付售价,无需支付其他费用,这是因为其属于购置固定资产。

3.2 驾驶模拟器全生命周期成本分析

由于能够满足驾驶培训要求且符合标准规定的驾驶模拟器价格差异很大,本文将分别取一个高值和一个低值对全生命周期成本进行分析说明。

3.2.1 取较高值分析

下面以售价为15万元的VR-4驾驶模拟器以及售价为9.78万的1.6L捷达教练车为例进行探讨。与燃油教练车对比,驾驶模拟器初始运行成本较高,现将驾驶模拟器成本高于燃油教练车的部分设为Δ如图2所示。

图2中,横坐标X表示汽车的使用时间;纵坐标Y表示汽车运行中发生的成本。图中,驾驶模拟器在开始运行时有高出燃油教练车的成本OA,其大小为Δ。tanα等于燃油汽车燃料费用除以使用时间,得到单位时间内的运行成本。tanβ为驾驶模拟器单位时间的运行成本。当燃油教练车的运行成本大于驾驶模拟器运行成本,即tanα>tanβ时,AC和OB必然相交,设交点为D,则在D点驾驶模拟器和燃油汽车单位时间内运行成本相等。从D点开始,越往后驾驶模拟器的经济效益越明显。从图3中可得出:

3.2.2 取较低值分析

现以售价为2.2万元/台的第六代XF-BY豪华汽车驾驶模拟器为例,与燃油教练车(1.6L捷达教练车)进行对比,如图3所示。

图3中,横坐标X表示汽车的使用时间;纵坐标Y表示汽车运行中发生的成本。OA为燃油教练车高于驾驶模拟器的购置成本;tanα、tanβ分别为单位时间内驾驶模拟器和燃油教练车的运行成本;不难发现,驾驶模拟器的运行成本远低于燃油汽车的运行成本。

以一年运行100小时,每小时平均行驶30km,行驶总里程3000公里为例来详细说明。①教练车每百公里耗油9.8升,使用93号汽油,7.4元/升;保养修车费3000元/年;保险费2700元/年;养路费110元/月,一年支出1320元。②驾驶模拟器每小时消耗2度,每度电0.45元。

计算结果如表2。

通过表2可以看出:教练车的使用费用远高于驾驶模拟器一年的使用费用,并且随着两者使用时间的增长,驾驶模拟器的经济效益将越来越明显。

4 结束语

本文研究的汽车驾驶模拟器是一种十分有效的驾驶教学与训练方式,运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训真车的实训时间将减少1/3,可有效缓解学员紧张心理,避免出现交通故障,具有0污染、0排放、0事故的特点,不仅节约了驾校的教学成本,还符合国家倡导的节能环保精神,具有广阔的市场应用前景。

参考文献:

[1]孙h.汽车驾驶模拟器推广应用的成本效益分析[J].交通标准化,2012(01).

模拟驾驶范文第3篇

关键词:液压挖掘机;驾驶室;降噪;模拟试验

1概述

随着工程机械行业的迅猛发展,人们对工程机械的综合性能提出了更高的要求,节能环保成为重要的研究内容。与普通车辆相比,工程机械噪声对环境的污染尤为严重。过高的噪声使驾驶员迅速疲劳,从而对工程机械产品行驶安全性构成威胁。

近几年,中国工程机械发展迅速,缩短了与国外产品的差距,产品质量和可靠性得到大幅提升。但严峻的事实是,与发达国家相比,中国国家标准规定的工程机械噪声限值普遍较高。如何有效控制工程机械噪声,成为与国外产品竞争的一项重要内容。

在广西玉柴重工公司日益发展壮大的大背景下,玉柴重工在技术革新方面一直走在行业的前列,为了提高挖掘机的驾驶舒适性,我们对驾驶室材料、隔音方式、管路密封结构等方面做了一系列模拟对比试验。

2驾驶室降噪模拟试验

2.1驾驶室材料对噪音的影响

2.1.1不同板厚的影响

由钢板焊成模拟驾驶室,仅留下一面作为活动面,其余各面焊接密封,换上不同板厚的钢板,在挖掘机的发动机不同转速下测量模拟驾驶室的内外噪声值,测量结果见表1。

表1不同板厚的噪声值

注:检测设备距离声源(发动机)1900mm;2档转速为1100r/min;4档转速为1370r/min。

从表中数据可以看出:

1)随着板厚的加大,降噪幅度加大;

2)2mm、2.5mm两种板厚的降噪趋势相似,不同转速下降噪效果基本不变;

3)在转速1100r/min下,1.5mm与2mm板厚降噪效果接近;

4)在转速1370r/min下,2mm比1.5mm板厚降噪效果好;

5)综合比较,2mm为较理想板厚。

2.1.2海绵对降噪的影响

为了验证海绵对驾驶室噪声的影响,分别对1mm、1.5mm、2mm、2.5mm四种厚度的Q235钢板,在没有贴海绵和内表面贴上海绵的条件下测量模拟驾驶室的内外噪声,测量结果见表2(海绵厚度40mm)。

从表中数据可以看出:

1)在驾驶室板材内表面贴海绵后,能大幅度降低室内噪声,降低7.5~10.5dB;

2)贴海绵后,2mm、2.5mm两种板材的降噪趋势相似,降噪效果相近;

3)板材内表面贴海绵后,转速对1mm、1.5mm、2mm、2.5mm四种板材的降噪效果影响不大,即在高转速下四种板均有良好的降噪能力;

4)综合比较,在驾驶室内表面贴海绵条件下,1.5mm为较理想板材。

2.1.3海绵安装部位的影响

为了验证海绵不同的安装部位对驾驶室噪声的影响,取1.5mm、2mm、2.5mm三种厚度的Q235钢板,把同一厚度(40mm)的海绵分别贴在模拟驾驶室内侧、外侧,测量模拟驾驶室的内外噪声,测量结果见表3。

从表中数据可以看出:

1)在驾驶室板材贴海绵能大幅度降低了驾驶室内的噪声,降幅因海绵的粘贴位置、板材厚度、噪声源不同而有差异;

2)的粘贴位置对驾驶室内的噪声有重大影响,海绵内置(贴驾驶室里面)比海绵外置多降噪8.1~10.7dB;

3)海绵贴在驾驶室板材里面(海绵内置),为较理想布局方式。

2.1.4海绵厚度的影响

为了验证不同厚度的海绵对驾驶室噪声的影响,分别把厚度为20mm、40mm的海绵贴在1.5mm、2mm两种钢板上进行试验,海绵置于驾驶室内侧测量模拟驾驶室的内外噪声,测量结果见表4。

从表中数据可以看出:

1)海绵降噪能力随海绵厚度的增加而增加,但不存在简单的线性关系;

2)40mm的海绵,在较高的转速下仍有较好的降噪效果,而20mm的海绵在转速提高后,降噪能力明显下降;

3)1.5mm、2mm两种钢板在海绵内置后,在同一转速下,20mm与40mm的两种海绵降噪差基本相同,如在1100r/min时,两板材在厚度40mm与20mm的噪声差都约为4.0dB,在在1370r/min下约为6.0dB。

2.1.5钢化玻璃的影响

为了比较不同厚度的钢化玻璃对驾驶室内噪声的影响,我们用Q345B钢板焊接一个密封箱,除模拟驾驶室正面预留有870mm×810mm方框用于安装玻璃外,其余面均焊接密封,噪声测量仪置于箱体顶部。模拟驾驶室放在距挖掘机平衡重尾端1米处,在测量仪与发动机罩基本同高的位置上测量模拟驾驶室内噪声值。分别换上不同厚度(5mm、6mm)的钢化玻璃,在相同的压缩量下压紧玻璃,测试不同档位下模拟驾驶室内噪声值,测量数据见表5。

从表中数据可知,除3档数据异常外,在其余不同档位下,6mm钢化玻璃的箱内噪声值均比5mm有所下降,降幅在0.3~1.4dB之间,平均降噪值0.8dB。

2.2驾驶室密封性对降噪的影响

为了验证驾驶室密封性对驾驶室内噪音的影响,本试验选取了一台型号为YC135-8液压挖掘机的驾驶室,从堵塞驾驶底板过线过管孔、驾驶室后围板内侧贴海绵、驾驶室安装面与底板间加垫海绵等多个方面进行了试验。

2.2.1底板过管过线孔的影响

目前,在设计上没有对驾驶室安装底板上的过管过线孔进行密封处理,留有较大间隙。为了测试这些间隙对驾驶室内的噪声影响,我们将底板上的四处过管、过线孔用海绵堵塞,测试不同转速下驾驶员左耳、右耳及后窗的噪声值,并与堵塞前的噪声值比较,测试结果见表6。

从表中数据可以看出:

1)堵孔后,在不同档位下,左耳降噪幅度在0.2~1.2dB之间,平均降噪值为0.9dB;右耳降噪幅度为0.4~2.3dB,平均值1.4dB;后窗降噪幅度为0.3~1.1dB,平均值0.7dB。

2)前后差值看,堵塞过管过线孔后,驾驶室内左、右耳及后窗位置噪声均有一定幅度下降,其中右耳降幅相对较大。

2.2.2驾驶室后围板内侧加贴海绵的影响

目前的第8代YC135(YC85)驾驶室后围板内侧是贴有带锡箔层的薄海绵,该海绵的主要作用是隔热。对于驾驶室来说,后围板最靠近发动机,从理论上分析,其隔音/吸音效果的好坏对驾驶室的噪声有重大影响。为了验证其隔音效果对驾驶室内噪声的影响,我们在原带锡箔海绵层上加贴了一块厚为25mm的普通海绵(如图5示),装配好后进行噪声测试,测试对比结果见表7。

从表中数据可以看出:

1)堵孔+贴海绵后,在不同档位下,左耳降噪幅度在0.8~2.6dB之间,平均降噪1.6dB;右耳降噪幅度为0.4~2.6dB,平均值1.9dB;后窗降噪幅度1.2~2.7dB,平均值1.9dB。

2)从前后差值看,在堵塞过管过线孔的基础上,在后围板内侧贴上海绵后,驾驶室的左耳、后窗位置噪声降幅较大,其中后窗降幅最最为明显,达1.2dB(1.9-0.7)。

2.2.3驾驶室与底板间加垫海绵的影响

目前我司的第8代挖掘机驾驶室与底板间的安装均为刚性连接,从减震及传播介质对噪声影响方面考虑,我们拆下驾驶室,在底板上驾驶室安装面垫一层25mm的海绵,然后吊装好驾驶室,再进行了噪声测试验证,测试对比结果见表8。

从表中数据可以看出:

1)整体处理后(堵塞底板过孔+后侧贴海绵+驾驶室底板间垫海绵),在不同档位下,左耳降噪幅度在2.2~5dB之间,平均降噪3.4dB;右耳降噪幅度为2.5~7.2dB,平均值4.6dB;后窗降噪幅度为2.4~4.5dB,平均值3.8dB。

2)从对比结果来看,整体处理后降噪效果较明显,其中右耳降噪尤为明显,平均降噪达4.6dB。

2.3试验结论

综上所述,可得以下结论:

1.单纯从板厚角度考虑,2.0板在不同转速下均有较好的降噪效果,为理想板材。

2.隔音海绵能有效降低驾驶室内的噪声,降幅因板材厚度、安装位置、发动机转速不同而有差异。驾驶室隔音海绵内置,为较理想布局方式。

3.室内表面贴海绵条件下,1.5mm为较理想板材。

4.吸声降噪的能力随海绵厚度的增加而增加,但不存在简单的线性关系。

5.模拟条件下的不同档位,6mm钢化玻璃的室内噪声值均比5mm有所下降,降幅在0.3~1.4dB之间,平均降噪值0.8dB。

6.驶室密封性对驾驶室内噪音有较大影响。

7.过管过线孔堵塞后,在不同档位下,驾驶室内左、右耳及后窗位置噪声均有一定幅度下降,平均降噪幅度在0.7~1.4dB之间,其中右耳降幅相对较大,平均降噪幅度达1.4dB。

模拟驾驶范文第4篇

关键词:动车组;仿真模拟;投影舱

中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号:16727800(2012)011008502

作者简介:唐凌(1978-),男,硕士,武汉铁路职业技术学院助教,研究方向为计算机应用与技术、铁道机车车辆。

0 引言

武汉铁路职业技术学院于2008年7月18日被确立为“国家示范性高等职业院校建设计划”2008年度立项建设院校。其中动车组仿真培训中心项目是高速动车组相关重点建设专业中的一个重要建设项目,是一个以CRH3型动车组列车为原型,通过舱体设备、系统硬件、系统软件组成一套动车组仿真培训系统。

1 动车组CRH3模拟驾驶装置系统概述

CRH3型动车组全功能模拟驾驶仿真系统是用于对CRH3型动车组列车司机、乘务人员、检修人员、调度人员进行层次化和系统化培训的一种多功能综合性仿真培训系统。

其中全功能模拟驾驶仿真系统能够真实地模拟CRH3型动车组列车在各类运行环境和工况下的驾驶操纵、运行特性、运行状况和视听环境,以及CRH3型动车组列车运行中的各类故障和突发事件,能够有效地对CRH3型动车组列车司机进行列车操纵能力和列车运行中故障与突发事件应急处理能力的培训和考核。

2 视景显示及投影舱设备

CRH3模拟驾驶仿真系统的模拟驾驶舱上配备两套不同形式的视景显示设备,一套为单通道普通投影幕方式,另一套为三通道无缝弧形幕投影系统。

2.1 单通道普通投影系统

CRH3模拟驾驶仿真系统单通道投影系统采用电动可升降投影幕,配置在模拟驾驶舱司机驾驶室的前端,可以通过司机室的驾驶台及其它操作,显示设备组成模拟驾驶演练系统。整套系统包括一台工业级DLP投影仪、一台专业级图形工作站、一套硬质平面幕组成。

主视景仿真系统的工作方式为:专业级图形工作站独立运算生成视景并输出至DLP投影机,DLP将视景投射到电动升降投影幕上形成向前视景画面。

2.2 三通道无缝弧形幕投影系统

三通道(所谓三通道是指图像通过三台投影机来完成投影成像)无缝弧形幕投影系统,能够为司机提供水平视角不小于150°的驾驶视景,布置在模拟驾驶舱的非驾驶室端,三通道无缝弧形投影系统设计有专门的三通道弧形幕驾驶舱和投影舱。投影室和驾驶室通过拼接,共同形成一个和外部训练环境分隔的、相对独立的驾驶室。投影室和驾驶室外部通过金属骨架制作了外部壳体,外部壳体最终阻隔整个外部训练环境。

主视景仿真系统采用三通道投影系统并配备无缝曲面柱幕,整套系统包括三台工业级DLP投影仪、三台专业级图形工作站、一台图像校正融合机、一套无缝曲面柱幕、一套投影室舱体设备。

视景系统提供全屏抗混迭(Full Screen AntiAliasing,简称FSAA)功能。系统配备的图像校正融合机采用的是硬件边缘融合技术。

主视景仿真系统的工作方式为:3台专业级图形工作站各自独立运算生成3个通道的视景并输出至图像校正融合机。图像校正融合机校正和整合3个通道的视景(亮度、色度、色温),并将视景输出至投影系统。3台DLP投影机将校正、融合后的三通道视景投射到弧形视景屏幕上变形成了150°度方位、一体化、无缝、无色彩差异的模拟场景画面。

2.3 投影舱

投影设备安装在投影舱内,位于驾驶舱前部上端,投影机安装距离根据投影尺寸、接头规格计算。在减小投影舱体积、总量的前提下,选用最大广角镜头。变焦镜头规格为1.3~1.8∶1,计算投影安装位置距离屏幕为2.5m适宜,投影设备与投影幕布形成一个投影空间。

(1)投影舱是一个密闭的隔舱,从而保证投影设备在工作时不受外部环境光的影响,且环境干燥、无尘。

(2)投影室采用难燃或不可燃材料制成,具备足够的强度,保证在正常使用过程中不会发生变形。

(3)投影室配置具有足够强度的投影仪安装支架,保证投影仪与投影屏幕的相对位置关系不会在模拟器正常运行时发生变化。

2.4 投影舱相关重要技术

(1)投影舱内是一个完全与外界隔离的腔体,投影机为高亮度工业投影机,在仓体内没有任何反光物品,包括投影室内壁。所以在安装柱型幕前将投影舱内壁进行黑色亚光处理。

(2)加工制作投影舱体材料采用玻璃钢与合金高强度结构钢混合结构形式,玻璃钢特性密度重量轻、耐腐蚀性能好、绝缘电性能好、阻燃效果好、易于加工成型,保证外壳异形圆滑,效果美观,且具备足够的强度,保证在正常使用过程中不会发生变形。在玻璃钢材质内加阻燃材料,满足防火等级要求。

(3)投影机发热量很大,其散热好坏直接影响其使用寿命。投影机要做好充分的散热通风,灰尘积累过多,也影响散热性能。首先,设计投影机防尘网,在不影响其散热的前提下,保持通风效果;其次,主动散热设计,加进出风散热风扇,让投影周围形成一个冷热交换的空气对流效果。进风来自经过空调冷却的空气,通过管道直接引入到投影机安装位置,进入的空气必须过滤,最大限度减少粉尘进入投影机。投影机产生的热风要快速排出,加抽风机,主动抽风和快速排出热风,使投影机周围温度恒定,降低灯泡老化速度,延长使用寿命。要求在投影仪工作12h以上,投影室平均温度不超过35℃,湿度不超过80%。

(4)在投影室内安装设备:3台投影机、散热风扇、投影幕。投影机安装在投影舱内,位于司机室头部上端。投影机采用专业高强度的组合式安装支架,连接螺钉采用松不脱内六角螺钉,确保系统长时间运行后投影仪与无缝曲面柱幕的相对位置不发生任何变化。松不脱螺钉在拆卸时不会将螺钉掉在投影舱内,方便装拆。

(5)投影室内的所有设备除采用隐蔽的梯子以便于维护及维修人员接近设备外,设备安装采用可靠的可拆卸式结构,具备良好的可拆卸性,设备安装位置适应安装工具的可操作性。

投影子系统在CRH3型动车组全功能模拟驾驶仿真系统只是众多子系统中的一个相对技术简单、工程量不是很大的子系统,但是在该子系统的建造和技术施工过程中发现,该子系统构造结构也颇有讲究,技术要求也很高。

模拟驾驶范文第5篇

[关键词]高速公路;交通安全;恶劣天气;眼动仪

中图分类号:U491.254 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)06-0334-01

1 恶劣天气对高速公路行车安全的影响

1.1 恶劣天气

恶劣天气(severe weather)是指包括阴天、雨天、雪天、大雾、高温、冰冻及沙尘暴等相对于晴天而言的不利天气。在这些恶劣天气情况下,驾驶员的情绪、视线受到很大影响。易导致追尾相撞的恶通事故,对高速公路行车安全产生不良影响。本文选取雨天、雾天、雪天这三种情况下行车进行分析。

1.2 雨天行车

雨天情况下的路面摩擦系数不到干燥铺装路面的一半,因而车轮易打滑,随着车速增加,路面的摩擦系数急剧减,同时雨水易造成路面积水和视线不良,严重时将产生“水膜溜滑现象”,易造成车辆失控导致事故发生。

1.3 雾天行车

雾天对高速公路安全行车最不利。雾天能见度降低,由于视线障碍大,驾驶员可视距离大大缩短,由于景物、交通标线及前后车辆都难以辨别清楚,使驾驶员容易判断失误,导致发生前后车辆追尾碰撞事故。同时,雾会使光线散漫,并吸收光线,致使视物的亮度下降,影响驾驶员观察

1.4 雪天行车

高速公路上冰雪堆积使路面变滑,汽车转向及制动的稳定性下降,汽车操纵困难,驾驶员对路面积雪湿滑程度估计不足。当雪后晴天时,由于积雪对阳光的强烈反射作用,产生眩光也会使驾驶员视力下降,成为安全行车的潜在危险。

2 恶劣天气下眼动特征实验

2.1 实验目的

通过驾驶员在晴天,雨天,雪天,雾天在高速公路上行车实验,获取驾驶员的眼动指标、天气对驾驶员眼动的数据,分析恶劣天气对驾驶员行为特性的影响。

2.2 实验原理

试验驾驶员在雨天、雪天、雾天条件下的高速上行车时,心理和生理都会受到影响,本实验通过测试驾驶员在不同的场景下眨眼、注视、眼跳的生理指标,定量反映驾驶员的紧张程度与反应速度。

2.3 实验场景模拟

在驾驶模拟器设置相应的晴天、雨、雪、雾下的高速公路场景,高速公路指标:双向四车道,车道宽3.75m,硬路肩宽度3m,纵坡小于3%,包括弯道、匝道、服务区等,要有一定车流量。

2.4 实验设备

(1)IView X HED 眼动仪

本实验使用以光学记录法为原理制造的iView X HED头戴式眼动仪记录驾驶员在驾驶模拟器模拟行车时的各项眼球生理指标。

(2)汽车驾驶模拟器

本次试验使用的驾驶模拟器为吉林大学研制,通过计算机产生汽车行驶过程中的虚拟视景、和场景仿真,使驾驶员沉浸到虚拟驾驶环境中,具有真车驾驶的感觉。

2.5 实验设计

2.5.1实验人员选择

为减小实验误差,对检测人员和被试者提出以下要求:

(1)对检测人员的要求:对检测的设备操作人员进行统一的培训,使设备操作人员对检测仪器设备的性能、检测原理和操作方法做到最大限度的熟知,检测中各项设备由专人负责,以免由于检测人员的缘故影响检测结果而引起误差;

(2)两名实验员驾龄均在一年以上,并有高速公路驾驶经验;

(3)对检测驾驶员的要求:规定被检测正常状态的驾驶员进行检测的时间是每天下午的10:00-11:00,要求保持良好的精神状态以获得正常状态下的驾驶数据。

2.5.2 实验设备准备

(1)眼动仪的操作

让被测试人员眼睛正视前方时,调节反光镜片,使被试眼睛呈现在iView X 软件界面的中央位置,固定好反光镜片,并且镜片不能接触到被试的脸部。尽可能缩短场景摄像头和人眼摄像头的距离。

(2)驾驶场景设置

为了确保道路因素的唯一性,排除其他因素的干_,驾驶模拟器只设置路况为高速公路交通流为中等的晴天、雨天、雪天、雾天四种天气条件下不同驾驶场景。

2.5.3 开始实验

对实验员进行晴天,雨天,雪天,雾天四种不同场景试驾,通过多次检测,最后数据取平均值。

3 实验数据分析

3.1 数据采集与处理

通过驾驶模拟器实验获得实验数据,眼动仪记录了每一种天气条件下的眼动特性数据。

数据处理步骤

(1)结合实验时的视频,查找数据段;

(2)将有效时间段数据,分类筛选排序;

(3)剔除异常数据,处理有效数据。

3.2 不同天气条件下驾驶员眨眼特征

不同天气条件下眨眼频率与眨眼持续时间对照表中实验人员在恶劣天气条件下眨眼频率高于正常天气条件,眨眼持续时间低于晴天正常天气条件。这表明恶劣天气条件下容易造成驾驶员心里紧张程度增加和视觉疲劳,驾驶员通过提高眨眼次数来缓解紧张情绪与疲劳,驾驶员通过减少眨眼持续时间来保证对道路前方的安全观察。

3.3 不同天气条件下驾驶员瞳孔直径的特征

在不同天气下驾驶员瞳孔直径实验中,雾天和雨天的驾驶员的瞳孔直径X在50-75pix之间大于晴天。相对于雨天与雾天,雪天的瞳孔直径X更接近于晴天条件下,稳定在40-60pix之间。

晴天时,驾驶员的平均瞳孔直径Y基本在30-50pix之间,在雨天和雾天时,实验员的瞳孔直径Y在50-70pix之间,雪天时,实验员瞳孔直径Y在40-60之间。可知,恶劣条件下驾驶员瞳孔直径Y均大于晴天条件下驾驶员平均瞳孔直径。证明了,随着天气状况的变化,瞳孔直径会随着能见度的的降低而增大。

3.4 恶劣天气条件下驾驶员眼跳特征

本文通过驾驶员在不同天气下眼跳频率和眼跳平均速度进行实验发现相比于晴天,恶劣天气条件下眼跳频率与眼跳平均速度增大,这说明眼跳频率随能见度降低而变大,这是因为道路能见度低,视线受到限制,对驾驶员获取道路信息造成障碍同时造成心理紧张。这也从侧面证实了在恶劣天气条件下,道路危险因素增加,驾驶员紧张情绪增加影响驾驶安全。

4 结语

本论文通过眼动实验,对实验数据并进行了分析对比,得出了以下结论:驾驶员在不同的天气行车时,由于视线的原因和驾驶员自身的原因,驾驶员的心理和生理会发生一定的变化,产生紧张情绪。雨天、雪天、雾天行车时,由于能见度低的原因,驾驶员的心理和生理会发生一定的增长和波动,驾驶员的视线受阻,对路况的识别不清,容易产生急躁情绪,紧张程度增加,影响行车安全。

参考文献

[1] 中国高速公路网,中国交通运输部,2015年,百度网.

[2] 公安部交通管理局 2014年.百度网.