基于駕駛實驗的駕駛員氣質(zhì)特征實證探討

黃天伊，周晨靜，徐 昶

(1.北京工業(yè)大學 城市交通學院,北京 100124； 2.北京建筑大學 土木與交通工程學院，北京 100044)

從心理學角度看，人的有意識行為是由其心理決定的，人的情緒、性格、氣質(zhì)是影響人行為的主要因素[1]。駕駛員個性心理特征，包括駕駛員的能力、氣質(zhì)和性格等因素在一定程度上決定著駕駛員的駕駛行為[2]。

分析不同駕駛員氣質(zhì)和駕駛特性，可將其概括為4種主要類型：膽汁質(zhì)駕駛員，急躁、愛開快車、愛超車、易沖動，不善自制，愛開斗氣車；多血質(zhì)駕駛員，反應比較迅速，動作敏捷，操作反應迅速、缺乏耐性，注意力容易轉(zhuǎn)移；粘液質(zhì)駕駛員，性情安靜，守規(guī)則、開車平穩(wěn)，觀察周到、克制情感；抑郁質(zhì)駕駛員，自制力強，比較鎮(zhèn)靜，不易違章駕駛，對行人、乘客態(tài)度溫和，謹慎小心，優(yōu)柔寡斷。部分學者通過模擬駕駛和真實道路駕駛實驗的方式，結合專用問卷開展了實證研究。肖將等人[3]采用艾森克人格問卷(EPQ)對駕駛模擬實驗被試者氣質(zhì)類型進行測評，通過駕駛模擬試驗獲得軌跡偏差標準差、方向盤轉(zhuǎn)角標準差、制動次數(shù)等多個駕駛員行為表證指標數(shù)據(jù)，研究表明：膽汁質(zhì)駕駛員操縱穩(wěn)定性最差，粘液質(zhì)駕駛員操縱行為較為安全。劉江等人[4]利用著名心理學家陳會昌編制的氣質(zhì)類型問卷識別駕駛員氣質(zhì)類型，對不同氣質(zhì)類型駕駛員行車時平均行程速度進行分析得出結論：膽汁質(zhì)駕駛員行車速度最快，富于冒險，潛在發(fā)生交通事故比例高；抑郁質(zhì)駕駛員行車速度較低、比較謹慎。姜軍和陸建[5]利用氣質(zhì)類型量表測量駕駛?cè)说臍赓|(zhì)類型，利用實驗車在實際道路交通環(huán)境下行駛獲得行駛軌跡，分析了駕駛經(jīng)驗和氣質(zhì)類型對駕駛?cè)说男旭偹俣?、加速度、跟馳距離、時間間隔等方面的影響。

綜上，現(xiàn)有研究主要采用心理學調(diào)查問卷統(tǒng)計分析的方式來判斷氣質(zhì)類型，證實了不同心理氣質(zhì)對駕駛員駕駛行為存在一定影響。但通過心理學方法鑒定的駕駛員氣質(zhì)與部分學者在實驗中歸納一般駕駛類型分類[6]是否存在一致性，值得探討。例如：通過心理學量表鑒定為抑郁質(zhì)的駕駛員是否一定表現(xiàn)出保守型的駕駛氣質(zhì)，有沒有可能展現(xiàn)其他類型的駕駛氣質(zhì)，氣質(zhì)類型與駕駛類型這一關鍵關系還沒有得到詳細實證研究。同時，駕駛類型除數(shù)據(jù)分析判斷外，仍缺乏感知判斷與心理氣質(zhì)判斷的可靠性和準確性研究。本文將通過實驗對此進行探討。

1 駕駛行為特征數(shù)據(jù)采集

1.1 實驗目的

駕駛員類型差異主要體現(xiàn)在行車過程中的行車速度、加速度、減速度以及換道次數(shù)。本實驗目的是通過獲取駕駛員駕駛過程中的行車速度、加速度、減速度以及換道情況等實驗數(shù)據(jù)，結合駕駛員對駕駛類型的自評來確定駕駛員的駕駛類型，將駕駛員的實際駕駛類型與駕駛員作答心理學測量表確定的駕駛類型進行對比分析，論證心理學氣質(zhì)測量表是否適合用于判斷駕駛員的實際駕駛類型。

1.2 實驗器材

英國Racelogic公司長期致力于運動車輛數(shù)據(jù)采集，旗下Video VBOX Pro產(chǎn)品采用功能強大的全新GPS引擎,可提供以20Hz的更新率更新，包括速度、角度和位置在內(nèi)的所有GPS參數(shù)，將數(shù)據(jù)直接保存于存儲卡內(nèi)，便于實際道路的數(shù)據(jù)采集。設備配有配套數(shù)據(jù)分析軟件，可以對GPS載波信號進行多普勒轉(zhuǎn)換計算，以提高速度和角度的運算精度。同時，設備搭載視頻圖像模塊，可同時采集車輛運動數(shù)據(jù)及圖像數(shù)據(jù)。因此，本實驗主要選用Video VBOX Pro獲取駕駛員的相關駕駛數(shù)據(jù)，采用常見車型—大眾寶來小汽車作為本次實驗車輛，實驗設備和車輛如圖1(a)和圖1(b)所示。

圖1 實驗器材

1.3 實驗場地

為便于實驗過程中加減速度、期望車速等數(shù)據(jù)的連續(xù)采集，本實驗選取有快速路、主干路、次干路的區(qū)域進行實驗，區(qū)域西臨東三環(huán)、東臨西大望路、南臨南磨房路、北接建國路(輔路)，實驗場地面積約為3.51 km2，如圖2所示。各道路的幾何屬性如表1所示。

1.4 實驗過程

本實驗的主要過程如下：

步驟1：準備實驗器材。1輛大眾寶來小汽車、帶有2個攝像頭的Video VBOX Pro、20份心理學氣質(zhì)測量表；將充好電的帶有2個攝像頭的Video VBOX Pro安裝在大眾寶來小汽車上。需要說明的是小汽車啟動時一般有兩種情況：車前無其它車輛和車前有其它車輛。因此，為便于獲取小汽車在不同情況下的啟動加速度，將其中一個攝像頭安裝在發(fā)動機罩上，并調(diào)整至顯示器中能看清小汽車車頭和小汽車前方的道路情況，如圖3所示。

圖2 實驗場地

道路名稱道路等級車道數(shù)量/條限制速度/(km/h)長度/km東三環(huán)快速路單向4車車道802.7南磨房路次干路單向3條車道501.3西大望路主干路單向3條車道602.7建國路(輔路)快速路輔路單向3條車道-1.3

圖3 安裝好Video VBOX Pro的實驗車

步驟2：選取工作日的非高峰期進行實驗，將安裝好Video VBOX Pro的汽車停靠在實驗場地起點，即實驗場地范圍內(nèi)南磨房路的最西側(cè)，如圖4所示。

圖4 實驗場地起點

步驟3：在實驗場地范圍內(nèi)隨機選取20位熟悉路況、擁有多年駕駛經(jīng)驗的駕駛員作為本次的實驗員，并對實驗員依次進行編號，編號為0～19，以便于實驗數(shù)據(jù)錄入和整理分析。

步驟4：實驗前，每位實驗員對自己的駕駛行為類型進行自我評價；實驗車副駕駛位安排一名乘客。乘客將通過感受實驗員駕駛過程中加速時身體往后傾、減速時身體往前傾的程度以及駕駛員的換道情況等來判斷駕駛員的駕駛類型。

步驟5：開啟Video VBOX Pro開關，在實驗場地起點按照編號依次安排駕駛員進行實驗。實驗員駕駛安裝好Video VBOX Pro的大眾寶來汽車，從起點依次經(jīng)過南磨房路、西大望路、建國路輔路，最后從東三環(huán)駛回起點；實驗過程中Video VBOX Pro記錄汽車的加/減速度、行車速度以及換道情況等GPS數(shù)據(jù)和圖像信息。

步驟6：乘客評價駕駛員的駕駛行為；實驗員作答心理學氣質(zhì)量表；將Video VBOX Pro存儲卡中的實驗數(shù)據(jù)導出至編好號的文件夾中，清空存儲卡上的數(shù)據(jù)。

步驟7：下一位實驗員開始實驗，直至實驗結束。

2 駕駛行為特征分析

2.1 數(shù)據(jù)處理

本次實驗所選的20位實驗員當中：30～35歲占50%，35～45歲占30%，20～25歲和25～30歲各占10%。實驗員駕駛經(jīng)驗豐富且對實驗道路的熟悉程度基本相同，因此，可以排除因身體狀況、駕駛技術以及道路熟悉程度等原因引起的結果誤差。

使用VBOX的專用數(shù)據(jù)處理軟件RACELOGIC-Performance Tools處理實驗數(shù)據(jù)，RACELOGIC-Performance Tools運行界面如圖5所示。由于汽車的啟動加速度和停車減速度大部分出現(xiàn)在從0 km/h增加至25 km/h和從25 km/h減速至0 km/h的區(qū)間內(nèi)。因此，為了獲取汽車的啟動加速度、停車減速度，將RACELOGIC-Performance Tools中的Accel Results中的start Speed 設置為0 km/h，End Speed 設置為25 km/h。

圖5 RACELOGIC-Performance Tools運行界面

文獻[7-8]指出，期望速度為駕駛員主觀感受值，即在相同道路、車流等條件下，受駕駛員性格及駕駛風格差異影響，呈現(xiàn)出的不同駕駛期望速度值。駕駛速度一般在期望車速附近形成波動趨勢，故期望車速可以在一定程度上反映不同駕駛員速度選擇的差異性，繼而判定駕駛行為。參照交通工程學中的累積頻率曲線法[9]，根據(jù)實驗采集的駕駛速度數(shù)據(jù)，對不同期望速度設置下的概率分布與實際情況的貼合度進行分析，選取概率分布圖拐點處車速即普通駕駛員能夠達到的車速，最終選擇將80位速度、80位啟動加速度、80位停車減速度分別作為實驗員行車過程中的期望速度、啟動加速度、停車減速度。由于前三位實驗員的實驗過程細節(jié)還在調(diào)整，因此本文主要分析后17位實驗員的實驗數(shù)據(jù)。運用RACELOGIC-Performance Tools和office軟件進行實驗數(shù)據(jù)處理，結果如表2所示。

表2 實驗數(shù)據(jù)

2.2 期望速度

以所有駕駛員在各道路行駛的平均速度為平衡點，若同一個駕駛員在三種道路上行駛的三個80%位速度中至少有兩個明顯高于平均車速，則視為沖動型駕駛員；若同一個駕駛員在三種道路上行駛的80%位速度均在平均車速附近徘徊，則視為普通型駕駛員；若同一個駕駛員在三種道路上行駛的80%位速度至少有兩個明顯低于平均車速，則視為保守型駕駛員。車速統(tǒng)計結果如圖6所示。

根據(jù)計算，實驗駕駛員在南磨房路、西大望路、三環(huán)路行駛的80%位平均車速分別為48.4 km/h、53.9 km/h、69.7 km/h。根據(jù)上述駕駛類型判斷方法得知，沖動型駕駛員的編號為7、8、10、13、14、19；普通型駕駛員的編號為3、5、9、15、16；保守型駕駛員的編號為4、6、11、12、17、18。

圖6 實驗員在各道路行駛的80%位車速

2.3 啟動加減速度

對各類型駕駛員的80%位啟動加速度及停車減速度進行統(tǒng)計，結果如圖7所示。沖動型駕駛員平均加速度為1.6 m/s2，平均減速度為-2 m/s2；普通型駕駛員平均加速度為1.4 m/s2，平均減速度為-1.6 m/s2；保守型駕駛員平均加速度為1.2 m/s2，平均減速度為-1.4 m/s2。由結果可知，大部分的沖動型駕駛員的加速度/減速度比普通型和保守型的加速度/減速度大，但可能由于啟動時車前環(huán)境的不同，存在部分沖動型駕駛員的啟動加速度/減速度低于其他類型駕駛員的加速度/減速度。

圖7 各類型駕駛員的80%位加、減速度

對各種類型的實驗員換道情況進行分析，由圖8可知：沖動型駕駛員在南磨房路、西大望路、三環(huán)路行駛時的平均換道次數(shù)分別為4.8次、10.2次、4.8次；普通型駕駛員在南磨房路、西大望路、三環(huán)路行駛時的平均換道次數(shù)分別為5次、8.8次、4.6次；保守型駕駛員在南磨房路、西大望路、三環(huán)路行駛時的平均換道次數(shù)分別為3次、7次、3.8次?？偟膩碚f，沖動型、普通型、保守型等駕駛員在同一等級道路上行駛時，換道次數(shù)基本呈現(xiàn)依次遞減趨勢，由此也可以證明本文對實驗員駕駛行為類型的判斷基本正確。

圖8 各類型駕駛員換道次數(shù)

3 駕駛類型與氣質(zhì)類型匹配性研究

3.1 駕駛行為感知分析

3.1.1 自評與他評結果對比分析

每位實驗員對自己的駕駛行為進行自評，坐在副駕駛的乘客通過駕駛員加速時自己的身體往后傾、減速時身體往前傾的程度以及換道次數(shù)等感受評價駕駛員的駕駛氣質(zhì)，將自評與他評結果對比，如表3所示。由結果可知，駕駛員自評與他評的結果基本一致，說明駕駛員駕駛行為感知并不存在個體差異性。

3.1.2 自評與數(shù)據(jù)實測結果對比分析

將實驗數(shù)據(jù)判定的駕駛員類型與駕駛員自我評價的駕駛員類型進行對比分析，由表4可知，二者吻合度達到76.5%，即17人中有13人通過實驗數(shù)據(jù)判定，駕駛員類型與駕駛員自我評價的類型相一致。由于不同駕駛員對于同樣速度行駛時的感受可能不同，即對于同樣的速度，有的駕駛員認為是沖動型駕駛行為，有的駕駛員認為是普通型駕駛行為，因此，可以認為通過感知評價方式確定實驗員駕駛類型的精度為76.5%，駕駛員自評和他評基本準確。

3.2 心理氣質(zhì)量表分析

3.2.1 心理氣質(zhì)量表結果分析

將駕駛員作答的心理學氣質(zhì)量表結果統(tǒng)計如表5所示。結果顯示，粘液質(zhì)的駕駛員編號為4、5、6、9、12、17；多血質(zhì)的駕駛員編號為14、15；膽汁質(zhì)、粘液質(zhì)混合型駕駛員編號為3；多血質(zhì)、粘液質(zhì)混合型駕駛員編號為13；膽汁質(zhì)、抑郁質(zhì)混合型駕駛員編號為19；膽汁質(zhì)、多血質(zhì)、粘液質(zhì)混合型駕駛員編號為7、8、11；多血質(zhì)、粘液質(zhì)、抑郁質(zhì)駕駛員編號為16；膽汁質(zhì)、多血質(zhì)、粘液質(zhì)、抑郁質(zhì)駕駛員編號為10、18。

表5 心理學氣質(zhì)測量統(tǒng)計結果

3.2.2 氣質(zhì)測評與數(shù)據(jù)實測結果對比分析

將實驗員實際數(shù)據(jù)評定的駕駛類型與心理學氣質(zhì)量表確定的駕駛氣質(zhì)進行對比分析。沖動型駕駛員通過心理學氣質(zhì)測量表的統(tǒng)計結果為：膽汁質(zhì)—多血質(zhì)—粘液質(zhì)、膽汁質(zhì)—多血質(zhì)—粘液質(zhì)—抑郁質(zhì)、多血質(zhì)—粘液質(zhì)、多血質(zhì)、膽汁質(zhì)—抑郁質(zhì)；普通型駕駛員通過心理學氣質(zhì)測量表的統(tǒng)計結果為：膽汁質(zhì)—粘液質(zhì)、粘液質(zhì)、多血質(zhì)、多血質(zhì)—粘液質(zhì)—抑郁質(zhì)；保守型駕駛員通過心理學氣質(zhì)測量表的統(tǒng)計結果為：粘液質(zhì)、膽汁質(zhì)—多血質(zhì)—粘液質(zhì)、膽汁質(zhì)—多血質(zhì)—粘液質(zhì)—抑郁質(zhì)，統(tǒng)計結果如表6所示。

表6 駕駛員實際氣質(zhì)與心理學測量結果對比表

根據(jù)心理學理論，膽汁質(zhì)和多血質(zhì)屬于外向性格因子，且膽汁質(zhì)外向效應大于多血質(zhì)；粘液質(zhì)和抑郁質(zhì)屬于內(nèi)向性格因子，且抑郁質(zhì)內(nèi)向效應大于粘液質(zhì)。由結果可知，沖動型駕駛員普遍具有外向型性格因子(將膽汁質(zhì)和多血質(zhì)分別賦分為2和1)，得分普遍為正；保守型駕駛員普遍具有內(nèi)向型性格因子(將粘液質(zhì)和抑郁質(zhì)分別賦分為-1和-2)，得分普遍為負；普通型駕駛員得分正負不一。但心理學中氣質(zhì)量表得到的駕駛氣質(zhì)特征與駕駛員實際駕駛類型并無明顯規(guī)律，說明心理學氣質(zhì)量表并不完全適合駕駛員駕駛類型的判別，單純根據(jù)量表所測得的性格因子無法推測駕駛員實際駕駛類型。

4 結論與展望

本研究利用實際道路駕駛實驗，對VBOX采集到的各類型駕駛員在南磨房路、西大望路、三環(huán)路的期望速度、啟動加速度、停車減速度、換道次數(shù)等實驗數(shù)據(jù)進行分析，依據(jù)數(shù)據(jù)對駕駛員進行駕駛類型判定及分類。繼而，對駕駛員自評與他評駕駛類型進行對比分析，發(fā)現(xiàn)駕駛行為感知層面判斷基本一致，不存在個體差異性；將數(shù)據(jù)判定的駕駛員類型與駕駛員自評結果進行對比分析，可知通過感知評價方式確定實驗員駕駛類型的精度較高。將駕駛員實際駕駛類型與通過心理學氣質(zhì)量表測定的駕駛氣質(zhì)進行對比分析，發(fā)現(xiàn)心理學氣質(zhì)量表并不完全適合于判斷駕駛員駕駛氣質(zhì)。

由于心理學氣質(zhì)量表并不適合駕駛員類型的判定，因此，在將來的研究中有必要設計一份專門用來判斷駕駛員類型的問卷調(diào)查表。