文摘

可变信息标志(vm),作为一个重要的设备,提供实时交通信息的道路网络,司机为了提高路由选择和缓解交通拥堵。在这项研究中,虚拟机在驾驶行为的有效性基于驾驶模拟实验的测试。三个层次的道路网络虚拟机位置route-diverging十字路口和三种类型的虚拟机信息格式被设计在一个高保真驾驶模拟器平台。52名受试者被司机年龄分类,性别和职业成功地完成了这个实验。实验结果表明,驱动特点,虚拟机位置和信息格式驾驶行为产生深远的影响。根据研究结果,建议vm将上游150米和200米之间的定位不同指向平衡VMS对交通安全的影响和操作虚拟机格式和图形信息比文本的格式只按摩。

1。介绍

随着城市化和机动化的快速发展,中国已经成为世界第二大汽车的国家和不断攀升的车辆在城市道路网络导致越来越严重的交通拥堵问题。传统的减轻交通拥堵对策包括建设新道路,添加新的交通设施,加强交通管理(1]。而传统方法的影响是有限的在城市车辆所有权,高技术的智能交通系统(ITS)被广泛应用于解决交通问题[2]。

可变信息标志,作为一种先进的交通引导系统,可以提供实时交通信息在城市道路网络帮助司机选择的路线较低流量的规模。因此,车辆可以在公路网络分布合理,提高交通系统的性能(3,4]。vm的协助下,道路容量可以明显增加,下游出站的利用效率可以提高5]。然而,vm效力depentdent驾驶员的路径选择行为,和vm的设计和位置可能会影响车道变化和速度控制行为。行为代表了司机的感知指导信息和信任程度的信息(6]。因此,它是至关重要的调查如何接口类型,标志的位置,和指导信息格式的vm影响驾驶行为在城市道路网络。

许多先前的研究专注于vm和已开展相关的驾驶行为。两个典型研究方法、问卷调查和应用了计算机模拟实验分析主要因素影响司机的路线选择的虚拟机环境。通过问卷调查,发现司机是否接受一个项目vm建议或不与司机的特点密切相关,道路网络的熟悉程度(7,8]。一般来说,司机不熟悉的录取率公路网高于熟悉的司机因为熟悉的司机可能基于经验而不是选择行驶路线指导信息只8,9]。司机的个人属性,如年龄,性别,和驾车年龄也可以显著影响驾驶行为发现,理解,和遵守的指导信息的旅游特点选择路线改变(10- - - - - -13]。类似的问卷的调查结果,研究基于计算机模拟实验还表明,指导信息的因素,包括特征和属性的司机会影响驾驶员的路径选择[14]。此外,问卷调查和模拟实验的技术也被用来优化虚拟机设计的道路网络。发现虚拟机的信息表示格式,包括数值格式,文本描述格式,和switch-on-light格式,可能导致司机在公路网络交通状态(不同的理解15]。计算机仿真实验结果表明,如果VMS发布明确的建议策略路由选择,司机的选择建议路线的速度高于没有策略16]。此外,Srinivasan和Jocanis进行了计算机模拟实验来调查司机的注意力要求全程路线导航显示的四种类型。结果表明,最有效和首选vm使用倒计时显示是酒吧代表距离的位置补充文本消息(17]。

虽然问卷的陈述偏好(SP)方法和计算机仿真实验提供详细的驾驶行为数据是有限的,驾驶模拟器是用于调查司机的速度控制、车道变化和应对vm在路虚拟现实环境。驾驶模拟器可以提供一种控制实验条件比较司机的行为与不同的虚拟机设置公路网络。使用驾驶模拟器的另一个优点是,它可以收集的数据难以实现在现实世界中,特别是车辆的瞬时速度(18]。基于驾驶模拟器实验,Kolisetty等人用驾驶模拟器研究行车速度行为在vm和发现vm影响受试者平均速度变化从−2到15 km / h vm相比没有(19];Jamson等人评估VMS对驱动性能和安全的影响,指出,司机需要减少他们的速度,以读达语和达文双语文本的迹象20.]。李和Abdel-Aty 24场景设计在驾驶模拟器和表明,可变限速结合vm是有益的在减少速率变化和降低交通拥堵21]。与此同时,他们还发现年龄差距在vm反应实验。鸿星尔克还等人发现换道行为更频繁地发生在道路网络比网络没有vm(虚拟机22]。

尽管一些先前的研究涉及到司机的行为在vm交通环境中,缺乏研究重点调查vm的位置和信息格式如何影响驾驶行为,特别是使用高保真驾驶模拟器。本文的主要目的是调查是否和虚拟机位置和vm的信息格式如何影响司机的行为,如路径选择、速度控制、车道改变,基于高保真驾驶模拟实验。

2。方法

2.1。参与者

共有57这个实验测试受试者招募。每个主题都会遇到六次vm,并有342个样本反映了司机的vm下表演。样本大小的类似规模也应用于前模拟器驾驶模拟器实验的实验设计(23,24]。所有研究对象的当地司机在北京,中国,至少一年的驾驶经验和至少每年开车距离2500公里。在实验之前,司机测试和证明他们理解虚拟机应用的意义和作用。最后,52个司机成功地完成了五个科目却不能完成实验由于驾驶模拟疾病被排除在收集的数据。根据受试者的职业,52个司机被分为两组,25个专业司机和27个不专业的司机。主体的性别分布在每个职业组平衡,如表所示1。每个主题都需要测试三个驾驶场景(花了大约一个小时来完成这项实验)和补偿了500中国人民币的参与。

2.2。仪器/设备

一个高保真驾驶模拟器位于城市交通复杂系统的重点实验室北京交通大学在这项研究中,使用如图1。驾驶模拟器具有线性运动的基本操作能力和一个自由度。它由视觉系统与300度的前视图和三个后视镜,一个完整的小屋福特福克斯与实际操作接口,数字声音仿真系统中,振动系统,中心控制台。视觉系统允许分辨率1400×1050像素为每个通道。软件,包括Simvista Simcreator,为建模提供公路网络和驾驶场景。数据采样频率是60赫兹。

此外,五个摄像机安装舱内外监督实验过程。紧急停止按钮安装在小屋旁控制台的司机在前面座位,为了使主题或研究人员可以立即停止实验,以防遭受驾驶模拟疾病。

2.3。道路网和驾驶场景设计

调查VMS对驾驶行为的有效性,设计了道路网络,如图2四车道公路段组成的,以80公里的速度极限,路口十字路口。网络可以分为两个部分。第一部分是设计用来测试VMS-I及其位置(距离路口)影响驾驶员的路径选择、速度控制和换道行为。VMS-I之间的距离和路口十字路口都设置为0米,200米,分别为三个驾驶场景和400米。在每个场景中,VMS-I发布相同的内容在图形格式(见图2)。图形格式显示当前拥塞状态的可选择的航线网络,而绿色代表光滑,红色代表果酱。vm的图形格式最常应用于北京。模拟网络的第二部分旨在调查的影响信息传递格式VMS-II的驾驶行为。有三个种类的信息格式进行这个实验,包括文本、graphics-only,文字和图形的组合。VMS-II,文本格式发布的信息“前方800米——交通拥堵”;图形格式显示当前拥塞状态的可选择的路线,也就是设计VMS-I;的组合格式文本和图形显示的当前拥塞状态可选择的路线和建议的路线信息与文本”苏州道路交通拥堵,请绕道。“VMS-II的三种格式是位于200米前的十字路口和测试三个驾驶场景,分别。三个场景被编码为A、B和C,总结如表2。

在每个驾驶场景中,受试者需要开车从起点到终点,如图2。VMS-I位置的起始点的距离是1500米,这是足以让司机加快正常车速。由于受试者离开驾驶模拟器内车道的起点,如果司机想选择的路线并不拥挤,他们需要改变从内圈外圈接近十字路口前。为了避免这种信号灯变化干扰受试者的路径选择决策,每个行驶路线信号灯一直保持绿色。此外,使驾驶场景看起来更真实,许多车辆被下游的交叉设计,部分显示为拥堵状态的虚拟机。当走到十字路口,距离感应器将引发车辆驾驶沿着段5公里/小时,造成受试者认知交通堵塞。如果主题选择了拥堵的路线,车辆将恢复正常行驶速度大约80 km / h后旅行一公里前进。交通拥堵的设计和驾驶场景如图3。

2.4。实验的程序

抵达后,受试者被要求填写和签署知情同意书(IRB)。然后建议开车和行为,因为他们通常会和遵守交通法规在现实生活的情况。受试者还被告知,他们可以在任何时候退出实验的驾驶模拟疾病或任何不适。在正式实验之前,司机训练至少10分钟熟悉驾驶模拟器的操作和实验的道路网络。在实践的过程中,主体行使选择演习包括直接开车,加速,减速,左/右转,和其他基本驾驶行为。然后,正式实验开始时,所有科目将测试的三个场景,B和C以随机的顺序,以消除实验时间顺序效应。安全与责任的原因,每个主题被押送到模拟器座舱开始实验,他/她被允许至少20分钟休息之前运行下一个场景。

2.5。相关的措施

数据收集和分析是基于每个主题驾驶三次模拟道路网络。每个主题将会满足不同类型的虚拟机312年总共六次路线的选择。驾驶行为分析的相关依赖措施被定义如下:(我)RC(直= 0;= 1):路径选择,是否一个司机径直走在一个十字路口;(2)速度(公里/小时):车辆的平均速度为每隔20米vm的上游或下游;(3)SV(公里/小时)的速度在vm下,vm下车辆的运行速度;(iv)LCT (s):车道改变时间,这是测量车道改变时间如果一个主题有车道改变行为;(v)连结控制协定(m):车道改变位置,这是衡量的距离十字路口一个主题开始改变车道如果主题换道行为;(vi)拼箱(m):车道改变长度,测量通道的纵向距离变化;(七)LCS(公里/小时):车道改变速度,在车道被测量的平均速度变化;(八)液晶显示器(m / s²):车道改变减速,测量期间的平均减速车道改变。

基于驾驶行为数据,以下结果重点研究虚拟机位置的影响,虚拟机信息交付格式,主题的职业,性别和年龄对驾驶行为。假设检验在以下分析是基于0.05显著性水平。

3所示。实验结果和讨论

3.1。路径选择分析

二进制逻辑模型适用于分析路径选择行为,因为这种行为可以被描述为一个二分类变量。二元逻辑回归技术已经应用于探索路径选择及其潜在影响因素之间的关系(25- - - - - -27]。在这项研究中,逻辑回归模型的参数估计虚拟机位置和信息格式如表所示3优势比分别表中的定义是把可能性可能性决定要的比率。

在第一部分VMS-I分析,独立变量的回归结果表明,年龄()、性别(),虚拟机位置(在400和0 m:)和SV ()与路径选择行为显著相关(将决定还是要决定)。年龄的优势比估计为0.924,这意味着随着司机的年龄的增加,将决定的概率减少。换句话说,老司机不愿意改变行驶路线和vm的指导更有效。这一结论与之前的一致发现(28但反对另一个研究结果,表明老道路使用者最关心vm (10]。女司机相比,男性司机将决定率更高。因此,男性司机更有可能受到虚拟机的影响,这也符合先前的发现(28]。

在第二部分VMS-II分析,独立变量的回归结果表明,年龄()、职业(),虚拟机信息格式(在文本与文本和图形:)和SV ()与路径选择行为显著相关(将决定还是要决定)。的年龄效应VMS-II VMS-I的相似。职业的优势比估计是7.896。这意味着职业司机将决定率远高于不专业司机,说明专业的司机更有可能接受VMS发布的信息。

根据两个逻辑回归模型,虚拟机位置,vm的信息格式和速度在vm下其他三个重要因素影响驾驶员的路径选择的决定。为了说明虚拟机位置和虚拟机格式影响路径选择行为的信息,数字4显示司机的概率将决定在30年的女性不专业的司机。它描述了更大的速度在vm下可能性越少,司机选择决策。一个可能的解释是,当开车太快,司机重视远期道路环境比vms发布的信息。另一个可能的解释是,如果路口的进料速度过高,司机可能会冒更大的风险改变车道转弯的路口。根据图4(一),很明显,有一个差距0 400米和200米曲线和曲线。它表明VMS-I和交叉口之间的距离越远,司机把做决定的可能性越小。然而,当VMS-I和交叉口之间的距离小于200米,VMS-I位置的影响微不足道的路径选择。在图4 (b)vm graphics-only格式信息,司机更愿意把决策虽然司机不敏感词的信息。只要vm信息格式包括图形道路网络的实时交通状况,虚拟机是否包含建议的文本信息并不重要。

3.2。速度控制行为分析

速度控制的行为,这种分析关注VMS-I周围的行驶速度。速度在vm下的均值为67.59公里/小时,和标准差是13.12。VMS-I的位置为0的情况下米和200米的路口,司机的速度控制行为会受到交集,因为他们经常与下游交通缓慢减速谈判。这可能混淆了VMS对速度控制的影响。因此,场景C (VMS-I从十字路口的位置是400)用于分析速度行为在虚拟机环境中。VMS-I前后平均速度曲线如图5。VMS-I说明司机接近时,开始的平均速度增加;然而一旦司机从vm达到70米,平均速度略有下降的趋势,这反映了vm影响司机的速度控制的行为。速度曲线表明,平均而言,司机感知虚拟机信息,使他们的路径选择决策vm的上游70米的位置。

3.3。换道行为分析

LCT的措施,连结控制协定,拼箱,LCS,液晶用于探索虚拟机位置和信息格式如何影响司机的换道行为在不同的场景中。LCT的基本统计描述,连结控制协定,拼箱,LCS,液晶表进行了总结4。此外,多元方差分析(MANOVA)的影响进行了分析虚拟机位置和虚拟机格式换道行为的信息,如表所示5。

VMS-I,液晶是显著影响虚拟机位置(,)。如图6当vm (0 m)位于十字路口,车道改变减速率明显高于其他两种情况(,与,和,)。然而,没有明显的差异之间的液晶200米和400米的位置。结果表明,如果vm位于接近十字路口,司机感知虚拟机信息,使改变路线的决定太迟了,这样司机没有足够的减速距离十字路口,导致更多的突然换道行为。因此,它是不合适位置vm太接近分叉点的交通安全。

VMS-II,发现LCT (,比较重要),连结控制协定(),拼箱(),LCS ()是显著影响虚拟机信息的格式。但是,它对液晶没有显著的影响。虚拟机信息格式的影响在临床上,连结控制协定,拼箱,LCS如图7。这说明LCT graphic-only格式与短信超过这些vm。可能有的原因是司机需要更少的时间后将决策感知图形信息和相应的他们可以花长时间在换车道(见图7(一))。数据7 (b)和7 (c)表明,连结控制协定和拼箱graphics-only和graphics-text组合格式明显高于纯文本格式,尽管没有显著差异之间的连结控制协定和拼箱graphics-only和graphics-text组合格式。相比,这一发现表明,虚拟机与图形信息,司机需要更长的反应时间和决策时间把做决定的文本vm环境使他们改变车道接近十字路口。图7 (d)显示文本格式的LCS是最低而LCS graphics-text组合格式是最高的在三个场景。这一发现与连结控制协定在图的趋势是一致的7 (b):司机改变车道的路口,越远越高巷变化的速度。

4所示。结论和讨论

本研究的主要目的是探讨虚拟机位置和信息格式如何影响路径选择,速度控制和换道行为在道路网络使用高保真驾驶模拟器。三个级别的距离从0到400之间的虚拟机位置和route-diverging交叉设计、三种信息格式包括文本、graphics-only,结合文本和图形进行仿真实验。实验结果表明,虚拟机位置和信息格式驾驶行为产生深远的影响。

在过去的二十年里,各种实验应用驾驶模拟器研究vm在路径选择行为的影响。实验数据的基础上,开发了一些路径选择模型来评估司机的路线选择在vm和提高网络性能29日,30.]。然而,以往的研究主要强调了VMS对交通运行的影响但忽视了交通安全。本研究试图探讨vm的影响交通效率和安全。发现如果虚拟机设置从route-diverging点太远,司机不太可能按照虚拟机信息改变行驶路线。然而,在200米距离route-diverging点,vm的位置将是微不足道的影响路径选择。另一方面,如果虚拟机位置太靠近route-diverging点,司机会改变路线的决定太迟了,没有足够的减速距离不同的观点。因此,建议位置150米和200米之间的vm上游的分叉点交通安全平衡和操作。此外,平均速度变化的分析表明,当接近vm时,司机感知虚拟机信息,使他们的路径选择决策在一个vm的上游70米距离的位置。

之前的研究主要集中在vm的内容如何影响驾驶行为,这表明,虚拟机信息内容,包括相关信息的详细程度,社会经济特点,网络空间知识,和信心的显示信息,显著影响司机的意愿转移(31日]。然而,所有相关的条款只有信息内容,而不是显示格式的信息。摘要一个有趣的发现是,司机更愿意改变路线的vm指导信息由图形比文字格式。同时,文本vm导致司机变换车道后,有更多的行为突然减速车道改变过程中,相对于vm和图形信息。因此,最好是采用虚拟机设计与图形的指导信息,而不是发短信。

此外,结果分析表明,司机年龄特点,性别,职业也有显著的影响路径选择行为的虚拟机环境。发现年长的司机不愿意改变行驶路线在vm下指导;与女性相比,男性司机更有可能受到虚拟机;和专业的司机更有可能接受VMS发布的信息。

总之,本文探讨了驾驶行为之间的关系和vm的位置和信息格式基于驾驶模拟器实验。这项研究的发现将有助于交通工程师选择虚拟机安装位置和设计虚拟机信息交付格式,以优化城市道路网络的交通安全与效率。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

承认

这项工作为“863”研究项目资助(2011 aa110303)。