[01504817]山区复杂环境“人-车-路”系统的耦合机制与模型

该成果属于道路工程、系统安全学领域。 道路交通事故导致全球每年125万人死亡，是第8大死因。近年来中国道路里程、机动车保有量和驾驶人数量呈迅猛增长态势，交通事故死伤总量大。公路交通是人-车-路耦合系统，获得系统的安全运行机制是掌握事故机理、提高公路系统运行协调性和安全性的根本途径，也是交通系统建模与仿真的基础和前提。艰险山区道路坡陡弯急、线形复杂，事故发生率和死亡率一直偏高，尽管前人已经开展了大量研究，但多是从定性角度进行分析，“驾驶人-车辆-道路”耦合机制一直未得到有效揭示，该项目通过10年的系统研究，在这一问题取得了突破性进展，具体如下： 1、揭示了山区道路“线形-驾驶行为-汽车运行”的相互影响机制。在国内率先开展了山区复杂线形公路自然驾驶实验，实现了驾驶模式分型，并对山区公路的“切弯”行为进行系统性研究，得到了“切弯”行为的判别标准、影响因素和临界条件，首次揭示了道路几何条件对驾驶人轨迹选择的约束机制，以及轨迹-速度之间的本质关系。 2、建立了山区复杂线形道路速度/轨迹预测模型体系，首次实现了复杂路形和方程式赛道的轨迹-速度协同动态决策，以及重型货车三维运行速度求解，建立了车道变换行为预测模型。为山区道路安全性设计与评价、汽车智能驾驶、交通仿真等提供了共性技术和科学手段。 3、典型交通事故的力学形成机理以及分析方法。通过人-车-路协同仿真获取了事故过程中的车辆响应和驾驶输入，先后获得了积水路面事故、隧道洞口事故、弯道避让事故、横风事故、以及S型弯道事故的力学发生机理，提出了靶向性的防治对策，该系列工作及其方法被国内各高校和研究机构广为借鉴和使用。 4、自主创立了山区公路平面线形设计理论及其方法体系。综合发现点1和2的成果，正向创建了基于典型驾驶模式“轨迹-速度”协同控制的山区公路设计理论，推动了中国公路设计理论的发展，并成功运用于近10条山区公路的路线设计。 该成果发表论文80余篇，出版专著1本，获得发明专利5项。8篇代表性论文总他引113次，1篇入选F5000论文；20篇主要论文总他引204次，包括6篇《中国公路学报》、1篇《中国科学》、1篇《Applied Ergonomics》。在美国TRB年会报告3次，GITSS会议报告3次。被中国公路学报“中国道路工程学术研究综述”、“中国交通工程学术研究综述”和Transport. Res. C-Emer•高度评价和肯定。