863课题申请--紧急情况下驾驶员生物反应和行为模型研究与应用

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资源描述

课题类型:探索导向类申请受理编号:SQ2007AA11Z133792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:紧急情况下驾驶员生物反应和行为模型研究与应用申请人:柴春雷依托单位:浙江大学中华人民共和国科学技术部2007-05-08紧急情况下驾驶员生物反应和行为模型研究与应用浙江大学(柴春雷)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。)课题名称紧急情况下驾驶员生物反应和行为模型研究与应用行业领域交通运输预计完成年限3课题密级公开级预期成果类型计算机软件、论文论著申请(负责)人信息姓名柴春雷性别男出生日期1978-12-18职称中级职称最高学位博士从事专业工学所在单位浙江大学依托单位信息单位名称浙江大学单位性质大专院校所在地区浙江省单位主管部门教育部组织机构代码470095016单位成立时间1998-9-15协作单位信息单位名称单位性质组织机构代码课题经费来源预算(万元)总经费80申请863计划资助80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0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刘征男1978年10月其他人员无工学8成员实验设计浙江大学2吴剑锋男1976年3月其他人员无工学10成员数据分析浙江大学3李想男1981年2月其他人员无工学8成员实验操作浙江大学4柴春雷男1978年12月中级职称无工学10组长项目总体负责浙江大学5王鑫男1984年7月其他人员无工学8成员系统建模浙江大学6杨程男1978年5月初级职称无工学10成员实验设计浙江大学7吴群男1978年3月其他人员无工学10成员系统建模浙江大学8杨红春男1970年9月其他人员无工学10成员实验设计浙江大学9应放天男1970年2月高级职称副系主任工学8副组长实验平台构建浙江大学10李芳宇女1977年9月中级职称无工学8成员实验测试浙江大学课题参加总人数10人。其中:高级职称1人,中级职称2人,初级职称1人,无职称6人;其中具有:博士学位1人,硕士学位6人,学士学位3人,其他0人;合计:投入90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)柴春雷,男,助理研究员。生于1978年,2005年9月博士毕业于浙江大学,后留校任教,并从事师资博士后研究工作。主要开展驾驶行为、计算机辅助人机工程、应用人机工程与设计等方面的研究工作。参与的与本申请相关的项目:(1)国家计委产业化前期关键技术与成套设备研制开发项目:“面向区域经济发展的高技术产品开发系统”((计高技[1998]2077批文),参与第四课题“人机工程辅助设计系统”的研究工作,该项目的成果2005年获国家科技进步二等奖;(2)2003年—2004年,国家863计划“面向产品创新的计算机辅助概念设计技术的研究”(2002AA411110),担任数字化人机工程子课题负责人;(3)国家973计划(虚拟现实的基础理论、算法及其实现):课题6“面向产品创新开发的虚拟设计平台”(2002CB312106),2003.01-2007.12,人机工程部分技术负责人;(4)国家科技部中小企业创新基金“轿车车身工业设计软件的开发”(04C26213301192),2004.06-2006.06,负责人机工程部分的研发。[1]ChunleiChai,ShouqianSun.StudyontheTechniqueofMan-machineSimulationbasedonPosturePrediction.JournalofComputationalInformationSystems,2006,vol2,No2,897-904.[2]ChunleiChai,ShouqianSun,Qihuang,ZhanxunDong.ModelofProductColorEvaluationBasedonEstheticsPrinciple,FifthWorldCongresonIntelligentControlandAutomaion,2004.6:3962-3966.[3]ChunleiChai,YingYang,ShouqianSun.StudyofSeveralProblemsOnInternetInnovativeDesign.IEEESMC2004conferenceproceedings,2004,2564-2568.[4]柴春雷,孙守迁,黄琦,董占勋。面向家电产品的人机工程分析与评价系统的研究,计算机辅助设计与图形学学报,2006.4,vol.18,No.4,580-584.[5]ChaiChunlei,ZhangJian,DongZhanxun.ResearchonComputeraidedErgonomicsforIndustrialDesign.CAID&CD’2005,618-622.[6]FangyuLi,ShouqianSun,ChunleiChai,ZhanxunDong.DrivingComfortAssessmentModelConstructionBasedonFuzzyInference,Proceedingsof6thWorldCongressonContralandAutomation,June21-23,2006:9449-9453[7]JIANFENGWU,SHOUQIANSUN,CHUNLEICHAI†,XINWANG.VIRTUALHUMANMODELFORSIT-TO-STANDANALYSIS.JournalofComputationalInformationystems,2007,835-839.2.2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: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)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)随着汽车数量和驾驶出行量的增加,交通事故发生率的绝对数呈现日益增长的趋势,驾驶安全已经成为汽车制造厂商、政府道路行政管理部门乃至全社会共同关注的问题。作为交通事故中扮演重要角色的驾驶员,其行为直接和间接地引发交通事故,因此紧急情况下驾驶员反应及行为的研究将为交通和驾驶安全提供新的重要的解决途径。车辆驾驶过程中,一旦发生紧急情况,驾驶员接收到前方信息进行视觉识别,进行大脑判断,然后通过实施驾驶操控行为来进行车辆加速、制动等,尽量避免交通事故的发生。然而,一旦紧急情况发生,留给驾驶员的反应操控时间极为有限,许多驾驶员由于来不及实施有效的驾驶控制行为或实施了错误的驾驶行为而导致安全事故发生。如果能给驾驶员多0.1s的处理时间,则交通事故率可降低30%。本课题研究在驾驶操作行为实施前的驾驶员生物反应和行为情况,有望为驾驶安全控制提供更多的处理时间和提供新的解决思路。人体对于简单视觉信息的刺激——动作反应时间介于0.2-0.25s,而对于复杂视觉刺激做出选择和判别的动作反应时间会明显延长(0.9s)甚至出现错误。我们注意到,紧急情况下,在具体驾驶行为实施之前,人体对于外界刺激已经有了生物反应。研究发现有许多应急生物反应先于动作执行过程,这些反应主要包括肌电、肌肉紧张、体压、心跳等。这就是说,紧急情况下,测定驾驶员的生物反应信号,进行正确识别和判断,可以先于驾驶员行为0.2s以上,进行智能制动控制,可以为避免车祸发生提供宝贵的时间并采取更有效的车辆控制措施。因此,紧急情况下驾驶员生物反应模型的研究可为汽车智能制动系统、汽车安全设计提供理论基础和源头信息。紧急情况下驾驶员生物反应和行为模型的研究具有普遍意义。本文的研究成果和方法,对飞行安全、船舶安全等有借鉴意义。本项目研究内容主要有:紧急情况下驾驶行为分析,紧急情况下驾驶行为模型研究,紧急情况下驾驶行为仿真研究。项目的研究成果分为理论和软件成果,可以用于驾驶智能制动系统的研制,车辆人性化设计,驾驶安全培训等方面。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驾驶员生物反应和行为研究的历史可以追溯到1938年Gibson和Crooks提出的车辆行驶区域分析(field-analysis)理论。从时间上看,驾驶员生物反应和行为的研究可以分为三个阶段:(1)从1938年到1980年以前,属于驾驶员模型理论的探索阶段。由于受到年代和条件的限制,该阶段的研究多从实例出发来探讨驾驶行为,缺乏相应的实验支撑。(2)从1980年到1990年,驾驶行为模型的研究处于一个活跃期,国内外专家先后提出了推理行为理论、人行为能力模型、规划行为理论、感知与认知过滤模型、产生规则模型/基于规则模型等等,对驾驶行为进行了较为深入的研究。(3)从1990年到2000年,驾驶员生物反应和行为的研究进入了一个停滞期。究其原因我们不难得出结论:描述和理解驾驶员行为非常需要发展相应的模型和理论,尽管前面的研究已经提出了一些理论和模型,然而这些理论和模型并没有得到普遍认可和接受,没有得出一致的结论。(4)2000年以后,进入21世纪,驾驶员反应和行为的研究进入异常活跃阶段。从研究内容上,我们不难发现,这得益于认知科学的迅速发展以及建模工具的进一步丰富。驾驶员生物反应模型的研究,主要集中在以下三个方面:(1)驾驶认知理论。认知科学被称作21世纪智力革命的前沿学科,它研究人类认知过程、智能和智能系统、大脑和心灵内在运行机制;是兴起于20世纪70年代的一门交叉科学;在过去的20年间,出现了多种认知体系,典型的有AC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