北京市科学技术委员会

2020年国家自然科学奖项目提名公示内容

一、项目名称：面向人车路系统本质安全的驾驶行为形成理论与方法研究

二、提名单位：北京市

三、提名单位意见：

保证出行与载运安全已成为一项全球性的挑战，是人类社会普遍关注的重大问题，蕴涵着极其丰富的科学内涵，该项目深入系统地研究了基于驾驶行为的人车路系统的内在耦合结构与固有演变规律，取得三项重要科学发现：1）驾驶失误机理，2）人车单元微观险态表征，3）人车路系统风险预先控制。

该项目的8篇代表性论著他引271次，有4篇论文曾进入ESI前1%高被引论文，1篇论文进入ESI前0.1%高被引论文，第一完成人自2015至2019年连续五年在通用工程学科入选爱思维尔中国高被引学者，作为发起人和会议主席连续主办了10届国际绿色智能交通系统与安全学术会议，该项目的部分研究成果在特重大社会活动以及在极端危险环境下车辆行驶自主控制中得到应用，开拓出基于驾驶行为的人车路系统本质安全理论与方法研究方向，对提高智能网联运载工具效能及其安全具有实质性的推动作用。

提名该项目为国家自然科学奖二等奖。

四、项目简介（不超过1页）：

保证出行与载运安全已成为一项全球性的挑战，是人类社会普遍关注的重大问题，蕴涵着极其丰富的科学内涵，其核心是从驾驶行为形成上，辨识出人车路系统的内在耦合结构与固有演变规律。该项目围绕驾驶失误机理、人车单元微观险态表征、人车路系统风险预先控制等基础科学问题开展了深入研究，取得的主要创新性成果和科学发现如下：

1 提出了驾驶可信性概念并定义其是可靠性、安全性和差错恢复能力的集合式综合测度，从理论层次上阐明了驾驶失误的不可避免性特征；构建了智能交通信息网络环境下数字驾驶行为模式，推导出数字驾驶的综合感知、合作决策、协调控制的表达算法，归纳出面向有效性的生态人机界面功能分配原理及其设计基准；

2 对人车单元微观行为形成进行了规则化与模型化的定量描述，界定出驾驶险态行为的特征参数，研究了人车单元在跟随、换道、遭遇行人等态势下的纵横向运动规律，识别出驾驶人操控车辆中所表现出的跟随动作滞后、跟驰速度波动以及操作时距扰动现象，阐明了车辆智能化网联化发展中以人为本的科学内涵；

3 依据人车路系统不良征兆和系统行为信息流传递过程，提出了多类型事变的模糊信息量算法，创建了复杂人机环境系统事变树模型及分析方法，用于定量解析系统行为风险演变的随机性、复杂性、不确定性和多变性，解决了事故致因机理的动态辨识与微观不良要素的预先性控制难题。

该项目的8篇代表性论著他引271次,有4篇论文曾进入ESI前1%高被引论文，1篇论文进入ESI前0.1%高被引论文，SCI他引论文来自中、美、英、德、日、法、加、澳等31个国家和地区，得到中国科学院、美国麻省理工学院、杜克大学、英国牛津大学、日本东京大学、德国宇航中心等国内外知名学者的高度评价，如新西兰皇家科学院院士K.Reinhard教授认为“王等的研究辨识出驾驶人的多规则决策机理，揭示了跟随情景下驾驶行为的加速和减速变化规律，这一研究突显了模糊逻辑对驾驶行为建模的有效性”。该项目相继获得北京市科学技术奖（基础研究类）、教育部自然科学奖、KSCE-Springer奖和Springer Nature中国新发展奖。第一完成人自2015至2019年连续五年在通用工程学科入选爱思唯尔中国高被引学者，作为发起人和会议主席连续成功地主办了10届国际绿色智能交通系统与安全学术会议。该项目的部分研究成果也产生了社会经济效益，在特重大社会活动以及极端危险环境下车辆行驶自主控制中得到应用，开拓出基于驾驶行为的人车路系统本质安全化理论与方法研究方向，对提高一大类载运工具设计、制造和运维的效能具有实质性推动作用。

五、代表性论文（专著）目录（不超过8篇）：

序号	论文（专著）名称/刊名 /作者	年卷页码（xx年xx卷 xx页）	发表时间（年月日）	通讯作者（含共同）	第一作者（含共同）	国内作者	他引总次数	检索数据库	论文署名单位是否包含国外单位
1	道路交通系统中驾驶行为理论与方法/科学出版社/王武宏、孙逢春、曹琦、刘淑艳	2001	2001-10	王武宏	王武宏	王武宏，孙逢春，曹琦，刘淑艳	51	中国科学引文数据库、SCI	否
2	Incident tree model and incident tree analysis method for quantified risk assessment: an in-depth accident study in traffic operation/Safety Science/W.H. Wang, X.B. Jiang,S.C. Xia, Q. Cao	2010, 48(10): 1248-126	2010-12	王武宏	王武宏	王武宏，蒋晓蓓，夏塽辰，曹琦	33	SCI	否
3	Driver’s various information process and multi-ruled decision-making mechanism: a fundamental of intelligent driving shaping model/ International Journal of Computational Intelligence Systems/W.H. Wang,Y. Mao, J. Jin, X. Wang, H.W. Guo, X.M. Ren, K. Ikeuchi	2011,4(3): 297-305	2011-05	王武宏	王武宏	王武宏,毛琰,金晶,王潇,郭宏伟,任雪梅	33	SCI	是
4	A safety-based approaching behavioural model with various driving characteristics/Transportation Research Part C/W.H. Wang, W. Zhang, H.W. Guo, H. Bubb, K. Ikeuchi	2011, 19(6): 1202-1214	2011-12	王武宏	王武宏	王武宏、张伟、郭宏伟	52	SCI	是
5	A framework for function allocation in intelligent driver interface design for comfort and safety/International Journal of Computational Intelligence Systems/Wuhong Wang, Fuguo Hou, Huachun Tan, Heiner Bubb	2010,3(5): 531-541	2010-10	王武宏	王武宏	王武宏，侯福国，谭华春	26	SCI	是
6	Numerical simulation and analysis procedure for model-based digital driving dependability in intelligent transport system，KSCE Journal of Civil Engineering/Wuhong Wang, Guo, Hongwei,Bubb Ikeuchi Katsushi	2011 17(5):891-898	2011-05	王武宏	王武宏	王武宏、郭宏伟	17	SCI	是
7	Reliability and safety analysis methodology for identification of drivers' erroneous actions，, International Journal of Automotive Technology/ WH Wang, Q Cao, K Ikeuchi, H Bubb	2010 11(6),873-88	2010-12	王武宏	王武宏	王武宏，曹琦	18	SCI	是
8	Reliability analysis of pedestrian safety crossing in urban traffic environment/Safety Science/H.W. Guo,W.H. Wang,W.W. Guo,X.B. Jiang.,H. Bubb	2012, 50(4): 968-973	2012-04	王武宏	郭宏伟	郭宏伟、王武宏、郭伟伟、蒋晓蓓	41	SCI	是
合计							271

六、主要完成人情况（一、二等奖不超过5人）：

排序	姓名	对本项目重要科学发现的贡献	工作单位	完成单位	职称	职务
1	王武宏	对科学发现点（1）驾驶行为形成机理、（2）人车单元微观险态行为解析、（3）人车路系统风险控制做出贡献，参见代表性论著1-8。	北京理工大学	北京理工大学	教授	无
2	侯福国	对科学发现点（1）驾驶行为形成机理做出贡献，参见代表性论著5。	中国铁道科学研究院集团有限公司	北京理工大学	研究员	副处长
3	郭宏伟	对科学发现点（2）人车单元微观险态行为解析做出贡献，参见代表性论著3，4，6，8。	北京理工大学	北京理工大学	副教授	副处长
4	蒋晓蓓	对科学发现点（3）人车路系统风险控制做出贡献，参见代表性论著2，8。	北京理工大学	北京理工大学	讲师	无
5	郭伟伟	对科学发现点（2）人车单元微观险态行为解析做出贡献，参见代表性论著8。	北方工业大学	北京理工大学	副教授	无