駕駛人行為特性第1頁，課件共39頁，創作于2023年2月第四章駕駛人行為特性2第2頁，課件共39頁，創作于2023年2月交通事故統計表明，在發生車禍的直接或間接原因中，有80%-90%與駕駛員有關系。因此道路交通系統中的各種要素都是圍繞著這個“特殊的”要素進行設計和運作的。例如，汽車的結構、儀表、表號、操縱系統應當適合駕駛員的駕駛，交通標志的大小、顏色、設置地點應考慮駕駛員的視覺機能，道路線形的設計要符合駕駛員的視覺和交通心理特性，制定的交通法規、條例應合情合理等。盡管駕駛員的交通特性具有隨機性，但對其主要特征進行研究有助于建立交通流模型，同時它也是智能運輸系統(ITS)的一項基本研究內容。第3頁，課件共39頁，創作于2023年2月1、概述2、離散駕駛行為3、控制轉移時間4、交通安全設施的識認5、其它車輛的動態特性6、障礙和危險物的察覺、識別與確認7、駕駛行為差異8、連續駕駛模型9、車輛制動模型10、速度與加速度控制11、間隙接受與合流12、停車時距13、交叉口視距14、其它特性1、駕駛任務2、離散駕駛行為3、連續駕駛模型4、駕駛員交通特性的應用5、其他人員行為特性第4頁，課件共39頁，創作于2023年2月第四章駕駛人行為特性5第5頁，課件共39頁，創作于2023年2月第四章駕駛人行為特性6第6頁，課件共39頁，創作于2023年2月一、駕駛任務分解1、駕駛員的三個層次（1）控制駕駛員和車輛之間的信息交換和控制，是駕駛任務層次中的基本層次，主要是指駕駛員對車輛的操作，比如：啟動、加速、減速、轉向、制動等。（2）引導基于規則的引導層，包括維持安全的速度、根據道路和車輛周圍的環境選擇合適的道路，引導層對系統的輸入是根據周圍環境變化的動態的速度和道路，這些隨著車輛沿道路的變化而連續變化。

控制（control）引導（guidance）導駛（navigation）第7頁，課件共39頁，創作于2023年2月（3）導駛第三層也是最高層，在該層次，駕駛員是一個管理者。例如：聯系地圖上的方向和道路上的引導標示，在途中作出行駛計劃和引導。該層被稱為基于知識的行為，在ITS中基于知識的行為將變得極其重要。隨著技術的發展駕駛員將越來越變得是一個管理人員，如：駕自動變速、駕駛員輔助系統、駛員信息系統、自動駕駛等。本教材研究的駕駛行為是普通環境中的駕駛員行為。

2、人－車－路系統作用圖在1976年Weir提出了一個人-車-路的系統結構圖，該圖成為研究駕駛員行為的基礎（包括連續和離散駕駛行為）。

第8頁，課件共39頁，創作于2023年2月圖4-1駕駛中人－車－路系統作用框圖第9頁，課件共39頁，創作于2023年2月二、離散駕駛行為1、感覺反應時間（perception-responsetime，PRT）（1）定義人的機體接受刺激，認識到這種刺激，并盡快作出反應所需要的時間，稱為反映時間（T）。（2）模型線性反應時間模型（海曼定律）：

T＝a＋bH T：反應時間（s） H：信息量 a：對刺激進行感覺大腦，中樞神經編碼至效應器官進行反應的時間 b：中樞神經辨別、選擇加工的時間，信息加工的速度傳入神經傳出神經第10頁，課件共39頁，創作于2023年2月（3）HooperandMcGee(1983)對于制動反應時間提出了一個模型：（4）感覺－反應時間概率分布不是正態分布而是對數正態分布第11頁，課件共39頁，創作于2023年2月（5）對數正態分布計算公式：

P73公式4－2到6－6

感覺反應時間T服從對數正態分布，Ln（T）服從正態分布（6）Lemer（勒納）對制動反應時間分兩種情況進行研究，結果如表：第12頁，課件共39頁，創作于2023年2月（7）1994年Fambro（凡波）的研究：分成兩組，每組年齡不同，older：55歲以上，yong：18到25歲在駕駛員行駛中的車道上意外人為的給出一個路障，觀察駕駛員的反應，分成3種情況： case1：26人中有2人沒有成功， case2：12人中2人沒有采取措施 case3：12人中1人失敗（沒有采取制動措施）第13頁，課件共39頁，創作于2023年2月

對研究的結果總結后得到表4-2P74（8）對遠處喇叭聲音的感覺反應時間（9）不同類型的道路感覺反應時間不同（10）感覺反應時間與駕駛員自身的情況有關2、移動時間（controlmovementtime，MT）駕駛員的制動反應：

制動反應時間（PRT）和移動時間（MT）

（1）Fitts費茨定律——1954年費茨對各種反應的移動時間進行建模

a:最小的反應時間延遲；b：斜率，由經驗確定

A：移動的幅度，或移動起點到終點的距離

W：沿移動方向的控制設備的寬度（車輛的寬度）第14頁，課件共39頁，創作于2023年2月（2）變異的Fitts定律——1994年Berman提出，對于簡短迅速移動（3）Fitts定律及其變異可以應用與人的手、腳、腿等的反應的移動時間，而且經（Drury）研究發現其更加適合于腳的反應的移動時間。（4）對制動反應移動時間的研究①

1988年Brackett和Koppa研究發現制動和加速踏板的舉例在10-15cm，高度相差較小的情況下，控制移動時間為0.15-0.17s，當制動踏板比加速踏板高出5cm后，移動時間將明顯增加。②1991年Hoffman研究發現駕駛員腳的移動軌跡是拋物線形，這對A的影響較小，對于MT影響較大。

③其他的一些相關研究（教材表3-4等）第15頁，課件共39頁，創作于2023年2月（5）移動反應時間與感覺反應時間無關3、對交通控制設備的反應時間和距離

TrafficControlDevices，TCD

感覺器官提供給駕駛員信息的比例：視覺占80％．聽覺占14％，觸覺占2％，味覺占2％，嗅覺占2％。

視覺是最重要的，其中交通控制設備是影響駕駛員也是交通流研究的一個重要方面，與TCD相關的視覺方面的問題都與其距離有關，這主要包括：

a：在視覺中作為目標被發現；

b：確認為TCD；

c：清晰且易于辨認和理解第16頁，課件共39頁，創作于2023年2月交通控制設備信息處理過程第17頁，課件共39頁，創作于2023年2月（1）交通信號的變化駕駛員對交通等信號變化的反應。平均反應速度為1.33秒。（2）標志的可見度和易讀性 視覺的形成：外界光線經過刺激視覺器官在大腦中所引起的生理反應。 視覺敏銳度：分辯細小的或遙遠的物體或物體局部的能力。 視覺敏銳度與錐體角度的關系： 水平面與垂直平面視覺敏銳度： 辨認交通標志上字母的能力： 駕駛員年齡對視覺敏銳度的影響：（3）實時顯示 交通標志牌、交通情報板等第18頁，課件共39頁，創作于2023年2月（4）視認時間 要求交通標志能在很短的時間內被看到、認識，并完全明白其含義，以便采取正確的措施。 對于文字讀取的時間（5）視認距離 圖案、符號、文字的大小應該滿足必要的距離條件，并據此決定標志牌的尺寸，此距離即為視認距離。 漢字的高度與行車速度的關系表（6）交通標志的三要素 顏色、形狀和圖形符號第19頁，課件共39頁，創作于2023年2月

●顏色：最先引起駕駛員的視覺敏感，交通標志多用：紅、黃、綠、藍、黑、白等。

●形狀：經研究發現在同樣條件下(面積大小、明亮度、顏色等)以三角形的辨認效果最好，其次是菱形、正方形、圓形、六角形、八角形等。

●圖形符號：主要考慮圖形的直觀性、圖形的大小以及符號中的重要細節最小尺寸等

4、其他車輛的動態特性 其他車輛的速度和加速度變化會被相鄰車輛駕駛員感受到，從而采取相應措施。其中前導車和側向車的影響最明顯。（1）前導車（2）側向車輛第20頁，課件共39頁，創作于2023年2月5、障礙和危險的覺察、識別與確認（1）障礙和危險的覺察 將6個不同物體放于道路，對覺察和視認距離進行觀測和記錄，表4-5。 結論：●平均的覺察視覺角度變化從黑色玩具狗最小1.8弧分到樹枝最大4.91弧分；

●同樣對比度下晚上的視覺角度是白天的約2.5倍。（2）障礙和危險的識別與確認 對道路上的物體進行覺察后，接著就是識別和確認。

15cm高、60cm高第21頁，課件共39頁，創作于2023年2月6、駕駛行為的個體差異（1）性別（2）年齡

●視覺變化：視覺敏銳度、光損失和散光、炫目等

●認知行為變化：信息過濾、公路上的被迫跟隨、時代的變化（3）駕駛員的傷害第22頁，課件共39頁，創作于2023年2月三、連續駕駛模型

駕駛過程是一個連續過程1、駕駛行為分析 駕駛員可以看作是一個線性的閉環控制系統。1）駕駛傳遞函數 駕駛活動中的兩個輸入： ●駕駛員期望的路線 ●車輛當前行駛的方向和路線第23頁，課件共39頁，創作于2023年2月圖中的模型可以用公式來表示：其中：K為增益，exp（-ts）是反應時間，T由特定的控制狀態下由實驗得到。

該模型為建立駕駛員駕駛模型的基本方法。

駕駛行為分類：修正的跟蹤模式駕駛；跟蹤駕駛；有預見性的駕駛這可從表4-6得出。第24頁，課件共39頁，創作于2023年2月2、車輛制動特性（1）開環制動。

沒有ABS（AntilockBrakeSystem）（2）閉環制動。

有ABS（3）最佳制動減速度。-0.3g,-3m/s^23、速度與加速度控制

（1）穩態速度控制（2）加速度控制

舒適的加速度范圍0.6-0.7m/s^2第25頁，課件共39頁，創作于2023年2月四、駕駛員交通特性的應用1、交通流中的追趕與超車交通工程學會提供的資料：（1）高速公路上，超越一輛客車的加速度約1m/s2（2）坡道上的加速度近似計算公式（3）客車從0到穩態速度的變化過程中，加速度可以從最大3m/s2到2m/s2，大型貨車或拖車起到時其加速度較小。（4）美國各州公路工作者協會幾何設計規范給出了加速度的一個參考

56km/h時0.63m/s2，70km/h時0.64m/s2，100km/h0.66m/s2第26頁，課件共39頁，創作于2023年2月2、可插車間隙和合流1）可插車間隙（GapAcceptance）(1)間隙：連續車輛到達某一點的時間間隔。(2)臨界間隙：駕駛員試圖匯入或通過連續車流時間間隙的最小值。(3)有5種不同的可插入間隙情況：

[1]左轉通過對向交通，無交通控制

[2]左轉通過對向交通，有交通控制

[3]從停車或讓路控制交叉口左轉到橫向車流

[4]從停車或讓路控制交叉口穿過橫向車流

[5]從停車或讓路控制交叉口右轉到橫向車流

●停車交叉口和讓路控制交叉口屬于優先控制交叉口管理內容第27頁，課件共39頁，創作于2023年2月●優先控制：相交的兩條道路中，常將交通量大的道路稱主路或干路，交通量小的稱次路或支路。規定主路車輛通過交叉口有優先通行權，次路車輛必須讓主路車輛先行。這種控制方式稱為。

●停車標志控制:停車標志控制按相交道路條件的不同分有單向停車控制和多向停車控制。

●讓路標志控制:讓路控制交叉口又稱減速讓行控制，是指進入交叉口的次路車輛，不一定需要停車等待，但必須放慢車速了望觀察，讓主路車輛優先通行，尋找可穿越或匯入主路車流的安全"空當"機會通過交叉口。讓路控制與停車控制差別在于后者對停車有強制性。第28頁，課件共39頁，創作于2023年2月（4）道路通行能力手冊（1985）提供了各種情況下的設計數據第29頁，課件共39頁，創作于2023年2月2）合流（merging）如果車輛以相同或大約相同的速度行駛，要想從一個車道合到另外一個車道，大約3輛車的長度為可接受的最小間隙。3、停車視距（StoppingSightDistance，SSD）1）概念： 停車視距是指在汽車行駛時，駕駛員發現前方障礙物，經判斷決定采取制動措施到汽車在障礙物前安全停住所需的最短距離。2）停車視覺至少應該滿足“平均水平一下”的駕駛員或車輛在該距離內能夠停車。3）停車視距的計算公式

S=S1+S2其中：S1為感覺反應距離；S2為制動距離

第30頁，課件共39頁，創作于2023年2月4）舉例： 感覺反應視覺PRT：1.57s

制動減速度：-0.37g

車速：88km/h則停車視距為：

S=S1+S2=1.57×88/3.6+882/(257.9×0.37)=38.4+81.2=119.6(m)第31頁，課件共39頁，創作于2023年2月4、交叉口視距1）不設管制 主要在居民區或工業區，由于車速低，駕駛員對本地區情況熟悉，交叉口不設管制。總的反應時間一般在0.5-4.0s。2）讓路控制 應用于相交兩條道路的優先控制，要求次要道路上的汽車進入交叉口時，對能否利用空檔通過應預先估計。駕駛員往往在300米或更遠處開始減速，感覺反應過程的持續時間通常在20s到30s。3）二路停車控制（單向停車）應用于相交兩車道優先控制，為保證主干道暢通，支路車輛停下來等待主路車流有空隙時穿過。第32頁，課件共39頁，創作于2023年2月5、駕駛員其他行為特征1）速度錯覺（1）持續高速行車之后對速度降低估計不足；（2）從城外干道駛入城市入口道路時，不能及時根據變化的交通條件改變速度；（3）從低速到達高速時，也會對速度估計不足。2）信息干擾 事故多發地、商業區、活動區等對駕駛員的干擾。3）實時信息第33頁，課件共39頁，創作于2023年2月補充1-騎車人特性自行車交通是目前我國城市交通的一大特點，除個別城市自行車不多外，大、中、小不同規模城市的出行方式構成中，自行車出行均占有很大的比例。一般大城市自行車出行量占總出行量的35%-55%；中等城市占45%一65%；小城市更高，有的超過80%。因此，研究自行車的交通特性，對于治理城市交通，保障交通安全具有重要的意義。第34頁，課件共39頁，創作于2023年2月一、自行車的交通特性1．短程性2．行進穩定性3．動態平衡4．動力遞減性5．爬坡性能6．制動性能第35頁，課件共39頁，創作于2023年2月二、騎車人的速度特性

自行車的行駛速度同騎車人的體力、心情和意志的控制有關，同線路縱坡度、平面線形的車道寬度、車道劃分、路面狀況、交通條件有關，同有無與機動車道的分隔設施、分隔方式、行人干擾情況及交通管理條件有關，也同車型、動力裝置、風向、風速等有關。美國規定的自行車道路設計速度為20mile/h（相當于32.18km/h），大于7%的下坡路段推薦采用30mile/h（相當于48km/h），大于3%的上坡路段采用15mile/h（相當于24km/h）。澳大利亞規定街道上自行車的正常行駛速度為