驾驶员特性与实时驾驶能力评估研究

陈梦园

摘 要：汽车行业作为我国国民经济的支柱产业，得到了迅速的发展，并逐渐向道路安全方向发展。虽然智能汽车逐渐走向智能化，但汽车行业仍存在比较严重的问题，根据最新的调查显示，80%以上的交通事故风险与驾驶员有关，驾驶员是系统中最为薄弱的部分。深入研究发现人类驾驶员的驾驶行为和特征对促进高度自动化驾驶的智能汽车发展具有重要意义。本文将基于驾驶安全和驾驶员特征的差异，对驾驶员的驾驶方式、驾驶员特征、驾驶风险程度和实时驾驶行为进行研究驾驶能力的估计，提出基于驾驶风险和实时驾驶能力的驾驶权分配机制，为人机交互和驾驶策略提供科学的依据。

关键词：驾驶员;特性;实时驾驶能力;评估研究

0 引言

我国汽车产业发展迅速，作为我国国民经济的支柱产业，截至2016年底，我国汽车保有量达到2.9亿辆，机动车驾驶员人数超过3.6亿人。然而，我国道路交通安全问题依然严峻，据最新调查显示，80%以上的交通事故风险与驾驶员有关。恶劣的车况、不良的习惯、不足的技术和过重的驾驶负荷，使驾驶员成为一个完整的（环境）人车闭合的道路回路系统中最薄弱的环节。目前人机协同驾驶研究的重点是驾驶员特征、驾驶技能和动力分配理论，考虑驾驶的安全性和驾驶员特征的差异，本文将从驾驶员的行为特征以及驾驶技能的分析、模拟驾驶体验、采集测试驾驶员的信息以及对司机的能力进行能力评估等方面进行一一阐述与分析。

1 驾驶员的行为特征和驾驶技能的研究分析

目前，驾驶风格研究的数据收集方法有两种：问卷调查研究和驾驶数据的客观分析。数据分析以驾驶数据为基础，具有可靠性高的优点，能够较为精确地反映出实际工程中驾驶方式的性能特点.广泛应用于应用和研究之中。由于车与人之间的道路车辆环境的复杂性、动态性和随机性，所以有必要深入挖掘其中的丰富信息。这已成为驾驶行为理论研究的热点和难点。结合先进的误差处理技术、模型识别、聚类分析等方法，对传统的静态建模、最小安全距离反应时间、驾驶稳定性系数、模型构建、识别修正和适应性驾驶行为特征等思路进行了突破，形成了较为全面的模型。驾驶行为特征研究框架已成为驾驶行为研究的重要组成部分。如今，对驾驶能力的评估主要包括三个部分：感知、判断和操纵。驾驶员的感知能力主要分为：速度感知、危险感知、深度感知、视点分布、观察顺序等。驾驶员的感知判断主要分为：速度感知、危险感知、深度感知、视点分布、观察顺序等。判断能力主要表现为判断的准确性和速度;驾驶能力分为横向驾驶能力和纵向驾驶能力，特别是方向指示器的使用、速度的使用。

2 模拟驾驶体验

利用驾驶模拟器设计模拟驾驶实验，重现交通环境，收集实时驾驶数据，与实际方法相比，成本更低，性价比更高。它具有安全性高、速度快、逼真度高、扩展性好等几个优点。驾驶模拟器通过调用测试驾驶员收集线下数据，如基本信息、驾驶能力信息和驾驶行为信息，由数据采集模块采集驾驶员的驾驶数据以及交通的遥感信息，例如道路在哪里，周围有什么，借此可以用来模拟各种工况下的驾驶体验。并且还可以获得路段状况、速度、加速度、距离等实时在线数据。

2.1 采集测试驾驶员的信息

为保证数据的普遍性和可靠性，对于驾驶员的信息采集具有一定的要求。例如，招募34名驾驶员，其中男性有24人。有10名驾驶员，年龄18-32岁，持有中华人民共和国C1驾驶证。他们都是健康人，无严重精神疾病和药物滥用史，属于正常人群。34名试驾者在模拟驾驶体验前一天被要求保证充足的睡眠，并在前一天避免饮酒或服用酒精或药物。酒、茶、咖啡等食物和对中枢神经系统有兴奋和压抑作用的药物，考试前避免剧烈运动，并将实验注意事项告诉试驾者，让他们可以熟悉测试环境和仪器设备。

2.2 驾驶模拟器长时跟驾驶实验

驾驶模拟器是为长期测试和自由驾驶体验而设计的，收集了大量的驾驶数据来研究驾驶员的驾驶。它是估计行为特征和驾驶能力的基础。在模拟平台前安装一排车辆进行驾驶，保持较为稳定的驾驶行为。行驶速度和行车间距，并假设驾驶员对系统给出的警告信息反应灵敏，实验过程中完成启动和停止、稳定跟踪、接近、渐变、紧急制动等多项测试后，持续20min。完成多次测试后，再进行10分钟的自由驾驶和实时进行对驾驶数据的采集工作。

3 对司机的能力进行能力评估

在道路运输系统中，驾驶员对道路环境变化的适应能力、车辆技术状态和安全执行驾驶任务的能力，通常提供了驾驶员正常技能与稳定驾驶环境下的平均能力预期之间的基准。驾驶能力，传统的驾驶能力评估侧重于线下评估，如驾驶能力量表、道路行为量表等。评估驾驶员基本驾驶能力水平的方法，或者根据监测驾驶员的状况来评估驾驶能力的方法。 安全性，这些方法都不能很好地评估驾驶能力的实时性。对驾驶员特征的考察可以看出，由于驾驶员技能和习惯的差异，驾驶员驾驶时的特征并不能很好地实时评估。反映出驾驶风险程度的变化，必然导致驾驶员的实时驾驶能力低于正常的驾驶能力。因此，驾驶员的驾驶能力应该是一个时间上的函数。驾驶能力尤其体现在对驾驶员反应的感知上，体现在驾驶数据中的任何驾驶能力指标上。本文在保证驾驶安全的基础上，为了提高对各类驾驶人的适应性，列出了驾驶人的特点和驾驶中的风险程度。该指标综合考虑了驾驶员的驾驶方式、驾驶倾向和驾驶风险程度，可以对驾驶能力进行综合评估，建立实时驾驶函数。C=f（，m P R t，，，）（5.1），其中C为实时驾驶能力，m为操纵能力，P为驾驶员的特点，R为驾驶风险，t为危险时间。

4 结束语

从国内外的研究情况来看，人机之间的协调控制和驾驶中的驱动力分配共同需要研究驾驶员的行为特点、驾驶员的状态和驾驶员的状态。和驾驶技能進行深入的研究、了解和实际使用，因此其测试和评估必须考虑车辆驾驶员行为的特点。目前对驾驶员的研究一般集中在控制驾驶方式和驾驶员状态方面，对驾驶员技能进行线下考核。实时性较差，实际技能有限;此外，驾驶员的驾驶特征不同，最终，车辆的驾驶状态也会显现出来。因此，研究驾驶特征与车辆状态的内在关系，不仅可以从车辆状态预测驾驶员的行为，还可以预测驾驶员在驾驶时的行为。也可以将驾驶特征应用到个人驾驶中。此外，在共享驾驶过程中，驾驶权限的转移与许多因素密切相关。 驾驶特征，进而评估驾驶员的实时驾驶能力。

参考文献：

[1]周孝吉.驾驶员特性和实时驾驶能力评估研究[D].重庆：重庆大学，2018.

[2]周孝吉，郑玲，驾驶人特性和实时驾驶能力研究[J].2018中国汽车工程学会年论文集：34-40.

课题来源：重庆工程职业技术学院院级科研课题

项目编号KJB201816