利用驾驶模拟器分析驾驶员规避行为时间对追尾碰撞风险的影响

Analysis of effects of driver’s evasive action time on rear-end collision risk using a driving simulator

作者：Dhwani, S.&Chris, L.

知识搬运工（翻译者）：代莉

审核：沈振宇

1.引言

驾驶员的规避行为与追尾交通事故中的碰撞风险密切相关，事故替代技术（SSMs）是识别追尾碰撞最广泛使用的方法之一，为了量化碰撞风险，以前的研究使用车辆轨迹来估计事故替代技术。然而，车辆轨迹不能清楚地显示驾驶员规避行为是否存在以及规避行为时间。因此，本研究根据驾驶员使用油门及刹车踏板的情况来确定驾驶员的规避行为，并分析驾驶员的规避行为时间对追尾碰撞风险的影响。

2.研究问题

使用驾驶模拟器的车辆动力学和轨迹，分析驾驶员的规避行为和引领车辆（汽车或卡车）类型对汽车驾驶员追尾碰撞风险的影响。

3.研究方法

被试：50名驾驶员（34名男性及16名女性），其中25岁以下37人，26-35岁7人，36岁以上6人。

实验设备：驾驶模拟器，包括驾驶座、方向盘和驾驶室内的油门/刹车踏板，以及三个液晶显示器。

实验流程：参与者分别在以下两个假设的交通场景中驾驶，路段为双向四车道高速公路（限速100km/h）：

（1）汽车场景：所有相互冲突的车辆都是汽车(除了高速公路中间停下的两辆卡车)，平均时速为100km/h。

（2）卡车场景：所有相互冲突的车辆都是卡车，平均时速为90-95km/h。

交通运动学（前后车速度与间距）及车辆动力学（油门踏板位置和制动踏板力）数据以60hz提取。参与者完成测试后，提供年龄和驾龄信息。

实验步骤：一开始，实验车被安置在入口匝道上；然后驾驶员开始加速进入主线高速公路；其后，驾驶员会遇到不同的情况，例如有两辆停下的卡车(每条行车线各停一辆)，以及一辆正从入口匝道驶来的卡车。高速公路被分为七个不同的区段，如图1所示。每段道路的行车情况及长度如下：

（1）当实验车进入主线高速公路时，驾驶员看到其他车辆正在高速公路上接近，驾驶员需要调整自己的速度来完成合流过程（长度: 2.51公里)。

（2）合流后驾驶员可以正常驾驶，他可以看到前面的卡车，但是可能没有察觉到卡车已经停下来了(长度: 1.15公里)。

（3）当实验车接近两辆停下的卡车时，驾驶员必须减速，以便完全停在其中一辆卡车后面(长度: 3.06公里)。

（4）当停下的卡车开始行驶时，驾驶员可以正常驾驶，不必改变车道(长度: 8.72公里)。

（5）驾驶员可以看到一辆车从入口匝道驶入主线高速公路，驾驶员可以选择让步合流车辆，也可以选择加速以避免与合流车辆发生冲突(长度: 2.24公里)。

（6）经过合流之后，驾驶员正常行驶，无需改变车道（长度：6.32公里)。

（7）驾驶员会看见必须离开高速公路的信息，需要通过出口匝道离开，并在匝道上停车（长度：3.62公里)。

图1驾驶模拟器实验中的路段分类（数字代表不同的冲突车辆）

分析方法：

（1）追尾碰撞风险的估计

采用DRAC来量化碰撞风险，DRAC定义为后车停在引领车辆后面所需的最小减速率。

（2）碰撞风险预测模型

使用广义线性模式(GLM)和随机效应模型，建立了碰撞风险预测模型。

4.研究结果

（1）DRAC（后车停在引领车辆后面所需的最小减速率）随着规避行为时间的增加而减少。

（2）在第三路段和第五路段，驾驶员特征（性别和驾龄）对追尾碰撞风险的影响尤为显著。

（3）在汽车和卡车场景中，同一变量对追尾碰撞风险的影响存在差异。

（4）规避行为时间在卡车场景下比在汽车场景下具有更显著的随机效应。

5.结论

研究表明，驾驶员采取规避行为时间越长，追尾碰撞风险就会越低。在复杂驾驶条件下，驾驶员特征对追尾碰撞风险的影响更显著。除此之外，引领车辆的类型对追尾碰撞风险也有影响。最后，卡车场景下不同驾驶员的规避行为差异更显著。

6.文献出处

Dhwani, S.&Chris, L.(2021). Analysis of effects of driver’s evasive action time on rear-end collision risk using a driving simulator. Journal of Safety Research,78,242-250.

7.点评

本研究的发现有助于我们更好地理解在不同驾驶条件下，驾驶员特征、规避行为与追尾风险之间的关系。在未来的研究中，建议在不同的车辆类型、道路线形、交通环境和天气条件下，利用车辆动力学和轨迹，更广泛地分析驾驶员规避行为对碰撞风险的影响。

注：由于水平有限，翻译中难免存在不准确或错误之处，请以原文为准，并欢迎指正。

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