1、1、駕駛任務、駕駛任務2、離散駕駛行為、離散駕駛行為3、連續駕駛模型、連續駕駛模型4、駕駛員交通特性的應用、駕駛員交通特性的應用5、小結、小結1、駕駛員的三個層次、駕駛員的三個層次（1）控制）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，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。等。（2）引導引導 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

2、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。度和道路，這些隨著車輛沿道路的變化而連續變化。 控制（控制（control）引導（引導（guidance）導駛（導駛（navigation）（3）導駛導駛 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，在基于知識的

3、行為，在 ITS 中基于知識的行為將變得極其重要。隨著技術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。環境中的駕駛員行為。 2 2、人車路系統作用圖、人車路系統作用圖在在1976年年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）。基礎（

4、包括連續和離散駕駛行為）。 1、感覺反應時間（、感覺反應時間（perception-response time，PRT）（1）定義）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（為反映時間（T）。）。（2）模型）模型 線性反應時間模型（海曼定律）：線性反應時間模型（海曼定律）： TabHT：反應時間（：反應時間（s）H：信息量：信息量a：對刺激進行感覺：對刺激進行感覺 大腦，中樞神經編碼大腦，中樞神經編碼 效應器官進行反應效應器官進行反應b：中樞神經辨別、選擇加工的時間，信息加工的速度：中樞神經

5、辨別、選擇加工的時間，信息加工的速度傳入神經傳入神經傳出神經傳出神經（3）Hooper and McGee (1983)對于對于制動反應時間提出了一個模型：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）感覺反應時間概率分布不是正態分布而是對數正態分布是正態分布而是對數正態分布（5）對數正態分布計算公式：）對數正態分布計算公式： P30 公式公式32到到36 感覺反應時間感覺反應時間T服從對數正態分布，服從對數正態分布，Ln（T）服從正態分布）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：（勒納）對制動反應時間分兩種情況進行研究，結果如表：（7）19

6、94年年 Fambro（凡波）的研究：（凡波）的研究： 分成兩組，每組年齡不同，分成兩組，每組年齡不同，older：55歲以上，歲以上，yong：18到到25歲歲 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 分成分成3種情況：種情況：case1：26人中有人中有2人沒有成功，人沒有成功， case2：12人中人中2人沒有采取措施人沒有采取措施 case3：12人中人中1人失敗（沒有采取制動措施）人失敗（沒有采取制動措施） 對研究的結果總結后得到表對研究的結果總結后得到表3-3 P31（8）對遠處喇叭聲音的感覺反應

7、時間）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）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）感覺反應時間與駕駛員自身的情況有關2、移動時間（、移動時間（control movement time，MT） 駕駛員的制動反應：制動反應時間（駕駛員的制動反應：制動反應時間（PRT）和移動時間（）和移動時間（MT）（1） Fitts費茨定律費茨定律1954年費茨對各種反應的移動時間進行建模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；最小的反應時間延遲；b：斜率，由經驗確定：斜率，由經驗確定 A：移動的幅度，或移動起點到終點的距離：移

8、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）：沿移動方向的控制設備的寬度（車輛的寬度）)2(log2WAbaMT（2）變異的）變異的Fitts定律定律1994年年Berman提出，對于簡短迅速移動提出，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，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（而且經（Drury）研究發現其更加適合于腳的反應的移動時間。）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）對制動反應移動時間的研究 1988年年Brackett和和Koppa研究發現

9、制動和加速踏板的舉例在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，當制動踏板比加速踏板高出踏板高出5cm后，移動時間將明顯增加。后，移動時間將明顯增加。 1991 1991年年HoffmanHoffman研究發現駕駛員腳的移動軌跡是拋物線形，這對研究發現駕駛員腳的移動軌跡是拋物線形，這對A A的影的影響較小，對于響較小，對于MTMT影響較大。影響較大。 其他的一些相關研究（教材表其他的一些相關研究（教材表3-4等）等）AbaMT（5）移動反應時間與感覺反應時間無關）移動反應時間與感

10、覺反應時間無關3、對交通控制設備的反應時間和距離、對交通控制設備的反應時間和距離 Traffic Control Devices，TCD感覺器官提供給駕駛員信息的比例：感覺器官提供給駕駛員信息的比例：視覺占視覺占80聽覺占聽覺占14，觸覺占，觸覺占2 2，味覺占，味覺占2，嗅覺占，嗅覺占2。 視覺是最重要的視覺是最重要的 ，其中交通控制設備是影響駕駛員也是交通流研究的一個，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：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；在視覺中作為目標被發

11、現； b：確認為：確認為TCD； c：清晰且易于辨認和理解：清晰且易于辨認和理解交通控制設備信息處理過程交通控制設備信息處理過程（1）、交通信號等的變化）、交通信號等的變化 駕駛員對交通等信號變化的反應。駕駛員對交通等信號變化的反應。（2）標志的能見度和易理解性）標志的能見度和易理解性視覺的形成：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：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：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：水

12、平面與垂直平面視覺敏銳度：辨認交通標志上字母的能力：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：駕駛員年齡對視覺敏銳度的影響：（3）實時顯示）實時顯示交通標志牌、交通情報板等交通標志牌、交通情報板等（4）視認時間）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。便采取正確的措施。 對于文字讀取的時間對于文字讀取的時間（5）視認距離）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

13、認距離。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漢字的高度與行車速度的關系表3-6文字高度與視認距離的關系計算公式（分白天和夜間）：公式文字高度與視認距離的關系計算公式（分白天和夜間）：公式3.11和和3.12（6）交通標志的三要素）交通標志的三要素顏色、形狀和圖形符號顏色、形狀和圖形符號 顏顏 色：最先引起駕駛員的視覺敏感，交通標志多用：紅、黃、綠、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。藍、黑、白等。 形形 狀：狀：經研究發現在同樣條件下經研究發現在同樣條件下(面積大小、明亮度、顏色等面積大小、明亮度、顏色等)以三角以三角 形的辨認效果最好，

14、其次是菱形、正方形、圓形、六角形、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。八角形等。 圖形符號：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 最小尺寸等最小尺寸等 4、其他車輛的動態特性、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。應措施。其中前導車和側向車的影響最明顯。（1）前導車）前導車（2）側向車輛）側向車輛5、障礙和危險的覺察、識別與確認、障礙和危險的覺察、

15、識別與確認（1）障礙和危險的覺察）障礙和危險的覺察將將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3-7。結論：結論： 平均的覺察視覺角度變化平均的覺察視覺角度變化從黑色玩具狗最小從黑色玩具狗最小1.8弧分弧分到樹枝最大到樹枝最大 4.91弧分；弧分； 同樣對比度下晚上的視覺角度是白天的約同樣對比度下晚上的視覺角度是白天的約2.5倍。倍。（2）障礙和危險的識別與確認）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。對道路上的物體進行覺察后，接著就是識別和確認。 15cm高、高、60cm高高6、駕駛行為的個體差

16、異、駕駛行為的個體差異（1）性別）性別（2）年齡）年齡 視覺變化：視覺敏銳度、光損失和散光、炫目等視覺變化：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）駕駛員的傷害駕駛過程是一個連續過程駕駛過程是一個連續過程一、駕駛行為一、駕駛行為駕駛員可以看作是一個線性的閉環控制系統。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、駕駛傳遞函數駕駛活動中的兩個輸入：駕駛活動中的兩個輸入：駕駛員期望的路線駕駛員期望的路線車輛當前行駛的方向和路線車輛當前行駛的方向和路線圖中的模型可以用公式

17、來表示：圖中的模型可以用公式來表示：其中：其中：K為增益，為增益，exp（-ts）是反應時間，）是反應時間，T由特定的控制狀態下由實驗得到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。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這可從表3-8得出。得出。一、交通流中的追趕與超車一、交通流中的追趕與超車交通工程學會提供的資料：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）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

18、算公式）坡道上的加速度近似計算公式（3）客車從）客車從0到穩態速度的變化過程中，加速度可以從最大到穩態速度的變化過程中，加速度可以從最大3m/s2到到2m/s2，大型貨車或拖車起到時其加速度較小。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）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時時0.63m/s2，70km/h時時0.64m/s2，100km/h0.66m/s2二、可插車間隙和合流二、可插車間隙和合流1、可插車間隙（、可插車間隙（Gap Acceptance）(1)(1)間隙：連續車輛到達某一點的時間間隔。間隙

19、：連續車輛到達某一點的時間間隔。(2)(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。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)(3)有有5種不同的可插入間隙情況：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

20、口管理內容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優先控制：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。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: 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。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。 讓路標志控制讓路標志控制: 讓路控制交叉口又

21、稱減速讓行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，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可穿越或匯入主路車流的安全空當空當 機會通過交叉口。讓路控制與停車機會通過交叉口。讓路控制與停車控制差別在于后者對停車有強制性。控制差別在于后者對停車有強制性。（4）道路通行能力手冊（）道路通行能力手冊（1985）提供了各種情況下的設計數據）提供了各種情況下的設計數據2、合流（、合流（merging） 如果車輛以相同或大約相同的速度行駛

22、，要想從一個車道合到另外一個車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，大約道，大約3輛車的長度為可接受的最小間隙。輛車的長度為可接受的最小間隙。三、停車視距（三、停車視距（Stopping Sight Distance，SSD）1 1、概念：、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。制動措施到汽車在障礙物前安全停住所需的最短距離。2 2、停車視覺至少應該滿足、停車視覺至少應該滿足“平均水平一下平均水平一下”的駕駛員或車輛在該距離內能的駕駛員或車輛在該距離內能夠停車。夠停車。3 3、停車視距的計算公式、停車視距的計算公式S=S1+S2 S=S1+S2 其中：其中：S1S1為感覺反應距離；為感覺反應距離；S2S2為制動距離為制動距離 4、舉例：、舉例：感覺反應視覺感覺反應視覺PRT：1.57s制動減速度：制動減速度：-0