动态环境中驾驶员视错觉辨识机理及优化策略研究

Speeding is the main cause of traffic accidents. The injury risk of the traffic accident was in direct proportion to the square of the running speed, and the death risk was to the fourth power. Drivers got 80% of the information by the visual when driving and the visual system is the most important channels of access to outside information.The change of the transverse width and angle of the marking may have an illusion of a changing width of the driveway on the driver. The optical illusion marking was used to remind the driver to actively slow down before getting close to the dangerous sites so that safe driving could be assured.Proceeding from the driver’s visual illusion, analysis of identifying visual illusion of vehicle driver and optimization strategy in a dynamic environment,with scientific theories and methods like road design theory, traffic psychology,traffic engineering,mathematical statistics theory, traffic aesthetics etc synthetically applied.The project will be combined simulation experiment and road test,and observe and exact speed information on different curves road and different visual environments.The eye movement,heart rate and blood pressure was selected as the evaluation index to explore the changing laws of identifying length, angle, distance, color in a dynamic environment,establishe the regression model and find out the superb form and the key design parameters that how can the optical speed making, achieve goals to reduce the speed, to ensure the safety of people lives and property.

超速是交通事故最主要的致因。车祸致伤机率与车速平方成正比，死亡几率与车速四次方成正比。驾驶员在行车过程中所感知的交通信息，视觉占80%，视觉系统是获取外界信息的最重要通道。合理的利用视错觉原理，能使驾驶员产生车速增加、车道变窄的自然反应，从而致其在道路危险地点前主动采取减速措施。本项目拟从驾驶员视错觉出发，综合运用道路设计方法、交通心理学、交通工程、数理统计、交通美学等多学科理论与方法，分析动态环境中驾驶员视错觉速度辨识机理。采取模拟实验和实车现场实验相结合，观测和提取不同道路线形条件、不同视觉环境下车辆速度特征；选择眼动、心率、血压等生理心理参数为评判指标，探寻驾驶员在驾车过程中对长度、角度、距离、颜色判识值的变化规律，建立视错觉与驾驶员速度感知之间的关系模型，确定视错觉在典型路段上的最佳效果和设计参数，并对其减速效果进行评价，实现降低车速、保障出行者生命财产安全的目标。

行车速度已被视为在道路交通伤害方面一项关键风险因素，与道路交通事故数量和严重程度密切相关。驾驶员在行车过程中所感知的交通信息，视觉占80%。本项目通过采集实验路段交通流和轨迹指数据，从注视区域、注视点分布和瞳孔直径大小变化得到驾驶员驾驶行为规律。通过构建视觉行为趋势面模型，对现有减速标线的有效性进行评价。采取模拟实验和实车现场实验相结合，探寻驾驶员在驾车过程中对宽度、角度、距离、颜色判识值的变化规律，建立视错觉与驾驶员速度感知之间的关系模型，确定视错觉在典型路段上的最佳效果和设计参数，并对其减速效果进行评价，实现降低车速、保障出行者生命财产安全的目标。重要结果和关键数据如下：（1）横向宽度对行车速度降低有显著影响。随着标线的横向宽度越大，驾驶人产生车道变窄的错觉越加明显，其紧张感变强，瞳孔面积变化增大。道路曲线段选择10%、15%和20%作为瞳孔面积变化率的阈值，再根据分析不同半径对加减速位置影响，最终确定标线的单侧横向宽度为40cm。（2）角度对行车速度降低有显著影响。受佐尔拉错觉所致，当角度为30~45°时，瞳孔面积变化率较小；当视错觉控速标线的角度为135~150°时，驾驶员的瞳孔面积变化率增大，在150°时受佐尔拉错觉影响最强烈，瞳孔面积变化也最明显，角度为135°时次之。由于曲线曲率和视错觉控速标线的角度同时在变化，因此角度对行车速度降低没有显著影响，佐尔拉错觉仅适用于直线段，故曲线段选择90°为角度值。（3）通过实验得到间距为6.2m、5.9m、5.6m、5.3m、5.0m、4.7m、4.5m、4.3m、4.1m、3.9m、3.8m、3.6m、3.5m、3.3m、3.2m、3.0m、2.9m、2.7m、2.6m、2.4m、2.3m、2.1m、2.0m、1.8m、1.7m、1.5m、1.4m、1.2m、1.0m效果最佳。（4）不同颜色和不同线宽对的视错觉控速标线对行车速度降低没有显著影响。综合考虑行车安全性、光照影响、价格、环保等因素，认为白色和30cm更理想。（5）通过视错觉控速标线实车验证实验，无论是直线段还是曲线段，视错觉控速标线对速度降低均有显著影响。经过速度协调性评价，减速效果能满足要求。