高速公路养护作业上游过渡区驾驶员注视转移特性研究

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2019.05.15

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2019, Vol. 38 ›› Issue (05): 86-90.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2019.05.15

高速公路养护作业上游过渡区驾驶员注视转移特性研究

高建平1，谢义昌1，刘圆圆1，安文娟2

(1. 重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074； 2. 招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067)

收稿日期:2017-07-24 修回日期:2017-11-01 出版日期:2019-05-15 发布日期:2019-05-15
作者简介:高建平(1965—)，男，河南叶县人，教授，博士生导师，主要从事道路安全、道路规划设计及高速公路运营方面的研究。E-mail：jianping-gao@163.com。通信作者：谢义昌(1992—)，男，河北邢台人，硕士研究生，主要从事道路安全理论与技术方面的研究。E-mail：2438575871@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51378520)

Characteristics of Drivers Gaze Shift in Upstream Transition Area of Expressway Maintenance Operation

GAO Jianping1, XIE Yichang1, LIU Yuanyuan1, AN Wenjuan2

(1. School of Civil Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China; 2. China Merchants Chongqing Communications Research & Design Institute Co. Ltd., Chongqing 400067, P. R. China)

Received:2017-07-24 Revised:2017-11-01 Online:2019-05-15 Published:2019-05-15

摘要/Abstract

摘要： 为研究高速公路养护作业上游过渡区驾驶员的注视行为特性，利用Smart Eye Pro5.7型非侵入式眼动仪开展实车试验，监测并记录3名被试驾驶员经过普通路段和养护作业上游过渡区的眼动数据。应用动态聚类算法和马尔可夫链理论研究了在高速公路普通路段和上游过渡区行车环境下，驾驶员注视转移规律和注视行为平稳分布特征。结果表明：前方视野、左侧远处和右侧远处是驾驶员获取道路信息的主要区域，注视概率累计达70%以上；注视点有以前方视野为中心在各注视区域之间转移的趋势；与普通路段相比，上游过渡区驾驶员视觉搜索范围减小，主要目标物回视概率增加，受养护作业封闭车道的影响，驾驶员需多次注视交通安全设施以获取足够的车道渠化与行车要求等信息，同时需要注意相邻车道的车辆行驶状态。

关键词: 交通工程, 高速公路, 上游过渡区, 注视转移, 马尔可夫链

Abstract: To study the gaze behavior of drivers in the upstream transition zone of highway maintenance operations, real vehicle driving tests were carried out with application of non-contact eye tracker Smart Eye Pro5.7. Eye movement data of 3 tested drivers were monitored and recorded when crossing the upstream transition area of the normal road section and the maintenance operation section. The dynamic cluster algorithm and Markov chain theory were applied to analyze the regularity of drivers gaze shift and the smooth distribution of drivers gaze behavior in traffic environment of common section and upstream transition zone of expressway. Results show that: the front view, far left and far right are the main areas where the drivers get the road information, in which the gaze probability accumulates more than 70 percent; the fixation points have the tendency to transfer between fixation areas taking front view as a center; compared with the normal section, the drivers visual search range is reduced and the probability of gaze return of the main target is increased in upstream transition area; under the influence of the closed lane of maintenance operation, drivers need to pay attention to traffic safety facilities for many times to obtain enough information about the lane channelization and traffic requirements, and at the same time, they need to pay attention to the driving state of vehicles in adjacent lanes.

Key words: traffic engineering, expressway, upstream transition area, gaze shift, Markov chain

中图分类号:

U491.2+54

高建平1，谢义昌1，刘圆圆1，安文娟2. 高速公路养护作业上游过渡区驾驶员注视转移特性研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(05): 86-90.

GAO Jianping1, XIE Yichang1, LIU Yuanyuan1, AN Wenjuan2. Characteristics of Drivers Gaze Shift in Upstream Transition Area of Expressway Maintenance Operation[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2019, 38(05): 86-90.

参考文献

［1］ SIVAK M. The information that drivers use: Is it indeed 90% visual？［J］. Perception, 1996, 25(1): 1081-1089.
［2］刘志强，於以辰，汪澎.驾驶员注视行为模式识别技术研究［J］.中国安全科学学报，2013, 23(6)：80-85.
LIU Zhiqiang, YU Yichen, WANG Peng. Study on drivers gaze behavior pattern recognition technology［J］. China Safety Science Journal, 2013, 23(6): 80-85.
［3］袁伟，付锐，郭应时，等.基于马尔可夫链的驾驶员视觉转移特征分析［J］.长安大学学报(自然科学版)，2012，32(6)：88-93.
YUAN Wei, FU Rui, GUO Yingshi, et al. Drivers visual transition characteristics based on the Markov chain［J］. Journal of Changan University(Natural Science Edition), 2012, 32(6): 88-93.
［4］徐慧智，裴玉龙，于涛，等.驾驶员车道变换视点转移模型及其参数标定［J］.公路交通科技，2010，27(11)：118-121.
XU Huizhi, PEI Yulong, YU Tao, et al. A model of drivers fixation point shift during lane change and its parameter calibration［J］. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2010, 27(11): 118-121.
［5］郭应时，袁伟，付锐，等.基于注视转移模式的驾驶熟练程度评价方法［J］.交通运输工程学报，2014，14(4)：98-104.
GUO Yingshi, YUAN Wei, FU Rui, et al. Evaluation method of driving proficiency based on fixation transition mode［J］. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2014, 14(4): 98-104.
［6］ UNDERWOOD G, CHAPMAN P, BROCKLEHURST B, et al. Visual attention while driving: sequences of eye fixations made by experienced and novice drivers［J］. Ergonomics, 2003, 46: 629-646.
［7］ ITTI L, KOCH C. A saliency-based search mechanism for overt and covert shifts of visual attention［J］. Vision Research, 2000, 40(12): 1489-1506.
［8］ TORBJRNF, GREGERSEN N P. Fixation patterns of learner drivers with and without cerebral palsy(CP) when driving in real traffic environments ［J］. Transportation Research Part F: Traffic Psychology & Behaviour, 2001, 4(3): 171-185.
［9］蒋生珍，王舸，张续光，等.山区高速公路门架式标志牌视认特性研究［J］.科学技术与工程，2016，16(19)：294-299.
JIANG Shengzhen, WANG Ge, ZHANG Xuguang, et al. Analysis of eye movement characteristics of the span overhead sign in mountainous expressway［J］. Science Technology and Engineering, 2016, 16(19): 294-299.
［10］万树平.动态聚类法在经济差距分类中的应用［J］.统计与决策，2007(13)：140-140.
WAN Shuping. Application of dynamic clustering method in economic disparity classification［J］. Statistics and Decision, 2007(13): 140-140.
［11］ GAO Jianping, ZHANG Xuguang. Driver lane keeping and vision behavior in fog based on dynamic clustering method［J］. Iberian Journal of Information Systems and Technologies, 2016(12): 157-165.
［12］石云平，辛大欣.基于K-means聚类算法的分析及应用［J］.西安工业学院学报，2006，26(1)：45-48.
SHI Yunping, XIN Daxin. Analyse and application based on K-means clustering algorithm［J］. Journal of Xian Institute of Technology, 2006, 26(1): 45-48.
［13］高建平，廖丽.互通式立交匝道连续分流点最小间距研究［J］.重庆交通大学学报(自然科学版)，2014，33(2)：103-107.
GAO Jianping, LIAO Li. Minimum spacing between successive exits terminals in interchange ramps［J］. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2014, 33(2): 103-107.
［14］刘浪，白彬，燕南，等.基于驾驶员视认性的山区双车道公路交叉口停车视距计算［J］.重庆交通大学学报(自然科学版)，2017，36(5)：98-103.
LIU Lang, BAI Bin, YAN Nan, et al. Calculation on stopping sight distance of two-Lane mountainous highway intersection based on drivers visual characteristics［J］. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2017,36(5): 98-103.
［15］刘建民.随机过程［M］.西安：西北大学出版社，2004.
LIU Jianmin. Stochastic Process［M］. Xian: Northwestern University Press, 2004.

[1]	唐继强1, 2，钟鑫伟2，刘健1，李天瑞3. 基于时间序列季节分类模型的轨道交通客流短期预测[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 31-38.
[2]	戚春华，王笑男，朱守林，李航天. 基于驾驶员视觉兴趣区域的交通工程设施信息量阈值研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 53-60.
[3]	邓天民1，朱杰2，朱凯家1，屈治华3. 基于iForest+Biscting K-means的驾驶风格辨识方法研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 1-6.
[4]	许茂增,张莉. 基于双射软决策理论的路段拥堵影响力识别[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 7-11.
[5]	王涛1，谢思红1，黎文皓1,2，李文勇1. 基于FFOS-ELM和PF的短时交通流自适应预测模型[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 21-27.
[6]	张诚1，汪成银1，陈志伟2，张正向3，张子磊3. 基于空间流量度的城市路网关键节点挖掘方法[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 28-35.
[7]	王永岗，张衡，彭志鹏，周琬琦. 基于结构方程模型的出租车事故影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 36-42.
[8]	朱顺应，李维吉，林小媛，肖文彬，王红. 特色小镇游客车辆无复检管控点布设研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(06): 52-58.
[9]	郑义彬，蔡航鹏，赖伟伟，刘冠宇. 基于复杂网络的湖北省高速公路网特性分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 31-37.
[10]	潘兵宏1,2，胡炜1，任卉1,单慧敏1. 基于TruckSim仿真下弯道货车侧滑速度模型研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 38-45.
[11]	吴文静，孙刃超，宗芳，贾洪飞. 居民低碳通勤出行的主观态度识别及影响分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 53-58.
[12]	李军，邓育新. 基于非负矩阵分解的出租车时空行为聚类分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(05): 59-65.
[13]	成卫1，刘翔1，雷建明2. 基于RBF神经网络预测的交叉口信号周期时长优化[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(04): 13-18.
[14]	史天亮，王文光. 信息观和粒子群算法在城市交通拥堵中的研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(04): 19-25.
[15]	贺玉龙1,2，刘磊1,2，迟佳欣1,2. 高速公路车辆换道行为风险研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(04): 26-33.

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