驾驶模拟器范文

驾驶模拟器范文（精选10篇）

驾驶模拟器 第1篇

关键词：汽车驾驶模拟器,驾驶培训,应用,优势

1汽车驾驶模拟器的应用情况

早在20世纪60年代,国外就已经开始将汽车驾驶模拟器运用到驾驶培训当中了,发展到70年代,美国有3500多所驾校配有模拟器,80年代,日本也有一千余所驾校配有模拟器,这些驾校所培养的驾驶员占日本总体驾驶员数量的90% 以上,并且日本随后推出相关法律规定,汽车驾驶培训学校必须配备汽车驾驶模拟器。绝大多数欧洲国家也相继出台了关于使用模拟器进行驾驶培训的法规,比如运营驾驶员每年在模拟器上驾驶的时间不得少于7个小时等。

汽车驾驶模拟器进入我国的时间比较晚,不过迄今为止也取得了较大发展。2011年,国内第一台八自由度的交通行为与安全模拟实验平台在同济大学首次投入使用,而后我国对于智能驾驶模拟系统产业的投资规模以每年超过100% 的速度在飞速增长。特别是近两年,越来越多的驾校开始采用汽车模拟器进行驾驶培训教学,并基于模拟器的应用开办了驾校自学课程,将汽车驾驶模拟器从高科技研究层面转入平民日常应用层面。

2汽车驾驶模拟器在驾驶培训中的优势

我国当前的汽车驾驶培训大多数仍然采用传统的实地实车 “一对多”教学方法,这种教学方法效率较低,教练重复对同样的知识进行说明,在一位学员上车训练的同时,其他学员需要在原地等候,这不管是对教练而言还是对学员而言,都无疑是一种时间上的浪费。另外,在这种教学模式下,教练车一天到晚运转,油耗极大,车辆容易损坏,排出的废物会造成环境污染,加之实地培训时,教练车需要较大的运转空间,并且在路考培训时会占用正常运输车道,容易阻塞交通,甚至造成交通事故。另外,由于培训力度不足, 各位教练员的知识涵养和技能素养不同,教学能力也参差不齐,无法保证良好的教学质量。

与传统驾驶培训模式相比,运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训具有相当大的优势,主要体现为以下几个方面。

第一,理论知识更全面、更权威。传统教学模式中,理论知识的传达主要依托教练员,因而学员的理论知识素养在很大程度上取决于教练员的理论知识水平与教学能力。尽管目前我国各大驾校都对教练员的从业标准进行了更为严格的规范,但其整体水平仍然远远低于国际平均水平,无法满足学员对于交通法规、事故处理、汽车理论、驾驶技能等方面的知识需求。而汽车驾驶模拟器则融合了安全驾驶所必备的各类知识、技能和交通安全法规,借助各种先进的高科技手段,将这些理论的传授转化为生动、有趣的视频动画,不仅以简单易懂的方式多维度地向学员展示了这些知识及其运用,满足了各个层次学员的知识水平和理论素养,还以其较高的趣味性赢得了学员对于交通及驾驶知识学习的关注,极大地激发了学员的学习热情,提高了教学效率。

第二,教学不受时间、地点及天气情况限制。传统的汽车驾驶培训在很大程度上受到时间、空间和天气情况的制约,很多学员由于白天要工作,不能到教学现场参与学习, 而大多数驾校晚上又下班关闭,导致这些学员只能凑在周末去学习,周末时段驾校内人满为患,很多人在驾校等候一天,在车上练习的时间却连一小时都达不到。另外,由于驾校所占空间较大,一般都要建设在远离城市的郊区,这对于大部分学员而言空间距离都较远,极其不便利。雨雪天气道路状况不佳,更是进一步对学员到驾校学习产生极大限制。 而汽车驾驶模拟器则可以完全克服时间、空间和天气因素的影响,学员可以依照自身的情况,在不同时段、不同地点、 不同的天气情况下进行模拟驾驶练习,还可以选择不同的场景来体验多种交通情况,在很大程度上保证了学员的学习时间,提高了时间利用率和学习效率,培训质量自然也得到极大提升。

第三,节能环保,安全可靠。传统驾驶培训对车辆、汽油、场地等资源的要求都比较高,教练需要进行一对一实车教学,容易造成环境污染。同时,由于实地教学需要占用公用交通道路资源,一方面会在一定程度上增加交通压力,另一方面教练员需要不断反复指导,学员一边学习一边操作, 一不小心顾此失彼就会引发交通事故,因此存在很大的教学风险,教练员全天都要处于高度紧张的状态,工作强度极大,对其身心状况都会造成不利影响。而汽车驾驶模拟器则无须考虑这些因素。学员在仿真环境下进行模拟训练,不需要损耗汽车和汽油,可以实现零排放,从环保层面而言毫无疑问是一个绝佳选择。此外,学员利用驾驶模拟器,无须真正到现实公路上便能体验各种交通场景,这就间接地缓解了交通压力。教练则可以同时兼顾多名学员,模拟器默认采用安全操作模式,严格遵照道路交通法规,在潜移默化之中培养学员的安全驾驶意识和安全操作能力,形成对道路状况及气候环境的良好感知能力,养成良好的驾驶习惯,从实践层面而言可以说是百分之百的安全可靠,对于 教练而言劳动强度降低、教学成本减少、实践风险几乎降为零,工作效率却显著增加,对时间和资源的利用率都显著提升。

第四,教学形式丰富,道路环境多样。传统的驾驶培训中,学员只能在相对风和日丽的天气下、相对宽阔平坦的道路上进行实践操作,而无法体验其他道路环境和气候特征, 这一方面是受驾校环境的制约,另一方面则是出于教学安全的考虑。通常而言,一位合格的驾驶员必须能够掌握在各种道路环境下行驶的技巧,能够正确应对各种紧急及突发情况。汽车驾驶模拟器就很好地解决了这一难题。学员在使用模拟器进行驾驶仿真实践时,可以选择各种道路条件,例如城市街道、高速公路、山间隧道、山区道路、桥面等,可以体验各种气象特征,例如雨雪天气、大雾天气等,能够选择白天或者夜间驾驶,还能够选择体验各种突发情况,比如行驶中突然爆胎、制动失灵、转向失灵等情况。中央控制台通过分析驾驶人的操作行为,分析出其中不利于安全驾驶的因素,并通过模拟驾驶平台对其进行有针对性的培训和教学, 强化驾驶人的安全驾驶意识,提升他们的紧急应变能力,从而有效地弥补传统实地教学的缺口。

汽车游戏驾驶模拟器 第2篇

20世纪以来，虚拟现实技术的提出和发展为汽车驾驶模拟器的研究和开发提供了新的手段。驾驶模拟器也继由最初运用于航空驾驶训练之后，被迅速应用到汽车训练中。

目前发达国家已普遍运用汽车驾驶模拟器作为培训工具。日本政府在1970年以正式法律规定，汽车驾驶培训学校必须装备汽车驾驶模拟器；美国在20世纪70年代中期就有500多所汽车驾驶学校装备了汽车驾驶模拟训练器。国家道路交通安全科技行动计划总体专家组组长、同济大学党委副书记方守恩教授在接受记者采访时表示：“在国内，人们早已明确意识到，应用模拟加实车的组训模式取代全部实车的组训模式，是汽车驾驶教学改革的必然趋势。自20世纪80年代初首批制式的模拟设备投入汽车驾驶教学以来，在全国范围内，社会不断宣传推广，政策持续。”

自2004年以来，国家相关管理部门相继出台了各项政策。在交通部《机动车驾驶培训机构资格条件》中提出驾培机构在开办时配备驾驶模拟器作为可选配置之一。国内一些省市也相继出台政策，有的已经把配备驾驶模拟器作为开业的必备条件。此外，自2004年开始，教育部已开始启动高中阶段课程改革，到目前为止全国已有20多个省市进入课改实验阶段，汽车驾驶模拟器已经列入部分学校选修课程。

汽车驾驶模拟器在教学中的应用 第3篇

关键词：驾驶模拟器驾驶教学交通安全

1. 前言

近年来，国内机动车数量逐年增加，道路交通安全问题逐渐引起广泛关注。据有关统计数据显示，因驾驶员原因导致的交通事故超过80%。所以，对驾驶员培训质量的提高，规范驾驶行为，就逐渐成为提高道路交通安全的一项重要研究内容。汽车模拟驾驶新技术近年来逐渐成熟并得到普及应用，有效解决了此问题。

2. 汽车驾驶模拟器原理

驾驶模拟器综合计算机、光学、微电子、控制等高新技术，是对汽车驾驶动作正确模拟，并在主要性能上得到实车驾驶感觉的一种仿真设备，已成为汽车性能展示、汽车驾驶模拟的一种非常有效的工具。训练型汽车驾驶模拟器包括真实驾驶舱、视景模拟系统、实时控制与仿真计算机系统、运动模拟系统、声响模拟系统及中央控制台。其原理是驾驶人员模拟坐到驾驶舱中，结合视景系统产生的交通场景对转向盘、制动及加速踏板等部件进行操纵，由在驾驶舱安装的传感器采集驾驶员操作信号，然后仿真计算机根据车辆动力学模型软件对驾驶车辆瞬间位置及运动姿态参数进行计算，再向图像计算机不断传送驾驶车辆的运动参数，根据图像软件形成对应于驾驶车辆运动连续变化的交通场景，将场景采用投影仪向驾驶舱正前方屏幕进行投射。模拟舱在控制运动模拟系统带动下形成汽车行驶运动感觉，控制视景系统对交通场景进行及时更新，发动机、风噪、路面摩擦及隧道内等声响由控制声响系统进行合成。实时发生的连续变化音效及图像使驾驶员产生在道路上驾车的真实感觉。模拟训练后，相关数据及分析结果可由计算机打印输出。

3. 在驾驶技能培训中驾驶模拟器的作用

3.1 提高驾驶训练安全

驾驶员培训初期，通常对车辆各项性能了解不多，因紧张等原因，在听从教师反复讲解时，还要对车辆部件进行反复操作，初学者直接上路驾驶，容易顾此失彼，存在较大的危险与安全隐患。模拟器利用计算机仿真技术将行车中可能遇到的各种情况形象逼真地在屏幕上进行演示，让其体验有惊无险，对其安全驾驶意识的培养潜移默化，对行驶中可能发生的各种紧急情况进行妥善处理，进而使训练行为的安全性得到明显提高。

3.2 驾驶适应性训练得到丰富

驾驶适应性是机车驾驶员对各项驾驶操作的完成具有心理与生理素质。若学习者对驾驶适应性有关知识不够了解，就容易对行车安全产生较大的隐患。在实车训练中由于有些方面受到规范所限，驾驶员对高速行车的危险无法进行体验。但在模拟器中借助模拟驾驶，能够充分感受到各种因素对驾驶适应性的影响，使驾驶员得到直观感受，对驾驶员感官的综合刺激，使其驾驶适应性训练得到丰富。

3.3 训练综合效率得到明显提高

汽车驾驶需要协调身体各器官的动作。驾驶模拟器不只是驾驶环境具有实际操作性与可视性，还能将安全驾驶中可能遇到的各类交通安全问题通过计算机仿真系统模拟到操作中。在驾驶培训中的一些阶段，驾驶员能够有效利用模拟训练设备训练车辆操控技能及分析处理道路交通情况，不受季节、环境、天气等外界条件限制，使驾驶技术得到形象逼真的模拟。

3.4 减少汽车噪音及尾气污染

众所周知，汽车行驶扬起的粉尘及尾气是导致空气污染特别是城市大气污染的一个非常重要的因素。据对部分城市污染情况的统计，大气中超过90%的一氧化碳、超过85%的一氧化氮等都是源自汽车尾气排放。而且，汽车也是由不同性质噪声构成的一种综合噪声源，行驶中的噪音对环境具有较大的影响。汽车驾驶模拟器利用其对驾驶训练进行模拟，能够明显减少培训人员驾驶车辆上路行驶，也在一定程度上减少噪声污染与汽车尾气排放。

3.5 缓解道路拥堵

教练车和驾驶学员在道路上驾车速度不快、行车缺乏规范性等，易导致交通发生拥堵。采用驾驶模拟器进行培训，能够减少车辆占用道路，使道路拥堵情况得到有效缓解。

4. 驾驶模拟器在教学中的应用

机动车驾驶员教学目的主要是以较为经济的成本，使学习者掌握驾驶技能，并在实际道路中，结合已掌握的知识与经验，灵活操纵车辆。驾驶技能有机结合了心智与动作两种技能。动作技能基于心智技能，心智技能调解动作技能。通过局部动作掌握、完整动作初步掌握、协调完善动作三个相互联系的阶段对驾驶技能进行逐步掌握。初级阶段汽车驾驶主要是对基本驾驶动作进行学习，主要训练动作技能；中高级阶段对处理道路交通情况的方法进行学习，综合运用各项基本动作，实现对心智技能的培养，因此，初中级阶段可采用驾驶模拟器进行教学。

4.1局部动作的掌握

局部动作的掌握是驾驶技能的基本功，主要由教师进行示范，学员注意模拟练习单一动作。因初学者对汽车驾驶的感性认识不足，操作中容易出现紧张、动作僵硬不协调等情况。采用驾驶模拟器进行教学训练不只是实现对汽车真实行驶情景的模拟，还可以减少实车训练负荷，同时实现对教学训练进度的自由调节，是纠正驾驶教学过程中存在的各种常见问题的一种比较有效的方法。

4.2 交替动作的掌握

掌握交替动作是学员初步了解了驾驶技能，并被纠正了大部分明显错误，能够连贯先期掌握的局部动作，而形成比较完整的操作，但结合的各项动作还缺乏一定的协调性、紧密性，容易产生动作停顿等。因此，适当采用模拟器进行强化训练，对于促进动作连贯性具有重要作用。在模拟器上熟练各项操作后，再到实车上驾驶操作，对于学员特别是女性学员，普遍能较快地进入状态，可有效缩短训练操作技能的时间。

4.3协调完善动作

协调完善动作是学员按照准确顺序完成各个动作，以连锁反应方式巩固驾驶操作，动作间紧密连贯且协调，可根据随时变化的交通环境，对交通要求的思维方式与知觉机能进行不断适应，沟通心理活动与肌体动作，降低意识参与度，扩大学员注意范围，结合条件变化准确迅速地完成驾驶操作。

5. 结语

综上所述，驾驶模拟器训练从本质上来将还只是一种模拟训练，无法完全代替其它培训方法及实车训练。在实际教学中，还应结合教学内容与目的，有效结合驾驶模拟器、教师讲解指导及实车训练等方法，才能提高汽车驾驶员的综合技能。

参考文献：

[1]熊坚，曾纪国，管欣.驾驶模拟器用于交通系统仿真的研究[J]，系统仿真学报，2010.11

[2]潘兵宏，梁孝忠.动视觉原理在公路线形设计中的应用[J]，长安大学学报，2012.8

[3]张宝.机动车辆驾驶考证管理与驾校规范化培训实务[M]，北京：中科多媒体电子出版社，2009

驾驶模拟器 第4篇

在我国, 有2亿人想考驾照, 可是很大一部分人都面临着种种主观客观存在的问题。没有充裕的时间、害怕吃苦受累、经常被教练欺骂、培训人员太多、单练价格昂贵, 往往是人去了却车没了, 车有了却位子没了, 等到时间可以上车了, 结果方向盘摸一把, 就到站了。种种问题让想拿驾照的人们放慢了行动的脚步。同样, 全国近万所驾校也很苦恼, 缺乏教练, 学员逐年递增, 教练难找, 只能一个车带几十人, 效率非常低下;培训场地空间不足, 学车的太多, 培训场上都车满为患, 想拓宽场地又苦于资金有限。汽车的磨损巨大, 驾培人员简直就是汽车的杀手, 一个新车往往用不了几年;投资成本的增长, 导致新学员取得驾照的时间是愈来愈长。这些都是显而易见的, 而且是亟待解决的。

汽车驾驶模拟器, 可以弥补训练时间的不足, 使受训者能够在上车前就具备了基本的道路行驶技能, 如路牌的辨识, 危险的预估, 道路选择, 车速控制, 车距控制等等, 这些都给解决上述问题提供了强有力的帮助, 其市场前景将是十分广阔。

1 汽车驾驶模拟器在驾驶培训中的优势

现阶段我国很多驾校的教学方法依然采用的是传统的实地实车“一对多”教学方法, 该教学方法效率较低, 同样的知识教练需要对每位学生进行重复说明, 且一位学生在练车的过程中, 其它学生都必须在原地等候, 对教练和学生来说都是一种时间上的浪费。此外, 该教学方法还意味着教练车需要一天到晚的运转, 不仅油耗极大, 极易损坏车辆, 排除的废物还会污染环境, 甚至出现交通事故。另外, 由于教练队伍教学水平难免会参差不齐, 因此教学质量也存在很大的不稳定性。

运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训, 与传统驾驶培训模式相比具有很多优势, 具体如下:

(1) 减少真车损耗。新学员由于技术不达标或者不熟练等原因在练车的过程中难免会对真车造成损耗, 而运用汽车驾驶模拟器可使学员先熟练操作, 不仅减少了真车损耗, 也还利于驾校市场竞争力的提升。 (2) 减轻教练的教学强度。提高教练的培训效率, 增加教练的收益。而且驾校可以减少占用车辆、占用场地的成本, 提高驾校资源的使用效率。 (3) 节能环保。运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训能够有效提高学员的驾驶技能, 最大限度的减少可能造成的交通事故, 不仅如此, 运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训还具有节能环保的优势, 该教学模式完全0污染、0排放、0事故, 不仅节约了驾校的教学成本, 还符合国家倡导的节能环保精神。 (4) 消除恐惧:模拟驾驶环境模拟真车实训环境有利于消除学院恐惧心理, 大多学员刚刚练车时存在恐惧心理, 无法应对各种突发情况, 通过运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训可提前预演各种突发情况, 做到心中有数, 减少遇到突发事件的紧张感。 (5) 减少事故:减少了实车训练的时间, 客观上降低了交通事故的发生率。 (6) 创造安全学车环境, 有效缓解学员紧张心理, 避免出现交通故障。由于汽车驾驶模拟器完全仿照真车制作, 通过汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训能够有效提高学员驾驶技能, 且更安全可靠。

2 汽车驾驶模拟器及其组成

汽车驾驶模拟器完全仿照真车制作, 但由于运用汽车驾驶模拟器更安全可靠, 运用其进行驾驶技能培训可有效减低新学员的恐惧心理。培训人员可通过汽车驾驶模拟器来体验在各种场景下的虚拟驾驶, 体验真实驾驶感受, 增强培训人员的交通意识和提高驾驶技能。系统构成如图1所示。

3 汽车驾驶模拟器的经济性分析

以某驾校为研究对象, 通过本次实验对所做的培训型驾驶模拟器的有效性分析及训练方法的研究, 上车驾驶培训的学时为38个学时, 其中包括15个学时的驾驶模拟器教学, 模拟器教学在上车教学培训中所占的比例为38%, 本次实验的学时分配与机动车大纲相比, 最大的差异在于模拟器在上车驾驶培训中所占的比例, 某驾校模拟器所占的比例比大纲中高出25%。

有资料显示, 实车训练每一小时需耗油四升, 假设某驾校每年招一万学员, 每名学员利用驾驶模拟器学习15小时, 那么该驾校一年就可以节约汽油60万升, 按发改委发布的93#汽油最高零售价7.4元计算, 就是约合人民币444万元。另外, 由于驾驶模拟器具有0污染、0排放、0事故的特点, 有利于环保和管理及维护。具体成本分析从以下两方面进行:

3.1 驾驶模拟器初始成本分析

初始成本是指购买驾驶模拟器所必须支付的费用, 包括软件支出和硬件支出。

市场上驾驶模拟器的价格在1.2万到15万元不等, 本文折中选用8万元作为计算驾驶模拟器的一次性支付成本, 并与燃油教练车 (以1.6L捷达教练车为例) 初始成本进行对比。结果如表1所示。

对比两者发现, 购买成套的汽车驾驶模拟器设备只需支付售价, 无需支付其他费用, 这是因为其属于购置固定资产。

3.2 驾驶模拟器全生命周期成本分析

由于能够满足驾驶培训要求且符合标准规定的驾驶模拟器价格差异很大, 本文将分别取一个高值和一个低值对全生命周期成本进行分析说明。

3.2.1 取较高值分析

下面以售价为15万元的VR-4驾驶模拟器以及售价为9.78万的1.6L捷达教练车为例进行探讨。与燃油教练车对比, 驾驶模拟器初始运行成本较高, 现将驾驶模拟器成本高于燃油教练车的部分设为Δ如图2所示。

图2中, 横坐标X表示汽车的使用时间;纵坐标Y表示汽车运行中发生的成本。图中, 驾驶模拟器在开始运行时有高出燃油教练车的成本OA, 其大小为Δ。tanα等于燃油汽车燃料费用除以使用时间, 得到单位时间内的运行成本。tanβ为驾驶模拟器单位时间的运行成本。当燃油教练车的运行成本大于驾驶模拟器运行成本, 即tanα>tanβ时, AC和OB必然相交, 设交点为D, 则在D点驾驶模拟器和燃油汽车单位时间内运行成本相等。从D点开始, 越往后驾驶模拟器的经济效益越明显。从图3中可得出:

设驾驶模拟器行驶单位时间内运行费用的节省为δ, 则:

显然δ越大, 驾驶模拟器在整个生命周期中的经济性也就越高。

3.2.2 取较低值分析

现以售价为2.2万元/台的第六代XF-BY豪华汽车驾驶模拟器为例, 与燃油教练车 (1.6L捷达教练车) 进行对比, 如图3所示。

图3中, 横坐标X表示汽车的使用时间;纵坐标Y表示汽车运行中发生的成本。OA为燃油教练车高于驾驶模拟器的购置成本;tanα、tanβ分别为单位时间内驾驶模拟器和燃油教练车的运行成本;不难发现, 驾驶模拟器的运行成本远低于燃油汽车的运行成本。

以一年运行100小时, 每小时平均行驶30km, 行驶总里程3000公里为例来详细说明。 (1) 教练车每百公里耗油9.8升, 使用93号汽油, 7.4元/升;保养修车费3000元/年;保险费2700元/年;养路费110元/月, 一年支出1320元。 (2) 驾驶模拟器每小时消耗2度, 每度电0.45元。

计算结果如表2。

单位:元/年

通过表2可以看出:教练车的使用费用远高于驾驶模拟器一年的使用费用, 并且随着两者使用时间的增长, 驾驶模拟器的经济效益将越来越明显。

4 结束语

本文研究的汽车驾驶模拟器是一种十分有效的驾驶教学与训练方式, 运用汽车驾驶模拟器进行驾驶技能培训真车的实训时间将减少1/3, 可有效缓解学员紧张心理, 避免出现交通故障, 具有0污染、0排放、0事故的特点, 不仅节约了驾校的教学成本, 还符合国家倡导的节能环保精神, 具有广阔的市场应用前景。

参考文献

[1]孙玥.汽车驾驶模拟器推广应用的成本效益分析[J].交通标准化, 2012 (01) .

[2]尹念东.汽车驾驶模拟器研究现状与技术关键[J].湖北汽车工业学院学报, 2002 (04) .

模拟驾驶心得 第5篇

XXXX系

驾驶实训心得

姓名：XXX 学号：12XXXXXXX 班级：城市轨道车辆XX班

实训时间：20XX年X月

指导教师：XX、XXX

实训心得体会

本学期的第十五周我们迎来了模拟驾驶实训，我那模糊的记忆也记不清这是第几次实训了，不过“模拟驾驶”这几个字似乎听起来就比以前的实训要“好玩”的多。

的确，第一天同学们也都是抱着这样的心态兴冲冲的来到了实训室，为了方便实训进行全班按学号共分为七组，清静的早晨，实训室里却显得格外的热闹，大家或是好奇的打量着、抚摸着眼前的设备，或是闲聊着其它的什么，总之都不停着，直到老师叫大家安静这才平静了些许。第一天实训和之前大体相似，也是老师讲解一些基本的内容，包括驾驶员的职责、轨道交通的原则、安全行车以及各项规章制度和秩序等，随后老师又给大家一一介绍了面前设备的各个开关按钮的作用，要想操作首先要了解各部件的功能才行，不知不觉第一天就这么过去了，虽然过程看似枯燥，但这些基本内容都是很有用且必须了解的。

第二天大家又早早的来到实训室，因为要开始实际操作了，这显然是大家都更感兴趣的，老师甚至还没讲完大家就迫不及待的开始操作了，刚开始，由于操作不熟练，控制不好速度造成的后果就是各种紧急制动，好在一切顺利进行，在各组组长的带领下，大家依次反复的练习着，多多少少摸到点门道，一天的实训结束后，大家相继回去了，剩下我和其他几名同学为了能多熟悉一下，于是留下来加练了一会，对今天所学的进一步巩固了一下。

到第三天就不光是练习模拟驾驶了，还要学习如何整备作业，不仅要熟练驾驶操作，还要熟悉整备作业的流程。由于有七组，所以是从第一组开始分别由组长带领组员过去讲解整备作业，为了能多熟悉几遍，每一组过去的时候我都跟着过去听，这样下来反反复复好几遍我就能比别人多学几回，效果明显。同昨天一样在大部分人都走了后，我留下来加了加班，对一天的内容再次巩固，而且还从二班的一位同学身上学到了新东西，这让我高兴不已，相信最后一天考试能有不错的表现。

星期四上午大家驾驶和整备作业作最后的加强练习，准备迎接下午的考试，下午同学们早早就来了，过了一会老师就组织考试，分两批交互考试，说实话还是有点点小小的紧张的，不过还好都顺利通过了，整个人如释重负。

训练型驾驶模拟器有效性研究 第6篇

当前,我国交通事故频繁发生,而交通事故往往发生在一些特殊路况,比如交叉口、行人横穿马路等。驾驶员有效及时的操作反应能够大大减少事故损失。因此对驾驶员在应对特殊路况时的驾驶行为的研究是当前交通安全领域的重点,而车速正是对驾驶员驾驶行为最直接的反映。

另外,随着驾驶模拟器逐渐应用于驾校培训、驾驶员行为研究等领域。相比真车实验,应用驾驶模拟器进行驾驶行为的研究具有高效、安全、成本低、数据收集方便等优势[1]。例如,美国和澳大利亚相继开发了STISIM驾驶模拟器用于检测老年人驾驶能力;[2]随后,美国又开发了一种虚拟现实(VR)驾驶模拟器用于改善脊髓颅脑损伤患者的驾驶能力[2]。与国外相比,我国对驾驶模拟器研究还很少,比较典型的是熊坚、丁立等人对驾驶模拟器进行了驾驶员视觉空间的效度研究[2]。但是,以上研究需要对驾驶模拟器获得的实验数据的可靠性及其有效性进行验证[2],这样获得的研究成果才有意义。

因此,基于驾驶员驾驶行为可以作为训练性驾驶模拟器有效性确认的评价方法。本文首先提出具有通用性的有效性评价方法,通过设计对比实验,收集驾驶员在驾驶模拟器和真车两种驾驶环境下遇到若干特殊路况的车速数据,运用定量分析和数据统计分析来处理这两组数据,通过两组实验数据的差异程度来评价驾驶模拟器的有效性。

1、驾驶模拟器有效性确认

1.1 有效性的定义

有效性确认是反映驾驶模拟器价值的一条途径。驾驶模拟器有效性确认是指对驾驶模拟器能否模拟真实驾驶状况进行的求证工作。确认包括2个层面:绝对有效性和相对有效性。绝对有效性,又称物理有效性,是指模拟器与被模拟对象之间物理属性保持一致,如模拟车速与实际车速保持一致;相对有效性,又称行为有效性,是指驾驶者在模拟器中的行为方式与在真车中的保持一致[4]。

1.2 有效性指标的选取

本文要通过驾驶员的驾驶行为来研究驾驶模拟器的有效性,驾驶行为包括行驶车速、驾驶员心率、驾驶员眼动、操作触感信息等。由于行驶车速最能够直接反映驾驶员面对特殊路况时的驾驶行为,故本文将选取车速作为有效性指标进行对比实验。

1.3 数据收集方法

运用视频法收集车速,两名助手负责同步录像,一名助手录前方路况,一名助手录车速仪表盘。后期对照两组视频,取驾驶员遇到若干特殊点所对应的车速。

1.4 数据处理方法

对于实验所得的数据采用定量分析和数据统计分析两种研究方法,其中数据统计分析包括T检验和F检验。

2、仿真实验

2.1 实验目的

本次实验通过驾驶模拟器车速和真车车速的对比试验,比较模拟器与真车的区别,对训练性驾驶模拟器的有效性进一步确认和评价。

2.2 实验被试

本次实验选取两位男驾驶员、一位女驾驶员以及两名助手,驾驶员至少达到三年以上驾龄,助手负责同步录像。

2.3 实验设备

1.两部录像机:分别用于录制车速仪表盘和驾驶员前方路况。

2.笔、纸:用于记录车速数据。

3.一个计算器:用于数据处理。

2.4 实验路段

真车实验是在山东交通学院附近的一条宽11m的路段进行,其中有一部分属于上坡和下坡路段,经测量其上、下坡坡度均为2o。

2.5 实验步骤

先进行真车实验。每名驾驶员适应操作环境5min后,开始驾驶,两名助手同步录像,实验中途熄火或意外情况视作无效。三名驾驶员在真车实验路段会随机遇到不同的特殊路况。因此,综合三名驾驶员遇到的相同路况,取8个特殊点分别如下:起步5S、直线行驶(流量少)、转弯、发现前方红灯、直线行驶(流量多)、上坡、下坡、遇见行人。然后在模拟器中设定这些特殊点,进行模拟实验,模拟实验过程同真车实验。

以下是实验过程中拍摄到的部分图片。图1和图2为驾驶模拟器上坡路况和上坡车速;图3和图4为真车上坡路况和上坡车速。

3、数据处理

真车实验和模拟器实验得到的数据见表1。

对每一个特殊点对应的2种平均车速进行t检验,对两种标准差进行F检验。结果见表2。

表格2显示,全部的F值均小于F临界值(α=0.1),对应2个总体的标准差没有显著差别;仅特殊点4和8的t值小于t临界值(α=0.1),在这两点上对应2个总体的平均车速没有显著差别,其余t值均大于t临界值(α=0.1),对应2个总体的平均车速有显著差别,模拟器车速显著地高于真车车速。模拟器绝对有效性无法确认。

对实验所得到的平均车速以及对应的车速标准差绘制成图5和图6的折线图。

图2.7中能看出驾驶模拟器获取的数据随路段的变化趋势与实际行车数据保持一致,对应特殊点的车速标准差已被证明没有显著差别。在图2.8中可以更清楚的看到代表真车和模拟器的车速数值的点离得很近。可见对应特殊点的平均车速显著相关,该驾驶模拟器的相对有效性能够确认。

4、结论

本文在总结驾驶模拟器相关应用和研究的基础上对驾驶模拟器的有效性进行了验证。主要完成了以下工作:

介绍有效性理论,以车速作为考量指标,对驾驶模拟器和真车展开对比实验。

利用定量分析和数据统计分析对实验数据进行处理,并验证了这两种分析方法的可靠性。

通过仿真实验,使驾驶模拟器的相对有效性得到确认,其绝对有效性很难达到,原因是2个驾驶系统间固有的物理属性差别决定的。而相对有效性对于驾驶行为研究已经足够。

5、展望

对于训练型驾驶模拟器的研究,我们要学会怎样利用当前科研成果,根据当代社会需求,进一步优化和改进驾驶模拟器。比如,在视景系统中,通过研究不同道路景观对驾驶人生理心理的影响,来选择合适的路测景观。还有,我们可以开发这样一种软件来植入驾驶模拟器中:在驾驶过程中,模拟器会随机出现爆胎、侧滑、上坡熄火等突发情况,来锻炼驾驶员的应变和操作能力,这样能有效减少交通事故。

摘要：为了确保训练性驾驶模拟器获得的实验数据具有可靠性,需要对驾驶模拟器的有效性进行研究。文章在总结模拟器相关研究以及有效性理论的基础上设计车速对比实验,运用定量分析和数据统计分析方法,比较模拟器与真车的区别,使山东交通学院的训练型驾驶模拟器的相对有效性得到了验证。并对于驾驶模拟器的未来发展,提出了一些想法。

关键词：训练性驾驶模拟器,有效性,车速

参考文献

[1]Hoe Chung-Yeung Lee.Development of a Driving Simulator as an Off-Road Screening Tool for Older Adult Drivers.Australian Occupational Therapy Journal(2004)51,114–115.

[2]丁立,熊坚.驾驶模拟器视景逼真度客观评价研究[J.系统仿真学报,2003,增刊.

[3]丁立,熊坚.不同平面线性下驾驶模拟器速度有效性验证.昆明理工大学,2012.

基于驾驶模拟器的危险场景设计研究 第7篇

近年来,随着计算机虚拟现实技术向实用化方面的发展,研制驾驶模拟器,对“人车路环境”系统进行仿真研究成为交通安全研究领域的一个重要发展方向[1,2] 。笔者开发了驾驶模拟器研究平台,对典型危险事故场景进行试验设计、建模和分析,提出了设计思路和方法,从而为评价驾驶员反应行为特征,为今后利用驾驶模拟器进行道路交通安全研究提供实用方法。

1 典型交通事故分析

通过收集整理国内外多种类型的交通事故案例,提炼出2种较具代表性的交通事故类型。

1.1 行人过街被撞事故

行人过街危险场景描述。图1所示的是双向4车道临近交叉口处,路宽14 m,为城市道路主干道;限速30~40 km/h,此处设置一个公交站台,且周围住宅区较多,车辆与行人密度均很大。

造成行人过街危险场景成因。在黄灯绿灯时段,直行的轿车驾驶员想加速通过交叉口,注意力都集中在信号灯上,忽视了欲从公交站横穿街道的行人,此时公交车恰巧挡住轿车驾驶员的侧右方视线,当轿车与行人的距离小于轿车制动距离时,轿车会无法及时制动,直接撞到行人[3]。

1.2 驻车排队车辆相互碰撞事故

驻车排队车辆危险场景描述。图2所示的是一双向4车道十字交叉口场景,路宽为14 m,限速30~40 km/h。此处为城市主干道,直行和左转车流量比较大,每个信号周期几乎都可能出现二次排队,是车辆间擦撞、追尾事故的高发段。

造成驻车排队车辆危险场景成因。由于交叉口车流量很大,信号配时不合理,造成长时间的排队。当左转绿灯快要结束时,A车以较快的速度在左转专用车道上行驶,B车排队在直行道上,临时改变主意左转而突然从队伍中折出,与来不及采取制动措施的A车发生侧面碰撞。

2 危险场景设计思路及方法

2.1 静态场景设计

所谓静态场景就是交通环境中静止的事物,只需考虑其方位坐标。静态场景设计主要包括:车道数的设计,道路上的交通设施、标线、标志和树木等静物设计,静态驻车的停放设计和路周围建筑物的设计等[4]。

1) 有些路段或路口可以根据它本身道路上的车流量等交通环境来确定应该在该路段上设置多少车道数和车道转向,即需要根据直行、左转和右转各个方向上的车流量来决定其是否应该设置各个转向车道。

2) 一些城市道路可以通过分析其道路上的交通标识及周边绿化带树木所处方位是否规范合理,从而推断其是否会造成行车不便,甚至导致交通事故。

3) 某些场景还须考虑是否应该安排静态驻车或建筑物,构成行车的视线遮挡物,以此来影响驾驶员的视觉判断等。

2.2 动态场景设计

所谓动态场景就是交通环境中运动的事物。动态场景设计主要包括:动态车(行人可当作动态车来设计)的轨迹、运行规律和触发区设计,主车的预期行驶路径设计,主车遇到事故突发时所采取的应急措施的设计,车辆碰撞点设计,动态车辆间相互联系的设计等。

1) 根据试验场景要求来设计主车的预期行驶路径,其路径的设计轨迹可以是直线、曲线和曲直线结合。为了方便设计和计算,一般将行驶路径设计成直线路径。若主车路径设计为曲线时,可以用无数段短小的折线拟和成近似曲线。

2) 对动态车辆的轨迹、运行规律进行合理设计。结合较合理的主车行车速度、车辆间的距离及各种外界客观因素来设计动态车辆的行驶轨迹和车速,根据实际情况规定某些参数的常规值。

3) 设计动态车的触发区及分析各动态车辆间的相互关系。在危险场景中主车与动态车辆间的距离是由设计者计算的模糊值,以确定触发区。当主车驶入触发区时,触发已设置好的动态车辆按其设计轨迹及运行规律行驶。最关键的就是设计几种主车反应应急措施:车辆及时制动避免碰撞;车辆反应太慢,来不及制动;制动距离大于实际间距造成制动已晚。而动态车辆的反应也有几种:因慌乱而在路中心停止了车辆;将油门猛踩快速驶过等。

2.3 试验场景设计建模实例

选取如图2所示的典型场景,进行实例分析计算(可用类似的方法来分析图1所示典型场景),其实例计算场景如图3所示。

假定设计条件。

静态模型L车长=3 m,W车宽=1.8 m,道路模型W单车道宽=3 m。主车A假定设计速度:vA=25~35 km/h;行驶路径:左转车道上由p0行驶进入触发区(触发区设计长度为5 m)。选取车速依据:为避免因主车A太快通过触发区,电脑程序识别器来不及识别而无法触发场景中的动态车B。

危险场景描述。

如图3,主车A的期望行驶路径为:平交口处左转;车辆碰撞点设计:直行段p3点,为得到 A车的最大制动距离Smax,可假定它的临界速度为:vmax=60 km/h。

当主车A以车速vA进入触发区后,A车驾驶员发现之前在直行车道排队的车辆B突然从队伍中折出,故在p1点采取制动措施,但是当由p1点行驶到p2点这段反应时间t1小于操作制动滞后时间t2时,A车仍未出现制动力,车子以原有速度vA向前行驶;从p2 点到p3点包含2个阶段,一阶段是时间t3内车子在变减速刹车,制动力按直线规律增长,另一阶段是当制动力达到稳定时车子制动所持续的时间t4,同时,为了设计出危险碰撞场景,驻车队伍中的动态车B从队伍中突然折出,快速驶入左转车道中心线并一直占用左转车道朝前行驶一定时间,即从图中的p5点运行到p3点的里程为SB,而主车A无法避让;然后根据主车的速度vA和制动距离SA、及取定的触发区位置,计算出导致事故的动态车设计运行速度vB。

最后,根据试验设计要求选择主车遇到事故突发时所采取的应急措施类型:卤莽型、小心型及错过型,有2种演示结果:发生事故与不发生事故。

具体计算流程如下。

t2时间内,汽车行驶过的距离为:

$L{}_2=v{}_{A}t{}_2(1)$

t3时间内,汽车行驶过的距离为:

$L{}_3=v{}_{A}t{}_3-\frac{1}{6}a{}_{A}t{}_3^2(2)$

t4时间内,汽车行驶过的距离为:

$L{}_4=\frac{v{}_A^2}{2a{}_A}-\frac{v{}_{A}t{}_3}{2}+\frac{a{}_{A}t{}_3^2}{8}(3)$

A车制动距离为:

$S{}_A=L{}_2+L{}_3+L{}_4(4)$

将式(3)中的高阶微量忽略不计,即可得出制动距离SA与制动初速度vA的关系式为:

$S{}_A\approx \frac{1}{3.6}\left(t{}_2+\frac{1}{2}t{}_3\right)v{}_A+\frac{v{}_A^2}{25.92a{}_A}(5)$

1) 制动减速度aA在紧急情况下才可超过4.0

m/s2,一般情况下应不大于1.5~2.5 m/s2;

2) 按规定,制动滞后时间t2气压制动系不超过0.6

s,液压制动系不超过0.3 s,制动力增长时间t3气压制动系为0.4~0.9 s,液压制动系为0.15~0.2 s,而驾驶员对特殊情况做出的不同反应时间t1一般为0.3~0.1 s。

一般情况。若取主车A初始车速为vA=25~35 km/h,则有SA5.50~9.69 m,从p1点到p3点所行驶的时间为:T=t1+t2+t3+t4,t4=2SA/vA=0.55~1.292 s,故T=1.65~3.092 s。

动态车辆B的运动参数,aB一般可取为2 m/s2,则将已知的数值代入式vB=0+aBT,SB=0+ aBT2/2计算得:vB=3.3~6.184 m/s=11.88~22.26 km/h,SB=2.723~9.56 m。

特殊情况。若取主车A初始车速为vA=vmax=60 km/h,则可得Smax及动态车辆B运动参数值:Smax=49.72 m,T=2.9573~3.1573 s,vB=0~9.74 m/s(0~35.064 km/h),SB=6.66 m[4]。

将2种情况下的计算参数值及模型应用到VB程序中,通过程序预调来实现场景仿真。

3 仿真示例

根据场景设计总思路及方法,对图1所示典型场景案例进行仿真设计,设计分析步骤如下:

1) 交通系统组成。如图1所示,公交车站与居住区之间常有行人横穿马路。公交车在驶近公交站时减速行驶,行人认为从公交车前穿过没问题,他看不见轿车;由于公交车所处位置,轿车驾驶员也看不见行人,且只注意前方路口的绿灯,为赶在红灯前通过,反而加速前进,最后与行人相撞。

2) 虚拟场景设计。静态场景,道路(双向4车道)、交通设施、公交站台、信号装置;动态场景,公交车、行人、轿车(设计为2种:卤莽型和小心型,车速较高,受信号灯影响较大)、信号灯控制(为诱导轿车快速通过交叉口,信号灯设计为绿灯配时只剩下几秒或者根据不同驾驶员心理情况设置为由黄灯转变成绿灯)。

3) 仿真结果分析。通过仿真程序的演示,可以看到此路段的各种危险情况,从而进一步得出事故成因、驾驶员行为特征对交通事故的影响:

(1) 绿灯的影响。驾驶员看见前方的绿灯时间剩下不多而急于通过,即大多数驾驶员的通病思想麻痹大意,从而忽视了路旁横穿行人。

(2) 驾驶员视角的障碍。在公交车站台附近停靠着一辆公交车,造成了驾驶员的视线死角,看不见横穿道路的行人而草率驾驶,易发生行人过街被撞事故。由此可见,驾驶员的行为特征的变化直接影响到交通事故的发生。因此在多种危险仿真场景中,驾驶员通过操作而悉知他们的行为特征,当他们遇到相似地实际危险状况时,就能够及时采取相应的措施来减少事故的发生或降低事故的损伤。

4) VB程序仿真界面。调出程序可进入2种典型场景的模拟界面。

5) 模拟器仿真界面。在进行VB程序仿真预演示后,如图4所示。证明此危险场景设计思路及方法具有一定的可行性,因此可将该设计方法应用于驾驶模拟器上,便于评价驾驶员反应行为特征。

4 总 结

利用驾驶模拟器作为研究平台,进行危险场景设计研究,提出基本设计思路和方法,建立了仿真模型,通过VB程序仿真实例演示来验证设计方法的可行性,并应用于驾驶模拟器,对评价驾驶员反应行为特征做了些基础性的研究工作,具有一定的实用意义,为今后利用驾驶模拟器进行道路交通安全研究提供了比较实用的平台。

摘要：文章通过收集整理国内外多种类型的交通事故案例,提炼出2种较具代表性的危险场景进行仿真试验分析,提出了基于驾驶模拟器危险场景设计的基本思路和方法;对场景进行了详细的试验设计及建模分析,并对其进行计算机及驾驶模拟器仿真演示。

关键词：危险场景,仿真试验,驾驶模拟器,试验设计

参考文献

[1]杨希锐,虞继亮,宋传平.道路交通事故案例剖析[M].北京.人民交通出版社,2005

[2]熊坚,曾纪国.面向道路交通的汽车驾驶模拟器的研究及应用[J].中国公路学报,2002,15(2):117-119

[3]熊坚,万华森.道路交通仿真开发型实验指导书[D].昆明:昆明理工大学,2004

模拟驾驶培训在驾驶培训中的研究 第8篇

目前有轨电车驾驶培训主要分为基础驾驶培训、进阶模拟驾驶培训和全视景模拟驾驶培训, 基础模拟驾驶培训用于训练学员对车辆控制面板的认知, 并提供基本的行车视角;进阶模拟驾驶用于巩固学员对车辆操作的技巧;全视景模拟驾驶则是在仿真环境下, 训练学员在各类天气环境下的行车技巧及应对突发状况的能力, 为日后的实训打下扎实基础。

(一) 模拟驾驶训练内容

有轨电车模拟驾驶训练科目主要包括:熟悉车辆操作面板, 对应按键功能及作用, 基本启停车训练, 通过道岔、路口及弯道、行车过程中的信号识别, 恶劣天气下的安全驾驶及处理突发事件的能力。

(二) 模拟驾驶训练的作用

模拟驾驶培训是衔接学员理论和实训的重要环节, 其作用主要是规范学员对车辆操作的流程, 指导学员根据不同的路况调整行车对策, 练习在恶劣天气环境下的行车技巧。通过训练可发现学员存在的驾驶问题和操作漏洞, 并及时进行纠正。通过一定时间的训练, 使学员对车辆操作有较为详细的了解, 熟悉恶劣天气环境下的行车要点和技巧, 在行车过程中能对各种应急情况做出正确的处置, 从而确保行车的安全进行。

二、模拟驾驶培训的优势

模拟驾驶培训具有不受时间, 天气, 路况, 训练人数的制约等特点, 可以在同一时间内通过多台设备, 进行多人同步训练, 也可以根据训练需要, 调整训练内容, 相比传统的有轨电车驾驶培训, 模拟驾驶培训的优势非常明显, 下面将具体介绍。

1) 零风险系数。传统的有轨电车驾驶训练通常在线路上进行, 由于路况复杂且不可预测, 如学员此前未接受过相关培训, 则会存在操作失误或遇险慌乱的情况, 导致行车存在安全隐患;而模拟驾驶则是在封闭的房间内进行, 训练过程中遇到的复杂路况皆为计算机模拟, 可满足各类型学员的训练要求, 且安全稳定, 不会出现人员伤亡。

2) 培训成本。传统的有轨电车驾驶培训情况受限于学员对车辆操作的熟悉度, 且需要教学人员进行现场保障, 在训练过程中, 不仅会产生因训练本身带来的车辆耗损费, 还需要额外支付额外的人力成本, 如训练过程中出现交通事故, 则需要另外承担应交通事故带来的各种费用, 从而导致培训成本居高不下;而模拟驾驶培训产生的成本为电耗成本, 且训练期间只需一名教学人员就可保障多台模拟器的正常教学;即使在训练期间出现操作失误或交通事故时, 也不用承担额外费用, 只需重新启动训练项目, 就可对训练场景进行复原并继续训练;相比传统驾驶训练, 可大幅降低教学成本。

3) 同步训练。传统的培训驾驶受驾驶人员限制, 训练只能逐个进行, 且个人训练总量和待训人数成反比, 学员会为等待训练花费大量等候时间。而模拟驾驶训练, 在同等情况下, 可一次安排多人同步开展训练, 并大幅缩短学员等待训练的时间, 保证个人训练的总量, 同时提高学员对车辆驾驶的熟练度。

4) 个性化训练安排。传统驾驶训练在训练时收天气影响因素较大, 且无法随时进行诸如恶劣天气下的驾驶, 夜间驾驶等等训练科目。而模拟驾驶器可根据课程进度和训练内容需要, 通过载入预设好的行车线路地图编辑, 设置训练时间、天气情况、交通状况及各种突发性事件, 模拟不同环境下的行车环境;且开放的后台地图、事件编辑系统可让管理员自行设计, 编辑地图, 并添加自定义事件, 在突出个性化训练的同时, 极大的丰富了训练内容。

三、训练科目的设定

相比传统驾驶, 模拟驾驶具有不受路况, 天气因素的制约的特点, 可根据当前训练需要, 人为的设置训练科目所需的天气和时间进行训练, 目前的模拟驾驶训练课程主要包含以下项目。

1) 雨雪天下的驾驶。通过调整模拟驾驶器“雨”、“雪”及“轨道黏着度”的数值, 设定模拟雨雾天气, 训练学员正确应对雨雾天气下的驾驶技巧。

2) 大风天下的驾驶。通过调整模拟驾驶器“风”的数值, 设定模拟大风天气, 训练学员通过观察周边植物, 人, 车辆等情况, 判断是否具备行车条件, 并学习大风天气下的驾驶技巧。

3) 雷暴天下的驾驶。通过将“雨”的数值设定在50以上, 设定模拟出雷暴天气, 训练学员在雷暴天气条件下的行车常识与行车技巧。

4) 雾天下的驾驶。通过设定“雾”的数值, 设定模拟雾天, 主要训练学员对雾天能见度情况的判断, 学习如果通过能见度正确控制车辆通过弯道、路口、道岔、正线行驶的行车速度, 以及在哪些情况下必须中断行车等行车技巧。

5) 雾霾天下的驾驶。通过设定“霾”的数值, 设置模拟雾霾天, 主要训练学员在雾霾天通过弯道、路口、道岔、正常行车的驾驶技巧, 并根据能见度设置合理的行车速度, 保证行车安全。

6) 晴天下的驾驶。通过设定“云密度”、“阳光闪耀”、“轨道黏着度”数值, 训练学员在模拟晴天环境下的行车技巧。

7) 夜间驾驶。通过设定模拟训练时间, 模拟夜间场景, 主要训练在夜间行车时对灯光、车都、可视范围及处理突发情况的处理, 帮助学员更快的掌握夜间行车技巧。

8) 故障排除。通过在模拟行车过程中发送实时故障代码, 模拟车辆在行驶过程中突发故障, 可训练学员对车辆故障的认知及故障处理能力, 掌握排除故障的技能。

9) 应急情况处置。通过地图编辑器编辑突发事件, 当车辆指定区域时, 即触发预先设置好的事件, 以此训练驾驶员对于行车过程中突发事件的处置能力。

四、小结

模拟驾驶培训作为新出现的事物, 因其安全性和经济性, 已在有轨驾驶培训领域展示了其巨大的作用。在课程设置方面, 应参照真实线路环境, 设计出式样更为丰富、符合教学考试大纲的训练内容, 确保模拟驾驶训练效益的最大化。

摘要：随着计算机技术的发展, 计算机应用技术已渗透各行各业, 并成为支撑产业发展的主要来源;通过近几年的发展, 计算机技术在驾驶培训方面, 模拟驾驶培训已经从最初的驾驶认知, 成为了衔接学员理论和实训前的重要环节。本文阐述了模拟驾驶培训与传统驾驶培训的区别, 说明模拟驾驶培训在培训系统里的重要地位。

关键词：计算机技术,模拟驾驶培训,培训系统

参考文献

[1]付惠珍.汽车驾驶模拟器视景仿真系统的研究.吉林大学硕士论文, 2007.

驾驶模拟器 第9篇

随着汽车工业的快速发展,汽车上汇集了越来越多的先进控制技术[1]。在保证安全的情况下,让驾驶感觉更加简单和轻松,提高汽车的操纵性,转向系统的设计变得尤为重要[2]。线控转向系统相对于传统转向系统是历史性的突破,虽然在汽车性能方面上有很大程度的提高,但是开发困难,试验期间有很大危险[3]。这使开发硬件在环线控转向试验台尤为重要。硬件在环转向试验台能够降低汽车转向系统研发成本,缩短开发周期,可进行极限工况试验[4,5]。在硬件在环实验方面,很多都是在用软件中设置车速、方向盘转角进行在环仿真,驾驶员不介入整车试验[6,7],实际上真正驾驶员的操作和感受对提高试验效果尤为重要。驾驶模拟器硬件在环线控转向试验台,驾驶员可以通过视觉感受,进行试验,实现人—车—路闭环控制试验,提高试验结果[8]。论文选取d SPACE实时仿真系统和Car Sim RT软件,搭建了驾驶模拟器硬件在环线控转向试验台,通过典型工况对试验台进行功能性验证。

1、驾驶模拟器硬件在环转向试验台总体方案

驾驶模拟器硬件在环线控转向试验台总体方案如图1所示。

在线控转向系统算法中,实车驾驶模拟器需要启动作为线控转向系统的转向盘模块。d SPACE1006作为Carsim整车动力学模型的实时仿真平台,根据齿条位移和驾驶员踏板开度实时计算齿条推力,并控制直线电机进行主动加载。Micro Auto Box快速原型控制器根据转向盘转角计算获得相应的目标齿条位移,利用位移闭环跟踪策略实时计算转向电机目标电流并发送给转向电机控制器,控制转向电机转向,进而控制齿轮转动、齿条移动、车轮转向,从而实现线控转向控制功能。

2、试验台硬件选取与设计

2.1 驾驶模拟器

驾驶模拟器是由改装后的某轿车实车驾驶舱、环屏、融合机、音响等部分组成。驾驶员根据环屏上Car Sim提供的交通动画,根据主观判断操纵方向盘、制动踏板、油门踏板等操纵机构,传感器系统将采集到的操纵信号传输给d SPACE实时仿真系统。d SPACE仿真系统实时计算模型,将车辆的状态信息传送到Car Sim视景、声响等系统,给驾驶员提供实时的驾驶场景。

2.2 转向试验台

转向试验台如图2所示。

实车转向系统。机械部分包括助力电机、转向拉杆、转向器固定结构、力矩传感器、转向管柱固定结构。转向器固定在夹具体上,可以通过不同的连接装置适应各种转向器的固定要求,保证转向器中心与转向器固定夹具中心保持一致,以转向器固定夹具中心为轴线可以任意调整转向器的角度。

(2)转向电机。为实现线控转向功能,转向盘位置加装自动转向电机。转向电机根据驾驶员在驾驶舱内转动转向盘的角度,来转动相同的角度。自动转向电机的位置通过滑盘和立柱进行调整。电机固定于滑盘上可以调整电机俯仰角度,通过立柱可以调整电机高度。

(3)直线电机。d SPACE根据齿条位移和驾驶员踏板开度实时计算齿条推力,并控制直线电机进行主动加载。来模拟真实路面给转向系统提供的力矩。

3、试验台软件选取与开发

硬件在环转向试验台软件分为监控软件和仿真软件。应用d SPACE公司的Control Desk软件进行编写监控软件,用于实时显示仿真数据和保存数据、控制系统工作。车辆动力学仿真模型软件为Car Sim RT提供车辆模型和仿真环境,应用MATLAB/Simulink软件编写控制模型。

3.1 监控软件

Control Desk是可以监测和实时仿真的软件,如图3所示。它与Simulink连接天衣无缝,可以离线仿真,它的工具箱内容非常丰富,可开发虚拟仪表。Control Desk为d SPACE仿真器提供强大的模拟器给你最大限度舒适的控制、监测以及智能处理一些复杂任务。Control Desk可在任意时间点进行数据的采集和结束,也可设置采集数据开始的触发条件,采集数据非常便捷。

3.2 仿真软件

Car Sim RT可根据试验的要求设置车辆的类型、车辆参数、路况和仿真参数,联合MATLAB/Simulink编写整车模型和转向模型各控制算法,编译后生成实时仿真文件下载到d SPACE中,进行实时仿真。通过对Car Sim RT的设置可为驾驶模拟器环屏提供所需的交通场景、音响声音,配合驾驶模拟器让驾驶员更真实的进行试验。

4、试验台验证

选择变车速蛇形工况对线控转向系统进行试验验证。试验汽车以任意车速按固定路线驾驶。汽车行驶过程中线控转向系统硬件在环试验车速、方向盘转角、横摆角速度、侧向加速度随时间变化的曲线如图4-图7。由图可知,硬件在环线控转向试验台具有良好的实时性。

图4车速变化曲线

5、结论

(1)给出了驾驶模拟器硬件在环线控转向试验台总体方案,选取实车转向系统、转向电机等搭建了硬件台架,基于d SPACE实时仿真系统、Car Sim RT软件、Matlab/Simulink软件开发了监控软件和控制模型程序。

(2)选取变车速蛇形工况对试验台进行功能性验证,结果表明线控转向试验台具有较好的硬件在环仿真功能。

参考文献

[1]周聪,肖建.汽车线控转向系统的研究现状与发展[J].控制工程,2012.

[2]丁洋.基于d SPACE的SBW硬件在环仿真平台开发[D].武汉科技大学,2013.

[3]于蕾艳,吴宝贵,伊剑波.线控转向系统转向控制研究[J].江苏大学学报,2014.

[4]包凡彪.基于线控转向的汽车转向系统技术研究[J].山东交通科技.2007.

[5]杨胜兵.线控转向系统控制策略研究[D].武汉理工大学,2008.

[6]田承伟.线控转向硬件在环实验台开发及控制算法研究[D].吉林大学,2006.

[7]向海鸥.电控转向硬件在环试验台开发与验证[D].吉林大学,201.

驾驶模拟器 第10篇

随着社会经济的快速发展, 我国的机动车数量和驾驶人数量迅猛增加, 机动车辆家庭化、驾驶人非职业化己是必然趋势。与此同时, 我国道路交通环境复杂, 交通基础设施状况不尽人意, 造成一系列的交通拥堵、交通环境和交通安全等问题, 交通事故发生率及死亡率一直保持在较高水平[1]。2010年, 我国共发生道路交通事故近24万起, 造成约7万人死亡、28万人受伤, 直接财产损失达9.1亿元, 全国万车死亡率为3.6, 从伤亡人数和万车死亡率来看, 交通安全管理形势依然很严峻。由于多数交通事故与驾驶人人为因素直接相关[2], 所以关于驾驶行为的研究一直是交通安全领域的1个热点。

早期开展的驾驶行为实验研究多是在真实道路环境中进行的, 而这些实验不仅需要投入大量的人力和物力资源, 并且考虑到实验人员的人身安全, 无法进行一些风险性较高的驾驶行为测试, 例如紧急避撞行为。然而, 伴随着高度仿真驾驶模拟器的出现, 研究者能够召集实验人员在安全、可控、高仿真的模拟环境中进行复杂的动态驾驶实验, 采集实验数据, 分析驾驶人在特定驾驶环境下的驾驶行为表现, 评估各种驾驶干预因素的安全效果[3], 而且不会对驾驶人造成伤害。因此, 近些年来, 高度仿真驾驶模拟器已被广泛应用于交通工程学、驾驶行为心理学领域, 并在人机工程、环境工程等领域展现了良好的应用前景。EI-Complendex数据库的文献统计结果显示, 驾驶模拟器相关研究在驾驶领域中的文献比例从1987年至2012年的9%持续上升到28%, 见图1。

1 驾驶行为模型研究

国内外针对驾驶行为的研究一般都是基于驾驶行为模型展开。有关驾驶行为模型的研究最早可追溯到20世纪30年代提出的车辆行驶区域分析理论[4], 而当时研究者们提出的行为模型分析多为机械式, 很少考虑驾驶人的个人主观因素。从60年代开始, 驾驶人因素 (例如, 情绪状态、冒险性行为等) 逐渐得到关注并被纳入到驾驶行为模型考量中。到了80年代, 层次控制结构的提出极大地推动了驾驶行为领域的发展, 有研究者将驾驶行为分为3个层次:任务层、规划层和操作层[5]。随着认知科学的兴起和发展, 研究者开始将认知心理应用于驾驶行为分析, 将低层次车辆基本控制、高层次认知处理和决策整合到驾驶行为模型中[6]。国内尽管在该领域的研究起步较晚, 但近年也取得了一定的进展, 驾驶行为模型的研究从单纯的工程学角度逐渐开始结合认知学、心理学, 这些模型主要集中在车辆跟驰模型[7]、车辆换道模型[8]以及用于车辆辅助驾驶系统的认知行为建模[9]。

2 驾驶行为干预因素

由驾驶行为模型的发展和演变可以看出, 由早期的机械式建模到后来引入驾驶人因素, 国内外学者在理论层面上对驾驶行为模型的研究已经越来越深入。然而, 相比之下应用层面上的驾驶行为研究则更多的集中于分析干预因素对驾驶行为和驾驶安全所产生的影响。尤其是伴随着高度仿真驾驶模拟器技术的改进和完善, 利用驾驶模拟实验研究驾驶行为极大地推动了该领域的发展。驾驶模拟器可以利用计算机编程实现场景输入, 进而加入干预因素, 然后检测驾驶人的驾驶操作行为, 研究不同情况下驾驶人的驾驶操作变化和注意力变化。图2给出了造成驾驶人注意力分散的主要干扰因素[10]。

2.1 车载设备干预因素

对于车载设备干预因素, 往往将其与驾驶模拟器结合用来进行智能交通安全技术的开发和研究, 目前利用驾驶模拟平台评估新技术对驾驶行为安全的影响已经成为国际研究热点。欧洲的INTERSAFE智能安全技术开发项目利用BMW驾驶模拟器对其各项技术功能进行驾驶行为模拟实验研究, 评估各项安全技术的功能及效果, 并根据实验结果提出对车载传感器的技术要求。在利用驾驶模拟器研究智能交叉口安全技术对驾驶人行为影响研究方面, 实验结果表明向驾驶人提供冲突车流时距信息对改善老龄驾驶人和年轻驾驶人行为效果明显[11];车内红灯预警信号可以增加驾驶人在黄灯转换时的停车频率, 降低转换前的驾驶速度[12];声音预警信息有助于减少反应时间和交通事故率, 其效果与驾驶人的每周驾驶频率相关[13]。在利用驾驶模拟器研究车内导航技术干预效果方面, 发现导航信息也可能成为驾驶任务中的超负荷信息, 例如显示屏与驾驶人视线距离设置不当时, 会对驾驶行为产生负面影响[14]。此外, 在防撞预警技术实验研究方面, 发现预警信息使得驾驶人对前方车辆紧急制动的反应变快, 从而降低了追尾事故的可能性[15];弯道预警技术可有效降低偏离车道事故和换道侧撞事故发生频率[16]。

2.2 非车载设备干预因素

对于非车载设备干预因素, 目前国内外研究者已利用驾驶模拟实验进行了驾驶人年龄[17]、性别[18]、饮酒[19]、驾驶疲劳[20]、药物[21]、疾病[22]等驾驶人因素对驾驶行为的影响, 分析了广告标志[23]、手机[24]、MP3[25]、天气[26]等非驾驶人因素对驾驶行为的影响, 并试图将驾驶模拟器开发成为评判驾驶人的操作技能和评估道路安全性的应用性实验工具。

3 基于驾驶模拟实验的层级式驾驶行为安全模型

尽管以往的驾驶行为模型和驾驶模拟实验研究在基础理论层面和应用层面取得了大量的成果, 然而由于缺乏理论模型与实验应用之间的整合, 这些基于驾驶模拟实验的驾驶行为安全研究多侧重于分析某种干预因素对某项或几项驾驶行为指标的单一影响, 难以在干预因素对驾驶人的事故风险的影响方面得出系统性结论。因此, 有必要建立系统的驾驶行为分析模型, 通过设计高仿真度驾驶模拟实验, 更深入、全面地研究干预因素与驾驶行为安全的关系, 为交通安全管理科学提供以科学实验为基础的决策依据。

据此, 笔者提出基于驾驶模拟实验的层级式驾驶行为安全模型, 用以研究干预因素对驾驶行为安全的系统性影响, 见图3。该模型根据驾驶环境的复杂度及驾驶人可能涉及交通事故的可能性将驾驶行为按低、中、高3个风险层级分类, 分别为基本车辆控制行为、在复杂交通环境中的动态决策行为以及在紧急交通状况中的避撞行为。当某驾驶干预因素介入驾驶过程时, 各个风险等级的驾驶行为均可能发生变化, 进而对驾驶人的交通事故风险产生不同程度的影响。

利用该模型, 隋毅[27]研究了手机通话这一干扰因素对驾驶人驾驶行为的影响。在低风险等级中, 驾驶人在直线路段的行驶速度会随着手机对话难度的增加而降低。在中风险等级中, 通过交叉口时驾驶人因为使用手机通话, 导致认知能力降低, 因而遭遇黄灯时会作出错误的走停决策;在跟车阶段, 驾驶人使用手机通话时完成跟车行为的比例降低, 并且加速和减速反应时间增大, 对前车速度的敏感性降低, 车头间距增大。在高风险等级中, 驾驶人的避撞反应时间随手机通话难度的增大而增大, 手机通话使得驾驶人追尾事故率明显增加。

3.1 低风险驾驶行为

低风险层级对应某种干预因素下驾驶人在简单道路和交通环境中的驾驶行为。这种道路环境一般由直路、上坡、下坡、直角弯道及交叉口等简单道路线形元素组成, 不需要加入过多的周边车辆对驾驶人进行干扰。干预因素可以是不同天气状况、不同视距条件、不同驾驶人状态 (如手机通话、疲劳、饮酒等) 等。低风险层级主要评估驾驶人的基本车辆控制能力如车速控制、制动、转向、车道保持等, 基本的车辆控制变量见表1。

基于该层级式驾驶行为安全模型, 赵佳[28]等人研究了不同雾天等级 (无雾、轻雾、浓雾) 下驾驶人在直路、上下坡道及直角弯道上的驾驶行为, 属于低风险层级。研究发现, 雾的浓度增大使得驾驶人在上坡路段的车速显著降低;在弯道行驶时, 由于受雾天视距的限制, 驾驶人容易以较高车速进入弯道, 并且车辆的横向偏移随之增大, 造成了较高的弯道驶出比例。

3.2 中风险驾驶行为

中风险层级评估驾驶人在驾驶过程中的动态决策制定行为。该层级对应着一定程度的风险场景, 如在高密度、高速度车流中跟车、高密度车流下超车、陌生路网中路线选择、山区复杂路段中行驶、信号灯变黄 (红) 时驾驶人走停行为、不良视距条件下行驶等场景。该类场景下驾驶人需要不断地依靠动态的交通环境和道路状况, 实时的做出认知判断、决策反应, 进而执行动作。

中风险层级的风险程度介于低风险和高风险之间, 包含的场景种类较多, 目前该层级的研究多是加入某种干预因素后考察其对中风险驾驶行为的影响。以跟车行为为例, Broughton等[29]运用驾驶模拟器研究能见度对跟车行为的影响, 通过模拟雾天环境并控制可见度, 研究不同车速下的跟车行为。Ohlhauser等[30]研究了驾驶经验对跟车行为的影响, 在驾驶模拟实验中, 新手司机比熟练司机有着更长的反应时间和感知时间。Obst P等[31]研究了年龄与跟车行为的关系, 在驾驶模拟实验中, 老年人在认知上比年轻人慢, 在跟车时保持更远的跟车距离。

3.3 高风险驾驶行为

高风险层级中驾驶人需要对紧急交通状况做出响应, 这些紧急状况主要是指一些潜在的碰撞风险, 如追尾、侧撞、挤撞、正撞等。驾驶人在交通事故发生前需要不断监视周围车辆及环境的状态, 并在有限的时间内调整速度和车辆位置以避免事故的发生。这一层级包含的风险最大, 复杂性也最高, 它可以评估驾驶人的综合认知能力以及生理、心理和驾驶行为上的协调性。

以往的高风险驾驶行为研究表明, 驾驶人在遇到紧急状况需要避撞时, 通常会采取3种方式对车辆进行控制:①通过转向盘使车辆横向运动从而达到避撞目的;②通过油门或刹车控制车辆的纵向运动避免与障碍物相撞;③转向与油门、刹车的同时配合使用。根据以上3种方式可将驾驶人的避撞行为具体分为制动、加速、转向、制动绕行和加速绕行等几类。根据157起档案事故的研究, 驾驶人肇事前的避撞行为种类分布见表2。李晓梦等人利用驾驶模拟器研究了驾驶人在不同碰撞事故中的驾驶行为表现, 研究结果显示针对不同的碰撞类型驾驶人倾向于采取的避撞行为不同[32] (见表3) 。在5种碰撞类型中, 大部分驾驶人都采取了减速避撞措施;在与行人相撞、正面碰撞和侧面挤撞中有超过30%的驾驶人采取转向措施, 在直角碰撞和侧面挤撞中还有一定比例的驾驶人采取加速避撞。

4 结束语