弓馨++梁龍凱

摘 要 本文通過分析汽車駕駛員臨界反應能力對行車安全性的影響，得出良好的駕駛員臨界反應能力是決定行車安全性的關(guān)鍵因素；并提出基于人-車-環(huán)境的硬件在環(huán)仿真試驗條件可以測試駕駛員在不同路況下的反應能力，搭建了駕駛員反應能力檢測試驗平臺，可用于駕駛員的考核、訓練及后續(xù)研究。

【關(guān)鍵詞】駕駛員反應能力行車安全 檢測平臺

現(xiàn)今，我國道路交通事業(yè)發(fā)展迅猛， 交通事故、城市道路擁堵等現(xiàn)象也隨之大幅度增加，這樣的交通環(huán)境， 將對駕駛員的駕駛技能、身體素質(zhì)提出更高的要求。影響行車安全的因素眾多，駕駛員對交通環(huán)境信息的臨界反應能力對行車安全的影響不可忽視。

1 駕駛員反應能力

駕駛員的反應能力是指駕駛員在復雜交通環(huán)境中，持續(xù)接收、分析行人和汽車狀態(tài)，在一定程度上預見變化，并在瞬間做出準確判斷的能力。

駕駛員反應能力主要體現(xiàn)在轉(zhuǎn)向行為能力和制動行為能力上，而緊急情況下駕駛員的轉(zhuǎn)向操作和制動操作將從根本上決定事故程度。反應能力對駕駛員十分重要， 外界客觀條件一致時，反應能力直接決定反應時間的多少。實驗證明車速30km/h的汽車，反應時間延長0.1s， 就要駛近1m，此距離將成為威脅生命的重要因素。因此，具有良好的臨界反應能力是保障行車安全的重要因素。

由以上分析可知，駕駛員反應能力對于行車安全有重要意義。因此建立駕駛員反應能力測試平臺十分重要，不僅能檢測駕駛員的臨界反應能力，而且能分析不同因素對于反應能力的影響，對于從根本上提高行車安全具有重要意義。

2 駕駛員反應能力檢測平臺

近年交通環(huán)境越來越復雜，我們有必要采用人-車-環(huán)境全景仿真的試驗條件來進行駕駛員臨界反應能力的測試，用于篩選和訓練駕駛員，以及今后的深入研究。由于商用車事故率較大且造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失也更大，因此本文采用TruckSim和LabVIEW軟件的聯(lián)合仿真實現(xiàn)檢測平臺的搭建。

駕駛員反應能力測試平臺主要由實時仿真平臺、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、車輛操縱機構(gòu)、仿真環(huán)境顯示設(shè)備等組成，如圖1。駕駛員的操縱信號由數(shù)據(jù)采集設(shè)備輸送給實時仿真平臺，實時仿真平臺實時計算車輛的運行狀態(tài)，并將車輛的運行數(shù)據(jù)輸出給顯示器，仿真視景電視顯示即時駕駛環(huán)境。

2.1 檢測平臺的硬件

車輛操縱機構(gòu)踏板、轉(zhuǎn)向盤及換擋桿，均由采購的實車零部件組成，可以最大程度的使檢測平臺具有實車的操縱感。例如檢測平臺的踏板選用的是自帶非接觸式霍爾傳感器的瑞立電子踏板型號11080100010，可將踏板開度以模擬電壓信號傳遞給實時車輛模型。除了駕駛員操縱機構(gòu)外，檢測平臺還應具備駕駛輔助設(shè)備，如座椅、顯示器等，且各部分的相對位置應盡可能符合駕駛實際。

實時仿真平臺由主機和目標機組成，兩者間通過TCP/IP協(xié)議進行通訊。主機裝備TruckSim和LabVIEW軟件，可進行車輛模型參數(shù)設(shè)置、仿真工況設(shè)置，以及監(jiān)視仿真程序的實時運行狀態(tài)，并能從目標機中導出后續(xù)研究和分析的試驗數(shù)據(jù)。目標機進行操縱信號采集，使實時車輛模型獲得駕駛操縱信息，并負責運行實時車輛模型。

檢測平臺的目標機采用型號為PXI-1042Q的NI工控箱，配備PXI-6259數(shù)據(jù)采集卡、SCB-68接線盒。目標機可通過LabVIEW的NI -DAQ 模塊，將采集的信號傳遞給實時車輛模型。

2.2 檢測平臺的程序設(shè)計

檢測平臺的實時程序借助于TruckSim RT實現(xiàn)，可運行于LabVIEW RT環(huán)境，運行速度比實時快約3-6倍，其聯(lián)合仿真流程如圖2所示。

檢測平臺實時程序包括主機程序和目標機程序。主機程序在主機運行，能實現(xiàn)主機、目標機程序的運行以及試驗數(shù)據(jù)保存的開關(guān)控制。目標機程序是總體程序的核心，采用平鋪式順序結(jié)構(gòu)。兩個循環(huán)結(jié)構(gòu)構(gòu)成了程序主體，分別為駕駛員操縱信息的數(shù)據(jù)采集循環(huán)和TruckSim模型運行的定時仿真循環(huán)，即實時車輛模型的LabVIEW仿真架構(gòu)。數(shù)據(jù)采集和TruckSim實時模型循環(huán)終止后實時數(shù)據(jù)跟蹤模塊進行數(shù)據(jù)保存。

總體程序中的數(shù)據(jù)傳輸采用的是共享變量的形式。主機與目標機間的數(shù)據(jù)通信借助網(wǎng)絡(luò)共享變量實現(xiàn)，目標機兩個循環(huán)間通過單進程共享變量進行數(shù)據(jù)傳遞。

2.3 檢測平臺的數(shù)據(jù)輸出

利用檢測平臺可以進行不同工況的人-車-環(huán)境硬件在環(huán)仿真試驗，獲得駕駛員在不同試驗工況下的轉(zhuǎn)向及制動操縱數(shù)據(jù)，用于駕駛員反應能力的分析。圖3為利用檢測平臺獲得的駕駛員在下坡常制動工況下的制動踏板數(shù)據(jù)。

參考文獻

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[2]唐陽山，夏道華.不同駕駛員反應時間對汽車防撞安全距離的影響研究[J].科學技術(shù)與工程，2016.

[3]王龍.基于虛擬駕駛環(huán)境的駕駛員反應時間采集和測算研究[J].交通工程，2012.

作者簡介

弓馨，現(xiàn)為東北師范大學人文學院講師。研究方向為汽車動態(tài)仿真與控制。

作者單位

東北師范大學人文學院 吉林省長春市 130025