驾驶行为评价系统.docx
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驾驶行为评价系统
《驾驶行为表征指标及阐发办法研究》（吉林年夜学博士论文）
令狐采学
目录：
1.国内外文献综述
2.驾驶行为信息收集计划
3.驾驶行为表征指标体系构建
4.平安性评估办法
5.驾驶人认知能力评估指标体系及办法
6.典范应用
1.国内外文献综述
研究布景：
车越来越多、交通事故多、平安很重要、交通事故的预防亟待解决、国家重视、驾驶人员的错。
研究意义：
1.驾驶行为平安性提升提供技术支持（改良驾驶培训质量和教育质量）2.车辆平安性……理论基础3.路途平安性……理论基础4.后续研究……理论基础。
研究现状：
内容多、要求高、难度年夜。
研究框架如下：
（1）驾驶行为信息收集：
实验环境（各种平台）、车辆运动及操控信息收集（仿真驾驶车辆信息、实际车辆信息收集系统、监控记录仪）、驾驶人生理、信息收集。
（2）驾驶行为技术阐发：
面向驾驶行为阐发的虚拟交通情景构建技术；驾驶行为表征体系研究；实验设计及数据阐发办法研究。
（3）驾驶行为理论研究：
建模、状态辨识、适应性、
后面：
略
2.驾驶行为信息收集系统设计及实现
驾驶行为信息分类：
感知、决策、操控
驾驶行为数据收集阐发：
驾驶人基本信息
姓名
年龄
身份证号码
文化水平
1文盲2初中级以下3高中4年夜学及以上5不明
3年内交通肇事次数
驾驶员视觉信息：
注视行为表征参数
注视点坐标
注视点数目
注视继续时间（毫秒）
注视点顺序
瞳孔年夜小（驾驶人员的紧张水平）
视觉搜索广度（度）
注视点间距离
累积注视时间
扫视行为表征参数
扫视继续时间
扫视幅度（角度）
扫视平均速度（度/秒）
扫视平均峰值（在一次连续扫视中，所有样本点中速度最年夜的样本点对应的扫视速度）
扫视角度（带标的目的）
驾驶人生理特征信息
信息分类
特征指标
单位
备注
心率变异指标
5min总功率
ms^2
选按时限内NN间期的变异
VLF（极低频）
ms^2
VLF规模内的功率
LF（低频）
ms^2
LF规模内的功率
LFnorm
nu
LF功率标准化单位
HF（低频）
ms^2
HF规模内的功率
HFnorm
nu
HF功率标准化单位
LF/HF
LF与HF之比
呼吸指标
呼吸频率
次/分
单位时间内呼吸次数
体温指标
体表温度
摄氏度
体表温度值
脑电指标
Delta波
脑电波，频率小于4赫兹频带
Theta波
频率在48赫兹之间
Alpha波
频率在813赫兹
Beta波
频率年夜于13赫兹
皮肤电指标
反响皮肤电流变更，体现情绪变更
驾驶人心理特征指标
指标名称
单位
指标解释
深度知觉
厘米
表征个体对同一物体凹凸或不合物体远近的感知能力
反响时间（手、脚）
毫秒
安慰的呈现到反响的开始之间的时距
速度知觉
毫秒
表征指人对物体运动速度准确感知的能力
举措稳定性
%
表征人在完成一项任务的时候的举措稳定水平
时空判断
%
表征人对移植物体时间、空间位置判断的准确性
综合反响
毫秒
表征人对特定安慰的响应、判断及手脚反响能力
驾驶人把持行为信息
指标名称
单位
指标解释
标的目的盘转角
度
驾驶人转动标的目的盘的角度
档位
档位所处的状态1倒档、0空档、15档
加速踏板开合度
%
加速踏板踩踏水平占总行程的比例
制动踏板开合度
%
制动踏板踩踏水平占总行程的比例
转向灯状态
用于表征转向灯的状态
车辆运行状态信息
指标名称
单位
指标解释
速度
公里/小时
车辆运行实时丈量速度值
纵向加速度
米/秒平方
描述车辆纵向加减速行为
横向加速度
米/秒平方
描述车辆的横向侧倾特征
距离信息
米
描述车辆驶过的距离
路途基本信息
2.2.1驾驶人生理、心理信息收集
（详细介绍了各种仪器）
2.2.2驾驶人操控及车辆运行信息收集计划及技术实现
软件实现
2.2.3基于GPS的路途信息收集计划及技术实现
①数据坐标转换
②样本点的识别与分类
③计算模块设计及功能：
采样点坐标输入
↓
计算里程、曲率、删去异常点
↓
判断样本点所属曲线是直线还是曲线
↓
进行曲线（直、圆）拟合，求解相关参数
↓
计算缓和曲线相关参数
↓
计算平曲线一览表相关参数
↓
输出
（并附有详细的函数以及输入输出数据形式）
2.3.1驾驶行为信息同步需求：
信息同步的需要性、信息同步需求
2.3.2信息同步的实现：
利用Observer
3.驾驶行为表征指标体系构造
3.1驾驶人感知行为表征指标
3.1.1视点散布规模指标
3.1.2注视区域散布比例指标
（1）注视区域划分：
左前中前右前、左窗仪表右窗、左后中后右后；用矩阵暗示（比例）
3.1.3注视序列指标：
注视链、利用Observer
3.2驾驶决策行为表征指标
3.2.1驾驶决策行为含义：
以“环境信息、本车状态、交通情景”为输入，以“驾驶行为”为输出的一种映射关系
3.2.2决策行为阐发载体（5个场景）
3.2.3驾驶决策行为表征指标：
“决策规则”和“决策反响时间”两个方面
（1）驾驶决策类型及编码：
情景：
E横向：
左转L，右转R，纵向：
维持N加速A，减速D，维持K
（2）驾驶决策反响时间
（3）指标收集办法：
利用Observer
3.3驾驶人操控行为表征指标
3.3.1纵向操控行为表征指标
（1）换档频率：
RateGearChange=N/T（单位时间内换层次数=指阐发时段内换层次数/阐发时段的时间长度）
（2）空档滑行比率：
GearZeroRate=Tzero/T（空档滑行时间比率=阐发时段内空档时段所占时长/阐发时段的时间长度）
3.3.2横向操控行为表征指标
（1）转向灯使用频率：
LightChangeRate=Nl/T（单位时间内转向灯使用次数=阐发时段内转向灯使用次数/阐发时段长度）
（2）转向灯合理性指标:
设T=转向灯使用次数/变动车道次数。
则当转向灯使用次数多于变动车道或转弯次数时，即当T>1时，则存在变道、转弯意图但未胜利执行的情况；反之，说明驾驶人在变道、转弯时存在不使用转向灯的情况。
通常情况下T值会在1邻近摆荡，当T<1时，则会呈现T越小，事故隐患越年夜的趋势。
3.4车辆运行状态表征指标
3.4.1车辆纵向运动状态表征指标：
（1）速度标准差、加速度标准差
（2）庞卡莱截面
3.4.1.2车速变异性指标的求算
3.4.2车辆横向运动状态表征指标：
标的目的盘转角标准差
3.5驾驶行为影响关键因素判别办法
3.5.1驾驶行为实验设计办法
3.5.1.1驾驶行为实验因素水平阐发
3.5.1.2实验计划确定办法（部分举例）
3.5.2单指标正交实验条理模型
3.5.3因素水平对结果影响水平阐发办法：
矩阵
4.基于模糊网络条理阐发理论的驾驶行为平安性评估办法
（1）驾驶行为评估对象及关系阐发：
“感知平安性”、“决策平安性”、“操控平安性”
（2）评估思路及办法选择：
模糊理论和ANP理论
确定指标品级
5.驾驶人认知能力评估指标体系及办法
专家评估占一定比重（置信权重）还有一部分数据挖掘
完成指之间对目标（平安性）的比重
以及具体的操纵实施办法
6.典范应用
7.总结和展望：
略
次任务驾驶平安性评价指标及评价模型研究
（）德尔菲法：
由美国著名的思想库—兰德公司首创，该办法是以专家的经验
知识知觉和判断为基础的评估办法德菲尔法针对专家采取问卷形式调查，包管每
名专家的自力性，且不受其他权威人士的干扰，并且能在相互反响的基础上进行修正。
（）熵值法：
根据某项指标的指标变异水平确定指标权重指标值的变异水平越
年夜，含有的信息量就越年夜，其信息熵越小，该指标的权重系数越年夜；反之，指标的变
异水平越小，含有的信息量就越小，信息熵越年夜，该指标的权重系数就越小
（）主成分阐发法：
皮尔逊（）首先创用了主成分阐发法，并由贺德临
（，）加以成长该办法主要通过求协方差和相关系数矩阵特征值和特征
根，并依照贡献率的不合确定出指标权重
（）因子阐发法：
该办法由英国统计学家斯皮尔曼创造，它利用评价指标含有的
信息，将指标依照不合的类别进行分类，并建立因子模型，将原来的指标整合成少数
不成观测且相互无关的因子
（）条理阐发法（，）：
年美国匹兹堡年夜学
提出了条理阐发法，首次将定性阐发与定量阐发结合在一起该办法首先请专家
针对不合评价条理中的指标进行评价，并建立相应的判断矩阵，然后通过求矩阵特征
值的办法确定出指标的权重
（）网络阐发法（，）网络阐发法是年
再次提出的一种评价办法是在条理阐发法（）基础上延伸的一种
主观与客观相结合的决策办法构建网络式评价体系，层与层之间可以反响，单
层内可以相互关联
（）模糊网络阐发法（）该办法实现了模糊综合评判与网络阐发法的有
机结合，年南京理工年夜学唐小丽在其博士论文中明确提出了模糊网络阐发法，并
将网络阐发法应用到模糊综合评判中，该办法针对具有依赖反响的庞杂问题进行赋权，
评价效果良好
驾驶行为
表征参数
视觉行为
注视行为
路途注视频率
视线离开路途时间百分比
长注视次数
注视区域熵率
水平标的目的视角标准差
垂直标的目的视角标准差
扫视行为
平均扫视幅度
平均扫视速度
扫视峰值速度
眨眼行为
眨眼频率
平均眨眼继续时间
车辆运行状态
纵向运行状态
纵向速度均值
纵向速度标准差
纵向加速度标准差
横向运行状态
标的目的盘转角标准差
标的目的盘转角熵值
横向加速度标准差
基于车辆运行监控系统的驾驶行为平安与节能
美国汽车工程协会（SAE）在1971年以控制器局域网（CAN2.0B）作为网络核心协议制定了《车辆网络串行通信和控制协议》（SAEJ1939）标准，参照国际标准化组织（ISO）的开放式数据互联模型界说了7层基准参考模型，规定了汽车内部电子控制单位（ECU）的地址配置、命名、通讯方法以及报文发送优先级等，并对汽车内部各个具体的电控单位通讯作了详细的说明，这一标准成为车队管理技术成长的基础。
它使得整车的ECU形成一个控制局域网（CAN总线），加之汽车零部件生产商与办事供应商运用信息技术与网络技术（IT&INTERNET），将自动车辆定位（AVL）控制器局域网系统与固定的车辆管理信息系统连接形成的车载通讯电脑，使得运输企业利用电脑管理运输活动的管理系统成为可能。
国内研究情况：
1.智能运营管理系统：
苏州金龙―“GBOS”智慧运营系统
权重：
超速25%、发念头超转（非经济转速）5%、急加速15%、急减速15%、绿区驾驶（发念头最佳油耗区域）10%、长时间怠速10%、空挡滑行10%、怠速使用空调5%等九项评价指标
2.宇通客车―“安节通”智能运营系统
系统主要由车载终端设备、无线传播媒介、办事器平台三年夜部分组成
3.青年客车―“行车宝”系统
对车辆在运行过程中的经济转速区（绿区）停留平均时间、急加速、急减速、发念头超转、离合器使用、紧急制动等操纵行为进行有效管理，通过燃油油量传感器监控、燃油流量传感器监控、怠速时间监控、怠速时间油量消耗监控及同辆车不合驾驶员的油量消耗数据比较阐发等方法提高车辆运营的能效。
第二章驾驶行为平安与节能评价指标研究
2.1驾驶行为平安评价指标研究（根据交通事故产生的原因）
指标确定：
2.2驾驶行为节能评价指标研究
从行车前准备、驾驶操纵（发念头起动、车辆预热、起步、换挡变速、加速、减速、车速控制、转向控制、特殊路段驾驶、行车温度控制、空调使用、发念头熄火、行车中检查、停车）、收车后检查等方面规范了驾驶员的驾驶操纵。
（1）车辆预热
推荐柴油机的最佳升温转速为1300r/min，柴油机的起步冷却液温度为40℃。
因此，在气温不太低的情况下，发念头起动后在原地怠速运转不超出60s，无需专门预热即可起步。
（2）起步操纵
（3）档位操纵
（4）加速操纵
驾驶经验和试验结果均标明，缓加速比急加速要省油，就是强调了加速操纵的柔和
性。
从而将加速操纵的节能评价标准定为汽车的加速度。
（5）减速操纵
在同样的减速区间，采取急减速（Ja=0.69m/s2）将比平缓减速（Ja=0.3m/s2）多的百公里油耗年夜25.84%，减速距离短45.24m，油耗多0.21ml。
不无暇挡滑行。
（6）车速控制
当加速踏板位置不稳、车速上下摆荡时，汽车的百公里油耗会增加，并且速度摆荡越年夜，百公里油耗增加越年夜。
另外，在速度摆荡规模相同的情况下，踩加速踏板越急比缓冲加速踏板的百公里油耗要高。
（7）车辆怠速
因此，当汽车停车后（尤其是长时间停车），要尽量减少发念头怠速空转时间，及时使发念头熄火。
（8）车辆技术状况
因此将用车辆信息技术监测车辆是否有故障信息作为评判车辆技术状况的办法之一。
（9）车辆空调使用
评判空调使用合理性的较好办法是判断车厢内的温度是否过低。
综上
2.3驾驶行为平安与节能评价指标体系
驾驶行为
评价指标
备注
车辆预热
发念头预热
怠速预热
节能评价指标
底盘预热
低速预热
节能评价指标
起步操纵
发念头高转速
节能评价指标
档位操纵（档位选择）
绿区驾驶
节能评价指标
加速操纵
急加速
节能评价指标
减速操纵
紧急制动
急减速
平安与节能评价指标
空挡滑行
空挡滑行
平安与节能评价指标
熄火滑行
熄火滑行
平安评价指标
车速控制
超速行驶
超速行驶
平安与节能评价指标
频繁变速
车速平稳情况
节能评价指标
转向控制
弯道转向
平安评价指标
急打标的目的
平安评价指标
平安带使用
系平安带
平安评价指标
车厢内温度调节
空调使用
节能评价指标
车辆怠速
超长怠速
节能评价指标
车辆技术（驾驶“带病”车辆行驶）
车辆异常状态
平安与节能评价指标
驾驶员状态
疲劳驾驶
平安评价指标
酒后驾驶
平安评价指标
第三章驾驶行为平安与节能评价办法研究
3.1驾驶行为平安与节能评价指标理论模型
3.1.1车辆预热
（1）评价模型及参数阐发
（3）评价办法
对车辆怠速预热操纵的合理性，主要从三个方面来进行评价：
（1）t≤ta1，即怠速时间不克不及过长；
（2）T≤Ta1，即怠速时冷却液温度不该上升过高；（3）n≤na1，即怠速时不该使发念头高速空转。
当t＞ta1时，记录累计怠速预热时间及该不良驾驶行为的次数；当T＞Ta1时，记录累计怠速预热时间及该不良驾驶行为的次数；当n＞na1时，记录该不良驾驶行为的次数。
对车辆底盘预热操纵的合理性，主要从两个方面来进行评价：
（1）Sa1≤S≤Sa2，即预热行驶距离应在合理规模；
（2）n≤na2，即预热行驶时不该使发念头高速空转。
当S＞Sa2或者S＜Sa1时，记录底盘预热距离及该不良驾驶行为的次数；当n＞na2时，记录该不良驾驶行为的次数。
gi=60*n/（V*K）
K=i*1000/（2*3.14*r）
（3）评价办法
对起步操纵的合理性，主要是发念头转速n≤na3，即汽车起步时不该猛踩加速踏板使发念头转速过高。
如果n＞na3时，认为起步时存在猛踩加速踏板的操纵，则记录该不良驾驶操纵的次数。
3.1.3挡位操纵
3.1.4加速操纵
J=（V2－V1）/（t2－t1）
3.1.5减速操纵
3.1.6车速控制
ddv＝（J2－J1）/（t2－t1）
3.1.7转向操纵
3.1.8车辆怠速
3.1.9灯光操纵
3.1.11车辆技术状况
3.1.13驾驶员状态
软件完成
升级会员 