驾驶行为评价系统

-.z."驾驶行为表征指标及分析方法研究"〔吉林大学博士论文〕目录：1.国内外文献综述2.驾驶行为信息采集方案3.驾驶行为表征指标体系构建4.平安性评估方法5.驾驶人认知能力评估指标体系及方法6.典型应用1.国内外文献综述研究背景：车越来越多、交通事故多、平安很重要、交通事故的预防亟待解决、国家重视、驾驶人员的错。研究意义：1.驾驶行为平安性提升提供技术支持〔改善驾驶培训质量和教育质量〕2.车辆平安性……理论根底3.道路平安性……理论根底4.后续研究……理论根底。研究现状：内容多、要求高、难度大。研究框架如下：〔1〕驾驶行为信息采集：实验环境〔各种平台〕、车辆运动及操控信息采集〔仿真驾驶车辆信息、实际车辆信息采集系统、监控记录仪〕、驾驶人生理、信息采集。〔2〕驾驶行为技术分析：面向驾驶行为分析的虚拟交通情景构建技术；驾驶行为表征体系研究；实验设计及数据分析方法研究。〔3〕驾驶行为理论研究：建模、状态辨识、适应性、后面：略2.驾驶行为信息采集系统设计及实现驾驶行为信息分类：感知、决策、操控驾驶行为数据采集分析：驾驶人根本信息年龄身份证号码文化程度1-文盲2-初中级以下3-高中4-大学及以上5-不明3年内交通肇事次数驾驶员视觉信息：注视行为表征参数注视点坐标注视点数目注视持续时间〔毫秒〕注视点顺序瞳孔大小〔驾驶人员的紧张程度〕视觉搜索广度〔度〕注视点间距离累积注视时间扫视行为表征参数扫视持续时间扫视幅度〔角度〕扫视平均速度〔度/秒〕扫视平均峰值〔在一次连续扫视中，所有样本点中速度最大的样本点对应的扫视速度〕扫视角度〔带方向〕驾驶人生理特征信息信息分类特征指标单位备注心率变异指标5min总功率ms^2选定时限内NN间期的变异VLF〔极低频〕ms^2VLF范围内的功率LF〔低频〕ms^2LF范围内的功率LFnormnuLF功率标准化单位HF〔低频〕ms^2HF范围内的功率HFnormnuHF功率标准化单位LF/HFLF与HF之比呼吸指标呼吸频率次/分单位时间内呼吸次数体温指标体表温度摄氏度体表温度值脑电指标Delta波脑电波，频率小于4赫兹频带Theta波频率在4-8赫兹之间Alpha波频率在8-13赫兹Beta波频率大于13赫兹皮肤电指标反响皮肤电流变化，表达情绪变化驾驶人心理特征指标指标名称单位指标解释深度知觉厘米表征个体对同一物体凹凸或不同物体远近的感知能力反响时间〔手、脚〕毫秒刺激的呈现到反响的开场之间的时距速度知觉毫秒表征指人对物体运动速度准确感知的能力动作稳定性%表征人在完成一项任务的时候的动作稳定程度时空判断%表征人对移动物体时间、空间位置判断的准确性综合反响毫秒表征人对特定刺激的响应、判断及手脚反响能力驾驶人操纵行为信息指标名称单位指标解释方向盘转角度驾驶人转动方向盘的角度档位档位所处的状态-1倒档、0空档、1-5档加速踏板开合度%加速踏板踩踏程度占总行程的比例制动踏板开合度%制动踏板踩踏程度占总行程的比例转向灯状态用于表征转向灯的状态车辆运行状态信息指标名称单位指标解释速度公里/小时车辆运行实时测量速度值纵向加速度米/秒平方描述车辆纵向加减速行为横向加速度米/秒平方描述车辆的横向侧倾特征距离信息米描述车辆驶过的距离道路根本信息2.2.1驾驶人生理、心理信息采集〔详细介绍了各种仪器〕2.2.2驾驶人操控及车辆运行信息采集方案及技术实现软件实现2.2.3基于GPS的道路信息采集方案及技术实现①数据坐标转换②样本点的识别与分类③计算模块设计及功能：采样点坐标输入↓计算里程、曲率、删去异常点↓判断样本点所属曲线是直线还是曲线↓进展曲线〔直、圆〕拟合，求解相关参数↓计算缓和曲线相关参数↓计算平曲线一览表相关参数↓输出〔并附有详细的函数以及输入输出数据形式〕2.3.1驾驶行为信息同步需求：信息同步的必要性、信息同步需求2.3.2信息同步的实现：利用Observer3.驾驶行为表征指标体系构造3.1驾驶人感知行为表征指标3.1.1视点分布范围指标3.1.2注视区域分布比例指标(1)注视区域划分：左前中前右前、左窗仪表右窗、左后中后右后；用矩阵表示〔比例〕3.1.3注视序列指标：注视链、利用Observer3.2驾驶决策行为表征指标3.2.1驾驶决策行为含义：以"环境信息、本车状态、交通情景〞为输入，以"驾驶行为〞为输出的一种映射关系3.2.2决策行为分析载体〔5个场景〕3.2.3驾驶决策行为表征指标："决策规则〞和"决策反响时间〞两个方面〔1〕驾驶决策类型及编码：情景：E横向：左转-L，右转-R，纵向：维持-N加速-A，减速-D，维持-K〔2〕驾驶决策反响时间〔3〕指标采集方法：利用Observer3.3驾驶人操控行为表征指标3.3.1纵向操控行为表征指标〔1〕换档频率：RateGearChange=N/T〔单位时间内换档次数=指分析时段内换档次数/分析时段的时间长度〕〔2〕空档滑行比率：GearZeroRate=Tzero/T〔空档滑行时间比率=分析时段内空档时段所占时长/分析时段的时间长度〕3.3.2横向操控行为表征指标〔1〕转向灯使用频率：LightChangeRate=Nl/T〔单位时间内转向灯使用次数=分析时段内转向灯使用次数/分析时段长度〕〔2〕转向灯合理性指标:设T=转向灯使用次数/变更车道次数。则当转向灯使用次数多于变更车道或转弯次数时，即当T>1时，则存在变道、转弯意图但未成功执行的情况；反之，说明驾驶人在变道、转弯时存在不使用转向灯的情况。通常情况下T值会在1附近波动，当T<1时，则会出现T越小，事故隐患越大的趋势。3.4车辆运行状态表征指标3.4.1车辆纵向运动状态表征指标：〔1〕速度标准差、加速度标准差〔2〕庞卡莱截面3.4.1.2车速变异性指标的求算3.4.2车辆横向运动状态表征指标：方向盘转角标准差3.5驾驶行为影响关键因素判别方法3.5.1驾驶行为实验设计方法3.5.1.1驾驶行为实验因素水平分析3.5.1.2实验方案确定方法〔局部举例〕3.5.2单指标正交实验层次模型3.5.3因素水平对结果影响程度分析方法：矩阵4.基于模糊网络层次分析理论的驾驶行为平安性评估方法〔1〕驾驶行为评估对象及关系分析："感知平安性〞、"决策平安性〞、"操控平安性〞〔2〕评估思路及方法选择：模糊理论和ANP理论确定指标等级5.驾驶人认知能力评估指标体系及方法专家评估占一定比重〔置信权重〕还有一局部数据挖掘完成指之间对目标〔平安性〕的比重以及具体的操作实施方法6.典型应用7.总结和展望：略次任务驾驶平安性评价指标及评价模型研究〔〕德尔菲法：由美国著名的思想库—兰德公司首创，该方法是以专家的经历知识知觉和判断为根底的评估方法德菲尔法针对专家采用问卷形式调查，保证每名专家的独立性，且不受其他权威人士的干扰，而且能在相互反响的根底上进展修正。〔〕熵值法：根据*项指标的指标变异程度确定指标权重指标值的变异程度越大，含有的信息量就越大，其信息熵越小，该指标的权重系数越大；反之，指标的变异程度越小，含有的信息量就越小，信息熵越大，该指标的权重系数就越小〔〕主成分分析法：皮尔逊〔〕首先创用了主成分分析法，并由贺德临〔，〕加以开展该方法主要通过求协方差和相关系数矩阵特征值和特征根，并按照奉献率的不同确定出指标权重〔〕因子分析法：该方法由英国统计学家斯皮尔曼创造，它利用评价指标含有的信息，将指标按照不同的类别进展分类，并建立因子模型，将原来的指标整合成少数不可观测且相互无关的因子〔〕层次分析法〔，〕：年美国匹兹堡大学提出了层次分析法，首次将定性分析与定量分析结合在一起该方法首先请专家针对不同评价层次中的指标进展评价，并建立相应的判断矩阵，然后通过求矩阵特征值的方法确定出指标的权重〔〕网络分析法〔，〕网络分析法是年再次提出的一种评价方法是在层次分析法〔〕根底上延伸的一种主观与客观相结合的决策方法构建网络式评价体系，层与层之间可以反响，单层内可以相互关联〔〕模糊网络分析法〔〕该方法实现了模糊综合评判与网络分析法的有机结合，年南京理工大学唐小丽在其博士论文中明确提出了模糊网络分析法，并将网络分析法应用到模糊综合评判中，该方法针对具有依赖反响的复杂问题进展赋权，评价效果良好驾驶行为表征参数视觉行为注视行为道路注视频率视线离开道路时间百分比长注视次数注视区域熵率水平方向视角标准差垂直方向视角标准差扫视行为平均扫视幅度平均扫视速度扫视峰值速度眨眼行为眨眼频率平均眨眼持续时间车辆运行状态纵向运行状态纵向速度均值纵向速度标准差纵向加速度标准差横向运行状态方向盘转角标准差方向盘转角熵值横向加速度标准差基于车辆运行监控系统的驾驶行为平安与节能美国汽车工程协会〔SAE〕在1971年以控制器局域网〔CAN2.0B〕作为网络核心协议制定了"车辆网络串行通信和控制协议"〔SAEJ1939〕标准，参照国际标准化组织〔ISO〕的开放式数据互联模型定义了7层基准参考模型，规定了汽车内部电子控制单元〔ECU〕的地址配置、命名、通讯方式以及报文发送优先级等，并对汽车内部各个具体的电控单元通讯作了详细的说明，这一标准成为车队管理技术开展的根底。它使得整车的ECU形成一个控制局域网〔CAN总线〕，加之汽车零部件生产商与效劳供给商运用信息技术与网络技术〔IT&INTERNET〕，将自动车辆定位〔AVL〕控制器局域网系统与固定的车辆管理信息系统连接形成的车载通讯电脑，使得运输企业利用电脑管理运输活动的管理系统成为可能。国内研究情况：1.智能运营管理系统：苏州金龙―"G-BOS〞智慧运营系统权重：超速25%、发动机超转〔非经济转速〕5%、急加速15%、急减速15%、绿区驾驶〔发动机最正确油耗区域〕10%、长时间怠速10%、空挡滑行10%、怠速使用空调5%等九项评价指标2.宇通客车―"安节通〞智能运营系统系统主要由车载终端设备、无线传播媒介、效劳器平台三大局部组成3.青年客车―"行车宝〞系统对车辆在运行过程中的经济转速区〔绿区〕停留平均时间、急加速、急减速、发动机超转、离合器使用、紧急制动等操作行为进展有效管理，通过燃油油量传感器监控、燃油流量传感器监控、怠速时间监控、怠速时间油量消耗监控及同辆车不同驾驶员的油量消耗数据比照分析等方式提高车辆运营的能效。第二章驾驶行为平安与节能评价指标研究2.1驾驶行为平安评价指标研究〔根据交通事故发生的原因〕指标确定：2.2驾驶行为节能评价指标研究从行车前准备、驾驶操作〔发动机起动、车辆预热、起步、换挡变速、加速、减速、车速控制、转向控制、特殊路段驾驶、行车温度控制、空调使用、发动机熄火、行车中检查、停车〕、收车后检查等方面标准了驾驶员的驾驶操作。(1)车辆预热推荐柴油机的最正确升温转速为1300r/min，柴油机的起步冷却液温度为40℃。因此，在气温不太低的情况下，发动机起动后在原地怠速运转不超过60s，无需专门预热即可起步。(2)起步操作(3)档位操作(4)加速操作驾驶经历和试验结果均说明，缓加速比急加速要省油，就是强调了加速操作的柔和性。从而将加速操作的节能评价标准定为汽车的加速度。(5)减速操作在同样的减速区间，采用急减速〔Ja=0.69m/s2〕将比平缓减速〔Ja=0.3m/s2〕多的百公里油耗大25.84%，减速距离短45.24m，油耗多0.21ml。不得空挡滑行。〔6〕车速控制当加速踏板位置不稳、车速上下波动时，汽车的百公里油耗会增加，而且速度波动越大，百公里油耗增加越大。此外，在速度波动范围一样的情况下，踩加速踏板越急比缓冲加速踏板的百公里油耗要高。〔7〕车辆怠速因此，当汽车停车后〔尤其是长时间停车〕，要尽量减少发动机怠速空转时间，及时使发动机熄火。〔8〕车辆技术状况因此将用车辆信息技术监测车辆是否有故障信息作为评判车辆技术状况的方法之一。〔9〕车辆空调使用评判空调使用合理性的较好方法是判断车厢内的温度是否过低。综上2.3驾驶行为平安与节能评价指标体系驾驶行为评价指标备注车辆预热发动机预热怠速预热节能评价指标底盘预热低速预热节能评价指标起步操作发动机高转速节能评价指标档位操作〔档位选择〕绿区驾驶节能评价指标加速操作急加速节能评价指标减速操作紧急制动急减速平安与节能评价指标空挡滑行空挡滑行平安与节能评价指标熄火滑行熄火滑行平安评价指标车速控制超速行驶超速行驶平安与节能评价指标频繁变速车速平稳情况节能评价指标转向控制弯道转向平安评价指标急打方向平安评价指标平安带使用系平安带平安评价指标车厢内温度调节空调使用节能评价指标车辆怠速超长怠速节能评价指标车辆技术〔驾驶"带病〞车辆行驶〕车辆异常状态平安与节能评价指标驾驶员状态疲劳驾驶平安评价指标酒后驾驶平安评价指标第三章驾驶行为平安与节能评价方法研究3.1驾驶行为平安与节能评价指标理论模型3.1.1车辆预热〔1〕评价模型及参数分析〔3〕评价方法对于车辆怠速预热操作的合理性，主要从三个方面来进展评价：〔1〕t≤ta1，即怠速时间不能过长；〔2〕T≤Ta1，即怠速时冷却液温度不应上升过高；〔3〕n≤na1，即怠速时不应使发动机高速空转。当t＞ta1时，记录累计怠速预热时间及该