863课题申请报告+分布交互式道路交通安全仿真评估技术

课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 类型： 探索导向类 课题类型：  探索导向类 申请受理编号：  SQ2007AA11Z131282 国家高技术研究发展计划（863计划） 专题课题申请书 技术领域名称： 现代交通技术领域 专题名称： 综合交通运输系统与安全技术 申请指南技术方向： 交通安全新技术 课题名称： 分布交互式道路交通安全仿真评估技术 申 请 人： 吴超仲 依托单位： 武汉理工大学 中华人民共和国科学技术部 2007-05-11 分布交互式道路交通安全仿真评估技术 武汉理工大学 （吴超仲） 窗体顶端 　对该课题申请所涉及主要研究内容的熟悉程度： 很熟悉 比较熟悉 一般 　评议内容 评分   　一、研究目标和内容的重要性与必要性（10分） 所涉及到的关键技术或产品是否重要？ 研究内容是否符合国家重大技术需求？ 主要研究内容是否符合本专题指南的技术方向？ 　二、研究内容的创新性与前沿性（40分） 研究内容是否具有突出的原始性创新内容？ 研究内容是否体现了新的原理、 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 的创新内容？ 研究内容是否具有突出的集成创新内容？ 研究内容是否体现了集成应用或集成产品的创新内容？ 研究内容是否处于国际或国内技术发展前沿？ 研究内容如果成功能否在国际或国内产生较大影响？ 研究内容是否在国内已有相同或接近的成果？ 研究内容是否有望获得发明专利等知识产权？ 　三、技术实力与研究基础（20分） 课题申请负责人是否能够胜任课题组长？ 课题组人员构成和时间投入是否合理？ 课题组现有研究基础是否处于国内领先行列？ 课题依托单位（及协作单位）的支撑条件是否较强？ 　四、研究目标和研究 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的可行性（20分） 预期研究目标是否明确、集中？ 技术经济指标是否具体、适度？ 对国内外技术发展趋势是否把握？ 主要技术的知识产权分析和对策是否恰当？ 技术路线和研究方法是否合理、可行？ 依托单位和协作单位的分工合作是否合理？ 　五、预期成果及前景（10分） 课题预期成果是否可取得一定的经济社会效益？ 课题预期成果是否具有较大的市场（潜在的市场）前景？ 课题成果是否能对相关技术发展起到带动作用？ 课题研究是否可实现预期的人才、队伍培养目标？ 综合评议得分   　综合评价结论         根据分项评议意见，对该课题申请进行综合评价，给出总体结论性意见。 　　评价结论意见： 同意立项（A） 　 不同意立项（C） 　 总体评议意见：（对该课题申请给出综合评价意见，阐述同意立项或不同意立项的理由，说明需要说明的有关问题。本部分内容为必填内容，文字不超过300字。） 窗体底端 课题名称 分布交互式道路交通安全仿真评估技术   行业领域 交通运输  预计完成年限 2  课题密级 公开级  预期成果类型 发明专利、新装置、计算机软件、论文论著  申请(负责)人信息 姓名 吴超仲   性别 男 出生日期 1972-5-11  职称 高级职称   最高学位 博士  从事专业 交通运输类  所在单位 武汉理工大学   依托单位信息 单位名称 武汉理工大学 单位性质 大专院校 所在地区 武汉市   单位主管部门 教育部  组织机构代码 724685906  单位成立时间 2000-5-27  协作单位信息 单位名称 单位性质 组织机构代码 公安部交通管理科学研究所   事业型研究单位   466292295  课题经费来源预算 (万元) 总经费 120   申请863计划资助 100   其他国家级资助(包括部门匹配) 0   地方政府匹配 0   银行贷款 0   自有资金 20   其它资金 0  经费备注   序号 姓名 性别 出生日期 职称 职务 专业 为本课题工作 时间(人月) 课题组中职务 (组长、副组长或成员) 在课题中分担的任务 所在单位 1 刘东波 男 1975年6月  中级职称  无  交通运输类  10  成员  交通环境仿真实现  公安部交通管理科学研究所   2 丁正林 男 1963年6月  高级职称  无  测绘类  8  成员  仿真系统评价  公安部交通管理科学研究所   3 郭蕴华 男 1975年6月  中级职称  无  信息与电子科学类  10  成员  分布式仿真实现  武汉理工大学   4 孙正良 男 1965年8月  高级职称  副所长  信息与电子科学类  12  副组长  方案设计  公安部交通管理科学研究所   5 吴超仲 男 1972年5月  高级职称  主任助理  交通运输类  12  组长  总体设计  武汉理工大学   6 张良力 男 1981年7月  其他人员  无  信息与电子科学类  16  成员  交通环境仿真实现  7 高嵩 男 1977年8月  初级职称  无  信息与电子科学类  12  成员  软件设计与实现  武汉理工大学   8 王建强 男 1966年6月  高级职称  部门主任  公安学类  10  成员  评估方法研究  公安部交通管理科学研究所   9 王长君 男 1965年11月  高级职称  副所长  交通运输类  8  成员  评估方案论证  公安部交通管理科学研究所   10 朱顺应 男 1967年3月  高级职称  系主任  交通运输类  6  成员  仿真系统建模  武汉理工大学   11 商蕾 女 1974年11月  高级职称  无  交通运输类  12  成员  道路交通流仿真  武汉理工大学   12 马晓凤 女 1981年11月  其他人员  无  交通运输类  16  成员  交通流仿真实现  武汉理工大学   课题参加总人数 12 人。 其中：高级职称 7 人， 中级职称 2 人， 初级职称 1 人， 无职称 2 人； 其中具有：博士学位 4 人， 硕士学位 4 人， 学士学位 4 人， 其他 0 人； 合计：投入 132 人月 2.1 课题组长、副组长资历情况（从事过的主要研究任务及所负责任和作用，主要研究成果、发明专利和获奖情况，在国内外主要刊物上发表论文情况，完成其他科技计划课题情况，特别是近五年取得的与本申请课题相关的研究成果情况，字数要求1000字以内） 课题组长：吴超仲，男，工学博士，武汉理工大学 副教授 中国人工智能学会智能交通专业委员会副秘书长，全国智能运输系统 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化委员通讯委员，中国交通运输协会青年科技工作者工作委员会副秘书长，武汉市交通委员会交通信息专家组专家，《交通运输系统工程与信息》杂志编委。2002年9月毕业于武汉理工大学交通运输工程专业，获博士学位，2002年9月留校任教。主要研究道路交通安全，智能运输系统，人工智能等。承担和参加国家十五攻关计划、国家自然科学基金、交通部重点科研基金、教育部博士点基金、湖北省自然科学基金、武汉市青年晨光计划等10多项，发表学术论文30多篇，其中10多篇进入四大检索。 近五年来，承担和参加了国家部委和地方相关科研项目：“长途汽车驾驶员行为特性机理研究”、“网络交互式汽车驾驶模拟器”、“基于多元方法的道路交通事故致因分析研究”、“自动公路系统模拟器的仿真方法与模型研究”、“自动公路系统信息融合模型与方法研究”等；在中国安全科学学报等重要刊物和国际学术会议上发表了“基于驾驶行为的驾驶员状态识别模型”、“汽车驾驶模拟器动力学仿真建模”、“Research on Variable Structure Fuzzy Control in Automated Highway System”、“基于多Agent的汽车驾驶仿真视景运动体结构设计”等与道路交通仿真和交通安全相关的学术论文；并申请获得“汽车驾驶模拟器转向驱动机构”（专利号：ZL2005 20095947.1）、“一种新型汽车驾驶模拟器”（专利号：ZL2005 20098327.3）、“汽车驾驶模拟器的手动档位连锁机构”（专利号：ZL2005 20096035.6）等多项专利。 课题副组长：孙正良，男，工学硕士，研究员，公安部交通管理科学研究所副所长 公安部金盾工程专家组专家。主持和参加完成了国家科技攻关课题和部级科研课题20余项；主持完成了各省交管部门委托的技术应用项目60余项；发表科研论文20余篇，编著和合编出版了学术著作和培训教材10余部。先后获省部级科技成果二等奖二项、三等奖三项，获公安部科技先进个人，2003年起享受公安部部级津贴。 近五年来承担和参加了“交警队信息应用平台”、“跨行业交通管理信息数据规范”、“十一五道路交通安全规划”、“农村公路交通事故预防对策”、“交通事故再现技术研究”等公安部项目的研究和开发工作。发表“建设中的全国机动车驾驶员交通违章信息异地交换平台”、“加强驾驶人安全行车管理，实行车险浮动费率”等相关论文。 2.2 课题组长、副组长目前承担863计划和其它国家科技计划课题情况（包括人员姓名、承担课题名称、课题经费数、课题起止时间、所属科技计划名称等信息） 姓名 承担课题名称 课题经费数(万元) 课题开始时间 课题结束时间 所属科技计划 其他说明事项： 无 2.3 课题组长及课题组主要成员是否曾就相同或类似课题863计划和国家其他科技计划提出申请（如有，请说明申请人姓名、申请科技计划名称、申请课题名称、申请时间、申请结果等情况，并说明与本课题申请的关系） 无 3.1、课题简介（简要说明课题的目的意义、主要研究内容、预期目标等，字数要求1000字以内） 随着我国机动车井喷式增长和道路基础设施的快速发展，道路交通安全问题在近年来集中凸现，对我国经济发展、和谐社会建设产生了极大的负面影响。2005年，全国发生道路交通事故450254起，死亡98738人，直接经济损失18.8亿元。统计分析表明，仅占全国公路总里程16.9%的高等级公路上事故占总数的32.26%，死亡人数占总数的44.04%，直接经济损失占总数的54.25%；68%的特大交通事故发生在国道、省道等高等级公路上。因此，高等级公路安全问题是道路交通安全中的主要问题。长期以来，由于受经济状况、自然条件的制约，我国公路设计虽满足国家 设计规范 民用建筑抗震设计规范配电网设计规范10kv变电所设计规范220kv变电站通用竖流式沉淀池设计 ，但未充分考虑多种要素的组合效果以及交通流的影响等，从而导致安全隐患存在。传统的对道路基本要素进行单项审计的方法已不能满足道路交通安全评估的要求。本课题拟从道路基础设施和车流量综合系统的角度出发，开发一套基于分布交互式人在回路仿真技术的道路交通安全评估原型系统，用于高等级公路中道路（线形组合、辅助设施、道路环境）的安全性及“交通流特性－道路－安全性”进行综合评估，为已建和新建的道路工程项目的安全性评估提供技术支持。 研究内容：（一）基于仿真技术的道路交通安全评估方法，包括（1）基于人在回路仿真系统的安全评估指标设计及采集技术；（2）基于实时仿真数据的客观评估方法；（3）基于多人交互驾驶的群体评价方法。（二）面向安全评估的道路交通环境三维仿真建模技术，包括（1）基于LandXML等数据格式，研究面向道路工程设计软件的数据接口技术；（2）设计道路交通安全三维仿真的基础模型库及其组合生成技术；（3）研究驾驶员感知的道路声环境、道路视觉环境建模及沉浸感增强技术以及影响道路交通安全的特殊天气仿真技术。（三）分布交互式交通安全仿真系统的运动体建模与仿真技术，包括（1）高等级公路混合交通流特性；（2）基于Multi-Agent的虚拟车辆、行人等的行为建模；（3）基于高层体系结构（Hight Level Architecture，HLA）的分布式交互汽车驾驶仿真技术，设计交互协议，研究混合交通流仿真的网络同步算法。（四）开发基于分布式交互的人在回路仿真的综合道路交通安全评估分析软件。 预期成果：（1）原型系统：分布交互式人在回路的道路安全评估系统，包括多台模拟驾驶仿真硬件系统及道路交通安全评估分析软件；（2）申请发明专利1-2项；（3）发表论文12篇，其中至少6篇进入四大检索。 创新与特色：（1）对道路安全性及“交通流特性－道路－安全性”的综合评价；（2）多人交互驾驶的群体评估手段；（3）基于实时仿真数据的客观评价方法。  3.2课题主要研究技术的国内外发展现状与趋势，课题主要研究技术国内外专利授权情况 随着我国经济建设的快速发展，汽车已经进入普通家庭，机动化呈井喷式的发展趋势，而与之伴随的是道路建设不规范、管理水平低下以及驾驶员素质参差不齐等国情，从而导致我国的道路交通安全问题在近几年来集中爆发，对我国的社会经济发展产生了一系列的惩罚性影响。以2005年为例，全国共发生交通事故450254起，死亡98738人，造成直接经济损失1884011686元。因此，道路交通安全引起了社会各界的关注。道路交通安全涉及的因素很多，其中由于道路设计、建设及营运管理等不规范引起的交通事故占很大比例。道路安全性评估引起了国内外的高度重视。而传统的仅仅应用警告标志、限速标志、改线措施等降低运营期间的道路交通事故的方法已经不能满足要求，道路安全评价的方法与技术应运而生。英国、澳大利亚、新西兰、美国等发达国家开展道路安全评估较早，并形成了道路安全审计制度，有效地降低了交通事故数量和严重程度；在我国尽管有些省、市进行了一些道路安全评估技术的研究和初步应用，但总体上尚是一项研究试应用的技术，处于探索阶段。国内外开展道路安全评估的研究主要从宏观和微观两个层面进行。 （一）道路交通安全宏观评估方法 道路交通安全宏观评估的目的在于研究交通安全水平与经济发展、机动车保有量、人口及其构成等相关因素的关系，对被评估对象的交通安全状况作出客观的判断，并在此基础上制订宏观的技术和政策方面的道路安全性改善对策[2]。 国内外对道路交通安全评价进行了多方面研究，提出了一些适应于一定范围的评价方法。主要的评价方法有5类： 1）四项指数法 四项指数指交通事故的发生次数、死亡人数、受伤人数和直接经济损失。这种方法在统计上简单易行，对比度明显，可以单纯地做纵向、横向比较，容易被人接受，在我国是一种常用的方法。但交通事故的发生有多种原因，从数理统计和概率论的观点出发，车辆和人越多，事故出现的概率就越大。而四项指数法没有反映这些背景的数据和因素，在同等条件下没有可比性，因此，作为不同地区、不同条件的安全程度指数，是缺乏科学性和说服力的。 2）事故率法 该法包括简单事故率法(如人口死亡率、车辆死亡率等)和综合事故率法(如亿车公里死亡率、当量死亡率等)。事故率法用相对指标表达道路交通安全水平，具有较强的可比性。简单事故率法单独采用某种事故率来评价交通安全，往往会出现片面性的假象，不能反映多因素综合的真实结果；综合事故率法涉及的当量或换算系数不同程度地受认识和判断的影响，其合理性有很大争议。 3）时间序列分析法 这是一种纵向比较方法即以事故率随时间的变化作为交通安全水平评价的指标。用该法得出的评价结果与所取的基准年份和时间长度密切相关。例如德国1990年交通事故死亡人数为7609人，1985年为8400人，1970年为19193人。若以1970年为基准，截至1990年，平均每年减少579人；若以1985年为基准，则平均每年减少158人。如何正确选择基准年及时间长度是一道难题。 4）模型法 用该法分析交通事故与影响因素的关系,建立事故与各种主要影响因素之间的定量函数关系模型。主要有统计分析模型(如斯密德模型、北京模型等)和经验模型。统计分析模型需要大量的统计数据；经验模型虽较实用，但科学依据不充分，且受地域、交通条件制约，可比性差。目前尚没有较成熟的适合我国的道路交通安全评价模型。 5）系统分析法 该法主要有层次分析法和模糊数学法。两种方法的权重都是以人的判断为前提。由于每人对各因素的认识不同，在判断上易出现较大差别。 针对以上不同评估方法缺陷，国内研究者也提出了一系列改进的评估算法，如文献[4]中采用因子分析法和层次分析法组合起来对道路交通安全进行评价(FAHP)。文献[5]提出了基于人工神经网络技术的道路交通安全综合评价方法，建立了基于神经网络的道路交通安全综合评价模型。文献[6]提出了一种基于三角白化权(trigonometry whitening weight, TWW)函数的灰色系统理论的交通安全评价方法。 （二）道路交通安全微观评估方法 大量的事故资料和研究表明道路安全水平和道路条件存在着密切的关系，一般认为大约20％的事故直接或间接地由道路条件引起。道路通车后由于某些地点比其它地点更容易发生事故，在改善这些地点的道路条件、提高道路安全水平时，人们考虑在道路的规划、设计阶段就采用一定的方法、通过一定的程序来发现将来运营可能产生的不安全因素并将其消除，这样可以以较少的投入避免在道路建成通车后发生交通事故造成的生命和财产损失，以及再投入更多的资金去进行事故多发点（路段）改造。道路交通安全微观评估就是侧重于研究道路、交通及环境因素与交通事故的关系，从不同角度分析影响道路安全、引发交通事故的各种具体因素，为改善道路交通安全状况制订技术与政策措施。因此道路交通安全微观评估已成为目前道路交通安全评估研究的重点。 （1）道路交通安全微观评估的主要评估方法 1）运行车速评估法 目前我国的线形几何设计规范都是基于设计车速，所有的线形元素都是根据事先设定的设计车速来选取的。这种设计方法常常导致连续的线形元素之间有很大的差异，即线形容易发生突变。许多道路交通事故案例表明：这些单项指标符合规范要求的公路几何线形，并不能有效地保证汽车行驶的安全性。当驾驶员以根据道路实际状况确定的运行车速行驶时，运行车速和设计车速的较大差异，使驾驶员未能及时适应道路环境的变化而可能会采取不恰当的操作，这就可能引发交通事故。运行车速变化是线形不连续最明显直观的标志，所以运行车速可以作为表征路段安全水平的标志。其常用评价指标有运行速度与设计速度的差值和相邻路段运行速度的变化梯度。目前，运行车速评估研究主要体现在车速一致性模型的研究方面[7-9]。 2）速度分布评估法 大量的研究表明，车速的分布指标与交通事故之间有着相关性[10]。速度分布评估法的评价指标是速度的方差而不是速度的数值大小。该方法的评估原理是：如果线形特征使驾驶员的期望车速具有较高的速度方差，那么就意味着该处的安全性较低[11,12]。 3）线形指数评估法 线形指数是一个道路路段线形的总体量化指标。线形指数是平面线形、纵断面线形指标的函数，能够系统地量化评价若干段连续线形。线形指数还可以用来评价平纵组合线形特征。线形指数提供了道路线形的总体安全特征，因此不适合评价道路路段的单独特征。 4）驾驶员工作负荷评估法 驾驶员在驾驶行为中的主要工作量是将道路交通环境信息处理后转化为指导驾驶行为的有效信息。驾驶员处理道路交通环境信息负荷量的量化指标是驾驶行为的工作负荷，它体现出的强度和频度，对于行车安全具有显著影响。 驾驶员工作负荷的强度可以有驾驶员主观评估和客观评估方法。客观评估可以通过监测驾驶员的眼动、心率等生理、心理指标评价，如采用驾驶员必需的视线使用频度来描述，该方法假定驾驶员在驾驶过程中仅需要部分时间去获取道路交通环境信息[13,14]。 5）交通冲突评估法 交通冲突评估法是一种以交通冲突技术为基础的道路交通安全评估方法。交通冲突技术(TCT)是国际交通安全领域新开发的非事故统计评价方法，以大样本、快速、定量研究评价交通安全现状与改善效果的特点而异于传统的事故统计评价方法[15,16]。 交通冲突评估的主要技术指标有：TTA(Time to accident) [17]、TTC(Time to collision)和Post-enrochment time(PET)等[18]。 （2）实现道路交通安全微观评估的主要技术途径 目前，道路交通安全微观评估的主要技术途径可以分为四类：基于事故统计的安全评价技术、面向道路安全设计的安全评估技术、面向交通流对交通安全影响的交通安全仿真评估技术和基于人在回路仿真技术的面向“人、车、路、环境”交通系统的交通安全综合仿真评估技术。 1）基于事故统计的安全评价技术 基于事故统计的安全评价方法是一种以交通事故数据为基础的、以数理统计分析作为工具的方法。但是，由于交通事故生成特点与统计周期过长等缺陷的客观存在，常常使得这一评价体系的质量，尤其是小区域地点的安全评价的效度和信度不尽人意。 2）面向道路设计的交通安全评估技术 主要用于对设计方案进行安全评价：在方案设计阶段尽可能消除安全隐患,减少道路建成以后交通事故的发生次数和道路改建的费用。利用已有的道路设计一致性经验模型评价道路线形和附属设施设计对交通安全的影响[19,20]。 3）面向交通流对交通安全影响的交通安全仿真评估技术 主要在微观交通流仿真基础上，针对不同交通条件（如：交通流、信号控制等）对交通安全的影响，对道路运营的安全度进行评估。文献[21]提出利用微观交通流仿真开展交通安全评估必须具备两个条件：①精确的交通参与者模型；②确立合适的安全评估指标；文献[22]则提出了两个利用微观交通流仿真进行道路交通安全评估的两项评估指标；文献[23]、[24]在微观交通流仿真软件VISSIM中加入交通流参数，并利用驾驶员生理-心理反应模型MISSION加入车辆行为特性来分析不同交通条件下道路的运行安全度。 4）基于人在回路仿真技术的面向“人-车-路-环境”交通系统的交通安全综合仿真评估技术 面向“人-车-路-环境”交通系统的交通安全综合仿真评估技术主要是基于人在回路的安全评估技术，是在驾驶模拟器上建立设计道路视景及交通情景，让驾驶员驾驶不同汽车在设计道路上进行模拟驾驶，根据驾驶员的主客观感受及反应，对道路安全预先进行评价的技术。 利用人在回路仿真技术研究交通问题时是让真人在虚拟的交通场景中驾驶，这样可以避免交通仿真中最困难的对驾驶员的建模，因此成为研究交通安全问题主要手段。美国爱荷华大学利用NADS驾驶模拟器进行交通研究的实验内容，为我们开展道路交通安全方面虚拟实验提供了非常重要的参考价值[25]。图1为我们展示了NADS驾驶模拟器的外观。该模拟器为全封闭式的驾驶模拟器，由8个投影仪模拟车外360度的全景，封闭舱下端连接若干传感器，可以完成车辆13个自由度的运动模拟，被试驾驶员在驾驶舱内的沉浸感极强。截至到目前为止，爱荷华大学的NDSA研究中心网站公布的项目报告显示，通过该驾驶模拟器已经完成免提手机对驾驶员分神的研究[26,27]等等。实验的可靠性得到了美国交通部（NHTSA）的认可，参考实验结果直接指导美国交通部进行管理；澳大利亚的蒙纳士大学事故研究中心从20世纪90年代就开始利用驾驶模拟器对道路交通安全中的一系列问题专项研究[28,29]；英国利兹大学智能交通研究中心专门成立了交通事故与交通安全评估研究组，在其自行开发的模拟器上开展相关研究[30]；国内各研究机构也利用驾驶模拟器开展了多项研究，文献[31]-[33]利用驾驶模拟器分析了人的驾驶行为特性；文献[34]-[36]探讨了利用驾驶模拟器开展道路安全评估的具体模式。 图1 美国NADS驾驶模拟器 利用人在回路仿真技术可用于从人、车、路、环境多方面对道路规划、设计、施工、运营等阶段进行安全评估，并可根据不同的评估内容灵活设计主、客观评价指标，但利用模拟器大规模开展道路安全评估的主要困难在于：①模拟器同交通工程数据之间没有统一接口，大部分道路场景需要通过手工输入参数生成，难以方便的生成道路及环境场景；②现有的驾驶模拟器都没有加载交通流模型，为对道路安全进行综合评估，有必要在交通场景中加入交通流模型；③用于道路交通安全评估的模拟器对沉浸感要求较高，需要同实车实验比对，验证其有效性。 目前，面向“人、车、路、环境”交通系统的交通安全综合仿真评估技术方面，美国联邦公路局(FHWA)开发的IHSDM模型[37,38]为今后的研究提供了很好的研究思路。从20世纪80年代以来，开展了多项道路交通安全方面的研究，研究内容主要集中在以下几个方面：(1)交通事故的客观分析和评价；(2)交通政策、交通设施及交通控制等对交通事故的影响及其效果评价；(3)车辆结构对交通事故的影响；(4)驾驶员心理因素与交通事故的关系。并在此研究基础上提出了交互式道路安全设计模型（Interactive Highway Safety Design Model，IHSDM）的构想。IHSDM的核心思想是将整个道路安全评价系统分为车辆动态模型、车速一致性模型、事故预计模型、道路设施模型、驾驶心理模型、交通流模型、政策评价模型和费用-效益模型这8个子模型。从8个方面对道路的安全性进行全面的评价，然后调整设计方案，使之符合道路安全审计规范。以上8个子模型都设计成CAD软件包，以保证能和CAD完好地集成在一起，能够独立工作，并且都采用交互式工作方式，用户能够随时从模型中获得有用的反馈信息，调整模型的工作过程。图2是IHSDM的结构示意图。其中，在车辆动态模型和车速一致性模型中可以允许驾驶员在驾驶模拟器中设计的道路上行驶以考察道路设计的合理性。 图2 IHSDM结构示意图 虽然IHSDM中采用的道路评价标准与我国不同并且IHSDM目前也仅适用于两车道道路的评估，但其设计思想还是很值得国内交通安全工作者借鉴的。 （三）道路交通安全评估研究现状及趋势分析 目前，道路交通安全评估主要从宏观和微观两个层次开展。由于宏观评估大都在事故数据的基础上，采用比较研究的形式，以便确定各个对象在交通安全水平上的差别及差别的大小，但是这类方法由于受事故影响因素众多、统计标准不一致、统计数据不完整等原因影响，使得道路交通安全宏观综合评估模型的建立十分困难，并且此方法主要从安全管理角度出发，利用相关管理措施政策手段实现对道路安全状况的改善，而不适合于从技术层面对新建/改建道路项目的设计、运营安全性评估，更有效的从源头改善道路安全状况。因此，近年来越来越多的国家和交通安全研究者都十分重视从“人-车-路-环境”不同角度开展道路交通安全的微观评估研究。 但是，由于道路交通系统是个复杂系统，影响道路交通安全的因素繁多，仅仅从人、车、路或环境单一因素对道路交通系统进行安全评估往往不能真实反映道路交通的安全水平，因此亟需建立一个面向“人-车-路-环境”交通系统的交通安全综合评估系统。分析目前的评估方法和途径，主要存在以下几个方面的问题： 1）虽然研究证明车速、视距以及交通冲突点参数同道路交通安全水平密切联系，但还无法定量描述各相关指标同交通安全度间的关系，需要建立一套完整的道路交通安全综合评估指标体系。 2）基于事故数据的交通安全评估方法是建立在对事故数据数理统计分析的经验模型上的，无法从事故发生的根本原因方面反映道路交通的安全状况。 3）目前主要针对道路线形、附属设施及道路环境自身的安全特性进行单项评价，较少考虑车辆、驾驶员以及交通条件（如：交通流、天气）等因素对交通安全的影响。虽然有的也加入了车辆动力学特性和驾驶员行为特性模型，但其所提出的模型都是最基本的基于规则的模型，难以反映在复杂交通环境下的真实情况，特别是人的驾驶行为特性。 4）基于微观交通流仿真软件对道路安全的评估虽然可以很方便地设置交通控制条件（交通流参数、信号控制等）并加入车辆行为特性，通过车速、安全间距等运行参数/指标对道路运营进行安全评估，但在现有的微观交通流仿真软件中很难加入道路线形及附属设施的具体设计参数来综合分析道路运行的安全度，而且对驾驶员认知生理-心理难以精确建模。 利用人在回路仿真技术可用于从人、车、路、环境多方面对道路规划、设计、施工、运营等阶段进行安全评估，并可根据不同的评估内容灵活设计主、客观评价指标，并且由于是真人驾驶，可以避免对复杂的驾驶员认知心理建模，在某种程度上可以克服上述问题。 鉴于上述分析，利用分布交互式仿真技术开展人在回路的面向“人-车-路-环境”交通系统的交通安全综合仿真技术研究，无疑是今后交通安全评估技术的一个重要发展方向。将人在回路的道路交通安全仿真评估技术应用于实际，还必须解决好以下几个方面的问题： 1）利用驾驶员的认知心理结合多通道多自由度三维仿真技术，解决好模拟器的高沉浸感要求； 2）为大规模开展道路交通安全微观评估应用，必须要求能快速生成道路及交通环境系统，因此，需要建立同交通工程数据的接口； 3）结合智能体与微观交通流仿真技术，通过在三维仿真环境中引入交通流模型，来反映真实的道路交通流； 4）利用分布交互式仿真技术开展多人交互驾驶技术研究； 5）研究基于人在回路仿真技术的面向“人-车-路-环境”交通系统的交通安全综合仿真评估所采用的评估指标以及相关指标参数的智能获取技术，特别是反映驾驶员状态的指标。 （四）课题主要研究技术国内外专利授权情况 分布交互式道路仿真平台是集成多种信息技术的综合系统，现在还没见到进行安全评估的专项模拟器的专利。但在普通汽车驾驶模拟器方面，在国内外有较多的专利。 检索到在国内申请和授权的有关“汽车驾驶模拟器”的专利12项，其中有代表性的5项如表1： 表1 国内汽车驾驶模拟器专利 检索到在国外申请和授权的有关“车辆驾驶模拟器（vehicle driving simulator）”的专利310项，其中有代表性的5篇如表2： 表2 国外车辆驾驶模拟器方面的专利 根据专利检索情况可知，国外有关汽车驾驶模拟器的专利主要面向汽车性能研究、人机工程学设计等方面。国内有关汽车驾驶模拟器的专利主要集中于汽车驾驶环境软硬件集成、模拟器操纵机构设计等方面，主要用于驾驶员的培训和考核，而对基于规范的道路建模、交通流建模等真实交通系统的仿真并未涉及。综上所述，结合虚拟仿真技术和交通安全评估方法的道路交通安全仿真评估平台在国内外未见到相关专利。 由于基于汽车模拟器的实验具有安全、可重复等特点，其与分布式、虚拟声环境、逼真的道路场景建模技术的结合而组成的道路仿真平台将为交通安全的研究带来极大的推动。在我国道路交通安全问题日益严重的情况下，基于分布交互式汽车驾驶模拟器的道路交通安全仿真平台的应用必然有广泛的前景。 综上，综合考虑“人、车、路、环境”对交通安全影响作用的交通安全评估对于减少道路交通事故、提高道路安全是十分必要的。利用系统仿真方法对道路交通系统快速建模和对交通流的模拟构建虚拟的交通环境，并进行人在回路的仿真评估是实现道路交通安全评估的有效手段。 参考文献： [1] 中华人民共和国道路交通事故统计资料汇编(2005). 公安部交通管理局, 2006.5. 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Transportation Research Part C, 2006(14):213-228. 3.3课题主要研究内容、拟解决的技术难点和主要创新点，现有研究基础 3.3.1主要研究内容 本课题以我国高等级公路交通安全评估为研究对象，综合运用交通工程、安全评价，系统科学等理论，开展基于仿真技术的道路交通安全评估方法研究；利用分布交互式系统仿真技术，建立多人交互驾驶的虚拟三维道路交通安全仿真环境；结合我国高等级公路交通流特性，利用多智能体技术建立人工智能车辆模型，实现虚拟交通环境中的交通流模拟，开发道路交通安全评估软件系统，对道路（线形组合、辅助设施、道路环境）的安全性及“交通流特性－道路－安全性”进行综合评估。具体研究内容如下： （1）​ 基于仿真技术的道路交通安全评估方法 研究利用仿真技术对道路（线形组合、辅助设施、道路环境）的安全性及“交通流特性－道路－安全性”进行综合评估的指标及方法，具体包括（1）基于人在回路实时仿真系统的道路交通安全评估指标设计，以及各指标的实时采集技术；（2）基于实时仿真数据的客观评估方法，包括利用驾驶员动态关注对象、车流轨迹及速度信息、驾驶员操作行为及生理指标、交通流冲突点识别等进行安全评估的方法；（3）基于多人交互驾驶的群体评价方法，包括多人主观评价的信息融合与一致性推理等方法。 （1）​ 面向安全评估的道路交通环境三维仿真建模技术 研究为安全评估服务的道路交通静态环境建模技术。具体包括（1）基于LandXML等数据格式，研究面向道路工程设计软件的数据接口技术；（2）设计道路交通安全三维仿真的基础模型库，研究道路、交通安全辅助设施、道路环境几何建模的组合生成技术；（3）研究驾驶员感知的道路声环境、道路视觉环境建模及沉浸感增强技术以及影响道路交通安全的特殊天气仿真技术。 （1）​ 分布交互式交通安全仿真系统的运动体建模与仿真技术 研究道路交通动态环境建模技术。本课题在仿真系统中产生两种类型车辆模拟公路交通流：一是利用分布交互式仿真技术由非本地驾驶员控制的车辆，二是利用多智能体的思想建立虚拟车辆。具体包括（1）高等级公路混合交通流特性，包括不同的动力性能、反应性能、操纵性的车辆特征行为等；（2）基于Multi-Agent的虚拟车辆、行人等的行为建模，包括虚拟车辆对交通环境感知模型和具有典型驾驶行为特性模型；（3）基于HLA的分布式交互汽车驾驶仿真技术，设计交互协议，研究混合交通流仿真的网络同步算法。基于以上研究，结合车辆动力模型体现出我国高等级公路上混合交通的特点。 （1）​ 基于三维仿真技术的道路交通安全评估分析软件 在上述研究内容的基础上，开发基于分布式交互的人在回路仿真的综合道路交通安全评估分析软件，对高等级公路的道路（线性组合、辅助设施、道路环境）本身的安全性及“交通流特性－道路－安全性”进行综合评估。 3.3.2拟解决的技术难点 1、驾驶员兴趣对象识别技术：拟利用眼动仪获取驾驶员瞳孔关注点，通过视景还原技术识别驾驶员实时的兴趣关注对象。 2、道路混合交通流模型：拟采用多智能体（Multi-Agent）技术表征不同类别的驾驶行为和心理，建立符合我国高等级公路交通流特性模型。 3、与道路工程设计软件数据接口技术及道路自动建模技术：拟设计基于目前国际普遍认可的道路设计规范文件格式（LandXML）的接口软件，在计算机图形开发环境OpenGL的基础上实现快速产生道路模型的算法。 4、分布交互仿真网络协议：拟利用RakNet等网络引擎，结合HLA的思想,设计考虑混合交通流的网络交互式驾驶系统的应用层协议。 5、基于实时仿真数据的对道路本身及“交通流特性－道路－安全性”的综合评估技术：拟利用仿真系统中获取的驾驶员兴趣关注点、车速时空分布、操作行为、生理指标等，应用模糊一致矩阵法、粗糙集理论与证据理论、冲突点法等对道路本身及“交通流特性－道路－安全性”进行综合评价。 3.3.3创新点与特色 1、对道路（线形、道路设施及环境）本身及“交通流特性－道路－安全性”进行综合评价：由于国家道路设计标准主要针对道路的单个要素的，而在道路线形、道路设施及环境指标符合设计标准的情况下，其组合起来的不一定满足道路安全要求，而现有的交通安全审计及评估大多针对单个要素的评估，另外，现有的道路安全评估一般是针对道路本身，没有把车流行为和特性与道路线形及环境结合起来。本项目的研究可以为道路线形、道路设施和环境组合效果以及“交通流特性－道路－安全性”进行综合评价提供技术支撑。 2、多人交互的人在回路驾驶仿真系统的评估手段：现有利用驾驶模拟器进行仿真评价多是单人驾驶的评价，单人评价具有主观片面性等缺点，而且在模拟驾驶中不能体现人与人驾驶交互的真实感觉。本项目研究成果可以克服上述缺点，实现多人同时驾驶后的群体评价，充分发挥群体智能的优势，使评价结果更为准确。 3、基于