基于驾驶人视认特性的可变情报板设计要素研究

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可变情报板(Variable Message Sign,VMS)作为发布实时交通信息的交通设施,具有为驾驶人提供路况信息,诱导驾驶人正确决策,缓解驾驶人急躁情绪,改善路网运行状态的功能。然而,目前北京市范围内VMS应用存在设计要素不统一及信息量过载等问题。进一步梳理发现,VMS设计要素的定量化研究较为匮乏,现存规范对实际应用中如何设置VMS显示要素的指导作用有待增强。
  针对上述问题,本文以应用及研究现状所存问题为导向,归纳总结目前VMS设计要素参数及国内外研究成果,明确论文研究重点为公路范围内VMS版面设计要素,包括文字字数阈值、文字信息单元阈值及信息结构、文字高度、图形信息阈值等。进而,基于认知负荷理论及驾驶入视觉行为机理设计科学研究体系,通过主观问卷、静态认知实验、动态模拟实验、不良天气验证实验逐步量化及优化设计要素推荐值。
  首先,通过主观问卷对北京市范围内驾驶人开展调研,明确道路使用者对VMS应用现状评价并梳理存在问题,获取驾驶人主观层面对VMS版面设计要素的主观需求及偏好,为后续实验提供支撑。
  然后,基于认知负荷理论设计静态认知实验方案,通过统计学检验逐步明确文字信息阈值、信息单元及推荐信息结构。基于灰色近优理论初步确定不同版面尺寸下图形信息阈值及是否显示补充要素(距离或时间)。
  其次,以静态认知实验结果为依据,基于驾驶人视觉行为机理开展动态模拟实验。利用TOPSIS结合熵权法优化验证图形信息闽值以确保其合理性。基于结构方程模型(SEM)分析版面要素、被试属性与视认特性的相互影响关系,并以此构建文字高度的多元回归方程。结合模型及工程实践经验推导不同速度下文字高度推荐值。
  最后,通过不良天气实验验证文字高度。利用统计性检验及变化特征过程刻画进一步验证和优化文字高度,以满足不良天气条件下驾驶入的视认需求。
  综上,本文从驾驶人视认特性着手,通过科学实验研究体系和数据处理方法,逐步明确验证VMS路况信息设计要素推荐阈值。最终结合实际工程经验形成北京市可变情报板路况信息设计标准(草稿)。研究成果为科学合理的VMS工程实践应用提供了指导,有助于促进VMS发布信息的一致性和合理性,进而提升VMS的成本效益和应用效果。
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