山區(qū)高速公路橋隧群對(duì)軍車(chē)駕駛員反應(yīng)特性的影響

閆 彬，施紅星，黎才武，魏建秋

(1.蚌埠汽車(chē)士官學(xué)校 司訓(xùn)勤務(wù)系，安徽 蚌埠233011;2.蚌埠汽車(chē)士官學(xué)校 運(yùn)輸勤務(wù)系，安徽 蚌埠233011)

山區(qū)高速公路橋隧群路段結(jié)合了橋梁、道路和隧道3 種構(gòu)造物形式，交通環(huán)境復(fù)雜，是交通事故的主要空間分布點(diǎn)。發(fā)生在橋隧群路段的道路交通事故多為群死群傷特大事故，致死率高。因此，山區(qū)高速公路橋隧群行車(chē)安全研究是當(dāng)前交通安全領(lǐng)域一項(xiàng)重大課題。

山區(qū)高速公路橋隧群復(fù)雜的交通環(huán)境對(duì)軍車(chē)駕駛員的反應(yīng)特性產(chǎn)生很大影響。關(guān)于駕駛員反應(yīng)特性方面，國(guó)外對(duì)反應(yīng)時(shí)間的研究歷史較長(zhǎng)，程度也較深入［1］。國(guó)內(nèi)進(jìn)行了沙漠地區(qū)反應(yīng)特性［2］、不同時(shí)段復(fù)雜反應(yīng)實(shí)驗(yàn)［3］、新駕駛員反應(yīng)特性［4］和惡劣環(huán)境下駕駛員反應(yīng)特性［5］等方面的研究，但現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)研究少。由于橋隧群路段現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)風(fēng)險(xiǎn)大，需要協(xié)調(diào)的環(huán)節(jié)多，大多研究還沿襲傳統(tǒng)的安全理論，通過(guò)建立定量模型進(jìn)行分析研究，有些模型參數(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中是難以實(shí)現(xiàn)和量化的，不可能達(dá)到完全定量化所要求的精度和水平。

本文以駕駛適性理論為基礎(chǔ)，采用駕駛適應(yīng)性檢測(cè)儀器，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、數(shù)據(jù)分析，揭示山區(qū)高速公路橋隧群交通環(huán)境下軍車(chē)駕駛員反應(yīng)特性的變化和影響因素間的相關(guān)性，為山區(qū)高速公路橋隧群路段軍隊(duì)車(chē)輛安全運(yùn)輸管理提供理論依據(jù)，以便進(jìn)一步拓展不同交通環(huán)境下軍車(chē)駕駛員安全駕駛行為的研究范圍。

1 橋隧群的內(nèi)涵

橋隧群由橋梁、隧道和連接路段組成，橋梁和隧道是主體。橋隧連接路段的長(zhǎng)度是影響行車(chē)安全重要因素，長(zhǎng)度越短，行車(chē)環(huán)境越復(fù)雜，橋梁與隧道的相互影響越大。在高速公路實(shí)際的設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中，有的橋隧群連接路段幾乎不存在，橋臺(tái)和隧道洞口直接連在一起，或通過(guò)很小的施工縫連接在一起。依據(jù)橋臺(tái)與相鄰隧道洞門(mén)連接情況，橋隧群路段一般可分為整體型、緊靠型和連接型3 種［6-7］。橋隧群路段3 種連接形式對(duì)行車(chē)舒適性和安全性均具有一定的影響，其中，橋隧緊靠型和連接型的影響較大。對(duì)駕駛員行車(chē)過(guò)程中的視覺(jué)特性影響方面，整體型和緊靠型的影響較大。橋隧群行車(chē)系統(tǒng)是由駕駛員、車(chē)輛、道路、環(huán)境及管理等有機(jī)構(gòu)成的耦合系統(tǒng)。橋隧群行車(chē)安全是指車(chē)輛在橋隧群路段運(yùn)行過(guò)程中，能夠保證人、車(chē)、物不受傷害或損失的一種狀態(tài)，或者是在人們可以接受的、一定的安全標(biāo)準(zhǔn)下的一種客觀保障條件。

2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

(1)研究對(duì)象。某部160 名軍車(chē)駕駛員，均為男性，年齡為20 ～35 歲，長(zhǎng)期行車(chē)途經(jīng)山區(qū)高速公路橋隧群路段，從事軍車(chē)駕駛駕齡至少在2 a 以上。

(2)試驗(yàn)道路。為“銅湯高速—安徽段”，沿線(xiàn)有10 組橋隧，橋隧限速80 km/h。檢測(cè)工作在山岔段高速出口進(jìn)行。

(3)試驗(yàn)儀器。選用三聯(lián)(上海)集團(tuán)生產(chǎn)的駕駛適應(yīng)性檢測(cè)設(shè)備，包括復(fù)雜反應(yīng)判斷檢測(cè)儀和操縱機(jī)能測(cè)試儀(見(jiàn)表1)［8-9］。

表1 山區(qū)高速公路橋隧群路段軍車(chē)駕駛員檢測(cè)儀器及功能

(4)數(shù)據(jù)處理方法。一是剔除不完整樣本數(shù) 據(jù)和異常樣本數(shù)據(jù)(注:160 名軍車(chē)駕駛員是經(jīng)過(guò)篩選后的樣本數(shù)據(jù));二是利用SPSS19.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)分析，其中，F(xiàn)檢驗(yàn)單因素方差分析，檢驗(yàn)由單一因素影響的多組樣本均值差異，t檢驗(yàn)分析樣本均值之間差異是否顯著和比較大小;三是灰色關(guān)聯(lián)分析，尋求影響因素之間的相關(guān)性規(guī)律。

3 軍車(chē)駕駛員反應(yīng)特性

3.1 總體分析

利用SPSS19. 0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 軍車(chē)駕駛員復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能檢測(cè)結(jié)果

參照GB18463—2001《機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員身體條件及其測(cè)評(píng)要求》［8］、JI/442—2001《職業(yè)汽車(chē)駕駛員適宜性檢測(cè)評(píng)價(jià)方法》［9］和文獻(xiàn)［10］對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 山區(qū)高速公路橋隧群軍車(chē)駕駛員各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果對(duì)比

可以看出復(fù)雜反應(yīng)時(shí)間小于普通駕駛員，錯(cuò)誤次數(shù)和操縱機(jī)能大于普通駕駛員。這時(shí)因?yàn)?一是洞口內(nèi)外光線(xiàn)的明暗變化帶來(lái)的視力適應(yīng)過(guò)程等因素會(huì)帶來(lái)駕駛操作的不穩(wěn)定性;二是軍車(chē)駕駛員在橋隧路段行車(chē)時(shí)的潛在恐懼感而帶來(lái)操縱的失誤;三是行車(chē)過(guò)程中可以參照的物體減少，隨著駕駛時(shí)間的增加，駕駛員可以獲得的信息在減少，此時(shí)容易引起注意力分散，判斷能力和反應(yīng)能力下降。

3.2 復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能與年齡的關(guān)系

利用SPSS19. 0 對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析、F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同年齡的被測(cè)試者軍車(chē)駕駛員復(fù)雜反應(yīng)時(shí)間和誤反應(yīng)次數(shù)存在一定差異，軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)時(shí)間和誤反應(yīng)次數(shù)在25 歲以下年齡組中變化不大，26 ～30 歲年齡組和31 ～35 歲年齡組的被測(cè)試軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)時(shí)間和誤反應(yīng)次數(shù)明顯高于25 歲以下年齡組。31 ～35 歲年齡組的軍車(chē)駕駛員誤反應(yīng)次數(shù)最高，35 歲以上年齡組的軍車(chē)駕駛員復(fù)雜反應(yīng)時(shí)間明顯上升，可能是由于年齡的增長(zhǎng)，身體機(jī)能衰退所致。操縱機(jī)能隨著年齡的增加而增加，在31 ～35歲較穩(wěn)定，35 歲以后明顯增加(見(jiàn)表4)。

表4 不同年齡段軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能誤差值比較

3.3 復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能與駕齡的關(guān)系

利用SPSS19.0 對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，駕齡小于5 a 的復(fù)雜反應(yīng)和操縱機(jī)能準(zhǔn)確率較6 ～10 a 駕齡段的軍車(chē)駕駛員高，11 ～15 a 駕齡的復(fù)雜反應(yīng)和操縱機(jī)能準(zhǔn)確率最高，駕齡在20 a 以上有明顯下降的趨勢(shì)(見(jiàn)表5)。

表5 不同駕齡軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能誤差值比較

3.4 復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能與連續(xù)行車(chē)時(shí)間的關(guān)系

利用SPSS19. 0 對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析、F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著行車(chē)時(shí)間的增加，被測(cè)軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)和操縱機(jī)能明顯下降。在高速公路橋隧群連續(xù)駕車(chē)6 h 以?xún)?nèi)，軍車(chē)駕駛員速度復(fù)雜反應(yīng)和操縱機(jī)能準(zhǔn)確性較高，而駕車(chē)時(shí)間在7 h 以上的軍車(chē)駕駛員，準(zhǔn)確性緩慢下降，超過(guò)12 h 準(zhǔn)確性大大降低(見(jiàn)表6)。

表6 不同連續(xù)行車(chē)時(shí)間軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能誤差值比較

3.5 復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能與車(chē)速的關(guān)系

利用SPSS19. 0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)分析、F檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著車(chē)速的增加，被測(cè)軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)和操縱機(jī)能明顯下降。在高速公路橋隧群，車(chē)速在60 ～80 km/h 以?xún)?nèi)，軍車(chē)駕駛員復(fù)雜反應(yīng)和操縱機(jī)能準(zhǔn)確性較高;而車(chē)速在80 km/h 以上時(shí)，其軍車(chē)駕駛員的準(zhǔn)確性明顯下降;車(chē)速超過(guò)120 km/h，準(zhǔn)確性大大降低(見(jiàn)表7)。復(fù)雜反應(yīng)的增長(zhǎng)是先迅速后緩慢，主要是由于交通環(huán)境造成的負(fù)面情緒對(duì)復(fù)雜反應(yīng)影響較大，而生理機(jī)能的下降對(duì)操縱機(jī)能影響較大。

表7 不同車(chē)速軍車(chē)駕駛員的復(fù)雜反應(yīng)、操縱機(jī)能誤差值比較

4 反應(yīng)特性影響因素相關(guān)性分析

高速公路橋隧群軍車(chē)駕駛員心理行為特性受到年齡、駕齡、駕車(chē)時(shí)間以及車(chē)速等因素的影響，這些因素具有模糊性、隨機(jī)性，呈現(xiàn)出灰色特征，是一個(gè)復(fù)雜、信息不完備、不確切的灰色系統(tǒng)［11-12］。所以，擬用灰色系統(tǒng)理論的關(guān)聯(lián)分析法分析高速公路橋隧群軍車(chē)駕駛員反應(yīng)特性影響因素，以期準(zhǔn)確找出主要原因。

4.1 灰色關(guān)聯(lián)分析

(1)原始數(shù)據(jù)預(yù)處理。各指標(biāo)原始數(shù)據(jù)量綱不同，數(shù)量級(jí)差也懸殊，在進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析時(shí)，一般先應(yīng)選用合適的方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

(2)確定比較數(shù)列和參考序列。選取靜視力、動(dòng)視力以及動(dòng)視力相對(duì)靜視力降幅為參考序列:{Y1，Y2，Y3}。選取年齡、駕齡、駕車(chē)時(shí)間以及車(chē)速為比較序列:{X1，X2，X3，X4}。

(3)求關(guān)聯(lián)系數(shù)。關(guān)聯(lián)程度實(shí)質(zhì)上是曲線(xiàn)間幾何形狀的差別程度。因此曲線(xiàn)間差值大小，可作為關(guān)聯(lián)程度的衡量尺度，即

式中:|yi(k)-xi(k)|為差序列;ξ∈［0，1］，ξ 越小分辨力越大，一般取0.5。

(4)求關(guān)聯(lián)度。根據(jù)灰關(guān)聯(lián)系數(shù)，可以得到灰色關(guān)聯(lián)度

(5)排關(guān)聯(lián)序。因素間的關(guān)聯(lián)程度，主要是用關(guān)聯(lián)度的大小次序描述，反映了對(duì)于參考序列來(lái)說(shuō)各比較序列的“主次”“優(yōu)劣”關(guān)系。

4.2 灰色關(guān)聯(lián)計(jì)算結(jié)果分析

采用配套建模軟件V2.1［3］對(duì)檢測(cè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得到灰關(guān)聯(lián)矩陣(見(jiàn)表8)。

表8 高速公路橋隧群軍車(chē)駕駛員反應(yīng)特性影響因素灰關(guān)聯(lián)度

可以看出，影響軍車(chē)駕駛員反應(yīng)時(shí)間的因素由大到小分別為車(chē)速、駕車(chē)時(shí)間、駕齡和年齡。其中，駕駛時(shí)間對(duì)軍車(chē)駕駛員的反應(yīng)錯(cuò)誤次數(shù)和處置判斷錯(cuò)誤次數(shù)影響很大。比較各相關(guān)因素可以得出，軍車(chē)駕駛員的疲勞程度和車(chē)速對(duì)軍車(chē)駕駛員的反應(yīng)和判斷能力有著直接的影響。其中，駕駛時(shí)間對(duì)橋隧群路段軍車(chē)駕駛員的反應(yīng)和判斷特性的總體影響程度大于其他幾項(xiàng)因素;且軍車(chē)駕駛員在橋隧群交通環(huán)境下行車(chē)出現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間相對(duì)縮短，選擇反應(yīng)和操縱機(jī)能錯(cuò)誤次數(shù)增多的現(xiàn)象與車(chē)速的影響是密切相關(guān)的。

5 結(jié) 語(yǔ)

軍車(chē)駕駛員的反應(yīng)特性與生理機(jī)能有關(guān)，又與軍車(chē)駕駛員的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)等密切聯(lián)系，是一個(gè)比較復(fù)雜的心理過(guò)程。山區(qū)高速公路橋隧群環(huán)境復(fù)雜，影響因素眾多，軍車(chē)駕駛員反應(yīng)功能低下或存在缺陷，就不能及時(shí)對(duì)交通信息作出及時(shí)準(zhǔn)確反應(yīng)，極易導(dǎo)致交通事故。加強(qiáng)軍車(chē)駕駛員反應(yīng)特性研究，是山區(qū)高速公路橋隧群軍事交通運(yùn)輸安全的重要研究?jī)?nèi)容。

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