机械外文翻译在事故黑点进行可持续的交通安全管理结合驾驶员的心理和使用Eye Mark Recorder的车辆工程.docx
《机械外文翻译在事故黑点进行可持续的交通安全管理结合驾驶员的心理和使用Eye Mark Recorder的车辆工程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械外文翻译在事故黑点进行可持续的交通安全管理结合驾驶员的心理和使用Eye Mark Recorder的车辆工程.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
机械外文翻译在事故黑点进行可持续的交通安全管理结合驾驶员的心理和使用EyeMarkRecorder的车辆工程
欧洲运输工作组第10.7次会议，2014年7月2-4日，西班牙塞维利亚，EWGT2014
在事故黑点进行可持续的交通安全管理，结合驾驶员的心理和使用EyeMarkRecorder的车辆工程
HiroshiWakabayashia，MasanoriAndob，TadashiKawaguchic，YuhkiHoried，Kyo-heiHottae
日本岐阜县卡尼市Nijigaoka，509-0261，MeijoUniv.4-3-3
日本爱知县名古屋市北区清水4-17-30名古屋高速公路462-0844
代币C.E.E.顾问有限公司丸之内STBld。
2-20-25日本爱知县名古屋市中区丸之内，460-0002，日本
MarukyoShikiInc.Co.日本〒501-6017岐阜县岐阜郡大阪市岐南镇大3-西3-58
日本爱知县名古屋市昭和区福江3-7-56日本汽车联合会466-0059
摘要
本文提出了一种用于事故黑点可持续交通安全管理的综合方法，其中包括通过车辆行为追踪司机从视觉到事故实际发生的事故发生的机制。
事故黑点可能成为事故发生和安全对策的“恶性循环”，反复进行安全对策，但其效果很快就会逐渐消失。
对于这样一个地方，仅从公路角度实施安全对策就没有可持续性。
因此，作为下一代安全对策之一，该方法必须结合交通工程，驾驶员心理和车辆行为的考虑。
本文提出并讨论了下一代综合交通安全管理方法，并解释了跟踪事故发生的机制，其中驾驶员先观察车辆行为，最后事故风险随着事件的发生而增加。
关键词：
交通安全;可持续性;交通工程，驾驶员心理学和车辆工程的结合;眼标记录器;
1.简介
本文提出将交通工程，驾驶员心理学和车辆工程的交通安全管理整合起来，以创造一个更安全的社会，特别是在事故黑点。
在日本造成死亡的交通事故中，24小时内死亡的遇难者人数在1970年达到高峰，达到16,765人，并在1979年稳步下降到8,466人。
然而，后来这些死亡人数增加并达到了第二高峰1992年11,452人（国家警察局统计，2013年）。
为了达到最终目标，即没有交通事故的社会，日本政府一直在努力实现2003年制定的中期目标：
“实现世界上最安全的道路交通，将每年的道路交通死亡人数减少到5,000人（内阁办公室，日本政府，2006）。
“因此，政府制定了一个为期五年的计划，称为第八项基本交通安全计划，涵盖了从财政年度（FY）旨在将2008年发生事故的24小时内发生的死亡人数每年减少到5500人以下，到2010年减少到5000人以下（日本政府内阁办公室，2006年）。
因此，2008年道路交通死亡人数每年为5,197人，2010年为4,922人（2013年国家警察局统计）。
他们的目标实现了。
从今年开始，从2011财年到2015财年的5年期间的第9次基本交通安全计划，旨在到2015年将事故24小时内发生的每年死亡人数降低到3,000人以下（日本政府内阁办公室，2011年）。
将死亡人数从5,000人减少到3,000人或更少是比较困难的。
因此，考虑交通工程过程，驾驶员心理和车辆行为的综合安全对策非常重要。
ITS和AIS也很重要。
另外，在“恶性循环”中出现事故发生的黑点和安全对策反复实施。
对于这样的事故黑点，需要更有效的交通安全计划。
本文提出了一种综合交通安全对策，该对策考虑了驾驶员的心理和车辆工程。
它还研究事故如何发生。
本文的内容安排如下：
第2节提出了作为下一代对策之一的综合安全对策。
第3节简要回顾了相关文献。
第4节以日本名古屋高速公路San-nohCorner的事故黑点为例，介绍了在那里实施安全对策的简短历史。
第5部分展示了所观察到的交通状况以及角落处速度和回转的离心力敏感性分析。
第6节显示了轮胎的摩擦环，并讨论了一系列事件的灾难事件发生机制。
第7部分演示使用EyeMarkRecorder（EMR）在角落进行的驾驶实验。
第8节给出结论。
2.文献综述
许多研究人员已经研究了各种交通状况下的事故风险。
其他研究人员利用其他学科的冲突分析和方法来研究高速公路事故的风险。
Inoue等人（1978）指出，单车事故倾向于发生在非拥挤交通状况下，并且在阪神高速公路交通拥挤状况下多车事故倾向于发生。
他们还表明，拥堵交通事故发生率高于非拥堵交通。
Hikosaka和Nakamura（2001）通过Tomei高速公路的交通流量和公路容量解释了事故发生的风险。
Ohguchi等人（2004）表明，东梅高速公路在交通紧张状态下，即高密度非拥挤交通状态下，事故发生风险较高。
其他研究已经提出了基于冲突分析的方法，如碰撞时间（TTC）指数，侵入时间（PET）指数，潜在碰撞时间（PTTC）指数和其他指数。
Hayward（1972）提出使用TTC指数。
如果两辆车以相同的速度和方向继续行驶而没有任何回避行为，TTC被定义为碰撞时间。
Allen，Shin和Cooper（1978）提出使用PET指数。
PET被定义为从侵入结束到直达车辆到达潜在碰撞点的时间。
换句话说，当车辆1在特定时间占据特定位置时首先确定潜在的碰撞位置。
PET被定义为车辆2到达识别位置所用的时间。
若林等人（2003），Wakabayashi和Renge（2003）以及Wakabayashi和Muramatsu（2007）提出使用PTTC指数。
这是一个if-then类型的指标，即，如果前方车辆躲避危险物体并减速，并且后方车辆紧密跟随在同一车道上，则PTTC被定义为后续车辆的快速回避行动需要采取以避免碰撞。
PTTC指数适用于高速和拥挤的交通。
Yoshii等人（2011）分析了影响后端碰撞，其他多车碰撞以及与设施碰撞的事故发生风险的复杂因素，即交通流因素，公路几何设计因素和环境因素高速公路或城市（或城市）高速公路的一侧。
但是，在发生事故的“恶性循环”事故黑点和重复执行安全对策时，交通事故不能仅由交通因素来解释。
在这样的地方，应该伴随着车辆工程和交通心理支持来执行安全对策。
在日本这方面的研究很少。
因此，在这项研究中结合车辆工程和交通心理学方法非常重要。
3.整合高速公路，车辆和人员交通安全管理，实现可持续安全
如前言所述，预计交通安全将出现枯竭效应，因为要减少事故死亡人数比事故死亡人数更少更困难，即将5,000次事故减少到3,000次比减少7,000次事故更为困难到5000。
交通安全管理应结合公路，车辆，人身安全管理等方面。
保守的和常规的交通安全对策只从一个方面进行，即仅考虑公路，车辆或其他单一方面的安全改进。
但在交通事故黑点处，交通安全对策实施后交通事故数量减少，交通事故次数再次增加。
对于这样的事故黑点，重要的是整合各个领域的科学发现，并寻求这些领域的支持，如交通工程，车辆工程和交通心理学，以实现更有效和可持续的交通安全措施，如图所示图1.在下一章中，介绍了这个想法的案例研究。
图1.影响交通安全的三个相关领域
4.以事故黑点为案例研究
选择案例研究的事故黑点位于日本中部名古屋市名古屋高速公路的中心环线。
名古屋位于东京和大阪之间。
事故黑点的名称是San-noh（锐角）拐角，位于环线的西南段（如图2所示）。
在曲线上，2007年8月，通过增加两车道到三车道来减少通常的拥堵，新增了车道。
因此，在拥堵得到解决的同时，第三车道（最右侧车道）的事故数量急剧增加。
尽管实施了交通安全对策，但其影响是暂时的（Motegi等，2010）。
图3显示了从2007年4月到2011年3月的事故数量和交通安全对策的纵向转变。
对策分为以下三个阶段。
在2007年8月期间，车道数量从2个增加到3个之后，事故率迅速增加。
因此，2008年7月安装了用于降低速度的障碍线，护送线的延长线以及高强度反光板作为第一阶段的安全对策。
因此，事故起初数量减少。
在第一阶段对策之前和之后，名古屋高速公路公司测量了对策的效果，并调查了导致事故发生的因素，如分析事故率的变化，分析拐角处的行车速度变化，研究行为通过视频监控对冒险车辆进行测量，并测量路面上的防滑性。
图2.名古屋高速公路事故黑点
图3.图像在碰撞前仅0.5秒
图4.许多车辆在角落里的地方如图1和图2所示。
3和6。
图5.2007年4月至2011年3月期间事故和安全对策数量的纵向过渡
然而，从2009年5月开始，事故数量再次迅速增加。
当时，安装了额外的安全对策作为车道标识的第二阶段改进措施。
对于第三阶段的对策，2009年9月和10月安装了有色树脂砂浆，雾化路面和警示牌。
然而，从2011年5月开始，湿路面事故的数量急剧增加（名古屋高速公路等2012）。
图3显示了碰撞前0.5秒发生在San-nohCorner的典型事故的图像。
沿着拐角处的车道行驶导致车辆失去控制并与内壁碰撞;假定驾驶员的观点是这种事故的根本原因。
在这个角落，许多车辆倾向于在第三车道的内部车道标记或内部车道标记之后被驱动，如图4所示。
在每条车道上观察车道上的交通速度和行驶通道位置，并在第5节中报告。
在San-nohCorner，2008年4月至11月的八个月期间发生了48起事故。
事故发生率为85％，集中在4.0kp的角落出口附近，其中“kp”是里程碑的一公里，如图6所示（名古屋高速公路等，2013）。
大多数事故（29）与路边设施发生碰撞，如图6所示。
此外，在2008年6月的一个月内，发生了14起类似的事故，特别是在潮湿的路面上。
由于这个角落是中心环线的重要组成部分，因此在发生事故后，不仅会造成人员伤亡，还会造成额外的事故，以及堵塞交通堵塞的旅客的时间浪费。
因此，由于事故导致这种损害和损失，有效和可持续的交通安全措施非常重要。
图6.事故发生的地点
5.交通速度与通行位置及其敏感性分析
2011年9月13日上午9点至中午，使用视频监控取样在San-nohCorner的每条车道上观察交通速度和跑道位置。
观察到的车辆数量为5,080。
速度的分布由A部分和C部分，C部分和D部分以及D部分和E部分之间的时间差来计算，如图10所示。
运行通道位置的分布使用六个条件来收集：
（1）
（2）在内部车道标记上行驶，（3）在内部车道标记附近行驶，（4）在中央车道行驶，（5）在中心车道和外部车道之间行驶和（6）在外部车道标记之外驾驶。
在San-noh角观察到以下关于速度和跑道位置的结果：
5.1速度分配和跑位通道位置
（1）第三车道的速度在拐角进入速度（A区和C区之间）和拐角中点（C区和D区之间）最高（见图7,8和10）。
（2）每个车道上的车辆在拐角处减速，并在从拐角处排出后在直线段（D段和E段之间）加速。
（见图7,8和10）。
（3）在第三条车道上，大约79％的车辆在C段的车道内侧行驶。
图7.San-nohCorner的平均速度比
图8.San-nohCorner85％百分比速度的比例
图9.在San-nohCorner的跑道位置
图10.用于速度和通道位置分析的San-nohCorner和A-E部分
（4）在第三条车道上，大约33％的车辆在内侧车道标记之外的内侧以及内侧车道标记处行驶。
（见图9和10）
（5）在第一和第二车道上，与第三车道相比，许多车辆倾向于在中央车道上行驶。
5.2速度和半径成分对离心力敏感性分析
由于角落速度增加和角落内跑步造成的风险增加的影响评估如下：
离心力G由下式给出
其中m，v和r是质量，速度和半径。
为了简化，让m=1。
方程的偏微分
（1）由速度和反半径成分给出
尽管该角的速度限制是50km/h，但是假设速度从50km/h到90km/h，并且车辆通过半径相对于中心半径100m被设定为90m到110m。
公式计算结果的一部分。
（2）示于表1中。
在表1中，速度在水平方向上示出，并且通道半径在垂直方向上示出。
在50km/h速度和100m半径时的离心力为25.00，在52km/h和100m半径时为27.04，以及时速50公里，半径92米，速度27.17公里。
这些结果表明，内部8米通道相当于在50km/h的同一半径内速度增加2km/h。
另外，在60km/h和100m半径处的离心力为36.00，在62km/h和半径100m处为38.44，在60km/h和94m半径处为38.30。
这些结果表明，内部6米通道相当于在60km/h速度下同一半径内速度增加2km/h。
50km/h的灵敏度约为4：
1，60km/h的灵敏度约为3：
1。
速度为90km/h时，灵敏度约为2：
1。
这表明，在高速行驶时，在转弯时发生滑倒事故的风险。
因此，不仅减速，而且禁止车辆在车道标线内跑步在角落处非常重要。
6.轮胎摩擦圈与事故发生机理
公路设施角落事故发生的基本机制是对公路几何设计，驾驶员反应和车辆行为三个因素的协同作用。
轮胎的“摩擦圈”是解释这三个因素的合理事故发生机制的关键概念。
轮胎的摩擦圆是各方向轮胎与路面之间的合力不超过作为垂直载荷（W）和摩擦系数（
）的乘积的摩擦力（F），并且合成矢量停留在半径的圆内。
概念图如图11所示。
四轮车的摩擦圆的特征如下所述。
F=μWg（4）
从方程（4），可以做出以下总体结果（GR）：
●GR1）随着干燥路面，湿路面，雪路面和冻结路面的变化，摩擦圆的半径变小。
●GR2）当垂直载荷（W）变大（或变小）时，摩擦圆的半径将变大（或变小）。
因此，
●GR3）在加速时，后轮摩擦圆的半径增加。
●GR4）制动时，前轮的摩擦圆半径增加。
●GR5）在右转（或左转）时，左（或右）轮摩擦圆的半径增加。
图12.
（1）漂移和
（2）旋转
根据总体结果GR1至GR5，转弯极限处的车辆行为（VB）如下：
●VB1）如果前轮在后轮之前达到极限（图12
（1）），则发生漂移。
●VB2）如果后轮在前轮之前达到极限，则发生旋转（图12
（2））。
因此，在行为VB1的情况下，车辆首先可能会撞到外墙，而在行为VB2的情况下，车辆可能首先撞上内墙。
在图3所示的事故例子中，由于路面潮湿而卡车没有载荷，所以碰撞是由行为VB2引起的，并且观察GR1和GR2很有可能。
接下来，我们考虑驾驶员对这种车辆行为的心理。
离心力随着转速的增加和转弯半径的减小而增加。
因此，角落入口速度相同时，在角落外侧跑步更安全。
但是，如第5部分所示，许多车辆在角落内侧运行。
如上所述，约33％的车辆在内侧车道标记的内侧和第三车道的内侧车道标记处运行。
研究已经研究了驾驶员驾驶时的视角（Lang和Lee，1994），但很少有人研究过驾驶员驾驶的位置。
从前面提到的观察，我们假设驾驶员心理学（DP）的以下假设：
DP1）驾驶员通过查看曲线内的提示来确认他或她的路径。
DP2）因此，他或她的车辆将在曲线的内侧运行。
如果这些假设是正确的，图3发生事故的方式可以按照假设DP1，假设DP2，观测GR1，GR2和GR5，最后是行为VB2的顺序进行解释。
图13.没有导航的San-nohCorner的车辆踪迹（参与者1）。
图14.在San-nohCorner的车辆跟踪与驾驶中心（参与者1）的导航。
图15.驾驶员在San-nohCorner的注视点的轨迹没有课程导航（参与者1）[右眼为绿色，左侧为红色]。
16所示。
在San-nohCorner的驾驶员注视点的轨迹以及驾驶中心（参与者1）的航向。
[右眼为绿色，左侧为红色]。
7.使用EyeMarkRecorder进行实验驾驶
我们提出了下一代综合交通安全管理方法。
理想的和基本的安全对策应该基于驾驶员先观看的位置以及车辆的行为表现以及事故风险随着一系列事件而增加。
这种方法实现了可持续的交通安全管理。
因此，可以控制驾驶员的注视点时，可以减少事故黑点处的事故数量。
然而，对驾驶员心理的定量分析是困难的。
因此，本实验的目的是在驾驶时使用EyeMarkRecorder（EMR）在驾驶曲线时发现驾驶员注视点之间和注视点之间注视点倾向的差异。
在这个驾驶实验中，我们要求司机照常开车进行第一阶段（“之前”导航）。
然后我们要求他们驾驶第二阶段的车道中心（“导航之后”）。
EMR观察司机的注视点。
EMR是记录实验参与者正在查看的设备（即注视点）的设备。
但是，通过电子病历，我们只能找到司机正在看的位置，但我们无法找到他/她正在观察和思考的内容。
分析EMR记录是一个难题。
自2011年以来，共有27名参与者进行了实验性驾驶。
这里展示了2013年12月和2014年1月进行的一个实验案例。
图13和14显示了在驾驶车道中心前后的车辆轨迹。
导航之后，曲折会减少。
同时，图15和图16表明固定点的分布相当集中在导航前的曲线内部，并且在导航之后相当分散。
结果如下。
证实了DP1和DP2的假设，即驾驶员倾向于观察曲线内部的尖端然后车辆在内部运行。
例如，安全对策是建议司机驾驶车道中心或设置障碍物以防止在角落处发生内部驾驶。
这是预期结果的一个很好的例子，但是有一些解释困难的例子。
8.总结
本文提出了在事故黑点进行可持续交通安全管理的综合方法，其中包括一种机制，通过车辆行为追踪从司机的视野到事故发生的事故发生。
结束语如下：
（1）只有交通工程方面的事故黑点安全对策非常困难。
（2）交通工程，车辆工程和驾驶员心理的综合方法是重要的。
（3）利用驾驶员注视点，轮胎摩擦环和车辆行为来探讨事故机理。
（4）对驾驶员凝视点和车辆行为进行了实验。
未来的主题如下：
（5）需要积累实验。
（6）还需要与车辆研究人员和心理学家进行更多的合作。
其中之一就是研究车辆行为的细节，如Doi等人，2013。
参考
Allen，B.L.，Shin，B.T.和Cooper，D.J.（1978年）。
交通冲突与碰撞分析。
TransportationResearchRecord，667，67-74。
日本政府内阁办公室。
（2006年）。
http:
//www8.cao.go.jp/koutu/kihon/keikaku8/english/index.html，[2014年3月1日]。
日本政府内阁办公室。
（2011年）。
http:
//www8.cao.go.jp/koutu/kihon/keikaku9/english/index.html，[2014年3月1日]。
Doi，Shota，Tachiwana，S.Doi，Shin'ichi和Wakabayashi，H.（2013）。
基于意外分析的弯道事故预防，日本机械学会学报，C-79,805,120-129，（No.2013-JCR-0226），[英文摘要]。
Hayward，J.C.（1972）。
通过使用危险等级来确定近似值。
公路研究记录，384，24-34。
Hikosaka，T.和Nakamura，H。
（2001）。
关于非交叉路口的交通状况与事故发生风险的关系的统计分析，日本交通工程师学会第21次大会（JSTE）的选定议程，173-176[日语]。
井上，N.和阪神高速公路公社。
（1978年）。
阪神高速公路交通管制研究报告。
日本交通工程师协会（JSTE），[日语]。
Lang，M.F和Lee，D.N。
（1994）。
我们在什么时候看，当我们转向。
自然，369，1994年6月30日，742-744。
Motegi，T.，Shibata，M.，Mori，H.和Wakabayashi，H。
（2010）。
城市高速公路中心环线三车道拐角处的交通事故状况及交通安全对策的影响，日本交通工程师协会第30次会议（JSTE）精选会议录，CD-ROM，129-132[日语]。
名古屋高速公路公社和名古屋高速公路协会。
（2012年）。
名古屋高速公路交通管理研究开发委员会监测研究报告书[日语]。
名古屋高速公路公社和名古屋高速公路协会。
（2013年）。
名古屋高速公路交通管理研究开发委员会监测研究报告书[日语]。
国家警察局统计。
（2013年）。
http：
//www.e-stat.go.jp/SG1/estat/Pdfdl.do?
sinfid=000019681521[2014年7月8日]
Oguchi，T.，Akahane，H。
和Yamada，Y。
（2004）。
高速公路交通流临界状态事故率分析。
交通工程（JSTE），39,3号，41-46，[日语]。
Wakabayashi，H.，Takahashi，Y.，Niimi，S。
和Renge，K。
（2003）。
使用车辆跟踪系统/数字VCR进行交通冲突分析以及提出新的冲突指标，基础设施规划评审，20，No.4，949-956,2003，[摘要英文]。
Wakabayashia，H.和Renge，K。
（2003）。
高速交通拥挤环境下车辆跟踪系统与数字录像机及新型冲突指标的交通冲突分析。
PROC。
第19届德累斯顿交通运输科学大会，“网络世界中的移动和交通管理”。
CD-ROM（43.1-43.17）。
Wakabayashi，H。
和Muramatsu，S。
（2007）。
使用具有数字VCR的车辆跟踪系统的交通冲突分析：
PTTC指标的提议。
PROC。
第十一届世界运输研究大会CD-ROM。
Yoshii，T.，Hyohdoh，T和Kurauchi，S.（2011）。
城市高速公路事故发生危险因素分析，日本交通工程师学会第31届大会精选纪要，CD-ROM，93-98[日语]。
升级会员 