駕駛員特性與實時駕駛能力評估研究

陳夢園

摘 要：汽車行業(yè)作為我國國民經(jīng)濟的支柱產業(yè)，得到了迅速的發(fā)展，并逐漸向道路安全方向發(fā)展。雖然智能汽車逐漸走向智能化，但汽車行業(yè)仍存在比較嚴重的問題，根據(jù)最新的調查顯示，80%以上的交通事故風險與駕駛員有關，駕駛員是系統(tǒng)中最為薄弱的部分。深入研究發(fā)現(xiàn)人類駕駛員的駕駛行為和特征對促進高度自動化駕駛的智能汽車發(fā)展具有重要意義。本文將基于駕駛安全和駕駛員特征的差異，對駕駛員的駕駛方式、駕駛員特征、駕駛風險程度和實時駕駛行為進行研究駕駛能力的估計，提出基于駕駛風險和實時駕駛能力的駕駛權分配機制，為人機交互和駕駛策略提供科學的依據(jù)。

關鍵詞：駕駛員;特性;實時駕駛能力;評估研究

0 引言

我國汽車產業(yè)發(fā)展迅速，作為我國國民經(jīng)濟的支柱產業(yè)，截至2016年底，我國汽車保有量達到2.9億輛，機動車駕駛員人數(shù)超過3.6億人。然而，我國道路交通安全問題依然嚴峻，據(jù)最新調查顯示，80%以上的交通事故風險與駕駛員有關。惡劣的車況、不良的習慣、不足的技術和過重的駕駛負荷，使駕駛員成為一個完整的（環(huán)境）人車閉合的道路回路系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)。目前人機協(xié)同駕駛研究的重點是駕駛員特征、駕駛技能和動力分配理論，考慮駕駛的安全性和駕駛員特征的差異，本文將從駕駛員的行為特征以及駕駛技能的分析、模擬駕駛體驗、采集測試駕駛員的信息以及對司機的能力進行能力評估等方面進行一一闡述與分析。

1 駕駛員的行為特征和駕駛技能的研究分析

目前，駕駛風格研究的數(shù)據(jù)收集方法有兩種：問卷調查研究和駕駛數(shù)據(jù)的客觀分析。數(shù)據(jù)分析以駕駛數(shù)據(jù)為基礎，具有可靠性高的優(yōu)點，能夠較為精確地反映出實際工程中駕駛方式的性能特點.廣泛應用于應用和研究之中。由于車與人之間的道路車輛環(huán)境的復雜性、動態(tài)性和隨機性，所以有必要深入挖掘其中的豐富信息。這已成為駕駛行為理論研究的熱點和難點。結合先進的誤差處理技術、模型識別、聚類分析等方法，對傳統(tǒng)的靜態(tài)建模、最小安全距離反應時間、駕駛穩(wěn)定性系數(shù)、模型構建、識別修正和適應性駕駛行為特征等思路進行了突破，形成了較為全面的模型。駕駛行為特征研究框架已成為駕駛行為研究的重要組成部分。如今，對駕駛能力的評估主要包括三個部分：感知、判斷和操縱。駕駛員的感知能力主要分為：速度感知、危險感知、深度感知、視點分布、觀察順序等。駕駛員的感知判斷主要分為：速度感知、危險感知、深度感知、視點分布、觀察順序等。判斷能力主要表現(xiàn)為判斷的準確性和速度;駕駛能力分為橫向駕駛能力和縱向駕駛能力，特別是方向指示器的使用、速度的使用。

2 模擬駕駛體驗

利用駕駛模擬器設計模擬駕駛實驗，重現(xiàn)交通環(huán)境，收集實時駕駛數(shù)據(jù)，與實際方法相比，成本更低，性價比更高。它具有安全性高、速度快、逼真度高、擴展性好等幾個優(yōu)點。駕駛模擬器通過調用測試駕駛員收集線下數(shù)據(jù)，如基本信息、駕駛能力信息和駕駛行為信息，由數(shù)據(jù)采集模塊采集駕駛員的駕駛數(shù)據(jù)以及交通的遙感信息，例如道路在哪里，周圍有什么，借此可以用來模擬各種工況下的駕駛體驗。并且還可以獲得路段狀況、速度、加速度、距離等實時在線數(shù)據(jù)。

2.1 采集測試駕駛員的信息

為保證數(shù)據(jù)的普遍性和可靠性，對于駕駛員的信息采集具有一定的要求。例如，招募34名駕駛員，其中男性有24人。有10名駕駛員，年齡18-32歲，持有中華人民共和國C1駕駛證。他們都是健康人，無嚴重精神疾病和藥物濫用史，屬于正常人群。34名試駕者在模擬駕駛體驗前一天被要求保證充足的睡眠，并在前一天避免飲酒或服用酒精或藥物。酒、茶、咖啡等食物和對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有興奮和壓抑作用的藥物，考試前避免劇烈運動，并將實驗注意事項告訴試駕者，讓他們可以熟悉測試環(huán)境和儀器設備。

2.2 駕駛模擬器長時跟駕駛實驗

駕駛模擬器是為長期測試和自由駕駛體驗而設計的，收集了大量的駕駛數(shù)據(jù)來研究駕駛員的駕駛。它是估計行為特征和駕駛能力的基礎。在模擬平臺前安裝一排車輛進行駕駛，保持較為穩(wěn)定的駕駛行為。行駛速度和行車間距，并假設駕駛員對系統(tǒng)給出的警告信息反應靈敏，實驗過程中完成啟動和停止、穩(wěn)定跟蹤、接近、漸變、緊急制動等多項測試后，持續(xù)20min。完成多次測試后，再進行10分鐘的自由駕駛和實時進行對駕駛數(shù)據(jù)的采集工作。

3 對司機的能力進行能力評估

在道路運輸系統(tǒng)中，駕駛員對道路環(huán)境變化的適應能力、車輛技術狀態(tài)和安全執(zhí)行駕駛任務的能力，通常提供了駕駛員正常技能與穩(wěn)定駕駛環(huán)境下的平均能力預期之間的基準。駕駛能力，傳統(tǒng)的駕駛能力評估側重于線下評估，如駕駛能力量表、道路行為量表等。評估駕駛員基本駕駛能力水平的方法，或者根據(jù)監(jiān)測駕駛員的狀況來評估駕駛能力的方法。 安全性，這些方法都不能很好地評估駕駛能力的實時性。對駕駛員特征的考察可以看出，由于駕駛員技能和習慣的差異，駕駛員駕駛時的特征并不能很好地實時評估。反映出駕駛風險程度的變化，必然導致駕駛員的實時駕駛能力低于正常的駕駛能力。因此，駕駛員的駕駛能力應該是一個時間上的函數(shù)。駕駛能力尤其體現(xiàn)在對駕駛員反應的感知上，體現(xiàn)在駕駛數(shù)據(jù)中的任何駕駛能力指標上。本文在保證駕駛安全的基礎上，為了提高對各類駕駛人的適應性，列出了駕駛人的特點和駕駛中的風險程度。該指標綜合考慮了駕駛員的駕駛方式、駕駛傾向和駕駛風險程度，可以對駕駛能力進行綜合評估，建立實時駕駛函數(shù)。C=f（，m P R t，，，）（5.1），其中C為實時駕駛能力，m為操縱能力，P為駕駛員的特點，R為駕駛風險，t為危險時間。

4 結束語

從國內外的研究情況來看，人機之間的協(xié)調控制和駕駛中的驅動力分配共同需要研究駕駛員的行為特點、駕駛員的狀態(tài)和駕駛員的狀態(tài)。和駕駛技能進行深入的研究、了解和實際使用，因此其測試和評估必須考慮車輛駕駛員行為的特點。目前對駕駛員的研究一般集中在控制駕駛方式和駕駛員狀態(tài)方面，對駕駛員技能進行線下考核。實時性較差，實際技能有限;此外，駕駛員的駕駛特征不同，最終，車輛的駕駛狀態(tài)也會顯現(xiàn)出來。因此，研究駕駛特征與車輛狀態(tài)的內在關系，不僅可以從車輛狀態(tài)預測駕駛員的行為，還可以預測駕駛員在駕駛時的行為。也可以將駕駛特征應用到個人駕駛中。此外，在共享駕駛過程中，駕駛權限的轉移與許多因素密切相關。 駕駛特征，進而評估駕駛員的實時駕駛能力。

參考文獻：

[1]周孝吉.駕駛員特性和實時駕駛能力評估研究[D].重慶：重慶大學，2018.

[2]周孝吉，鄭玲，駕駛人特性和實時駕駛能力研究[J].2018中國汽車工程學會年論文集：34-40.

課題來源：重慶工程職業(yè)技術學院院級科研課題

項目編號KJB201816