草原公路路域景观对驾驶员动态视觉特性的影响研究

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1、分类号U41学校代码10129UDC625学号2010307001草原公路路域景观对驾驶员动态视觉特性的影响研究StudyontheDriver'sDynamicVisualCharacteristicsofPrairieHighwayFieldLandscape申请人：解松芳学科门类：工学学科专业：森林工程研究方向：公路交通人机环境系统指导教师：朱守林教授论文提交日期：二〇一五年九月摘要公路交通是由人、车、路和环境所组成的复杂的人机环境系统。人是构成公路交通人机环境系统的核心要素。公路路域景观是公路交通人机

2、环境系统的重要组成部分，将通过视觉刺激直接影响到驾驶员的心生理状态、驾驶行为和疲劳水平。内蒙古自治区的草原面积占土地总面积的73.3％，草原是内蒙古自治区最主要的景观类型。全区大部分已建公路和规划的待建公路都处于草原地区。草原公路一般具有路域地形地貌变化较小，途经村镇少、线形简单、视距大和景观单一等特点。驾驶员在草原公路上行车时的操作转换频率低，所受到的视觉刺激少，常使驾驶员处于不合理的单调状态，从而易诱发驾驶员产生心理与生理疲劳，使驾驶员反应迟缓、注意力降低、对速度与距离估计偏差增大、感知与处理信息的能力下

3、降，严重威胁到行车安全。开展草原公路路域景观对驾驶员动态视觉特性的影响研究对丰富和完善草原公路景观设计、改善和优化草原公路景观环境、提高驾驶员行车的舒适性、减轻驾驶员疲劳和增强行车安全等都有着较强的现实意义。本文对内蒙古境内的5条草原公路路域景观进行调查，并采用综合分类法对草原公路路域景观进行分类；结合视觉生理学和心理学的理论选择反应驾驶员动态视觉特性的眼动指标；通过实际驾驶试验采集驾驶员在草原公路上行车时的眼动数据，通过对各驾驶员眼动指标的分析，深入研究草原公路路域景观对驾驶员动态视觉特性的影响，掌握驾驶员

4、在不同景观环境下的视觉特性及其变化规律；采用驾驶员的动态视觉特性指标分析与多级模糊综合评价相结合的方法对草原公路路域景观质量进行了研究与评价。为今后草原公路人机环境系统优化奠定了基础。通过对草原公路路域不同景观环境对驾驶员动态视觉特性的影响研究，得出如下结论：（1）由于草原公路在地域、景观及线形等方面存在很大的差异性。采用综合分类法把草原公路路域景观划分为：典型草原景观、半荒漠化草原景观、丘陵区草原景观、沙化严重的草原景观和湿地草原景观。（2）在五种草原公路路域景观环境下驾驶员瞳孔面积变化率主要集中在0~10

5、%范围内；眨眼持续时间主要集中在150~300ms范围内，说明不同类型的草原公路路域景观对驾驶员瞳孔面积和眨眼持续时间的影响不明显。（3）在丘陵区草原景观和湿地草原景观环境驾驶员的扫视幅度主要集中5°~20°范围内，其他景观上主要集中0~10°范围内；说明不同类型的草原公路路域景观对驾驶员扫视幅度影响比较显著。（4）在典型草原景观、半荒漠草原景观和湿地草原景观下驾驶员的平均注视持续时间较长。丘陵区草原景观和沙化严重的草原景观环境下驾驶员的平均注视持续时间偏小。说明不同类型的草原公路景观对驾驶员注视持续时间影响

6、较显著。（5）典型草原景观、半荒漠化草原景观和沙化严重的草原景观视觉质量较差；丘陵区草原景观和湿地草原景观的视觉质量较好。（6）典型草原景观和半荒漠化草原景观在草原公路路域景观中占80%以上，其他景观类型所占比例较少。因此，草原公路路域景观质量总体较差，容易使驾驶员产生疲劳，严重威胁行车安全。关键词：草原公路；景观；眼动指标；视觉特性；评价StudyontheDriver'sDynamicVisualCharacteristicsofPrairieHighwayFieldLandscapeAbstractTh

7、ehuman-machineenvironmentalsystemconsistsofpeople,vehicle,roadandenvironment,andpeoplearethecoreelementwithinit.Highwaylandscape,acrucialandcriticalpartofhighwaytrafficman-machineenvironmentalsystem,stimulatesdriver'svision,whichdirectlyaffectstheirpsycholo

8、gyandphysiologystates,drivingbehaviorsandfatiguelevels.Accountingfor73.3%ofthetotalareainInnerMongoliaautonomousregion,grasslandconstitutesthemainlandscapetype,andmostofbuiltandbuildingroadsarelocatedi