基于模拟实验的驾驶人因素对警觉特性的影响

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1、基于模拟实验的驾驶人因素对警觉特性的影响张宁宁袁玲薇熊登WANhu3_s6n昆明理工大学交通工程学院昆明云内动力股份有限公司目的为分析对驾驶人警觉特性影响显著的驾驶人因素，利用驾驶模拟系统，以驾驶人为研究主体，选择驾驶人特征为影响因素，选取城市道路为测试场景，设计了驾驶模拟测试实验。方法通过采集驾驶人在测试场景下面对风险情况时的制动反应时间数据分析驾驶人特征对警觉特性的影响。结果所设计的仿真实验与测试结果良好，不同性别驾驶人警觉水平存在一定差笄;驾驶人年龄、驾龄与里程等特征对驾驶人警觉特性影响不明显。结论研宄结果可用于道路交通事故的原因分析。关键词：驾驶人;驾驶人警觉;交通信号灯;仿真模拟实验

2、;制动反应时间;交通安全;驾驶行为;交通心理;危险感知;情境测试;据交通事故统计数据显示，在突发情况下，由驾驶人警觉不足导致的操作失误而引发的交通事故占有一定比例m。美国相关部门数据显示,驾驶人每行驶800km就会面临一次紧急危险情况位1,这就要求驾驶人时刻保持高度警觉性。因此展开驾驶人警觉特性研究，探索对其产生影响的因素，对预防和减少事故的发生起着重要作用。目前国内外学者对警觉做了较多研究，但20世纪90年代之后，对驾驶人的警觉特性研宄才广泛受到重视。Aurelie等（2004年）Ill采用驾驶模拟器，用冲出道路和速度较大变化的次数表示驾驶错误，用脑电阁数据表示警觉水平，研宄了不同年龄段的驾

3、驶人在警觉水平和驾驶错误上的差异。Eike（2009年）：和Roman（2012年）都对长时间单调驾驶对驾驶员警觉和注意的影响进行了研究:结果都表明在长时间单调驾驶后驾驶人的警觉持续下降。张德乾（2014年）III和马锦飞（2014年）m从音乐角度出发，研宄音乐对驾驶警觉的影响，得出合适的音乐可以使驾驶员处于最佳唤醒水平保持较高警觉性。这些实验和方法为驾驶人警觉特性以及警觉影响因素的研宄提供了新的研宄思路，并在驾驶实践中起到了一定作用。有必要指出的是，国内外对驾驶人警觉特性的研宄较少以驾驶人为主体，本文在这方面取得实际突破。本文与以往研究的不同之处在于:本文以驾驶人为主体研允警觉特性，选取城市

4、道路场景中无交通信号灯下十字交叉口为风险场景，选择驾驶人特征作为影响因素，通过驾驶模拟仿真实验选取驾驶人面对风险情况时的制动反应时间作为警觉水平的评价参数，分析驾驶人在选定场景中确定因素下警觉水平的差异性，最终得到对驾驶人警觉影响显著的驾驶人因素。此外,本文借鉴以往利用驾驶模拟器测试的实验经验，将其融入到本次仿真实验屮，极大改进实验方案并取得了满意效果。2驾驶人警觉及参数分析国内外学者对警觉的定义有不同的解释和表述，木文归纳其中的共同之处，并结合驾驶人自身特性及道路交通环境特点，将本文驾驶人警觉概括为“驾驶人在车辆行驶过程屮对道路上出现的一些风险信息保持较高的警惕性并能够对其作出适当的应激反应

5、”。本文考虑城市道路作为测试场景，为避免交通管控和驾驶人因素对驾驶人警觉的交互影响，选取十字交叉口路段无交通信号灯作为风险场景，分析驾驶人特征对其警觉特性的影响。反应时间是反应驾驶人警觉水平的一个重要参数。道路交通环境屮一些具有危险性的突发状况，会影响驾驶人的心理和生理特性，必然会影响驾驶人的反应时间，进而影响到驾驶人的警觉水平。因此，将驾驶人制动反应时间作为驾驶人警觉水平的评价参数。3驾驶人警觉特性仿真测试实验3.1仿真测试实验设备本次实验选取昆明理工大学交通工程学院道路交通仿真实验室开发研制的KMRTS驾驶模拟系统平台作为主要测试设备，利用VSDesign三维场景设计软件设计虚拟公路景观场

6、景进行仿真测试实验。其中驾驶模拟舱由一辆真实的捷达车改装，使驾驶人在驾驶时有高度的真实感;图像采用虚拟现实技术由计算生成并通过三台大功率高清投影仪投影在具有120°视角的弧形屏幕上。如图1所示。3.2仿真测试实验样本本实验选取30名驾驶人，符合心理学小样本数量:其屮，新手和熟练驾驶人各15名。新手驾驶人为在校大学生（驾龄〈3年，行车里程＜1万公里）：熟练驾驶人为出租车司机和驾校教练（驾龄〉5年，行车里程〉10万公里）。同时为保证驾驶人年龄符合要求，选取20-29岁15人，占总人数50%，30-39岁6人，占总人数20%，40岁以上9人，占总人数30%。在性别的差异上，选取12名女性驾驶人。在仿

7、真测试实验屮，为避免由于仿真驾驶经验导致的结果差异，要求被试人员是首次接触驾驶模拟系统m。3.3仿真测试实验设计木次实验釆取重复测量实验设计。实验中驾驶人特征作为自变量，因变量是驾驶人制动反应时间。利用VSDesign设计相应的三维模拟交通场景，受试者在KMRTS驾驶模拟器上驾驶，遇到风险情况时，采取紧急制动。本次实验场景屮风险信息为城市道路上车辆突然通过十字交叉口这种情况。由于车速对驾驶人警觉水