駕駛行為評價系統(tǒng)

1、駕駛行為表征指標及分析方法研究（吉林大學博士論文）目錄：1.國內外文獻綜述2.駕駛行為信息采集方案3.駕駛行為表征指標體系構建4.安全性評估辦法5.駕駛人認知能力評估指標體系及辦法6.典型應用1.國內外文獻綜述研究背景：車越來越多、交通事故多、安全很重要、交通事故的預防亟待解決、國家重視、駕駛人員的錯。研究意義：1.駕駛行為安全性提升提供技術支持（改善駕駛培訓質量和教育質量）2.車輛安全性理論基礎3.道路安全性理論基礎4.后續(xù)研究理論基礎。研究現(xiàn)狀：內容多、要求高、難度大。研究框架如下：（1）駕駛行為信息采集：實驗環(huán)境（各種平臺）、車輛運動及操控信息采集（仿真駕駛車輛信息、實際車輛信息采集系統(tǒng)

2、、監(jiān)控記錄儀）、駕駛人生理、信息采集。（2）駕駛行為技術分析：面向駕駛行為分析的虛擬交通情景構建技術；駕駛行為表征體系研究；實驗設計及數(shù)據(jù)分析方法研究。（3）駕駛行為理論研究：建模、狀態(tài)辨識、適應性、后面：略2.駕駛行為信息采集系統(tǒng)設計及實現(xiàn) 駕駛行為信息分類：感知、決策、操控駕駛行為數(shù)據(jù)采集分析：駕駛人基本信息姓名年齡身份證號碼文化程度1-文盲 2-初中級以下 3-高中 4-大學及以上 5-不明3年內交通肇事次數(shù)駕駛員視覺信息：注視行為表征參數(shù)注視點坐標注視點數(shù)目注視持續(xù)時間（毫秒）注視點順序瞳孔大?。{駛人員的緊張程度）視覺搜索廣度（度）注視點間距離累積注視時間掃視行為表征參數(shù)掃視持續(xù)時間

3、掃視幅度（角度）掃視平均速度（度/秒）掃視平均峰值（在一次連續(xù)掃視中，所有樣本點中速度最大的樣本點對應的掃視速度）掃視角度（帶方向）駕駛人生理特征信息信息分類特征指標單位備注心率變異指標5min總功率ms2選定時限內NN間期的變異VLF（極低頻）ms2VLF范圍內的功率LF（低頻）ms2LF范圍內的功率LFnormnuLF功率標準化單位HF（低頻）ms2HF范圍內的功率HFnormnuHF功率標準化單位LF/ HFLF與HF之比呼吸指標呼吸頻率次/分單位時間內呼吸次數(shù)體溫指標體表溫度攝氏度體表溫度值腦電指標Delta波腦電波，頻率小于4赫茲頻帶Theta波頻率在4-8赫茲之間Alpha波頻率在

4、8-13赫茲Beta波頻率大于13赫茲皮膚電指標反應皮膚電流變化，體現(xiàn)情緒變化駕駛人心理特征指標指標名稱單位指標解釋深度知覺厘米表征個體對同一物體凹凸或不同物體遠近的感知能力反應時間（手、腳）毫秒刺激的呈現(xiàn)到反應的開始之間的時距速度知覺毫秒表征指人對物體運動速度準確感知的能力動作穩(wěn)定性%表征人在完成一項任務的時候的動作穩(wěn)定程度時空判斷%表征人對移動物體時間、空間位置判斷的準確性綜合反應毫秒表征人對特定刺激的響應、判斷及手腳反應能力駕駛人操縱行為信息指標名稱單位指標解釋方向盤轉角度駕駛人轉動方向盤的角度檔位檔位所處的狀態(tài) -1 倒檔、0 空檔、1-5 檔加速踏板開合度%加速踏板踩踏程度占總行程的

5、比例制動踏板開合度%制動踏板踩踏程度占總行程的比例轉向燈狀態(tài)用于表征轉向燈的狀態(tài)車輛運行狀態(tài)信息指標名稱單位指標解釋速度公里/小時車輛運行實時測量速度值縱向加速度米/秒平方描述車輛縱向加減速行為橫向加速度米/秒平方描述車輛的橫向側傾特征距離信息米描述車輛駛過的距離道路基本信息2.2.1 駕駛人生理、心理信息采集（詳細介紹了各種儀器）2.2.2 駕駛人操控及車輛運行信息采集方案及技術實現(xiàn)軟件實現(xiàn)2.2.3 基于GPS的道路信息采集方案及技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)坐標轉換樣本點的識別與分類計算模塊設計及功能：采樣點坐標輸入計算里程、曲率、刪去異常點判斷樣本點所屬曲線是直線還是曲線進行曲線（直、圓）擬合，求解相關

6、參數(shù)計算緩和曲線相關參數(shù)計算平曲線一覽表相關參數(shù)輸出（并附有詳細的函數(shù)以及輸入輸出數(shù)據(jù)形式）2.3.1 駕駛行為信息同步需求：信息同步的必要性、信息同步需求2.3.2 信息同步的實現(xiàn)：利用Observer3.駕駛行為表征指標體系構造3.1 駕駛人感知行為表征指標3.1.1 視點分布范圍指標3.1.2 注視區(qū)域分布比例指標(1)注視區(qū)域劃分：左前中前右前、左窗儀表右窗、左后中后右后；用矩陣表示（比例）3.1.3 注視序列指標：注視鏈、利用Observer3.2 駕駛決策行為表征指標3.2.1 駕駛決策行為含義：以“環(huán)境信息、本車狀態(tài)、交通情景”為輸入，以“駕駛行為”為輸出的一種映射關系3.2.2

7、 決策行為分析載體（5個場景）3.2.3 駕駛決策行為表征指標：“決策規(guī)則”和“決策反應時間”兩個方面（1）駕駛決策類型及編碼：情景：E 橫向：左轉-L，右轉-R，縱向：維持-N 加速-A，減速-D，維持-K（2）駕駛決策反應時間（3）指標采集方法：利用Observer3.3 駕駛人操控行為表征指標3.3.1 縱向操控行為表征指標（1）換檔頻率：Rate Gear Change = N / T（單位時間內換檔次數(shù)=指分析時段內換檔次數(shù)/分析時段的時間長度）（2）空檔滑行比率：Gear Zero Rate = Tzero / T（空檔滑行時間比率=分析時段內空檔時段所占時長/分析時段的時間長度）

8、3.3.2 橫向操控行為表征指標（1）轉向燈使用頻率：Light Change Rate=Nl / T（單位時間內轉向燈使用次數(shù)=分析時段內轉向燈使用次數(shù)/分析時段長度）（2）轉向燈合理性指標:設T = 轉向燈使用次數(shù)/變更車道次數(shù) 。則當轉向燈使用次數(shù)多于變更車道或轉彎次數(shù)時，即當 T > 1時，則存在變道、轉彎意圖但未成功執(zhí)行的情況；反之，說明駕駛人在變道、轉彎時存在不使用轉向燈的情況。通常情況下 T 值會在 1 附近波動，當 T<1時，則會出現(xiàn) T越小，事故隱患越大的趨勢。 3.4 車輛運行狀態(tài)表征指標3.4.1 車輛縱向運動狀態(tài)表征指標：（1）速度標準差、加速度標準差（2）

9、龐卡萊截面3.4.1.2 車速變異性指標的求算3.4.2 車輛橫向運動狀態(tài)表征指標：方向盤轉角標準差3.5 駕駛行為影響關鍵因素判別方法3.5.1 駕駛行為實驗設計方法3.5.1.1 駕駛行為實驗因素水平分析3.5.1.2 實驗方案確定方法（部分舉例）3.5.2 單指標正交實驗層次模型3.5.3 因素水平對結果影響程度分析方法：矩陣4.基于模糊網(wǎng)絡層次分析理論的駕駛行為安全性評估方法（1）駕駛行為評估對象及關系分析：“感知安全性”、“決策安全性”、“操控安全性” （2）評估思路及方法選擇：模糊理論和ANP理論確定指標等級5.駕駛人認知能力評估指標體系及方法專家評估 占一定比重（置信權重）還有一

10、部分數(shù)據(jù)挖掘完成指之間對目標（安全性）的比重以及具體的操作實施方法6.典型應用7.總結和展望：略次任務駕駛安全性評價指標及評價模型研究（）德爾菲法：由美國著名的思想庫蘭德公司首創(chuàng)，該方法是以專家的經驗知識知覺和判斷為基礎的評估方法德菲爾法針對專家采用問卷形式調查，保證每名專家的獨立性，且不受其他權威人士的干擾，而且能在相互反饋的基礎上進行修正。（）熵值法：根據(jù)某項指標的指標變異程度確定指標權重指標值的變異程度越大，含有的信息量就越大，其信息熵越小，該指標的權重系數(shù)越大；反之，指標的變異程度越小，含有的信息量就越小，信息熵越大，該指標的權重系數(shù)就越小（）主成分分析法：皮爾遜（）首先創(chuàng)用了主成分分

11、析法，并由賀德臨（，）加以發(fā)展該方法主要通過求協(xié)方差和相關系數(shù)矩陣特征值和特征根，并按照貢獻率的不同確定出指標權重（）因子分析法：該方法由英國統(tǒng)計學家斯皮爾曼發(fā)明，它利用評價指標含有的信息，將指標按照不同的類別進行分類，并建立因子模型，將原來的指標整合成少數(shù)不可觀測且相互無關的因子（）層次分析法（，）：年美國匹茲堡大學提出了層次分析法，首次將定性分析與定量分析結合在一起該方法首先請專家針對不同評價層次中的指標進行評價，并建立相應的判斷矩陣，然后通過求矩陣特征值的辦法確定出指標的權重（）網(wǎng)絡分析法（，）網(wǎng)絡分析法是年再次提出的一種評價方法是在層次分析法（）基礎上延伸的一種主觀與客觀相結合的決策方

12、法構建網(wǎng)絡式評價體系，層與層之間可以反饋，單層內可以相互關聯(lián)（）模糊網(wǎng)絡分析法（）該方法實現(xiàn)了模糊綜合評判與網(wǎng)絡分析法的有機結合，年南京理工大學唐小麗在其博士論文中明確提出了模糊網(wǎng)絡分析法，并將網(wǎng)絡分析法應用到模糊綜合評判中，該方法針對具有依賴反饋的復雜問題進行賦權，評價效果良好駕駛行為表征參數(shù)視覺行為注視行為道路注視頻率視線離開道路時間百分比長注視次數(shù)注視區(qū)域熵率水平方向視角標準差垂直方向視角標準差掃視行為平均掃視幅度平均掃視速度掃視峰值速度眨眼行為眨眼頻率平均眨眼持續(xù)時間車輛運行狀態(tài)縱向運行狀態(tài)縱向速度均值縱向速度標準差縱向加速度標準差橫向運行狀態(tài)方向盤轉角標準差方向盤轉角熵值橫向加速度標

13、準差基于車輛運行監(jiān)控系統(tǒng)的駕駛行為安全與節(jié)能美國汽車工程協(xié)會（SAE）在 1971 年以控制器局域網(wǎng)（CAN2.0B）作為網(wǎng)絡核心協(xié)議制定了車輛網(wǎng)絡串行通信和控制協(xié)議（SAE J1939）標準，參照國際標準化組織（ISO）的開放式數(shù)據(jù)互聯(lián)模型定義了 7 層基準參考模型，規(guī)定了汽車內部電子控制單元（ECU）的地址配置、命名、通訊方式以及報文發(fā)送優(yōu)先級等，并對汽車內部各個具體的電控單元通訊作了詳細的說明，這一標準成為車隊管理技術發(fā)展的基礎。它使得整車的 ECU 形成一個控制局域網(wǎng)（CAN 總線），加之汽車零部件生產商與服務供應商運用信息技術與網(wǎng)絡技術（IT&INTERNET），將自動車輛定

14、位（AVL）控制器局域網(wǎng)系統(tǒng)與固定的車輛管理信息系統(tǒng)連接形成的車載通訊電腦，使得運輸企業(yè)利用電腦管理運輸活動的管理系統(tǒng)成為可能。國內研究情況：1.智能運營管理系統(tǒng)：蘇州金龍“G-BOS”智慧運營系統(tǒng)權重：超速25%、發(fā)動機超轉（非經濟轉速）5%、急加速15%、急減速15%、綠區(qū)駕駛（發(fā)動機最佳油耗區(qū)域）10%、長時間怠速10%、空擋滑行10%、怠速使用空調5%等九項評價指標2.宇通客車“安節(jié)通”智能運營系統(tǒng)系統(tǒng)主要由車載終端設備、無線傳播媒介、服務器平臺三大部分組成3.青年客車“行車寶”系統(tǒng)對車輛在運行過程中的經濟轉速區(qū)（綠區(qū)）停留平均時間、急加速、急減速、發(fā)動機超轉、離合器使用、緊急制動等操

15、作行為進行有效管理，通過燃油油量傳感器監(jiān)控、燃油流量傳感器監(jiān)控、怠速時間監(jiān)控、怠速時間油量消耗監(jiān)控及同輛車不同駕駛員的油量消耗數(shù)據(jù)對比分析等方式提高車輛運營的能效。第二章 駕駛行為安全與節(jié)能評價指標研究2.1 駕駛行為安全評價指標研究（根據(jù)交通事故發(fā)生的原因）指標確定：2.2 駕駛行為節(jié)能評價指標研究從行車前準備、駕駛操作（發(fā)動機起動、車輛預熱、起步、換擋變速、加速、減速、車速控制、轉向控制、特殊路段駕駛、行車溫度控制、空調使用、發(fā)動機熄火、行車中檢查、停車）、收車后檢查等方面規(guī)范了駕駛員的駕駛操作。(1) 車輛預熱推薦柴油機的最佳升溫轉速為 1300r/min，柴油機的起步冷卻液溫度為 40

16、 。因此，在氣溫不太低的情況下，發(fā)動機起動后在原地怠速運轉不超過 60s，無需專門預熱即可起步。(2) 起步操作(3) 檔位操作(4) 加速操作駕駛經驗和試驗結果均表明，緩加速比急加速要省油，就是強調了加速操作的柔和性。從而將加速操作的節(jié)能評價標準定為汽車的加速度。(5) 減速操作在同樣的減速區(qū)間，采用急減速（Ja=0.69m/s2）將比平緩減速（Ja=0.3m/s2）多的百公里油耗大 25.84%，減速距離短 45.24m，油耗多 0.21ml。不得空擋滑行。（6）車速控制當加速踏板位置不穩(wěn)、車速上下波動時，汽車的百公里油耗會增加，而且速度波動越大，百公里油耗增加越大。此外，在速度波動范圍相

17、同的情況下，踩加速踏板越急比緩沖加速踏板的百公里油耗要高。（7）車輛怠速因此，當汽車停車后（尤其是長時間停車），要盡量減少發(fā)動機怠速空轉時間，及時使發(fā)動機熄火。（8）車輛技術狀況因此將用車輛信息技術監(jiān)測車輛是否有故障信息作為評判車輛技術狀況的方法之一。（9）車輛空調使用評判空調使用合理性的較好方法是判斷車廂內的溫度是否過低。綜上2.3 駕駛行為安全與節(jié)能評價指標體系駕駛行為評價指標備注車輛預熱發(fā)動機預熱怠速預熱節(jié)能評價指標底盤預熱低速預熱節(jié)能評價指標起步操作發(fā)動機高轉速節(jié)能評價指標檔位操作（檔位選擇）綠區(qū)駕駛節(jié)能評價指標加速操作急加速節(jié)能評價指標減速操作緊急制動急減速安全與節(jié)能評價指標空擋滑行

18、空擋滑行安全與節(jié)能評價指標熄火滑行熄火滑行安全評價指標車速控制超速行駛超速行駛安全與節(jié)能評價指標頻繁變速車速平穩(wěn)情況節(jié)能評價指標轉向控制彎道轉向安全評價指標急打方向安全評價指標安全帶使用系安全帶安全評價指標車廂內溫度調節(jié)空調使用節(jié)能評價指標車輛怠速超長怠速節(jié)能評價指標車輛技術（駕駛“帶病”車輛行駛）車輛異常狀態(tài)安全與節(jié)能評價指標駕駛員狀態(tài)疲勞駕駛安全評價指標酒后駕駛安全評價指標第三章 駕駛行為安全與節(jié)能評價方法研究3.1 駕駛行為安全與節(jié)能評價指標理論模型3.1.1 車輛預熱（1）評價模型及參數(shù)分析（3）評價方法 對于車輛怠速預熱操作的合理性，主要從三個方面來進行評價：（1）tta1，即怠速時間不能過長；（2）TTa1，即怠速時冷卻液溫度不應上升過高；（3）nna1，即怠速時不應使發(fā)動機高速空轉。當 tta1時，記錄累計怠速預熱時間及該不良駕駛行為的次數(shù)；當 TTa1時，記錄累計怠速預熱時間及該不良駕駛行為的次數(shù)；當nna1時，記錄該不良駕駛行為的次數(shù)。對于車輛底盤預熱操作的合理性，主要從兩個方面來進行評價：（1）Sa1SSa2，即預熱行駛距離應在合理范圍；（2）nna2，即預熱行駛時不應使發(fā)動機高速空轉。當 SSa2或者 SSa1時，記錄底盤預熱距離及該不良駕駛行為的