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道路监控补光灯对青年驾驶员夜间行车安全影响研究

黄琼 焦朋朋 赵鹏飞 王健宇

黄琼, 焦朋朋, 赵鹏飞, 王健宇. 道路监控补光灯对青年驾驶员夜间行车安全影响研究[J]. 交通信息与安全, 2022, 40(4): 82-91. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.04.009
引用本文: 黄琼, 焦朋朋, 赵鹏飞, 王健宇. 道路监控补光灯对青年驾驶员夜间行车安全影响研究[J]. 交通信息与安全, 2022, 40(4): 82-91. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.04.009
HUANG Qiong, JIAO Pengpeng, ZHAO Pengfei, WANG Jianyu. Influences of Nighttime Supplemental Light for Road Monitoring on Driving Safety of Young Drivers[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2022, 40(4): 82-91. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.04.009
Citation: HUANG Qiong, JIAO Pengpeng, ZHAO Pengfei, WANG Jianyu. Influences of Nighttime Supplemental Light for Road Monitoring on Driving Safety of Young Drivers[J]. Journal of Transport Information and Safety, 2022, 40(4): 82-91. doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.04.009

道路监控补光灯对青年驾驶员夜间行车安全影响研究

doi: 10.3963/j.jssn.1674-4861.2022.04.009
基金项目: 

国家自然科学基金项目 52172301

北京市社会科学基金项目 21GLA010

详细信息
    作者简介:

    黄琼(1998—),硕士研究生. 研究方向:交通安全、道路交通工程. E-mail: huang_qiong8@163.com

    通讯作者:

    焦朋朋(1980—),博士,教授. 研究方向:交通管理、交通规划与管理、交通安全、智能交通系统等. E-mail: jiaopengpeng@bucea.edu.cn

  • 中图分类号: U491.5

Influences of Nighttime Supplemental Light for Road Monitoring on Driving Safety of Young Drivers

  • 摘要: 为了研究夜间环境道路监控补光灯对青年驾驶员驾驶行为的影响,考虑不同光照强度和是否存在行人横穿道路行为2个变量,通过UC-win/Road软件设计城市道路仿真场景,采用驾驶模拟器开展试验,并结合眼动仪、生理记录仪采集青年驾驶员的视觉、生理及驾驶操作3种特性指标。再利用重复测量方差分析方法,分析变量对青年驾驶员的3种特性的影响及其显著性水平。结果表明:①无论是否存在行人横穿道路行为,随着光照强度的增加,青年驾驶员的注视时间、瞳孔面积变化率及脑电(α+θ)/β均减小,心率增长率、制动踏板深度比例及制动反应距离均增加,表明光照强度越大对青年驾驶员的视觉、生理、驾驶操作特性越不利;②在存在行人横穿道路行为时,光照强度对青年驾驶员的视觉、生理及驾驶操作特性的影响更加明显;③当光照强度小于50 lx时,脑电(α+θ)/β和驾驶操作指标变化较缓,而光照强度大于50 lx时,脑电(α+θ)/β指标下降显著,变化率大于10%,其数值低于3.70,表明青年驾驶员产生情绪波动,警觉性显著增大,制动踏板深度比例显著增大,其数值大于0.55,制动反应距离超过13.40 m,制动操作力度较大,操作稳定性降低,且避让行人的成功率显著降低,不利于夜间行车。因此,建议道路监控补光灯的光照强度宜小于50 lx。

     

  • 图  1  试验设备

    Figure  1.  Equipments used in the simulation

    图  2  场景布设示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of test scenes

    图  3  试验环境

    Figure  3.  Test environment

    图  4  现场道路光照强度测量结果

    Figure  4.  The light intensity from on-site detections

    图  5  不同场景下的注视时间

    Figure  5.  Gaze duration of different scenes

    图  6  不同光照强度的瞳孔面积变化率

    Figure  6.  Change rate of pupil area under different light intensities

    图  7  不同光照强度的心率增长率

    Figure  7.  Heart rate growth rate of different light intensities

    图  8  不同光照强度的(α + θ)/β

    Figure  8.  (α + θ)/β Values of different light intensities

    图  9  不同光照强度的制动踏板深度比例

    Figure  9.  Brake pedal depth ratio ofdifferent light intensities

    图  10  不同光照强度的制动反应距离

    Figure  10.  Braking response distance of different light intensities

    表  1  试验场景中变量参数的设置

    Table  1.   Parameter setting of variables in tests cenes

    场景编号 光照强度/lx 有无行人横穿道路
    1 10
    2 10
    3 30
    4 30
    5 50
    6 50
    7 70
    8 70
    9 90
    10 90
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    表  2  不同光照强度注视时间方差统计分析

    Table  2.   Post-hoc analysis of gaze duration in different light intensities

    光照强度/lx 平均值差值 显著性 95%置信区间
    下限 上限
    10与30 0.211* < 0.01 0.191 0.232
    10与50 0.286* < 0.01 0.263 0.308
    10与70 0.330* < 0.01 0.304 0.357
    10与90 0.397* < 0.01 0.371 0.423
    30与50 0.074* < 0.01 0.065 0.084
    30与70 0.119* < 0.01 0.104 0.134
    30与90 0.186* < 0.01 0.173 0.199
    50与70 0.044* < 0.01 0.029 0.059
    50与90 0.112* < 0.01 0.097 0.126
    70与90 0.067* < 0.01 0.051 0.084
    注:*表示在p < 0. 05水平下存在显著差异
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    表  3  不同光照强度HRGR方差统计分析

    Table  3.   Post-hoc analysis of HRGR in different light intensities

    光照强度/lx 平均值差值/% 显著性 95%置信区间/%
    下限 上限
    10与30 -1.17 > 0.05 -2.35 0.01
    10与50 -2.10* 0.007 -3.59 -0.64
    10与70 -4.00* < 0.001 -5.16 -2.93
    10与90 -6.20* < 0.001 -7.56 -4.90
    30与50 -0.95 > 0.05 -2.26 0.36
    30与70 -2.90* 0.001 -4.36 -1.40
    30与90 -5.10* < 0.001 -6.56 -3.57
    50与70 -1.90* 0.048 -3.84 -0.02
    50与90 -4.10* < 0.001 -5.95 -2.27
    70与90 -2.20* 0.002 -3.49 -0.88
    注:*表示在p < 0. 05水平下存在显著差异
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    表  4  制动踏板深度比例方差统计分析

    Table  4.   Post-hoc analysis of brake pedal depth ratio

    光照强度/lx 平均值差值 显著性 95%置信区间
    下限 上限
    10与30 -0.05 > 0.05 -0.10 0.01
    10与50 -0.06* 0.02 -0.12 -0.01
    10与70 -0.17* < 0.01 -0.26 -0.08
    10与90 -0.21* < 0.01 -0.29 -0.13
    30与50 -0.02 > 0.05 -0.07 0.04
    30与70 -0.12* < 0.01 -0.19 -0.06
    30与90 -0.16* < 0.01 -0.23 -0.10
    50与70 -0.11* 0.01 -0.18 -0.03
    50与90 -0.15* < 0.01 -0.20 -0.09
    70与90 -0.04 > 0.05 -0.09 0.01
    注:*表示在p < 0.05水平下存在显著差异
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    表  5  不同光照强度的避让行人成功率

    Table  5.   Pedestrian avoidance success rate of different light intensities

    光照强度/lx 避让行人成功率/%
    10 100
    30 100
    50 95
    70 90
    90 85
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    表  6  制动反应距离方差统计分析

    Table  6.   Post-hoc analysis of braking response distance

    光照强度/lx 平均值差值 显著性 95%置信区间
    下限 上限
    10与30 -0.84* 0.01 -1.45 -0.24
    10与50 -1.12* < 0.01 -1.67 -0.58
    10与70 -1.40* < 0.01 -1.83 -0.96
    10与90 -2.37* < 0.01 -2.87 -1.87
    30与50 -0.28 > 0.05 -0.88 0.32
    30与70 -0.55 > 0.05 -1.15 0.04
    30与90 -1.52* < 0.01 -2.19 -0.86
    50与70 -0.27 > 0.05 -0.76 0.21
    50与90 -1.24* < 0.01 -1.74 -0.75
    70与90 -0.97* < 0.01 -1.40 -0.54
    注:*表示在p < 0. 05水平下存在显著差异
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  • 收稿日期:  2022-01-26
  • 网络出版日期:  2022-09-17

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