O presente trabalho tem como objetivo principal comparar as percepções de ciclistas e de técnicos do órgão gestor quanto aos fatores de segurança viária em ciclofaixas na cidade de Porto Alegre. Para tanto o trabalho se propõe a: (i) identificar na literatura internacional o Estado da Arte em relação às discussões de segurança viária para ciclistas; (ii) identificar entre os atores do sistema de trânsito da cidade de Porto Alegre quais os principais fatores de segurança viária para ciclistas; (iii) analisar a influência dos fatores de segurança cicloviária em ciclofaixas segundo a percepção dos ciclistas que utilizam ciclofaixas; (iv) analisar a importância atribuída pelos gestores de mobilidade aos fatores de segurança cicloviária na provisão de ciclofaixas; e (v) identificar as lacunas existentes entre a percepção de influência no desempenho de segurança cicloviária (ponto de vista dos ciclistas) com a importância atribuída pelos gestores de mobilidade na provisão de ciclofaixas (ponto de vista dos gestores). A partir do levantamento de fatores relacionados ao contexto de segurança cicloviária para ciclofaixas, foi realizada uma pesquisa junto a ciclistas e gestores solicitando a hierarquização dos atributos de segurança cicloviária. A partir dessas percepções foi possível criar uma matriz que relaciona a influência no desempenho de segurança com a importância atribuída aos atributos de segurança, que permite identificar de forma mais clara as discrepâncias e os alinhamentos entre as percepções. Os resultados apontam oportunidades de melhorias na gestão de atributos de segurança cicloviária em ciclofaixas, bem como sugerem que o órgão gestor pode estar priorizando atributos que não influenciam no desempenho de segurança do ponto de vista dos ciclistas. / This study has as main objective compare the perceptions of influence on the safety of cyclists with the perception of importance attributed by the managing agency to the road safety factors in the provision of cycle lanes in the city of Porto Alegre. This study proposes: (i) identify in the international literature the State of the Art in relation to road safety discussions for cyclists; (ii) identify between the traffic system actors in Porto Alegre which are main road safety factors for cyclists; (iii) analyze the influence of cycling safety factors in cycle lanes based on the perception of cyclists using cycle lanes; (iv) analyze the importance attributed by managing agency to the cycling safety factors in the provision of cycle lanes; e (v) identify gaps between the perception of influence on cycling safety performance (view of cyclists) with the importance given by managing agency in the provision of cycle lanes (view of managing agency). Based on the survey of factors related to cycling safety context for cycle lanes, a survey was conducted with cyclists and managers requesting the hierarchization of cycling safety attributes. From these perceptions was possible to create a chart that relates the influence on safety performance with the importance attributed to safety attributes that identifies more clearly the discrepancies and the alignments between perceptions. The results indicate improvement opportunities in cycling security attributes management in cycle lanes, and suggest that the managing agency may be prioritizing attributes that do not influence the safety performance in view of cyclists.

Submitted by INAIAN PIGNATTI TEIXEIRA null (inaianteixeira@hotmail.com) on 2017-02-08T17:43:24Z No. of bitstreams: 1 TESE - INAIAN TEIXEIRA.pdf: 6666916 bytes, checksum: fc019e418f7e6cba7a9b47d08f35f511 (MD5) / Rejected by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido não contém o certificado de aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-02-13T19:05:44Z (GMT) / Submitted by INAIAN PIGNATTI TEIXEIRA null (inaianteixeira@hotmail.com) on 2017-02-14T16:18:01Z No. of bitstreams: 1 TESE - INAIAN TEIXEIRA.pdf: 7126927 bytes, checksum: 3f0bc16a33e6fed3122d95472c16cd73 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-16T16:42:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 teixeira_ip_dr_rcla.pdf: 7126927 bytes, checksum: 3f0bc16a33e6fed3122d95472c16cd73 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-16T16:42:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 teixeira_ip_dr_rcla.pdf: 7126927 bytes, checksum: 3f0bc16a33e6fed3122d95472c16cd73 (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Diversos estudos vêm demonstrando que o uso da bicicleta como meio de transporte têm efeitos benéficos sobre várias doenças, seja em função do exercício físico em si ou de forma indireta. Porém, a falta de um local adequado para utilização da bicicleta (ciclovias e ciclofaixas) é uma das principais barreiras para os não ciclistas e ciclistas. Os estudos que avaliam o impacto da criação de ciclovias e ciclofaixas na promoção do ciclismo apresentam alguns resultados inconsistentes e há poucos estudos usando medidas objetivas que reportam aumento na atividade física em resposta a essas mudanças ambientais. Pensando nisso, o objetivo deste estudo foi avaliar o impacto da implementação de ciclofaixas na utilização da bicicleta como meio de transporte por adultos residentes na cidade de Rio Claro – SP. Para tal, a pesquisa foi realizada de forma longitudinal constituída por dois momentos (2008 e 2014). No primeiro momento, anterior à criação dos 27,29 quilômetros de ciclofaixas no município, 1588 sujeitos foram entrevistados. Após a criação dessas estruturas, os mesmos sujeitos foram contatados e convidados para participar da segunda etapa dessa pesquisa. O impacto da criação das ciclofaixas foi avaliado de forma objetiva, por meio do Sistema de Informações Geográficas. As informações relativas ao uso de bicicleta como meio de transporte foram obtidas por meio do International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) – versão longa. Para a análise dos dados foi utilizada uma Análise multinível de regressão de Poisson sendo ajustada para variáveis sexo, faixa etária e renda. Por fim, foi elaborado um modelo de equações estruturais a fim de testar as relações entre o uso de bicicleta como meio de transporte e distância para ciclovia, buffer da ciclovia (500m), percepção de proximidade da ciclovia (menos de 15 minutos de caminhada), distância média para os destinos, barreiras percebidas para uso da bicicleta (medo de acidentes, qualidade das ruas, trânsito intenso, falta de segurança), gênero, idade, classe econômica e posse de carro. Para o follow-up, houve uma perda amostral de 56,4% (n=895), principalmente em função de mudança de endereço (n=342), porém a amostra manteve-se com características similares. A prevalência de uso de bicicleta como meio de transporte diminuiu de 25,0% em 2008 para de 13,9% em 2014. Com relação às principais barreiras para o uso de bicicleta como meio de transporte destaca-se o fato de não ter bicicleta (25,5%), seguido por falta de vontade (24,0%) e medo de acidentes (22,8%). No último ano, 25,1% (n=174) dos entrevistados relataram ter utilizado a ciclovia ou ciclofaixa. Destes, 53,5% relataram uma satisfação positiva quanto à estruturas e manutenção dessas estruturas cicloviárias e 32,0% relataram uma satisfação positiva quanto a segurança referente à criminalidade dessas vias. A distância média da residência do sujeito até a ciclovia mais próxima foi de =1785,5 metros (IC95%:1730,3-1840,7) em 2008 e passou para =614,0 metros (IC95%:573,7-654,2) em 2014. Dentre as variáveis ambientais, incluindo o buffer, distância objetiva e a percepção de distância da ciclovia/ciclofaixa, apenas a última apresentou uma associação consistente com a condição de passar a utilizar a bicicleta, apresentando um risco relativo 60% superior para aqueles que percebiam uma distância menor que 15 minutos de caminhada. Além disso, características pessoais, como gênero e idade, foram associadas com o fato de passar a andar de bicicleta, sendo os homens com maior chance (RR=2,7) e os mais velhos menores chances (RR=0,32 e RR=0,22). Além disso, os resultados derivados do modelo de equações estruturais apontam que a percepção de segurança geral parece ser um fator chave e o mais expressivo na relação com o uso da bicicleta como meio de transporte. Além disso, nota-se que a segurança geral é afetada tanto pela percepção de proximidade com as estruturas cicloviárias, quanto pela idade, renda e gênero. / Several studies have demonstrated that the use of bicycle for transportation have beneficial effects on various diseases, whether in function of the physical exercise or indirectly. However, the lack of place for bicycle use (cycle lanes and cycle paths) is one of the main barriers for non- cyclists and cyclists. Studies evaluating the impact of the creation of cycle lanes and cycle paths in the promotion of cycling have some inconsistent results. Furthermore, there are few studies using objective measures that report an increase in physical activity in response to these environmental changes. Thus, the objective of this study was to evaluate the impact of the implementation of bicycle lanes in the bicycle use for transportation by adults living in the city of Rio Claro - SP. For that, the research was carried out in a longitudinal way consisting of two moments (2008 and 2014). At the first moment, prior to the creation of the 27,29 kilometers of cycle courses, 1588 subjects were interviewed. After the creation of these structures, the same subjects were contacted and invited to participate in the second stage of this research. The impact of the creation of cycle paths was evaluated objectively through the Geographic Information System. Information about the bicycle use was obtained through the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ) - long version. For the analysis of the data, a Multi-level Poisson regression analysis was used, being adjusted for variables gender, age group and income. Finally, a Structural Equation Model was developed to test the relationship between bicycle use and distance to a bicycle lane, buffer of the bicycle lane (500m), perception of proximity to the lane, average distance to destinations, perceived barriers to bicycle use (fear of accidents, street quality, heavy traffic, lack of safety), gender, age, income and car ownership. For the follow-up, there was a sample loss of 56.4% (n = 895), mainly due to a change of address (n = 342), but the sample remained similar. The prevalence of bicycle use as a means of transportation decreased from 25.0% in 2008 to 13.9% in 2014. With regard to the main barriers to the use of bicycles as a means of transportation, the mainly was: don´t have a bicycle (25.5%), followed by lack of desire (24.0%) and fear of accidents (22.8%). In the last year, 25.1% (n = 174) of the respondents reported having used the cycle lane or cycle path. Of these, 53.5% reported a positive satisfaction with the structures and maintenance of these cycle structures and 32.0% reported a positive satisfaction regarding the safety related to the criminality of these routes. The average distance from the subject's residence to the nearest cycle structures was = 1785.5 meters (IC95%: 1730.3- 1840.7) in 2008 and decreased to = 614.0 meters (95% CI: 573.7-654.2) in 2014. Among the environmental variables, including the buffer, objective distance and distance perception of the cycle lane/cycle path, only the latter presented a consistent association with the condition of cycling, presenting a relative risk of 60% higher for those who perceived a distance of less than 15 minutes of walking. In addition, personal characteristics, such as gender and age, were associated with cycling, with males having a greater chance (RR = 2.7) and older ones (RR = 0.32 and RR = 0.22). Moreover, the results derived from the structural equations model point out that the perception of general safety seems to be a key factor and the most expressive variable in relation to the use of the bicycle as a means of transportation. In addition, it is noted that general security is affected by both the perception of proximity to cycle structures, and by age, income and gender. / FAPESP: 2012/18795-7

Esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta de critério para a construção de faixas adicionais em rodovias com longos declives. A proposta contempla três aspectos: 1-) Elaboração de um programa de computador que permita calcular a temperatura do sistema de freios de qualquer veículo que esteja operando em qualquer ponto de uma rampa descendente, conhecidas as características do veículo, da massa transportada, da velocidade desenvolvida pelo veículo e da rampa em questão (comprimento e declividade). Em outras palavras: o programa permite gerar as curvas de desempenho para qualquer veículo de carga, em qualquer trecho de descida de uma rodovia; 2-) Determinação da redução de velocidade para caminhões nos trechos estudados; e 3-) Cálculo da porcentagem de veículos de carga no fluxo total de veículos que utilizam a rodovia, valor esse que viabilize economicamente a construção de faixas auxiliares. Esta dissertação aborda mais profundamente o primeiro aspecto da proposta. Os outros dois, devido à sua complexidade, são sugeridos como tema para trabalhos futuros. De posse do programa computacional, o mesmo foi utilizado para simular o comportamento da frota de veículos de carga brasileiros, em greides com comprimento variável de 1.000 a 12.000 metros e inclinações que variam de 1 a 12%. Também foi verificado o impacto da aplicação da resolução 777/93 do CONTRAN - que regulamenta o desempenho e o sistema de freios dos veículos de carga - na frota brasileira de veículos de carga. Os resultados obtidos indicam, além da importância de uma legislação adequada para o tema, uma urgente renovação ou adequação da frota brasileira de veículos de carga, haja visto que grande parte da mesma, por possuir uma elevada idade média, não atinge os requisitos mínimos para circular pelas rodovias brasileiras sem comprometimento das condições de segurança, dirigibilidade, estabilidade e desempenho. / This master thesis presents a criteria\'s proposal to construction of auxiliary lanes in roads with long and steep downgrades. The proposal contemplates three aspects: 1-) Elaboration of a computer\'s program that allows to obtain the brake system\'s temperature of any heavy truck performing at any point of a long and steep downgrade. It\'s necessary to know the truck\'s brake characteristics, the brake-motor power, the total mass transported, the vehicles\'speed and the downhill characteristics (length and percent). With this data, the program calculates the performance curves of brazilian trucks, regarding brakes\'system\'s termical aspects; 2-) Determination of the maximum speed reduction of slow trucks on downhill; and, 3-) Estimation of minimum downgrade traffic flow rates and truck percents that would warrant the construction of declivity help lanes, from costs-effectiveness approach. This master thesis broaches more profundity the first proposal\'s aspects. The aspects two and three, due to its complexity, are suggested to be future studies\'object. The computational program developed in this work was used to simulate the performance of brazilian\'s fleet heavy truck in declivities with lengths from 1.000 till 12.000 meters and declivity that vary from 1 till 12%. It was used, too, to show the impact of the resolution number 777/93 - edited by CONTRAN - applicated in the same fleet. This resolution rules ship vehicles\'brakes\'system and their performance. The obtain results denote, farther importance of a adequate legislation for the theme, a urgent renovation or adequation of brazilian\'s fleet heavy truck due to, a large part of it, with more than ten year of age, is unable to reach the minimum requisites to moving on brazilian roads and highways without implication of security, conductibility, stability and performance\'s conditions.

O objetivo da tese foi adaptar, para as condições das rodovias brasileiras, as diretrizes da AASHTO para projetos de faixas adicionais de subida. Esta adaptação foi feita através de três aspectos: (i) geração de curvas de desempenho para caminhões típicos brasileiros; (ii) determinação da redução admissível de velocidade para caminhões; e (iii) estimativa do fluxo e da porcentagem de caminhões no tráfego que justifiquem economicamente a construção da faixa adicional. Quanto ao primeiro aspecto, constatou-se que as relações massa/potência encontradas para caminhões brasileiros (variam de 100 a 380 kg/kW) são significativamente maiores que a dos caminhões norte-americanos (120 kg/kW), o que inviabiliza o uso das curvas de desempenho que constam do livro verde da AASHTO. Nesta pesquisa, um modelo de locomoção de veículos foi calibrado e validado, logo após foram geradas curvas de desempenho para sete categorias de caminhões brasileiros. No segundo aspecto, as relações entre as diferenças de velocidade entre automóveis e caminhões, e índices de envolvimento de caminhões em acidentes foram obtidas. Para atingir esse objetivo, foram coletados dados sobre acidentes envolvendo caminhões, velocidade de veículos em aclives e volume diário médio. As relações foram comparadas com a utilizada nas diretrizes da AASHTO e as diferenças encontradas sugerem que a redução admissível na velocidade dos caminhões brasileiros deve ser de 20 km/h, em rodovias de pista simples, e de 35 km/h, em rodovias de pista dupla, se o índice de envolvimento de caminhões em acidentes for o que corresponde à redução máxima de velocidade admitida pela AASHTO (15 km/h). Em relação ao terceiro aspecto, foram analisadas relações benefício/custo para diversos cenários, visando estimar os fluxos de tráfego para os quais os custos fossem iguais aos benefícios. Os custos foram estimados a partir do investimento de capital necessário para a construção da ) faixa adicional, com base em projetos típicos do estado de São Paulo. Os benefícios estimados foram a redução do tempo de viagem e dos custos operacionais dos carros, ônibus e caminhões descarregados. Para a estimativa dos tempos de viagem, porcentagem do tempo trafegando em pelotões e porcentagem média de veículos em pelotões, foram feitas simulações, com e sem a faixa adicional, usando-se o modelo TRARR. Nessas simulações, os fluxos variaram entre 50 a 700 veíc/h e as porcentagens de caminhões de 10% a 40%. Os resultados indicam que os fluxos mínimos no aclive, que justifiquem economicamente a construção da faixa adicional, dependem da porcentagem de caminhões e da magnitude do aclive, variando de 340 veíc/h (10% de caminhões; aclives de até 3%) a 185 veíc/h (30% de caminhões; aclives de mais de 3%). / The objective of the research reported in this PhD dissertation was to adapt the AASHTO guidelines for design of climbing lanes to the Brazilian highways characteristics. This adaptation was carried out with regard to three aspects: (i) development of performance curves for typical Brazilian trucks; (ii) determination of the maximum speed reduction of slow trucks on upgrades; and (iii) estimation of minimum upgrade traffic flow rates and truck percents that would warrant the construction of climbing lanes on two-lane highways, from cost-effectiveness approach. Regarding the first aspect, it was verified that mass/power ratios for Brazilian trucks vary between 100 and 380 kg/kW and significantly differ from the ratio taken by AASHTO as representative of the average North-American truck (120 kg/kW); therefore, the truck performance curves from the AASHTO green book should not be used to design climbing lanes in Brazil. The green book\'s performance curves can be replaced by a family of performance curves for Brazilian trucks generated by a truck locomotion model, which was calibrated and validated in this research. With regard to the second aspect analyzed, the relationship between speed difference and truck accident involvement rates was studied. Data about truck accidents, speeds and annual average daily traffic were collected. These functions were compared to the one presented in the green book and the differences found suggest that, for the same truck accident involvement rate used to establish the maximum truck speed reduction adopted in the AASHTO policy (15 km/h), the admissible truck speed reduction on Brazilian roads would be 20 km/h on two-lane highways and 35 km/h on divided highways. With regard to the third aspect, benefit/cost ratios for several scenarios were analyzed in order to estimate upgrade traffic flow rates that would warrant the provision of climbing lanes. (continue) (continuation) The costs were estimated on the basis of the capital costs for the construction of the climbing lane, based on costs of climbing lanes built in the state of São Paulo. The benefits were estimated from the reduction of travel time and vehicle operating costs provided by the construction of a climbing lane. Travel times, percent time spent following, and average fraction of vehicles travelling in platoons with and without the climbing lane were estimated by means of traffic flow simulations carried out with TRARR. The simulations were run using traffic flows ranging from 50 to 700 veh/h, with truck percents varying from 10% to 40%. The results indicated upgrade traffic flow rates that warrants climbing lanes varying with truck percents and grades magnitude and range from 340 veh/h (grades of up to 3%, 10% trucks in flow) to 185 veh/h (grades of more than 3%, with 30% trucks).

Nesta dissertação é feita uma avaliação dos resultados da aplicação do modelo de previsão de acidentes apresentado no Highway Safety Manual - HSM, publicado pela American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) no ano de 2010, para o caso de trechos de rodovia de pista simples localizados no interior do estado de São Paulo. São analisados o método original do HSM, o método do HSM calibrado para os trechos de rodovias estudados e o método empírico de Bayes. Os resultados apresentados pelo método original do HSM são bastante distintos dos valores reais observados, o que exclui a possibilidade do seu emprego direto no universo analisado. No entanto, os valores resultantes da aplicação do método do HSM calibrado e do método de Bayes, em todas as análises realizadas, aproximam-se de maneira satisfatória dos valores observados (com resultados melhores no método de Bayes) - o que mostra que esses métodos podem ser utilizados para a previsão de acidentes no universo analisado, bem como em outras situações com condições similares. Ainda que seja recomendada a realização de estudos específicos para a aplicação do modelo em outras regiões do país, na ausência desses estudos, os valores obtidos neste trabalho podem ser empregados como primeira aproximação. / This research conducts an evaluation of the results achieved by means of the application of crash prediction method presented by the Highway Safety Manual - HSM, published by the American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) in 2010, for the case of two lane highway segments situated in the state of Sao Paulo. The analyses were aimed at the original method of the HSM, the method calibrated to the studied highways segments and with the use of the empirical Bayes method. The results obtained by application of the HSM original method are quite distinct from the actual crash values observed, which excludes the possibility of its direct employment in the universe analyzed. However, the values resulting from application of the calibrated HSM method and the method of Bayes, in all data analysis, approach satisfactorily the observed values (with better results with the use of Bayes method) - which shows that these methods can be used for the prediction of accidents in the universe analyzed, as well as in other situations with similar conditions. Although it is recommended to perform specific studies for the application of the method in other regions of the country, in the absence of these studies, the values provided by this research study can be used as a first approximation.

A crescente necessidade de buscar operações mais eficientes, com menor custo e mais sustentáveis tem feito com que empresas passassem a procurar oportunidades pelas quais estes objetivos pudessem ser atingidos. Na área de transportes encontrou-se na colaboração uma oportunidade para tal. Este trabalho trata o problema de cobertura rotas com cardinalidade restrita (PCRCR), onde empresas que realizam viagens de carga cheia se unem com o objetivo de reduzir o deslocamento vazio de veículos através da formação de ciclos. É chamado de problema de cardinalidade restrita uma vez que limitamos o número de máximo de viagens no ciclo, o que torna este problema NP-Hard. Existem na literatura duas heurísticas (construtivas) e um modelo por programação linear inteira para a solução deste problema. Este trabalho apresenta uma heurística baseada em um método de busca local que reduziu em média 3,19% os melhores resultados apresentados na literatura. Também são apresentados os tempos de execução de cada um dos algoritmos e a importância de escolher de uma boa solução inicial quando se deseja implantar uma Heurística com Busca Local. / The growing need to seek more efficient, lower cost and more sustainable operations has caused industries to seek opportunities in which these objectives could be achieved. In the area of transportation, collaboration is an opportunity for that. This work deals with the cardinality constrained lane covering problem (CCLCP), where companies who uses full truck loads join efforts in order to reduce empty vehicle travel through closed cycle formation. It is known as cardinality constraint problem as the maximum number of trips in the cycle is limited to an integer number, which makes this problem NP-Hard. There are two heuristics in the literature (constructive) and an integer linear programming model for solving this problem. This work presents a heuristic based on a local search method that reduced an average of 3.19% the better results in the literature. It also presents the execution times of each algorithm and the importance of choosing a good initial solution when you want to create a Local Search Heuristic.

Al no contar con una vía exclusiva los corredores en muchas ciudades, causan a menudo conflictos con los vehículos particulares. Para aliviar este problema, se muestra una forma viable de reducir la congestión del tráfico en las principales vías de una ciudad con gran demanda de viaje. Esto a través de una propuesta de implementación de un carril exclusivo con paradas en la parte derecha de la vía a diferencia de un Bus Rapid Transit (BRT). De esta manera se aprovecha el espacio vial que se encuentra orientado al transporte público y a los peatones. Mediante el software VISSIM 9.0 se obtuvo mejoras en el incremento de velocidad en promedio 140% y frecuencias del transporte público en 3.24 veces de la situación actual. Finalmente, los niveles de servicio de la situación general del tramo de estudio pasan de E a D. / Since there are no exclusive routes, runners in many cities often cause conflicts with private vehicles. To alleviate this problem, a viable way to reduce traffic congestion on the main roads of a city with high travel demand is shown. This through a proposal to implement an exclusive lane with stops on the right side of the road unlike a Rapid Transit Bus (BRT). In this way, the road space that is oriented to public transport and pedestrians is used. Through VISSIM 9.0 software, improvements were obtained in the speed increase on average 140% and frequencies of public transport in 3.24 times of the current situation. Finally, the service levels of the general situation of the study section go from E to D. / Trabajo de investigación

Driver distraction contributes to approximately 43% of motor-vehicle crashes and 27% of near-crashes. Rapidly developing in-vehicle technology and electronic devices place additional demands on drivers, which might lead to distraction and diminished capacity to perform driving tasks. This situation threatens safe driving. Technology that can detect and mitigate distraction by alerting drivers could play a central role in maintaining safety. Correctly identifying driver distraction in real time is a critical challenge in developing distraction mitigation systems, and this function has not been well developed. Moreover, the greatest benefit may be from real-time distraction detection in advance of dangerous breakdowns in driver performance. Based on driver performance, two types of distraction - visual and cognitive - are identified. These types of distraction have very different effects on visual behavior and driving performance; therefore, they require different algorithms for detection. Distraction detection algorithms typically rely on either eye measures or driver performance measures because the effect of distraction on the coordination of measures has not been established. Combining both eye glance and vehicle data could enhance the ability of algorithms to detect and differentiate visual and cognitive distraction. The goal of this research is to examine whether poor coordination between visual behavior and vehicle control can identify diminished attention to driving in advance of breakdowns in lane keeping. The primary hypothesis of this dissertation is that detection of changes in eye-steering relationship caused by distraction could provide a prospective indication of vehicle state changes. Three specific aims are pursued to test this hypothesis. The first aim examines the effect of distracting activity on eye and steering movements to assess the degree to which the correlation parameters are indicative of distraction. The second aim applies a control-theoretic system identification approach to the eye movement and steering data to distinguish between distracted and non-distracted conditions. The third aim examines whether changes of eye-steering coordination associated with distraction provide a prospective indication of breakdowns in driver performance, i.e., lane departures. Together, the three aims show how that a combination of visual and steering behavior, i.e., eye-steering model, can differentiate between non-distracted and distracted state. This model revealed sensitivity to distraction associated with off-road glances. The models derived for different drivers have similar structure and fit to data from other drivers reasonably well. In addition, the differences in model order and model coefficients indicate the variability in driving behavior: some people generate more complex behavior than others. As was expected, eye-steering correlation on straight roads is not as strong as observed on curvy roads. However, eye-steering correlation measured through correlation coefficient and time delay between two movements is sensitive to different types of distraction. Time delay mediates changes in lane position and the eye-steering system predicts breakdowns in lane keeping. This dissertation contributes to developing a distraction detection system that integrates visual and steering behavior. More broadly, these results suggest that integrating eye and steering data can be helpful in detecting and mitigating impairments beyond distraction, such as those associated with alcohol, fatigue, and aging.

Autonomous driving is an area of increasing investment for researchers and auto manufacturers. Integration has already begun for self-driving cars in urban environments. An essential aspect of navigation in these areas is the ability to sense and follow lane markers. This thesis focuses on the development of a vision-based control platform using lane detection to control a full-sized electric vehicle with only a monocular camera. An open-source, integrated solution is presented for automation of a stock vehicle. Aspects of reverse engineering, system identification, and low-level control of the vehicle are discussed. This work also details methods for lane detection and the design of a non-linear vision-based control strategy.

The primary objective of the study is to evaluate safety performances of different exit ramps used in Florida and nationally. More specific, the research objectives include the following two parts: (1) to evaluate the impacts of different exit ramp types on safety performance for freeway diverge areas; and (2) to identify the different factors contributing to the crashes happening on the exit ramp sections. To achieve the research objectives, the research team investigated crash history at 424 sites throughout Florida. The study area includes two parts, the freeway diverge area and the exit ramp sections. For the freeway diverge areas, exit ramp types were defined based on the number of lanes used by vehicular traffic to exit freeways. Four exit ramp types were considered here including single-lane exit ramps (Type 1), sing-lane exit ramps without a taper (Type 2), two-lane exit ramps with an optional lane (Type 3), and two-lane exit ramps without an optional lane (Type 4). For the exit ramp sections, four ramp configurations, including diamond, out connection, free-flow loop and parclo loop, were considered. Cross-sectional comparisons were conducted to compare crash frequency, crash rate, crash severity and crash types between different exit ramp groups. Crash predictive models were also built to quantify the impacts of various contributing factors. On the freeway diverge areas, it shows that Type 1 exit ramp has the best safety performance in terms of the lowest crash frequency and crash rate. The crash prediction model shows that for one-lane exit ramp, replacing a Type 1 with a Type 2 will increase crash counts at freeway diverge areas by 15.57% while replacing a Type 3 with a Type 4 will increase crash counts by 10.80% for two-lane ramps. On the exit ramp sections, the out connection ramps appear to have the lowest average crash rate than the other three. The crash predictive model shows that replacing an out connection exit ramp with a diamond, free-flow, and parclo loop will increase crashes counts by 26.90%, 68.47% and 48.72% respectively. The results of this study will help transportation decision makers develop tailored technical guidelines governing the selection of the optimum design combinations on freeway diverge areas and exit ramp sections.