【正文】 SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ?。裕牛茫龋危希蹋希牵?畢業(yè)設(shè)計 虛擬仿真視景的駕駛?cè)俗⒁獾脑囼炘O(shè)計 學(xué) 院： 交通與車輛工程學(xué)院 專 業(yè)： 交通工程 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013 年 6 月 中文摘要中文摘要 道路交通系統(tǒng)是由人、車、路、環(huán)境四要素組成的一個復(fù)雜大系統(tǒng)。駕駛?cè)俗鳛樵撓到y(tǒng)中唯一一個擁有思維，能自我反饋修正個體行為的復(fù)雜能動主體，是系統(tǒng)中的核心要素，在控制和協(xié)調(diào)交通系統(tǒng)方面起著主導(dǎo)作用。駕駛?cè)藢ψ⒁獾奶幚磉^程是經(jīng)其感知和判斷等心理過程作用的結(jié)果。我們根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)原理，從駕駛?cè)烁兄X、意識、記憶等特征出發(fā)，通過駕駛?cè)说倪m應(yīng)性分析，得出駕駛?cè)说淖⒁馓幚磉^程的概念模型。虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使操作者能夠真正進(jìn)入一個由計算機(jī)生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，與之產(chǎn)生互動，進(jìn)行交流。道路行駛過程中影響駕駛?cè)俗⒁獾囊蛩刂饕ㄐ熊嚟h(huán)境、遮擋、炫光以及駕駛?cè)俗陨硪蛩氐?。本試驗是通過設(shè)計山區(qū)隧道和山區(qū)轉(zhuǎn)彎兩路段的交通標(biāo)志試驗場景對駕駛?cè)俗⒁獾挠绊懸蛩剡M(jìn)行系統(tǒng)問卷調(diào)查，分析結(jié)果表明用該仿真試驗來研究駕駛?cè)藢煌?biāo)志注意這種方法是可行的。關(guān)鍵詞：駕駛?cè)俗⒁?，試驗場景，交通?biāo)志，實驗設(shè)計 Ⅰ AbstractAbstractRoad traffic system is made up of people, vehicles, roads, environment is a plicated large system posed of four elements. Driver as a unique thinking mode of the system, can be self feedback correction individual behavior of plex dynamic main body, is the core of the system elements, in the control and coordinated transportation system plays a leading role. Driving people to pay attention to the process is with the mental processes of perception and judgment of the results. We according to the principle of cognitive psychology, from the drivers sense of perception, consciousness, memory, and other characteristics, by means of driver39。s adaptability analysis, concluded that drivers pay attention to the concept of process model.Virtual Reality (Virtual Reality) is a high and new technology in recent years, the use of Virtual Reality technology can make the operator can enter a real interactive 3 d Virtual environment generated by puter, and the resulting interaction, for munication. Affect drivers pay attention to in the process of road factors mainly includes the driving environment, shade, dazzle light and driver itself factors, etc. This test is designed by two sections of the tunnel and turn in the mountainous area traffic signs for drivers to pay attention to the influence factors of test scenarios system questionnaire, analysis results show that the simulation test is used to study drivers on traffic sign note this method is feasible.Key words: The driver attention,test scenario, traffic signs,experimental desigⅡ 目錄目 錄中文摘要 IAbstract II目錄 III第一章 緒論 1 研究背景 1 研究目的與意義 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 國外研究現(xiàn)狀 3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié) 7 課題提出 8第二章 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的信息注意 9 信息注意 9 注意理論 9 信息處理過程及影響因素 10 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的注意特性 13 駕駛?cè)藢?biāo)志的警戒變化分析 13 駕駛?cè)硕▌莘治?15 駕駛?cè)俗⒁饨煌?biāo)志的過程分析 15 交通標(biāo)志顏色與形狀 17 圖形符號與漢字 19第三章 影響駕駛?cè)俗⒁饨煌?biāo)志的因素 20 20 20 20 21 21 21 21 22第四章 仿真試驗設(shè)計 23 23 試驗路段 24 山區(qū)道路轉(zhuǎn)彎處路段場景 24 山區(qū)道路隧道場景 26 試驗調(diào)查問卷的設(shè)計 28 試驗者的選取 28 試驗調(diào)查問卷的設(shè)計 29 交通標(biāo)志仿真試驗有效性試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 31結(jié)論 34參考文獻(xiàn) 35致謝 37IV第一章 緒論第一章 緒論 研究背景 隨著城市機(jī)動化水平的提高，我國交通安全問題日益嚴(yán)重。去年全國共發(fā)生道路交通事故 210812 起，造成 62387 人死亡。世界各國官方機(jī)構(gòu)和組織公布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在人、車、路和環(huán)境構(gòu)成的交通系統(tǒng)中，駕駛員過失是交通事故發(fā)生的主要原因。在以往的交通事故分析中，更多的是注重事故后的事故率統(tǒng)計，關(guān)注的更多的是道路的設(shè)計、車輛的狀況等外部因素，而駕駛員本身的原因則沒有得到足夠的重視。 公路交通標(biāo)志作為一種常見的基礎(chǔ)設(shè)施，通過向道路使用者傳遞道路交通狀況等信息引導(dǎo)其合理有序地利用道路資源，并借此提高交通安全水平和道路運(yùn)行效率。它直接影響著高速公路“快速、安全、舒適”功能的發(fā)揮以及經(jīng)濟(jì)效益的實現(xiàn)，對減輕事故的嚴(yán)重性、排除各種縱橫向干擾、提供視線誘導(dǎo)、增強(qiáng)道路景觀起著重要的作用。合理的標(biāo)志信息布設(shè)能使駕駛員在短時間內(nèi)獲取有效的出行信息，進(jìn)而避免產(chǎn)生不當(dāng)?shù)鸟{駛行為，減少操作失誤機(jī)率。公路交通標(biāo)志的服務(wù)對象主要是不熟悉路線或所在路網(wǎng)、地區(qū)、并對行駛路線有一定規(guī)劃的公路使用者。鑒于這一特點，公路標(biāo)志的信息量布設(shè)就顯得異常重要，特別在共線路段以及繞城高速上。 然而隨著我國公路網(wǎng)的快速發(fā)展，交通標(biāo)志應(yīng)用環(huán)境的變化，標(biāo)志在具體應(yīng)用過程中出現(xiàn)了一系列的新問題：1）交通標(biāo)志被遮擋問題。道路兩側(cè)行道樹遮擋交通標(biāo)志現(xiàn)象比較明顯，影響行車視線，給行車安全埋下了隱患。 2）標(biāo)志版設(shè)置位置不當(dāng)?shù)膯栴}。在一些道路緊急路段，警示標(biāo)志的設(shè)置位置對駕駛?cè)说淖⒁猱a(chǎn)生的影響，如提示物與提示標(biāo)志同時出現(xiàn)在駕駛?cè)艘曇爸?，?biāo)志對駕駛?cè)说挠绊懖荒芷鸬骄咀饔?，?dāng)改變標(biāo)志設(shè)置位置提前提示駕駛?cè)饲胺铰窙r。 上述公路交通標(biāo)志設(shè)置中暴露出來的新問題，在導(dǎo)致標(biāo)志布設(shè)不合理的同時，增加了駕駛員的視認(rèn)負(fù)擔(dān)，分散了駕駛員注意力，進(jìn)而影響到車輛的行駛安全。因此，有必要針對當(dāng)前我國公路交通標(biāo)志設(shè)置中所出現(xiàn)的問題，開展駕駛員注意交通標(biāo)志的研究，探討駕駛員由于注意交通標(biāo)志產(chǎn)生安全隱患的形成機(jī)理，并對可能產(chǎn)生的行車安全問題進(jìn)行研究。最后從保障駕駛員安全行車的角度提出公路交通標(biāo)志信息量布設(shè)的建議，為我國公路標(biāo)志設(shè)計和駕駛安全理論研究提供技術(shù)理論支持。 研究目的與意義開展交通標(biāo)志對駕駛?cè)俗⒁鈱嶒炘O(shè)計的目的在于通過駕駛模擬，利用動態(tài)仿真技術(shù)分析駕駛員注意標(biāo)志的過程和車輛運(yùn)行狀態(tài)的變化，找出公路指路標(biāo)志信息量與駕駛員的注視行為和車輛運(yùn)行狀態(tài)變化關(guān)系，為交通標(biāo)志的設(shè)計提供參考意見，為交通標(biāo)志的安全性研究提供理論基礎(chǔ)和基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。采用動態(tài)仿真技術(shù)對交通標(biāo)志注意的安全性進(jìn)行研究意義主要有以下幾點：1） 診斷交通標(biāo)志設(shè)計所存在的問題，減少事故隱患，降低事故率交通標(biāo)志布設(shè)以及在惡劣環(huán)境下駕駛員對標(biāo)志的視認(rèn)性較差等問題影響著駕駛員的行車安全性，增加了交通安全隱患。從安全的角度考慮標(biāo)志的設(shè)計問題，為減少事故隱患，降低事故率提供科學(xué)決策依據(jù)。2） 為改善標(biāo)志設(shè)計提供參考并為標(biāo)志的安全性研究奠定理論基礎(chǔ)通過仿真試驗，得出在不同行車條件下，駕駛員注意交通標(biāo)志時其注意行為變化指標(biāo)（識別時間、注視時間和注視次數(shù)）和車輛狀態(tài)變化指標(biāo)（加速度變化、汽車偏移變化）。據(jù)此分析由于駕駛員注視交通標(biāo)志所產(chǎn)生的安全隱患，從提高駕駛員注意安全性的角度合理優(yōu)化標(biāo)志的布設(shè)，為標(biāo)志的安全性研究提供理論基礎(chǔ)。目前對于標(biāo)志注意的安全性研究還有待深入，標(biāo)志布設(shè)的好壞與駕駛員的行車安全有著密切的關(guān)系，因此，展開標(biāo)志注意安全性的研究對于提高標(biāo)志布設(shè)的安全性有著重要的意義。 3）提升虛擬仿真應(yīng)用的有效性本論文是以文字類交通指路標(biāo)志為研究對象，在正式開始標(biāo)志注意試驗之前對文字類信息在虛擬仿真中呈現(xiàn)的有效性進(jìn)行了驗證，確定了標(biāo)志牌在虛擬仿真視景中的放大比例。此研究有利于利用駕駛虛擬仿真來研究信息的傳遞，提高了虛擬仿真應(yīng)用的有效性。 4）促進(jìn)仿真技術(shù)在交通安全領(lǐng)域研究中的應(yīng)用近幾十年來，駕駛模擬仿真技術(shù)有了很大的突破，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。駕駛模擬器能夠控制試驗影響因素，從駕駛員的細(xì)微表現(xiàn)來分析交通事故機(jī)理。除此之外，仿真技術(shù)所需的成本較低并且能夠根據(jù)需要隨時對方案進(jìn)行調(diào)整，方便靈活。本文利用駕駛模擬艙進(jìn)行交通標(biāo)志的視認(rèn)仿真試驗，推動仿真技術(shù)在交通安全領(lǐng)域中的應(yīng)用。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀國外對交通標(biāo)志的研究注重從人的角度出發(fā)，考慮人性化設(shè)計，具體的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)比較細(xì)致，主要研究可以劃分為以下幾個方面：1）從標(biāo)志的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)角度分析，研究符合本國道路環(huán)境特性的交通標(biāo)志。2002 年 Brian Wolshon 等分析了影響道路標(biāo)準(zhǔn)性能的各種環(huán)境因素，現(xiàn)場采集了大量數(shù)據(jù)，建立了不同顏色道路標(biāo)志的逆反射系數(shù)與道路標(biāo)志設(shè)立時間和道路標(biāo)志設(shè)置位置參數(shù)回歸關(guān)系模型。2003 年美國的交通標(biāo)志標(biāo)準(zhǔn)(MUTCD)，采用動態(tài)仿真試驗，模擬不同交通條件下駕駛員的視認(rèn)性對標(biāo)志的設(shè)置位置、文字大小等的影響，研究出符合美國道路交通特性的交通標(biāo)志，重點突出標(biāo)志的各種技術(shù)參數(shù)、設(shè)置位置、設(shè)置的安全性能等。2）標(biāo)志信息量過載研究學(xué)者