駕駛員特性與實(shí)時(shí)駕駛能力評估研究

陳夢園

摘 要：汽車行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，得到了迅速的發(fā)展，并逐漸向道路安全方向發(fā)展。雖然智能汽車逐漸走向智能化，但汽車行業(yè)仍存在比較嚴(yán)重的問題，根據(jù)最新的調(diào)查顯示，80%以上的交通事故風(fēng)險(xiǎn)與駕駛員有關(guān)，駕駛員是系統(tǒng)中最為薄弱的部分。深入研究發(fā)現(xiàn)人類駕駛員的駕駛行為和特征對促進(jìn)高度自動(dòng)化駕駛的智能汽車發(fā)展具有重要意義。本文將基于駕駛安全和駕駛員特征的差異，對駕駛員的駕駛方式、駕駛員特征、駕駛風(fēng)險(xiǎn)程度和實(shí)時(shí)駕駛行為進(jìn)行研究駕駛能力的估計(jì)，提出基于駕駛風(fēng)險(xiǎn)和實(shí)時(shí)駕駛能力的駕駛權(quán)分配機(jī)制，為人機(jī)交互和駕駛策略提供科學(xué)的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：駕駛員;特性;實(shí)時(shí)駕駛能力;評估研究

0 引言

我國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，截至2016年底，我國汽車保有量達(dá)到2.9億輛，機(jī)動(dòng)車駕駛員人數(shù)超過3.6億人。然而，我國道路交通安全問題依然嚴(yán)峻，據(jù)最新調(diào)查顯示，80%以上的交通事故風(fēng)險(xiǎn)與駕駛員有關(guān)。惡劣的車況、不良的習(xí)慣、不足的技術(shù)和過重的駕駛負(fù)荷，使駕駛員成為一個(gè)完整的（環(huán)境）人車閉合的道路回路系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。目前人機(jī)協(xié)同駕駛研究的重點(diǎn)是駕駛員特征、駕駛技能和動(dòng)力分配理論，考慮駕駛的安全性和駕駛員特征的差異，本文將從駕駛員的行為特征以及駕駛技能的分析、模擬駕駛體驗(yàn)、采集測試駕駛員的信息以及對司機(jī)的能力進(jìn)行能力評估等方面進(jìn)行一一闡述與分析。

1 駕駛員的行為特征和駕駛技能的研究分析

目前，駕駛風(fēng)格研究的數(shù)據(jù)收集方法有兩種：問卷調(diào)查研究和駕駛數(shù)據(jù)的客觀分析。數(shù)據(jù)分析以駕駛數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，能夠較為精確地反映出實(shí)際工程中駕駛方式的性能特點(diǎn).廣泛應(yīng)用于應(yīng)用和研究之中。由于車與人之間的道路車輛環(huán)境的復(fù)雜性、動(dòng)態(tài)性和隨機(jī)性，所以有必要深入挖掘其中的豐富信息。這已成為駕駛行為理論研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。結(jié)合先進(jìn)的誤差處理技術(shù)、模型識別、聚類分析等方法，對傳統(tǒng)的靜態(tài)建模、最小安全距離反應(yīng)時(shí)間、駕駛穩(wěn)定性系數(shù)、模型構(gòu)建、識別修正和適應(yīng)性駕駛行為特征等思路進(jìn)行了突破，形成了較為全面的模型。駕駛行為特征研究框架已成為駕駛行為研究的重要組成部分。如今，對駕駛能力的評估主要包括三個(gè)部分：感知、判斷和操縱。駕駛員的感知能力主要分為：速度感知、危險(xiǎn)感知、深度感知、視點(diǎn)分布、觀察順序等。駕駛員的感知判斷主要分為：速度感知、危險(xiǎn)感知、深度感知、視點(diǎn)分布、觀察順序等。判斷能力主要表現(xiàn)為判斷的準(zhǔn)確性和速度;駕駛能力分為橫向駕駛能力和縱向駕駛能力，特別是方向指示器的使用、速度的使用。

2 模擬駕駛體驗(yàn)

利用駕駛模擬器設(shè)計(jì)模擬駕駛實(shí)驗(yàn)，重現(xiàn)交通環(huán)境，收集實(shí)時(shí)駕駛數(shù)據(jù)，與實(shí)際方法相比，成本更低，性價(jià)比更高。它具有安全性高、速度快、逼真度高、擴(kuò)展性好等幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。駕駛模擬器通過調(diào)用測試駕駛員收集線下數(shù)據(jù)，如基本信息、駕駛能力信息和駕駛行為信息，由數(shù)據(jù)采集模塊采集駕駛員的駕駛數(shù)據(jù)以及交通的遙感信息，例如道路在哪里，周圍有什么，借此可以用來模擬各種工況下的駕駛體驗(yàn)。并且還可以獲得路段狀況、速度、加速度、距離等實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)。

2.1 采集測試駕駛員的信息

為保證數(shù)據(jù)的普遍性和可靠性，對于駕駛員的信息采集具有一定的要求。例如，招募34名駕駛員，其中男性有24人。有10名駕駛員，年齡18-32歲，持有中華人民共和國C1駕駛證。他們都是健康人，無嚴(yán)重精神疾病和藥物濫用史，屬于正常人群。34名試駕者在模擬駕駛體驗(yàn)前一天被要求保證充足的睡眠，并在前一天避免飲酒或服用酒精或藥物。酒、茶、咖啡等食物和對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有興奮和壓抑作用的藥物，考試前避免劇烈運(yùn)動(dòng)，并將實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)告訴試駕者，讓他們可以熟悉測試環(huán)境和儀器設(shè)備。

2.2 駕駛模擬器長時(shí)跟駕駛實(shí)驗(yàn)

駕駛模擬器是為長期測試和自由駕駛體驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，收集了大量的駕駛數(shù)據(jù)來研究駕駛員的駕駛。它是估計(jì)行為特征和駕駛能力的基礎(chǔ)。在模擬平臺前安裝一排車輛進(jìn)行駕駛，保持較為穩(wěn)定的駕駛行為。行駛速度和行車間距，并假設(shè)駕駛員對系統(tǒng)給出的警告信息反應(yīng)靈敏，實(shí)驗(yàn)過程中完成啟動(dòng)和停止、穩(wěn)定跟蹤、接近、漸變、緊急制動(dòng)等多項(xiàng)測試后，持續(xù)20min。完成多次測試后，再進(jìn)行10分鐘的自由駕駛和實(shí)時(shí)進(jìn)行對駕駛數(shù)據(jù)的采集工作。

3 對司機(jī)的能力進(jìn)行能力評估

在道路運(yùn)輸系統(tǒng)中，駕駛員對道路環(huán)境變化的適應(yīng)能力、車輛技術(shù)狀態(tài)和安全執(zhí)行駕駛?cè)蝿?wù)的能力，通常提供了駕駛員正常技能與穩(wěn)定駕駛環(huán)境下的平均能力預(yù)期之間的基準(zhǔn)。駕駛能力，傳統(tǒng)的駕駛能力評估側(cè)重于線下評估，如駕駛能力量表、道路行為量表等。評估駕駛員基本駕駛能力水平的方法，或者根據(jù)監(jiān)測駕駛員的狀況來評估駕駛能力的方法。 安全性，這些方法都不能很好地評估駕駛能力的實(shí)時(shí)性。對駕駛員特征的考察可以看出，由于駕駛員技能和習(xí)慣的差異，駕駛員駕駛時(shí)的特征并不能很好地實(shí)時(shí)評估。反映出駕駛風(fēng)險(xiǎn)程度的變化，必然導(dǎo)致駕駛員的實(shí)時(shí)駕駛能力低于正常的駕駛能力。因此，駕駛員的駕駛能力應(yīng)該是一個(gè)時(shí)間上的函數(shù)。駕駛能力尤其體現(xiàn)在對駕駛員反應(yīng)的感知上，體現(xiàn)在駕駛數(shù)據(jù)中的任何駕駛能力指標(biāo)上。本文在保證駕駛安全的基礎(chǔ)上，為了提高對各類駕駛?cè)说倪m應(yīng)性，列出了駕駛?cè)说奶攸c(diǎn)和駕駛中的風(fēng)險(xiǎn)程度。該指標(biāo)綜合考慮了駕駛員的駕駛方式、駕駛傾向和駕駛風(fēng)險(xiǎn)程度，可以對駕駛能力進(jìn)行綜合評估，建立實(shí)時(shí)駕駛函數(shù)。C=f（，m P R t，，，）（5.1），其中C為實(shí)時(shí)駕駛能力，m為操縱能力，P為駕駛員的特點(diǎn)，R為駕駛風(fēng)險(xiǎn)，t為危險(xiǎn)時(shí)間。

4 結(jié)束語

從國內(nèi)外的研究情況來看，人機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制和駕駛中的驅(qū)動(dòng)力分配共同需要研究駕駛員的行為特點(diǎn)、駕駛員的狀態(tài)和駕駛員的狀態(tài)。和駕駛技能進(jìn)行深入的研究、了解和實(shí)際使用，因此其測試和評估必須考慮車輛駕駛員行為的特點(diǎn)。目前對駕駛員的研究一般集中在控制駕駛方式和駕駛員狀態(tài)方面，對駕駛員技能進(jìn)行線下考核。實(shí)時(shí)性較差，實(shí)際技能有限;此外，駕駛員的駕駛特征不同，最終，車輛的駕駛狀態(tài)也會顯現(xiàn)出來。因此，研究駕駛特征與車輛狀態(tài)的內(nèi)在關(guān)系，不僅可以從車輛狀態(tài)預(yù)測駕駛員的行為，還可以預(yù)測駕駛員在駕駛時(shí)的行為。也可以將駕駛特征應(yīng)用到個(gè)人駕駛中。此外，在共享駕駛過程中，駕駛權(quán)限的轉(zhuǎn)移與許多因素密切相關(guān)。 駕駛特征，進(jìn)而評估駕駛員的實(shí)時(shí)駕駛能力。

參考文獻(xiàn)：

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[2]周孝吉，鄭玲，駕駛?cè)颂匦院蛯?shí)時(shí)駕駛能力研究[J].2018中國汽車工程學(xué)會年論文集：34-40.

課題來源：重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級科研課題

項(xiàng)目編號KJB201816