下载文档原格式
第25卷第3期2003年9月南昌大学学报(工科版)Journal of Nanchang University (Engineering &Technology )Vol.25No.3Sept.2003收稿日期:2002-06-11作者简介:杨明朗,男,1949年生,男,教授1 文章编号:1006-0456(2003)03-0057-04道路交通事故人-车-道路环境系统分析杨明朗,刘平义,朱立红,段天宏(南昌大学建筑学院,江西南昌330029) 摘要:本文通过对我国现阶段的道路交通事故的统计分析,提出了减少道路交通事故,必须从人-车-道路环境系统的各个环节进行人机分析,强调在整个系统中除解决人的驾驶适宜性和驾驶室的宜人性设计外,还着重强调了人-车-道路系统的协调性,并指出了目前尚未引起重视的道路设计.关键词:驾驶员;车辆;道路设计;人机工程中图法分类号:U412 文献标识码:A1 前言公路交通在国民经济的发展中扮演着重要的角色,愈来愈受到人们的重视.1994年在《汽车工业产业政策》的颁布实施,确定了汽车工业作为国民经济支柱产业的地位,由此也就奠定了交通运输事业的地位.近些年来,我国的公路建设有了长足的发展.以高速公路为例:高速公路从无到有,至2000年底,总通车里程已达到16000km ,位于世界第三位[1].但同时,我们必须看到我国的交通事故起数也是与日俱僧。
同样以高速公路为例:据统计,自1998年我国第一条高速公路开通以来,高速公路交通事故起数和死伤人数持续上升.在大力发展公路建设的同时,公路的交通安全问题也日益明显,并引起设计部门的重视,期待着人们的妥善解决.2 应用人机工程学的原理分析影响交通事故的因素道路交通事故的发生是人、车、道路相互作用而发生的.人、车、道路是产生交通事故的三个要素,同时也构成了一个复杂的人-机-环境系统,其关系如图1.其中,人自然是作为主体的驾驶者,车便是系统中的机,环境则为汽车所行驶的公路.它们之间并不是简单的迭加,而是相互依赖,相互制约,相互补偿.交通事故的产生是这三个要素综合作用的结果,和其中的任何一个要素都密切相关.在下面的分析中我们就从这三个要素分别进行分析.图1 人-机-环境关系图211 人是人-车-道路环境系统中的中心环节在道路的人-机-环境系统的三个要素中,人是主要方面,总是起主导作用.人驾驶汽车的过程,也就是人控制汽车在道路上运行的过程,其人的行为模式可以表示为下图4所示[2].在此过程中,人的大脑(世界上最高级的分析器、决策器)进行分析和决策,完成控制的重要环节部分,相当于一般控制器系统的控制器.所以人-车-道路系统的显著特点是人的参与,并且人的参与活动又是重要的环节,从而人也是交通事故的主要因素.图2 驾驶员个人行为闭环控制模式方块图人不仅年龄和性别不同,而且在生理和心理方面也存在着较大的个体差异.并不是所有的人都适宜从事驾驶工作和都具备与驾驶工作相适宜的生理和心理素质.国内外大量的交通事故统计资料表明在基本相同的行车条件下,有些人发生交通事故要明显多于其他人.这说明在驾驶员中确实存在着驾驶适宜性问题.所谓驾驶适宜性,是指人具备圆满、不出差错地完成驾驶工作的素质.所以对交通管理部门或交通运输部门来讲,通过驾驶适宜性的检查选拔具备条件的人来当驾驶员能够消除潜在的事故危险,做到防患于未然.同时这也提出:人-车-道路系统中,车和道路因素的设计都应适于人.212 车辆的宜人化设计在解决好汽车的驾驶适宜性时,应从人体对作业的耐受性、人体尺寸、人体的生物力学特性、人体的感知响应特性、人体的适宜劳动姿势、人体的安全保护这几个方面来考虑.主要有以下几个方面[3]:21211 机动车辆驾驶操作系统中人机界面的优化设置首先机动车辆驾驶操作系统是一个包含驾驶员参与的反馈控制系统.驾驶操作是驾驶员最基本、频繁、重要的操作,所以驾驶操作系统中人机界面匹配的合理程度对车辆行驶安全性、对驾驶员的身心健就、驾驶操作的舒适度以及正常工作时间内持续驾车所能保持的工作效率都有重要的影响.大量的调查研究表明,一个好的人机界面明显可以减少事故的发生.而人机界面中最重要的部件为显示器和控制器.这两者的设计都要符合人机工程学的原理[4].显示器是机器将信息传递给人的一种部件.显示器的设计决定着操作者接受信息的速度和准确度.一种理想的显示器,除了要确切的反映“机”的情况外,还应根据人的感觉器官的生理特征来确定其结构,两者必须得到充分的协调.控制器是运用人的力量(直接或间接)来开动机器设备的或用来改变设备状态的装置、部件等.它的设计直接影响着人机系统的功能和效率.所以在设计时首先考虑的是操作者的体形和生理、心理特征,以及体力和能力的限度,使控制器设计中凡与人有关的部位,都具有宜人性.21212 车辆的行车安全性及车内成员的人体保护技术行车事故是在人-车-环境系统中产生不稳定或不平衡时发生的,提高车辆的安全技术性能可以防止事故发生.而一旦发生,则用有效的车内成员人体保护技术如安全带、安全气囊等避免或减轻乘员可能遭受・85・南昌大学学报(工科版)2003年的严重伤害.21213 车辆环境的舒适性好的车内环境可以减轻人的疲劳,缓解人的压力,舒适的环境可以减少交通事故的发生.主要有三方面的内容:1)主要取决于座椅与人体的人机界面能否为人提供舒适而稳定的坐姿,驾驶员-座椅-车辆系统能否有效地隔离或衰减来自路面不平度的激励而产生的振动以使驾驶员所承受的全身振动负荷低于规定的限值.驾驶员-座椅-驾驶室系统的几何位置关系能否为驾驶员提供良好的视野和对于各种操纵机构与显示装置的舒适位置,在这方面的设计中应该用到人机工程学的原理.2)车辆的噪声控制.噪声控制的目的是保证车内驾驶员的耳旁噪声满足于人的听力保护允许标准.3)车辆车内小气候环境的宜人化控制.判断其小气候是否宜人的依据是人的舒适性.213 道路的宜人化设计上面已论述了人,人-车之间的人机工程问题.作为整个人-机-环境中的一个重要环节,道路路面质量、道路的宜人性也是不可忽视的.在这里主要讨论的是道路的线形设计中心理因素的分析.在进行路面状况、道路线形等设计时,人们往往注重设计的标准性、经济性,对工程量和成本考虑较多,而对使用性重视不够,忽视了驾驶员的视觉和心理要求.因而出现了许多虽符合技术标准却事故多发的道路和路段.因而,分析并研究道路设计中应注意的心理问题、提高道路的使用品质是很重要的.良好的道路,不仅能使道路施工容易、建设成本低廉而且能为驾驶员正确、及时地感知各种交通信息提供方便条件、最大限度地保证交通安全.而不好的道路则会给驾驶员的心理造成许多不良影响,成为诱发交通事故的原因.在道路设计中,主要考虑的是人的视觉方面的要素.为此,通过大量的事故分析和试验研究,结合人机工程学中视觉方面的知识及原理,对道路设计提出以下几点建议:[5]21311 有足够的行车视距根据人的视觉特征,两眼的运动总是协调、同步的.因而道路设计应以双眼视距为准.道路应保持驾驶员可靠地发现前方线路的全部情况,同时要保证路侧有宽阔的视野.这样使驾驶员尽早为图4的行车目标作处决策,从而保证行车安全.21312 道路的线形设计1)保证有良好的视线引导作用即要能根据道路线形及时、准确地判定行驶路段的特征和线形的变化,防止产生视觉曲折、紊乱和错误.如有的道路线形缺乏自然的视线诱导作用,车辆在行驶时视线盲区大,驾驶员容易产生恐惧感,行动犹豫,一旦出现突然情况很容易惊慌失措而肇事.有的道路线形组合不当,容易使驾驶员视觉产生误差或错觉,造成判断失误.2)保证路的平滑连续性道路线形应该连贯、均匀、协调舒畅、变化要柔和、过度要自然,避免不必要的巨变,从而减少视线的跳跃的不适应而引起的事故.如有的道路线形变化频繁、急促使驾驶员视觉负荷过大,心理紧张,对突显信息不能妥善处理.3)平面线形和纵面线形组合协调平面线形和纵面线形给合在一起,应尽量使反向点重合,平、竖曲线的长度要均衡,纵横坡度合成要适当,以有效地消除路线扭曲、视线曲折,缓和离心力变化引起的不适.21313 道路应和环境曩观相适应1)设计的道路要适应地形、地貌、与树木、建筑物等景观配合和谐,形成协调一致,清晰、美观、富于变化的动态形象,缓解驾驶员在整个操作过程中的疲劳.但同时也应注意不能让道路两旁的树木影响驾驶员的视线.2)对于经常处于雨雪天气环境中的道路,道路管理部门应该配备铲雪车等相应的设备和人员进行清扫,减少车辆因制动失效或打滑造成的交通事故.对于经常处于浓雾天气环境中的道路,则应适当增加照明・95・第3期杨明朗等:道路交通事故人-车-道路环境系统分析设备,提高照明质量.21314 道路两旁的交通标志应醒目在公路的两旁往往会出现一些交通标志,如果这些标志设计的不显眼,驾驶员没有注意到,那么就会可能造成事故的发生.这就要考虑视觉特征中颜色对比与人眼辨色能力的关系.停车、危险等信号标志都采用红色.当两种颜色相配在一起时,公路两旁的标志常用黄底黑字.为了达到以上要求,在进行道路设计时,不仅要考虑工程上的难易,成本上的高低,而且应充分考虑使用者的心理因素,使道路能充分适应驾驶员的心理要求,尽可能符合驾驶期望和驾驶员的视觉习惯.3 结束语综上所述,为了提高我国交通事业的安全性和效率.应基于人机工程学的原理从人-机-道路环境系统的各个环节进行研究.国外已经提出“人-车-路一体化设计”的概念,也已有成果公布,主要来自美国和德国.综合利用人机工程学、汽车工程学、交通工程学、计算机仿真技术、图形图像技术和数据库技术的基础理论,吸收国内外最新的研究成果,提出一种科学的,以“驾驶-汽车-道路一体化设计概念”为指导的基于计算机仿真技术的评价指标,研究驾驶员-汽车-道路交通环境系统的综合优化方法,是摆在人机工程、车辆工程、交通工程学科的领域的科学工作者面前的共同课题.参考文献:[1] 蔡果.我国高速公路交通事故趋势分析[J ].中国安全科学学报,2001,11(2).[2] 卢容德,朱月华.个人行为的控制模式研究[C].中国科学技术信息研究所,1997.[3] 周一鸣,毛恩荣.车辆人机工程学[M ].北京理工大学出版社.[4] 袁修干,庄达民.人机工程[M ].北京:北京航空航天大学出版社,2002.[5] 赵炳强,王国荣.道路线形设计中的心理因素分析[C].中国科学技术信息研究所,1997.[6] 单博华,淡明宗,张璋,李兵.道路交通心理[M ].北京警官教育出版社,1993..Analyzing the Man -vehicles -Highw ay Systembecause of the R oad T raff icYAN G Ming -lang ,L IU Ping -yi ,ZHU Li -hong ,DUAN Tian -hong(A rchitecture School ,N anchang U niversity ,N anchang 330029,China )Abstract :This paper analyzes the causes of traffic accidents on our country ’s highways.It puts forward that we must conduct man -machine analysis on every segment of the man -vehicle -highway system if we want to reduce traffic accidents.It emphasizes that in the system we should choose suitable people to drive and settle the amenity design of the taxi driver.It also emphasizes the harmony of the system.At the same time ,it points out that not enough importance has been given to the design of the road.K ey Words : driver ;vehicle ;design of road ;ergonomics ・06・南昌大学学报(工科版)2003年。
-----WORD格式--可编辑--专业资料-----道路交通人车路环境相互作用实验报告姓名：毛琰专业：交通运输学号：20061437班级：03420601指导老师：高利2009年7月6日1.实验名称：道路交通人车路环境相互作用实验2.课程名称：交通工程学3.实验时间地点：2009年5月26日交通运输工程实验室车载信息及车辆运行环境室4.实验目的：在学习交通运输学概论、交通中人的特性、交通流基本理论、交通运输规划概论和交通安全的基础上，综合运用各章所学知识，测试分析道路及周围环境对驾驶员行为的影响，特别是驾驶疲劳时的特征、眨眼频次、眼闭合时间、脑电、肌电及皮温等，通过实验、测试、分析，以便巩固和综合所学知识并提高研究能力。
5.实验设备系统车载信息及车辆运行环境系统（包括全顺JX6545-H客车1辆，投影及屏幕1套，支撑及转角盘1套，Vega视景软件系统1套，驾驶参数传感器1套）；监控系统1套（包括CCD摄像机1个，硬盘录像机1个，图像传输设备1套）；加拿大Thought Technology Ltd. 公司研究开发的BioGraph Infinit的BioPro5型多导生理反馈测量系统1套（包括Procomp Infiniti生物反馈仪测量仪，脑电、肌电等传感器，驾驶人的面部表情采集系统，Genovel型高级电脑1台，脑电测量电极1个，肌电测量电极1组，多参数生理测量专用打印机1台）；其他设备系统。
图一 设备系统连接框图6. 实验过程（1）有关教师现场讲解实验设备系统和实验要求，特别强调安全要求。
（2）连接并启动各实验设备系统并进行测试标定。
（3）对疲劳状态受试者进行测试。
（4）对精神饱满状态受试者进行测试。
（5）每次测试均按如下步骤进行：受试者上车，在头部单极脑电（EEG ）电极放置位置用酒精棉球或磨砂膏擦拭干净，以便去除皮肤的角质层并增加导电性能，将盘状电极涂满导电膏按国际10-20系统电极放置方法安放固定牢固，用酒精棉球或磨砂膏擦拭两个耳垂并安放脑电参考电极（即耳夹）；将肌电（SEMG ）传感器安放在 额头肌中部。
一．名词解释1．交通工程学：是关于道路交通工程的一门科学，是综合研究道路交通系统中的人、车、路、环境之间关系的学科。
2．交通流：是在道路上人、车、物从甲地到乙地的流动形态，即人们通常所说的行人流、车流、客流、物流等。
3．交通流特性：交通流的定性与定量的特征及其随着时间与空间的变化而变化的一般规律。
4．交通量：是指单位时间内通过道路某一断面（一般为往返两方向，如特指时可为某一方向或某一车道）的车辆数和行人数，5．第30小时交通量（30HV）：一年中所有小时交通量按大小顺序排列，其第30位小时交通量称之为第30小时交通量（一年=365×24=8760小时）。
6．小时设计交通量：在进行道路的改建或新路的设计中，既能满足交通量的需要，又能达到经济有效的目的的小时交通量。
7．交通量的方向分布：一条道路往返两个方向的交通量在长时间内，可能接近相等，但在某段时间内（例如，一年中的某个季节，一月中的某天，一天中的某几个小时）则会有很大的差别，这种差别称为交通量的方向分布。
8．交通量的时间分布：指的是在不同时间段内道路上交通量的变化。
9．地点车速或点速度：指车辆通过某一地点时的瞬时速度，实际工作中常用很短的距离和时间内求得的车速。
10．行驶车速：是以车辆行驶于某一区间所需的时间（不包括停车时间）和此区间的距离所求得的车速。
11．行程车速：是以车辆行驶于某一区间所需的总时间（包括停车时间）和此区间的距离所求得的车速。
12．运行车速或营运车速：是指具有中等水平的驾驶员在道路的实际交通和环境条件下所能保持安全行驶的最大车速。
它是估计道路通行能力的依据。
13．临界车速。
指道路交通量达到最大值时所对应的车速。
14．设计车速。
指按道路条件决定的最高车速。
它是道路线型几何设计的标准。
15．车流密度是指在一条道路上车辆的密集程度。
即某一时刻在单位长度内（一车道或全车道）的车辆数。
16．车头间距也叫车头空距或车头间隙，是指连续行驶的两车车头之间的间隔距离。
论道路交通中人车路相互作用郑静怡 2120100253摘要：道路交通系统是一个由驾驶员、车辆、道路等构成的动态系统。
系统中，驶员从道路交通环境中获取信息，这种信息综合到驾驶员的大脑中，经过判成动作指令，指令通过驾驶员操作行为，使汽车在道路上产生相应的运动，后汽车的运行状态和道路环境的变化又作为新的信息反馈给驾驶员，如此循复，完成整个行驶过程。
因此，人、车、路(含整个环境)为道路交通的交要素。
三要素之间匹配性失调都会造成道路交通的安全隐患，形成交通事故关键词：人车路系统，人机环境工程，交通事故1.道路交通系统的基本构成要素及相互作用1.1道路交通系统组成简单的交通现象就是人、车在道路上的移动。
行人或运行的车辆构成人流或车流，人流和车流统称为交通流。
多道交通流便构成交通网.透过简单的道路交通现象，用人一机一环境系统科学的观点分析，道路交通系统是一个由人、车、路(含整个环境)三个子系统构成的动态系统。
因此，人、车、路被称为道路交通系统的三要素。
三要素组成具有特定功能的有机整体，三个原来独立的子系统之间便构成四个相互协调的界面，即人一车界面、人一路界面、车一路界面以及人一车一路界面，如下图1所示。
图1 人车路交通系统构成1.2人、车、路道路交通系统三要素的相互作用为了探讨道路交通事故形成机理，需要对图1所示的人、车、路三要素的相互作用进行深入分析。
人、车、路三要素的相互作用关系可用下图来说明，道路交通系统是由于参与交通的人、车辆和交通环境这三个要素组成的相互关联又相互影响的复杂系统。
高效、安全、舒适是系统的整体目标。
而每一参与交通的人、车辆及其相关的道路环境均为一个子系统。
汽车驾驶人在行驶过程中必须随时掌握车辆、道路及交通变化特征，不断作出正确的判断与反应。
通过加速踏板、制动和转向盘，操纵方向，控制行车速度，以适应该系统的动态运行过程。
实现对车辆的控制。
同时，在驾驶人控制着车辆按着预定目标，又按照交通规则运行的动态过程中，车辆也要受道路和环境状况的影响。
论道路交通中人车路相互作用摘要：道路交通系统是一个由驾驶员、车辆、道路等构成的动态系统。
系统中，驶员从道路交通环境中获取信息，这种信息综合到驾驶员的大脑中，经过判成动作指令，指令通过驾驶员操作行为，使汽车在道路上产生相应的运动，后汽车的运行状态和道路环境的变化又作为新的信息反馈给驾驶员，如此循复，完成整个行驶过程。
因此，人、车、路(含整个环境)为道路交通的交要素。
三要素之间匹配性失调都会造成道路交通的安全隐患，形成交通事故关键词：人车路系统，人机环境工程，交通事故道路交通系统的基本构成要素及相互作用道路交通系统组成简单的交通现象就是人、车在道路上的移动。
行人或运行的车辆构成人流或车流，人流和车流统称为交通流。
多道交通流便构成交通网.透过简单的道路交通现象，用人一机一环境系统科学的观点分析，道路交通系统是一个由人、车、路(含整个环境)三个子系统构成的动态系统。
因此，人、车、路被称为道路交通系统的三要素。
三要素组成具有特定功能的有机整体，三个原来独立的子系统之间便构成四个相互协调的界面，即人一车界面、人一路界面、车一路界面以及人一车一路界面，如下图1所示。
图1 人车路交通系统构成人、车、路道路交通系统三要素的相互作用为了探讨道路交通事故形成机理，需要对图1所示的人、车、路三要素的相互作用进行深入分析。
人、车、路三要素的相互作用关系可用下图来说明，道路交通系统是由于参与交通的人、车辆和交通环境这三个要素组成的相互关联又相互影响的复杂系统。
高效、安全、舒适是系统的整体目标。
而每一参与交通的人、车辆及其相关的道路环境均为一个子系统。
汽车驾驶人在行驶过程中必须随时掌握车辆、道路及交通变化特征，不断作出正确的判断与反应。
通过加速踏板、制动和转向盘，操纵方向，控制行车速度，以适应该系统的动态运行过程。
实现对车辆的控制。
同时，在驾驶人控制着车辆按着预定目标，又按照交通规则运行的动态过程中，车辆也要受道路和环境状况的影响。
