基于駕駛模擬技術(shù)的道路行車安全性研究綜述*

張馳 魏東東 蘭富安 白皓 黃軍

（1.長安大學(xué)公路學(xué)院 西安 710064；2.中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司 成都 610031；3.四川樂西高速公路有限責(zé)任公司 成都 610000；4.四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團(tuán)有限公司 成都 610000）

0 引言

駕駛模擬技術(shù)，又稱為駕駛仿真技術(shù)，是指采用高科技手段，比如三維即時(shí)成像、動(dòng)力學(xué)仿真、大視場顯示等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)造出1種逼真的人工虛擬駕駛環(huán)境，體驗(yàn)者能夠在該虛擬環(huán)境中感受到接近真實(shí)效果的駕駛體驗(yàn)。駕駛模擬技術(shù)作為1種重要的研究手段，自20世紀(jì)70年代興起以來，逐漸在交通、汽車等諸多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用；近年來，道路安全科研工作者逐漸使用駕駛模擬技術(shù)來研究道路的行車安全性問題，并且大量研究成果已經(jīng)證實(shí)：駕駛模擬技術(shù)是1種研究道路行車安全性問題的有效工具[1]。

駕駛模擬技術(shù)之所以能夠替代實(shí)車實(shí)驗(yàn)，而被廣泛應(yīng)用于道路行車安全性問題的研究中，主要是因?yàn)閷?shí)車實(shí)驗(yàn)存在以下幾個(gè)問題：①在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)車實(shí)驗(yàn)，車輛和駕駛員的安全均無法得到有效保證，②實(shí)車實(shí)驗(yàn)的周期長且成本高；③在實(shí)車實(shí)驗(yàn)中，一些相同條件下的交通場景和交通流數(shù)據(jù)無法重復(fù)獲取等。駕駛模擬技術(shù)憑借其因素可控性強(qiáng)、安全性高、特殊場景的可重復(fù)性高、場地固定、場景可設(shè)置，以及經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢，可以很好地解決實(shí)車實(shí)驗(yàn)中存在的這些問題，進(jìn)而有助于開展更為有效地針對(duì)性研究[2]。

1 駕駛模擬器的發(fā)展歷程

駕駛模擬器（driving simulator，DS）是1種由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成的駕駛仿真平臺(tái)，見圖1。其中，硬件系統(tǒng)主要包括駕駛操作系統(tǒng)（轉(zhuǎn)向盤、油門、離合、制動(dòng)踏板等）、駕駛艙運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)（較高自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)）、軟件系統(tǒng)承載體（主機(jī)）等設(shè)備；軟件系統(tǒng)主要包括聲光視景系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等[3]。駕駛模擬器就是通過將車輛駕駛系統(tǒng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合起來，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)創(chuàng)造出1種帶有聲響視景效果和運(yùn)動(dòng)仿真的虛擬駕駛環(huán)境，試驗(yàn)者在虛擬駕駛環(huán)境中通過操作駕駛模擬器的硬件系統(tǒng)來進(jìn)行人機(jī)交互，進(jìn)而產(chǎn)生1種實(shí)車駕駛的沉浸感，借此來感受和認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的實(shí)車駕駛體驗(yàn)。

圖1 駕駛模擬器Fig.1 Driving simulator

駕駛模擬器的類型較多，按照不同模擬對(duì)象，可分為飛行器駕駛模擬器、汽車駕駛模擬器和列車駕駛模擬器；按照不同自由度，可分為零自由度駕駛模擬器、低自由度駕駛模擬器和高自由度駕駛模擬器；按照不同用途，可分為訓(xùn)練型駕駛模擬器和科研型駕駛模擬器[4]。其中，訓(xùn)練型駕駛模擬器主要用于汽車駕駛培訓(xùn)、交通安全教育等方面，而科研型駕駛模擬器作為道路交通科研機(jī)構(gòu)和各大車企的重要研發(fā)手段，主要運(yùn)用于“人-車-路-環(huán)境”交通特性研究、駕駛行為特性分析、車輛安全新技術(shù)研發(fā)等方面。本文關(guān)于駕駛模擬技術(shù)在道路行車安全領(lǐng)域的應(yīng)用研究中，所用到的駕駛模擬器均為科研型駕駛模擬器。

隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的快速發(fā)展，高仿真度科研型駕駛模擬器作為研究道路行車安全性問題的重要手段，越來越受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注及應(yīng)用，以德國、瑞典、日本、美國等為代表的發(fā)達(dá)國家較早開展了科研型駕駛模擬器的研發(fā)與應(yīng)用[5]。表1列舉了國外主要代表性科研型駕駛模擬器的研發(fā)及應(yīng)用信息。

表1 國外主要代表性科研型駕駛模擬器Tab.1 Major representative driving simulators abroad

由表1可見：國外科研型駕駛模擬器研發(fā)較早，且主要以各大汽車公司為研發(fā)主體。科研型駕駛模擬器在20世紀(jì)興起之后，逐漸得到了廣泛應(yīng)用，早期的駕駛模擬器主要由液壓驅(qū)動(dòng)，且自由度相對(duì)較低，其中以6自由度駕駛模擬器在科研機(jī)構(gòu)和各大汽車公司的應(yīng)用最為廣泛，主要用于車輛系統(tǒng)的測試及驗(yàn)證、車輛性能的優(yōu)化及產(chǎn)品開發(fā)等方面。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、電力驅(qū)動(dòng)及伺服技術(shù)的發(fā)展，駕駛模擬器的仿真水平和制動(dòng)能力不斷改進(jìn)，駕駛模擬器由較低自由度、液壓驅(qū)動(dòng)向較高自由度、電力驅(qū)動(dòng)的方向發(fā)展，使得駕駛模擬的虛擬場景與現(xiàn)實(shí)駕駛環(huán)境的吻合度越來越高，駕駛模擬器的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，主要用于危險(xiǎn)性駕駛行為、車輛主動(dòng)安全技術(shù)、道路安全設(shè)計(jì)等方面的研究。

中國科研型駕駛模擬器的研發(fā)與應(yīng)用起步較晚，經(jīng)歷了從國外引進(jìn)到自主研發(fā)的過程。中國先后引進(jìn)了捷克發(fā)明的點(diǎn)光源平板投影式駕駛模擬器和美國研發(fā)的放電影被動(dòng)式駕駛模擬器；直到1970年初，中國才自主研發(fā)出點(diǎn)光源轉(zhuǎn)盤機(jī)電式駕駛模擬器；進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，中國的駕駛模擬器開始迅猛發(fā)展，部分高等院校積極參與研發(fā)，并獲得了一些初級(jí)產(chǎn)品；20世紀(jì)90年代以來，隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，中國逐漸具備了自主研發(fā)科研型駕駛模擬器的能力，其中以吉林大學(xué)、昆明理工大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)等為代表的科研高校已經(jīng)自主研發(fā)出高仿真度的科研型駕駛模擬器[6]。表2列舉了中國主要高校代表性科研型駕駛模擬器的研發(fā)及應(yīng)用信息。

表2 中國部分高校代表性科研型駕駛模擬器Tab.2 Representative driving simulators in some universities in China

2 道路行車安全應(yīng)用

道路行車安全是由人、車、路、環(huán)境等要素共同決定的，行車事故的發(fā)生從根本上來講是由于各要素間失去平衡所致。導(dǎo)致行車事故的原因有主觀和客觀之分，其中主觀原因一般是指人的因素，尤其是駕駛?cè)说鸟{駛行為特性等；客觀原因主要包括道路交通條件、駕駛環(huán)境以及車輛技術(shù)狀況等。本文基于駕駛模擬技術(shù)的道路行車安全性研究涉及人、車輛、道路、環(huán)境、事故這5個(gè)方面，研究內(nèi)容主要包括駕駛行為特性分析、車輛主動(dòng)安全技術(shù)研究、道路與交通設(shè)計(jì)、車輛駕駛環(huán)境以及道路行車事故研究。研究框架見圖2。

圖2 研究框架Fig.2 Research framework

2.1 不良駕駛行為特性

從廣義上來講，不良駕駛行為是指駕駛員在駕駛車輛過程中出現(xiàn)的一些操作不規(guī)范、不安全、甚至違法的行為。不良駕駛行為特性分析主要關(guān)注道路行車安全中的人為因素，包括駕駛?cè)撕推渌煌▍⑴c者（如行人、非機(jī)動(dòng)車騎乘人等），而駕駛?cè)俗鳛榈缆方煌ǖ闹饕獏⑴c者，是道路行車安全研究的重點(diǎn)，特別是駕駛?cè)说牟涣捡{駛行為特性與道路行車安全性之間的關(guān)系研究。在道路行車安全性研究中，常見的不良駕駛行為主要包括分心駕駛、疲勞駕駛、超限行駛、激進(jìn)駕駛，以及酒后駕駛等駕駛行為；研究發(fā)現(xiàn)，相較于其他不良駕駛行為，分心駕駛和疲勞駕駛對(duì)于道路行車事故的預(yù)測和分析具有重要作用[7]。因此，本研究將選取分心駕駛和疲勞駕駛這2種典型的不良駕駛行為，開展基于駕駛模擬技術(shù)的不良駕駛行為特性分析。

1）分心駕駛是指車輛在行駛過程中，駕駛員的注意力從駕駛主任務(wù)轉(zhuǎn)移到諸如喝水、吃東西、打電話等駕駛次任務(wù)的1類不良駕駛行為；由于實(shí)車實(shí)驗(yàn)存在很大的安全隱患，所以目前國內(nèi)外普遍利用駕駛模擬技術(shù)來研究駕駛分心對(duì)道路行車安全性的影響。Kaber等[8]通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)分別研究了視覺分心、認(rèn)知分心和綜合分心對(duì)駕駛行為特性的影響，發(fā)現(xiàn)綜合分心對(duì)駕駛?cè)俗⒁饬Y源的占用最多，而視覺分心則會(huì)導(dǎo)致車頭時(shí)距的增大，車輛軌跡的偏移，進(jìn)而影響對(duì)車輛的正常操作；Baldwin等[9]通過駕駛模擬研究發(fā)現(xiàn)駕駛員在不同狀態(tài)下行駛時(shí)，分心駕駛行為會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向盤的回轉(zhuǎn)角比專心駕駛時(shí)明顯要小。咸化彩[10]研究發(fā)現(xiàn)分心駕駛會(huì)使車輛轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)向熵及轉(zhuǎn)角方差出現(xiàn)不同程度的增大；朱彤等[11]研究了駕駛次任務(wù)對(duì)駕駛?cè)藸顟B(tài)和交通運(yùn)行質(zhì)量的影響，研究發(fā)現(xiàn)，駕駛次任務(wù)不僅會(huì)對(duì)行車安全產(chǎn)生影響，還會(huì)導(dǎo)致道路最大交通流量降低、道路擁堵區(qū)域增多、排隊(duì)加劇等。

2）疲勞駕駛是導(dǎo)致嚴(yán)重道路行車事故的重要原因之一，國內(nèi)外研究者普遍利用駕駛模擬技術(shù)開展疲勞駕駛的相關(guān)研究，通過收集駕駛?cè)嗽谄跔顟B(tài)下的各類特征指標(biāo)，建立疲勞駕駛的識(shí)別算法，進(jìn)而為預(yù)防疲勞駕駛安全隱患提供理論支撐。King等[12]通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)采集到駕駛?cè)嗽谄跔顟B(tài)下的車輛運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并建立相應(yīng)的監(jiān)測模型，發(fā)現(xiàn)其檢查準(zhǔn)確率高達(dá)87%；Baulk[13]研究發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)嗽跊]有得到充分休息的情況下，其駕駛反應(yīng)時(shí)間與車輛位置的橫向偏移具有較強(qiáng)的相關(guān)性，并且提出駕駛?cè)朔磻?yīng)時(shí)間可作為評(píng)判疲勞駕駛的客觀標(biāo)準(zhǔn)。李平凡等[14]對(duì)駕駛?cè)嗽谖绮颓昂蟮钠跔顟B(tài)特征變化規(guī)律進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：駕駛?cè)宋绮秃蟮乃俣扰袛嗄芰蜕疃戎X能力均會(huì)下降，駕駛反應(yīng)時(shí)間會(huì)延長，從而導(dǎo)致獲取道路環(huán)境信息的難度和駕駛危險(xiǎn)性因素的增加；劉建蓓等[15]以心跳間隔變化率為指標(biāo)利用駕駛模擬技術(shù)對(duì)駕駛?cè)嗽诟咴h(huán)境下的疲勞狀態(tài)特征進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说钠骄奶g隔會(huì)隨著海拔的增加而減小，駕駛?cè)顺霈F(xiàn)疲勞的時(shí)間點(diǎn)會(huì)提前，并且小型車駕駛?cè)吮却笮蛙囻{駛?cè)烁壮霈F(xiàn)疲勞；屈肖蕾等[16]采集到駕駛員的大量面部視頻數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)對(duì)駕駛員的疲勞等級(jí)進(jìn)行了劃分，并篩選得到最佳的指標(biāo)組合，建立了準(zhǔn)確率高達(dá)87.7%的駕駛?cè)似谠诰€監(jiān)測算法。

國內(nèi)外利用駕駛模擬技術(shù)在不良駕駛行為特性分析方面均進(jìn)行了相關(guān)的研究，研究內(nèi)容主要以分心、疲勞等不良駕駛行為特性分析和不良駕駛行為對(duì)車輛行駛特性的影響分析為主。利用駕駛模擬技術(shù)分析駕駛?cè)说姆中摹⑵诘炔涣捡{駛行為特性時(shí)，可以采集到大量有關(guān)車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)及不良駕駛行為特性方面的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)信息為研究不良駕駛行為對(duì)道路行車安全的影響提供了客觀依據(jù)；通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行挖掘分析發(fā)現(xiàn)，不同種類和方式的不良駕駛行為通過影響車輛的行駛狀態(tài)，進(jìn)而影響駕駛?cè)说男熊嚢踩Ｄ壳半m然已經(jīng)開展了關(guān)于不良駕駛行為特性指標(biāo)獲取和識(shí)別算法精度提升方面的研究，但識(shí)別算法的實(shí)際有效性還沒有得到充分驗(yàn)證；因此，未來可就如何利用駕駛模擬技術(shù)建立有效的不良駕駛行為（如駕駛分心、駕駛疲勞等）檢測識(shí)別算法展開研究。

2.2 車輛主動(dòng)安全技術(shù)

車輛安全技術(shù)有主動(dòng)安全技術(shù)和被動(dòng)安全技術(shù)之分，其中，被動(dòng)安全技術(shù)是指在車輛發(fā)生行車事故過程中或發(fā)生事故后，采用各種保護(hù)措施，避免或減輕駕乘人員傷害程度的安全技術(shù)，側(cè)重于事中控制或事后減輕，主要措施有安全氣囊、安全帶、吸能式防撞護(hù)欄等；而主動(dòng)安全技術(shù)主要突出事前預(yù)防，所以又被稱為預(yù)防性安全技術(shù)，是指基于先進(jìn)的預(yù)防性措施，在車輛遭遇危險(xiǎn)狀況時(shí)，能夠主動(dòng)幫助駕駛?cè)吮苊馐鹿拾l(fā)生的技術(shù)，主要包括底盤一體化控制技術(shù)、安全輔助駕駛控制技術(shù)、人-車安全監(jiān)控及干預(yù)技術(shù)等[17]。駕駛模擬技術(shù)憑借其因素可控性、安全性等優(yōu)勢而被廣泛用于各類車輛主動(dòng)安全技術(shù)的功效驗(yàn)證和安全性評(píng)價(jià)中，其中最為常見的有底盤一體化控制技術(shù)和安全輔助駕駛控制技術(shù)。

底盤一體化控制技術(shù)通過對(duì)車輛的各底盤電子系統(tǒng)（如汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（electronic stability controller，ESC）和自適應(yīng)前照明系統(tǒng)（adaptive front-lighting system，AFS））進(jìn)行集成、協(xié)調(diào)和優(yōu)化，使車輛獲得最佳的整體運(yùn)動(dòng)性能，進(jìn)而減少車輛失控率，降低行車事故率。車輛ESC和AFS等技術(shù)的驗(yàn)證一直是車輛主動(dòng)安全研究的重點(diǎn)，而駕駛模擬技術(shù)在相關(guān)的研究驗(yàn)證工作中扮演著重要角色。通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)，Soudbakhsh[18]研究發(fā)現(xiàn)基于ESC技術(shù)的避撞系統(tǒng)在復(fù)雜場景中具有較好的避撞效果；Katzourakis等[19]對(duì)車輛操作接近穩(wěn)定性極限狀態(tài)下的轉(zhuǎn)向品質(zhì)問題進(jìn)行了研究，研究成果可進(jìn)一步與ESC技術(shù)或AFS技術(shù)聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員的主動(dòng)安全提示。楊建森[20]通過將固定底座的駕駛模擬器與一些硬件設(shè)備聯(lián)合使用，形成了硬件、駕駛員及環(huán)境三者之間可以交互的驗(yàn)證裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ESC硬件與控制器算法的有效性驗(yàn)證。

安全輔助駕駛控制技術(shù)通過實(shí)時(shí)采集道路駕駛環(huán)境和車輛行駛狀況等信息，來識(shí)別車輛在行駛過程中的潛在危險(xiǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)，車輛會(huì)自動(dòng)進(jìn)行控制以避免行車事故的發(fā)生或者減輕事故的嚴(yán)重程度。國內(nèi)外學(xué)者利用駕駛模擬技術(shù)在車輛安全輔助駕駛控制方面進(jìn)行了大量研究，并取得了一些研究成果。Boyle等[21]就駕駛?cè)藢?duì)自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)適應(yīng)度的差異性進(jìn)行了研究，并分析了危險(xiǎn)狀況下駕駛?cè)说膽?yīng)對(duì)策略，研究成果能夠提高駕駛員的安全行為能力，促進(jìn)自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的更新?lián)Q代；Hajek等[22]基于駕駛員負(fù)荷，對(duì)自適應(yīng)主動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的負(fù)荷識(shí)別能力進(jìn)行了改進(jìn)，研究發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后的自適應(yīng)主動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)深受駕駛員的喜愛。高振海等[23]對(duì)駕駛員在虛擬駕駛環(huán)境中的制動(dòng)時(shí)刻數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究，并分析了駕駛員在跟車行駛過程中的制動(dòng)行為影響因素；丁潔云等[24]對(duì)駕駛?cè)说膿Q道意圖進(jìn)行了識(shí)別，并使用簡易駕駛模擬裝置對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)，但由于駕駛模擬器自身存在的局限性，研究結(jié)果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

基于車輛主動(dòng)安全技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)駕駛車輛的行車安全性研究也獲得了一定突破；目前，自動(dòng)駕駛車輛的接管行為已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。接管行為是指當(dāng)自動(dòng)駕駛車輛達(dá)到系統(tǒng)極限狀態(tài)或者面臨難以應(yīng)對(duì)的行駛狀況時(shí)，會(huì)及時(shí)向駕駛?cè)税l(fā)出接管車輛的請(qǐng)求，駕駛?cè)耸盏浇庸苷?qǐng)求后，在安全時(shí)間內(nèi)重新接管車輛的控制權(quán)并駕駛車輛。近年來，國內(nèi)外學(xué)者利用駕駛模擬技術(shù)對(duì)自動(dòng)駕駛的接管反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了大量研究。Eriksson等[25]通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)高速公路出口預(yù)期接管情況下的接管反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)預(yù)期接管的反應(yīng)時(shí)間往往較長，并且指出僅依靠接管時(shí)間均值來設(shè)計(jì)接管過程，不足以保證自動(dòng)駕駛車輛的行車安全性；Dogan等[26]利用駕駛模擬技術(shù)研究了不同駕駛次任務(wù)（如看電影、打電話等）對(duì)自動(dòng)駕駛車輛接管行為的影響，研究發(fā)現(xiàn)不同駕駛次任務(wù)對(duì)接管反應(yīng)時(shí)間的影響并無顯著差異，但對(duì)車輛的橫向和縱向控制存在不同的影響。王彥峰等[27]基于駕駛模擬器研究了駕駛次任務(wù)沉浸等級(jí)對(duì)自動(dòng)駕駛中接管反應(yīng)時(shí)間的影響，研究發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)嗽谙嗤鸟{駛次任務(wù)條件下，自動(dòng)駕駛接管正確時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間都會(huì)隨著駕駛次任務(wù)沉浸等級(jí)的升高而降低。

國內(nèi)外研究者利用駕駛模擬技術(shù)在車輛主動(dòng)安全技術(shù)和自動(dòng)駕駛車輛的行車安全性等方面均有大量的研究，研究內(nèi)容主要集中在車輛主動(dòng)安全技術(shù)的主客觀評(píng)價(jià)、車輛安全系統(tǒng)的實(shí)際功效驗(yàn)證、自動(dòng)駕駛車輛的接管行為等方面。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，車輛主動(dòng)安全將會(huì)是汽車行業(yè)未來發(fā)展的1個(gè)重要方向，而駕駛模擬技術(shù)作為1種有效的研發(fā)手段，未來會(huì)繼續(xù)在車輛主動(dòng)安全技術(shù)的研究中發(fā)揮重要作用。但值得關(guān)注和改進(jìn)的是，目前針對(duì)車輛主動(dòng)安全技術(shù)的測試及驗(yàn)證，均傾向于選用構(gòu)造簡單的底座固定式駕駛模擬器，這類駕駛模擬器的功能有限且模擬效果欠佳，未來可通過增設(shè)激振裝置等措施對(duì)駕駛模擬器加以改造，以提高其自由度，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)駕駛模擬逼真度的目的。

2.3 道路與交通設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的道路與交通設(shè)計(jì)主要依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)指南等執(zhí)行，由于受技術(shù)條件的限制，設(shè)計(jì)人員對(duì)道路未來運(yùn)營后的安全性缺乏足夠的考慮和預(yù)測評(píng)估。駕駛模擬技術(shù)的應(yīng)用給道路與交通設(shè)計(jì)的安全性預(yù)測及評(píng)估提供了可能，利用駕駛模擬技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)道路與交通的可視化設(shè)計(jì)，通過對(duì)現(xiàn)實(shí)道路進(jìn)行較為真實(shí)地仿真，使設(shè)計(jì)者在早期就能夠從道路使用者的角度，對(duì)道路與交通設(shè)計(jì)的合理性及安全性做出評(píng)價(jià)，并對(duì)不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比選，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問題，達(dá)到防患于未然的效果，因此，研究者越來越傾向于利用駕駛模擬技術(shù)來分析和解決道路與交通設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題，且大量的研究成果已經(jīng)證實(shí)：先進(jìn)的駕駛模擬技術(shù)是研究和解決道路與交通設(shè)計(jì)中安全問題的有效手段。

隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的快速發(fā)展，利用先進(jìn)的駕駛模擬技術(shù)可以將車輛運(yùn)動(dòng)、數(shù)據(jù)采集、聲音、視景等系統(tǒng)集為一體，構(gòu)造出1種逼真的虛擬駕駛環(huán)境和接近真實(shí)的車輛運(yùn)動(dòng)感，再通過眼動(dòng)儀等心理、生理設(shè)備聯(lián)合使用，采集并測試駕駛員的駕駛行為特性，進(jìn)而展開有針對(duì)性的研究。Davidse[28]利用駕駛模擬技術(shù)研究了不同形式的道路交叉口對(duì)老齡駕駛?cè)笋{駛行為和工作強(qiáng)度的影響；Richard等[29]研究了路側(cè)交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)車輛橫向偏移和駕駛?cè)怂俣冗x擇的影響；Wang等[30]通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)獲取了山區(qū)高速公路在各種線形組合下的駕駛數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)山區(qū)高速公路不同道路線形組合的安全性評(píng)價(jià)，并得到了相應(yīng)的安全評(píng)價(jià)閾值。張敏等[31]對(duì)駕駛員在平縱線形組合路段上的錯(cuò)視覺進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)相比于凹形曲線路段，駕駛員更容易在凸形曲線路段上產(chǎn)生錯(cuò)視覺，且最容易在不設(shè)超高的平曲線路段上產(chǎn)生錯(cuò)視覺；魏文海[32]研究了縮減車道寬度對(duì)駕駛行為的影響，研究發(fā)現(xiàn)：縮減車道寬度會(huì)使車輛的行駛速度顯著降低，也會(huì)對(duì)車輛的橫向位置產(chǎn)生顯著的負(fù)效應(yīng)。

標(biāo)志標(biāo)線是交通設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容之一，它能夠向駕駛?cè)颂崾镜缆方煌ǖ幕臼褂眯畔?，進(jìn)而管制和引導(dǎo)駕駛?cè)思败囕v能夠有序使用道路。標(biāo)志標(biāo)線位置設(shè)計(jì)的科學(xué)性、形態(tài)的視認(rèn)性以及信息的有效性，不僅與駕駛員的主觀認(rèn)知感受緊密聯(lián)系，還跟道路的行車安全密切相關(guān)[2]。利用駕駛模擬實(shí)驗(yàn)可以詳細(xì)記錄駕駛?cè)伺c標(biāo)志標(biāo)線進(jìn)行信息交互時(shí)的主觀反應(yīng)和駕駛行為變化，通過定性和定量分析駕駛?cè)藢?duì)標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置情況的主觀感受，為標(biāo)志標(biāo)線設(shè)計(jì)的安全性評(píng)價(jià)提供有效的依據(jù)。例如，通過駕駛模擬Lee等[33]研究發(fā)現(xiàn)可變限速板和交通警告標(biāo)志的設(shè)置對(duì)減少行車速度的波動(dòng)和緩解交通的擁堵具有一定的效果。Yan等[34]進(jìn)一步對(duì)可變信息板的放置位置進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)可變信息板置于交叉口上游150～200 m處時(shí)效果會(huì)更好，而且顯示圖像的可變信息板比僅顯示文字的會(huì)更加有效。郭鳳香等[35]通過在某路段的隧道內(nèi)布設(shè)倒伏示警柱，在爬坡路段與混行路段上增設(shè)附加車道，研究了車輛在這3種路段上的平均速度與平均橫向位置，結(jié)果表明：在隧道內(nèi)布設(shè)倒伏示警柱后，車輛能夠保持較好速度和橫向位置；在爬坡路段上增設(shè)附加車道后，主線路上的行車速度會(huì)提高；在混行路段上增設(shè)附加車道后，行車速度能夠保持穩(wěn)定或者提高，并且可以降低與對(duì)向來車發(fā)生沖突的可能性。韓鳳春等[36]利用駕駛模擬器及相關(guān)設(shè)備，進(jìn)行了道路交叉出口處交通標(biāo)志的設(shè)置優(yōu)化仿真實(shí)驗(yàn)，針對(duì)交叉出口處交通標(biāo)志的不同組合，對(duì)駕駛?cè)说恼_識(shí)別率、注視累積時(shí)長等關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了比較。

綜上所述，在道路與交通設(shè)計(jì)方面，國內(nèi)外研究者利用駕駛模擬技術(shù)均進(jìn)行了大量研究，研究對(duì)象基本涵蓋道路與交通設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，研究內(nèi)容主要集中在道路與交通設(shè)計(jì)要素和道路行車安全性之間的關(guān)系，并且研究中較多考慮了駕駛?cè)藢?duì)道路與交通設(shè)計(jì)的適應(yīng)性與反饋性問題。但值得注意的是，道路與交通設(shè)計(jì)的真實(shí)效果因其變化多樣性和復(fù)雜性而不能完全被復(fù)制，并且駕駛模擬實(shí)驗(yàn)的參與者存在著個(gè)體差異性，對(duì)真實(shí)道路和虛擬道路的適應(yīng)性及感受能力存在較大區(qū)別；因此，通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)得到的研究結(jié)果，其準(zhǔn)確性和有效性尚待進(jìn)一步驗(yàn)證。未來可針對(duì)駕駛模擬技術(shù)的有效性評(píng)價(jià)和參數(shù)標(biāo)定等進(jìn)行專項(xiàng)研究，以提升駕駛模擬技術(shù)的有效性和適用性，使其能夠更好地適用于中國道路與交通設(shè)計(jì)的安全性問題研究。

2.4 車輛駕駛環(huán)境

車輛駕駛環(huán)境是1種物的環(huán)境，包括天氣狀況、路側(cè)景觀、交通沖突、光線明暗、地物地貌等類型，它通過影響駕駛員的駕駛行為而對(duì)道路的行車安全性產(chǎn)生影響。目前，國內(nèi)外在道路行車安全性問題的研究中，涉及到的車輛駕駛環(huán)境類型主要有不良?xì)庀髼l件、路側(cè)景觀和交通沖突等。

1）不良?xì)庀髼l件對(duì)行車安全性的影響是道路交通安全領(lǐng)域研究的重點(diǎn)之一。Snowden等[37]通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)車輛在濃霧環(huán)境條件下行駛時(shí)，駕駛員感知到的速度比實(shí)際速度要低。Mueller等[38]的研究結(jié)果表明不同駕齡的駕駛員在霧天環(huán)境下都會(huì)降速行駛，但老手駕駛員的行車速度會(huì)下降的更快，最終行車速度會(huì)基本趨于一致。張馳等[39]研究發(fā)現(xiàn)不同的路面能見度、道路曲率半徑、行車速度均會(huì)對(duì)車輛橫向偏移產(chǎn)生顯著影響，且影響程度依次為：能見度＞曲率半徑＞行車速度。趙曉華等[40]的研究結(jié)果表明駕駛員在不良?xì)庀髼l件下低速跟馳行駛時(shí)，對(duì)車輛間距和車輛行駛穩(wěn)定性的控制能力會(huì)有所降低，并且不易察覺前車的加速行為，導(dǎo)致與前車的距離增大，交通流的順暢性降低。

2）在道路路側(cè)景觀方面，國內(nèi)外研究者利用駕駛模擬技術(shù)在道路景觀元素、類型及復(fù)雜程度對(duì)駕駛?cè)税踩兄⑿熊嚑顟B(tài)等的影響方面做了大量研究。Yamakoshi等[41]研究發(fā)現(xiàn)駕駛員長時(shí)間行駛在景觀單一的道路上，會(huì)很容易產(chǎn)生駕駛疲勞，但長時(shí)間使用駕駛模擬器也會(huì)使駕駛員產(chǎn)生疲勞感，Bella[42]通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)獲得車輛在不同路側(cè)景觀下的橫向位置和行駛速度，分析了不同路側(cè)景觀對(duì)駕駛行為的影響。荀雙杰等[43]研究了不同路側(cè)景觀對(duì)行車穩(wěn)定性的影響，發(fā)現(xiàn)駕駛員在全封閉的空間景觀條件下行駛時(shí)，行車穩(wěn)定性最好，而在全開放的空間景觀條件下行駛時(shí)，行車穩(wěn)定性最差。李南初[44]研究了路側(cè)樹木高度、間距、顏色搭配等對(duì)駕駛員駕駛行為和景觀感受的影響。

3）道路交通沖突也屬于車輛駕駛環(huán)境的1種類型，可以理解為當(dāng)駕駛?cè)嗣黠@感覺到存在事故危險(xiǎn)時(shí)，立即采取積極有效的避險(xiǎn)措施的交通遭遇事件，道路交通沖突經(jīng)常會(huì)發(fā)生在高速公路互通式立交的合流區(qū)、交織區(qū)等區(qū)域。交通沖突技術(shù)是指利用既定的判斷規(guī)則，對(duì)道路交通沖突的整個(gè)過程及嚴(yán)重程度進(jìn)行識(shí)別和判斷的技術(shù)，利用交通沖突技術(shù)可以在較短時(shí)間內(nèi)獲得大量的沖突數(shù)據(jù)，而利用駕駛模擬技術(shù)可以較好地模擬道路交通的實(shí)際運(yùn)行情況，研究者們將二者結(jié)合起來，對(duì)道路合流區(qū)、交織區(qū)的交通沖突展開研究[45]。Li等[46]建立了包含加速車道長度、匝道小時(shí)交通量的線性回歸預(yù)測模型，對(duì)互通式立交合流區(qū)的行車安全水平進(jìn)一步量化；Ulak等[47]利用駕駛仿真技術(shù)構(gòu)建了1個(gè)T形交叉口虛擬場景，研究了駕駛員經(jīng)驗(yàn)差異、駕齡對(duì)行車安全的影響。沈強(qiáng)儒等[48]對(duì)小間距互通式立交區(qū)域進(jìn)行了安全性評(píng)價(jià)，并給出了相應(yīng)的行車安全改善措施。戴俊晨[49]研究了互通交織區(qū)的車流運(yùn)行特征和沖突機(jī)理，利用駕駛模擬實(shí)驗(yàn)獲取了交織區(qū)的交通沖突樣本，并對(duì)其進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)。

綜上分析可知：國內(nèi)外研究者利用駕駛模擬技術(shù)在車輛駕駛環(huán)境方面做了大量的研究工作，研究對(duì)象涵蓋現(xiàn)實(shí)世界中常見的不良天氣、路側(cè)景觀等基本環(huán)境類型，研究內(nèi)容主要體現(xiàn)在車輛駕駛環(huán)境對(duì)駕駛行為的影響。然而，現(xiàn)實(shí)世界中的車輛駕駛環(huán)境是復(fù)雜多樣且動(dòng)態(tài)變化的，不光有天氣的變化無常、地勢的高低起伏、光線的明暗相間，還有道路交通的沖突擁堵、道路構(gòu)造物和路側(cè)景觀的種類繁多，以及車流密度和車輛類型的隨機(jī)變化等等。利用駕駛模擬技術(shù)構(gòu)建出的虛擬駕駛場景，不能完全呈現(xiàn)出真實(shí)駕駛環(huán)境的變化多樣性，現(xiàn)實(shí)世界中車輛駕駛環(huán)境的復(fù)雜程度還不能夠完全被復(fù)制，尤其是不同環(huán)境類型組合之間的交互變化等。未來可針對(duì)駕駛模擬器的二次開發(fā)進(jìn)行專題研究，以提升虛擬駕駛環(huán)境的逼真度，使駕駛模擬技術(shù)可以更好地用于以車輛駕駛環(huán)境為影響因素的道路行車安全性研究中。

2.5 道路行車事故

道路行車事故再現(xiàn)是指依據(jù)事故調(diào)查資料（包括事故留下的痕跡，事故目擊者的證言等）對(duì)道路行車事故發(fā)生的全過程進(jìn)行推斷的過程[50]。利用駕駛模擬技術(shù)再現(xiàn)道路行車事故，就是依據(jù)調(diào)查得到的事故數(shù)據(jù)資料，通過人機(jī)交互的方式再現(xiàn)行車事故發(fā)生的全過程，對(duì)事故發(fā)生前后的駕駛行為變化進(jìn)行分析。Yan等[51]利用駕駛模擬器構(gòu)建了8個(gè)道路交叉口的行車事故場景，將行車事故類型、事故前后駕駛員的駕駛行為與實(shí)際事故數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)駕駛模擬技術(shù)可用來評(píng)價(jià)交叉口的行車安全性。Guzek等[52]通過駕駛模擬實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：相比于白班工作者，夜班工作者下班后駕駛汽車會(huì)更容易發(fā)生道路行車事故。蔣陽等[53]根據(jù)事故現(xiàn)場采集到的真實(shí)信息，利用駕駛模擬技術(shù)對(duì)3起不同類型行車事故的碰撞過程進(jìn)行再現(xiàn)分析，確定出事故發(fā)生前各參與方的形態(tài)。張瑞臻等[54]對(duì)1起摩托車-行人碰撞事故進(jìn)行駕駛仿真再現(xiàn)分析，并用行人的特征傷情和其他相關(guān)資料對(duì)仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行了驗(yàn)證，較為完整地還原了碰撞瞬時(shí)摩托車與行人的關(guān)鍵形態(tài)。

通過駕駛模擬技術(shù)，除了可以再現(xiàn)道路行車事故發(fā)生的整個(gè)過程，還能夠采集到事故發(fā)生前后各參與方的行車狀態(tài)參數(shù)，通過分析這些狀態(tài)參數(shù)，可以總結(jié)出引發(fā)道路行車事故的主要原因及其影響因素。Banks等[55]對(duì)比分析了不同性別駕駛員預(yù)測事故風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)確度的差異性，發(fā)現(xiàn)在睡眠時(shí)間同樣不足的情況下，女駕駛員對(duì)事故風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測準(zhǔn)確度比男駕駛員高，但在睡眠時(shí)間同樣不足且輕度飲酒的情況下，男女駕駛員均不能準(zhǔn)確預(yù)測事故風(fēng)險(xiǎn)。侯莉莉等[56]對(duì)車輛碰撞事故發(fā)生前的行車狀況、碰撞點(diǎn)、碰撞后的形態(tài)進(jìn)行再現(xiàn)分析，確定出車輛碰撞時(shí)的行駛速度，得出碰撞事故發(fā)生的原因。袁泉等[57]對(duì)北京市的88例人車碰撞事故數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究，總結(jié)歸納出典型碰撞事故的道路場景、形態(tài)和特點(diǎn)，然后根據(jù)典型參數(shù)及工況，建立了人車碰撞的虛擬事故場景，開展人車碰撞事故的駕駛模擬實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)獲得了影響碰撞事故發(fā)生的因素和駕駛員面對(duì)事故時(shí)所采取應(yīng)急措施。

目前，駕駛模擬技術(shù)憑借其“安全性”、危險(xiǎn)場景的可設(shè)置性，以及費(fèi)用低等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于道路行車事故的再現(xiàn)分析和影響因素分析研究中。利用駕駛模擬技術(shù)對(duì)道路行車事故進(jìn)行再現(xiàn)分析，能夠真正讓駕駛?cè)巳案兄熊囀鹿拾l(fā)生的整個(gè)過程，弄清楚事故發(fā)生的起因、演變過程以及事故后果等，而不是僅停留在道路行車事故的后果層面。然而，駕駛員使用駕駛模擬器時(shí)的“安全感”、虛擬事故場景的逼真度、虛擬事故出現(xiàn)的隨機(jī)性，以及事故發(fā)生的誘因還原度等，這些問題會(huì)對(duì)駕駛模擬實(shí)驗(yàn)的有效性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響到研究結(jié)果的可信度。未來研究重點(diǎn)為增強(qiáng)虛擬駕駛場景的逼真度和還原度，提升駕駛模擬實(shí)驗(yàn)的有效性，使駕駛?cè)四軌蚋玫馗兄鹿拾l(fā)生的全部過程。

3 問題與展望

3.1 存在問題

駕駛模擬器已經(jīng)成為研究道路行車安全性問題的重要工具，未來會(huì)繼續(xù)給道路行車安全領(lǐng)域中人、車、路、環(huán)境等事故要素的研究提供更加有利的條件。但同時(shí)，駕駛模擬技術(shù)仍存在以下3個(gè)問題有待進(jìn)一步探討和研究。

1）有效性評(píng)價(jià)。有效性是指利用駕駛模擬器模擬道路駕駛環(huán)境和駕駛行為時(shí)能夠達(dá)到的有效真實(shí)程度。駕駛模擬器的有效性可分為絕對(duì)有效性和相對(duì)有效性，其中絕對(duì)有效性又稱為物理有效性，要求駕駛模擬場景與真實(shí)場景在尺寸、車速等物理屬性上能夠保持一致；而相對(duì)有效性則要求駕駛員在駕駛模擬場景中的駕駛行為與真實(shí)道路環(huán)境中的保持一致[58]。因此，駕駛模擬器的有效性評(píng)價(jià)同樣也可分為絕對(duì)有效性評(píng)價(jià)和相對(duì)有效性評(píng)價(jià)，其中絕對(duì)有效性評(píng)價(jià)是對(duì)駕駛模擬器的物理屬性進(jìn)行評(píng)價(jià)，而相對(duì)有效性評(píng)價(jià)則是對(duì)駕駛行為進(jìn)行評(píng)價(jià)，這2類有效性評(píng)價(jià)是通過對(duì)比分析實(shí)車實(shí)驗(yàn)和駕駛模擬實(shí)驗(yàn)而進(jìn)行的。

目前，已有相關(guān)研究對(duì)駕駛模擬器在基本條件下、復(fù)雜條件下和風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境下的應(yīng)用有效性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并構(gòu)建了有效性的評(píng)價(jià)體系。然而，駕駛模擬器的有效性評(píng)價(jià)應(yīng)該是1個(gè)多級(jí)的綜合性評(píng)價(jià)體系，隨著應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，駕駛模擬器的評(píng)價(jià)體系有待進(jìn)一步完善和細(xì)化，而且還需通過實(shí)車實(shí)驗(yàn)不斷進(jìn)行修正，以盡早建成模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的有效性評(píng)價(jià)體系。

2）不適性?！把灨小币恢笔抢_駕駛模擬技術(shù)應(yīng)用的首要問題，尤其是長時(shí)間的使用會(huì)讓駕駛?cè)水a(chǎn)生疲勞、眩暈、惡心等不適感；駕駛模擬器的不適性嚴(yán)重影響了駕駛體驗(yàn)真實(shí)度和沉浸感，并且在不同駕駛模擬器和不同試驗(yàn)者之間均存在顯著差異[59]。究其原因，主要是由于硬件設(shè)備的信息處理能力受到限制，即控制回路信息反饋的滯后和延遲降低了車載系統(tǒng)的可控性與穩(wěn)定性，導(dǎo)致駕駛模擬器計(jì)算系統(tǒng)不能及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)模擬器和實(shí)際車輛的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行匹配和建模；如果要最大程度地減少造成實(shí)驗(yàn)者不適的各因素影響，駕駛模擬器至少要能輸出具備120 Hz刷新率和4 K分辨率的畫面；為此可以從駕駛模擬器的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、座艙環(huán)境等方面進(jìn)行改進(jìn)，研發(fā)出真正具有高沉浸感的駕駛模擬器。

3）二次開發(fā)。目前，道路行車安全問題的研究工作主要依靠駕駛模擬器而開展，但駕駛模擬器自身存在著一定的局限性，無法真實(shí)有效地模擬一些特殊的交通場景，比如城市機(jī)-非混合交通流場景、不同類型車輛駕駛環(huán)境組合而成的交互變化場景等，因而無法滿足一些有特殊要求的行車安全研究工作，需要對(duì)駕駛模擬器進(jìn)行二次開發(fā)，通過與一些特殊的儀器設(shè)備、軟件程序等聯(lián)合使用，以提升駕駛模擬場景的高逼真度、高還原度等，達(dá)到提升實(shí)驗(yàn)效果的目的。

3.2 應(yīng)用展望

未來，駕駛模擬技術(shù)將在以下3個(gè)方面的道路行車安全研究工作中發(fā)揮重要作用。

1）特殊人群（老年人、殘疾人等）的駕駛行為研究。人口老齡化已經(jīng)是我國社會(huì)當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻考驗(yàn)，當(dāng)前的職業(yè)駕駛?cè)后w在未來步入老年后，生活出行仍然會(huì)一定程度地依賴汽車駕駛。由于我國機(jī)動(dòng)化時(shí)代起步較晚，交通模式和文化背景有別于其他國家，關(guān)于老年駕駛員交通安全問題的研究一直滯后于發(fā)達(dá)國家。因此，在人口老齡化背景下開展基于駕駛模擬技術(shù)的道路交通安全問題研究，將會(huì)補(bǔ)充和完善我國交通法規(guī)、交通設(shè)計(jì)等諸多方面的不足，對(duì)提高老年駕駛員的行車安全具有一定的理論價(jià)值和經(jīng)濟(jì)意義。

近年來，我國針對(duì)單眼視力障礙和上肢殘疾人士做了一系列汽車駕駛相關(guān)的規(guī)定，這對(duì)于保障殘疾人權(quán)益、增進(jìn)殘疾人社會(huì)參與感具有重要意義。針對(duì)殘疾人開展基于駕駛模擬技術(shù)的交通安全問題研究，是保障殘疾人權(quán)益的重要手段，具有十分重要社會(huì)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

2）智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的測試及驗(yàn)證。智能網(wǎng)聯(lián)汽車（connected-automated vehicle，CAV）是車聯(lián)網(wǎng)和智能車的有機(jī)聯(lián)合，通過融合車用無線通信技術(shù)（vehicle to everything，V2X）與自動(dòng)駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛與外界駕駛環(huán)境的協(xié)同控制和信息共享，以實(shí)現(xiàn)車輛行駛安全、高效、有序和節(jié)能的目的[60]。智能網(wǎng)聯(lián)汽車要確保車輛在所有復(fù)雜駕駛場景中均是安全可靠的，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車必須在更廣的駕駛場景范圍內(nèi)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行安全性測試與驗(yàn)證；然而，目前僅依靠真實(shí)的道路測試根本無法獲得足夠的驗(yàn)證，而且測試與驗(yàn)證的周期十分漫長，無法確定出測試與驗(yàn)證需要的具體時(shí)間及里程。

駕駛模擬技術(shù)可以很好地解決智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)測試及驗(yàn)證存在的這些問題，利用駕駛模擬技術(shù)可以將大部分的測試及驗(yàn)證工作轉(zhuǎn)移到虛擬世界中去完成。通過推動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車轉(zhuǎn)向虛擬場景和模擬車輛測試，不僅可以顯著增加測試的范圍和廣度，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)測試場景的模擬和并行回放，降低了整個(gè)測試與驗(yàn)證過程的成本和時(shí)間，進(jìn)而加速并改進(jìn)系統(tǒng)的整個(gè)測試和驗(yàn)證過程。因此，未來可通過駕駛模擬技術(shù)解決智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的測試與驗(yàn)證難題。

3）混合交通流環(huán)境下的行車安全問題研究。“機(jī)非混行”的城市道路環(huán)境是典型的混合交通流環(huán)境，城市道路的行車安全問題研究主要以分析道路交通沖突和道路行車事故為主；我國每年因行車事故造成的人員傷亡情況依舊很嚴(yán)重，究其原因，主要在于機(jī)非混行的城市道路環(huán)境、交通設(shè)計(jì)與駕駛行為的不匹配、交通安全法律意識(shí)的淡薄等[2]。利用駕駛模擬技術(shù)對(duì)城市道路交通環(huán)境、交通特性與駕駛員行為之間的關(guān)系進(jìn)行研究，分析道路行車事故中車輛行駛狀態(tài)和駕駛?cè)朔磻?yīng)變化，達(dá)到對(duì)道路安全中人、車、路、環(huán)境之間復(fù)雜關(guān)系的進(jìn)一步理解，從而有助于提升城市道路設(shè)計(jì)和交通規(guī)劃的安全性，同時(shí)有利于指定更加有效的城市道路交通安全措施。

4 結(jié)束語

駕駛模擬技術(shù)具有安全性高、因素可控性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好、場景的可重復(fù)性好等優(yōu)勢，成為研究道路行車安全性問題的重要手段。本文從駕駛模擬器的發(fā)展里程出發(fā)，歸納總結(jié)了國內(nèi)外主要代表性科研型駕駛模擬器的相關(guān)信息；接著以“人-車-路-環(huán)境-事故”為主線，分別從不良駕駛行為特性分析、車輛主動(dòng)安全技術(shù)研究、道路與交通設(shè)計(jì)、車輛駕駛環(huán)境以及道路行車事故研究5個(gè)方面，對(duì)駕駛模擬技術(shù)在道路行車安全領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，并從特殊人群的駕駛行為研究、智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)的測試及驗(yàn)證、混合交通流環(huán)境下的行車安全問題研究3個(gè)方面進(jìn)行了應(yīng)用展望。然而，駕駛模擬技術(shù)當(dāng)前仍然存在一系列問題需要進(jìn)一步研究解決，比如，駕駛模擬器的有效性評(píng)價(jià)、不適性，以及二次開發(fā)等問題。這些問題的探討與研究，能夠更好地促進(jìn)駕駛模擬技術(shù)的發(fā)展，提升其在道路行車安全研究中的應(yīng)用水平，為道路行車安全問題的解決提供更加有效的研究工具。