接打電話時駕駛?cè)说膽?yīng)激反應(yīng)特征分析＊

何子欽，賈丙碩，李騰飛，朱輝

（陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000）

引言

駕駛?cè)说膽?yīng)激反應(yīng)特征在很大程度上取決于其自身固有特性，但是接打電話在一定程度上會影響駕駛?cè)说膽?yīng)激反應(yīng)能力，引發(fā)交通事故。接打電話時駕駛屬于認(rèn)知分心駕駛，而當(dāng)駕駛?cè)嗽诰o急情況下發(fā)生認(rèn)知分心時，其應(yīng)激反應(yīng)能力會受到很大影響。因此，對接打電話時駕駛?cè)藨?yīng)激反應(yīng)特征進(jìn)行分析有重要意義。

國內(nèi)外大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)對駕駛?cè)讼嚓P(guān)研究已經(jīng)開展了50 多年，并取得了豐碩的研究成果。例如：Rosenbloom 等人研究了駕駛?cè)藞?zhí)行不同時間長短的打電話分心次任務(wù)對駕駛?cè)俗⒁饬Φ挠绊?。結(jié)果表明，短時間通話對車輛行駛速度影響不大，但長時通話會使車輛的車速越來越快[1]。Beck KH等人研究了開車打手機(jī)對駕駛?cè)诵袨榈挠绊?。統(tǒng)計結(jié)果表明：駕駛時接聽手機(jī)是一種不安全駕駛行為，駕駛?cè)烁菀装l(fā)生疲勞駕駛、攻擊型駕駛、超速駕駛等行為[2]。Jeff K.Caird 等人對行車過程中使用手機(jī)對駕駛績效的影響進(jìn)行了整合分析。分析結(jié)果表明：在進(jìn)行所有與電話相關(guān)任務(wù)時駕駛?cè)说姆磻?yīng)時間（RT）平均增加了0.25 秒[3]。徐偉等人基于駕駛?cè)藢﹂_車打手機(jī)產(chǎn)生的危害及危害機(jī)理進(jìn)行了分析[4]。李宏汀等人通過系統(tǒng)梳理近10 的國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，駕駛時使用手機(jī)會增加駕駛?cè)说恼J(rèn)知負(fù)荷，導(dǎo)致駕駛?cè)说姆磻?yīng)時間延長15%～40%，車道保持能力下降[5]。

國內(nèi)外研究者對于接打電話時駕駛?cè)诉M(jìn)行了反應(yīng)時間、車道保持等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而得出接打電話對于駕駛行為的影響。本文在前者的數(shù)據(jù)采集分析基礎(chǔ)上，提出使用駕駛?cè)笋{駛過程中的眼動及駕駛行為數(shù)據(jù)作為駕駛?cè)苏J(rèn)知分心指標(biāo)，其中采用注視點分布、掃視幅度作為眼動特性評價指標(biāo)，使用方向盤操作、加速踏板操作和應(yīng)激反應(yīng)時間作為駕駛行為指標(biāo)開展研究，為在駕駛時接打電話會增加交通事故率提供有力證據(jù)。

1 實驗設(shè)計

1.1 實驗被試

試驗共招募6 名非營運駕駛?cè)俗鳛楸辉?，被試駕駛?cè)松硇慕】担C正視力均為1.0，持有的駕照類型均為C1。

1.2 實驗設(shè)備

根據(jù)試驗?zāi)康?，選取駕駛行為特征提取平臺駕駛模擬器和Facelab 眼動儀為試驗設(shè)備。該駕駛模擬器搭載了德國Ergoneers 公司開發(fā)的SILAB 場景仿真軟件，駕駛模擬器的硬件系統(tǒng)由駕駛艙、視景計算機(jī)系統(tǒng)、視屏、音響設(shè)備組成，F(xiàn)acelab5 眼動儀用于記錄駕駛?cè)说难蹌訑?shù)據(jù)，其具有免佩戴、性能好、精度高的特點。

1.3 實驗任務(wù)和實驗設(shè)計

交通事故形態(tài)主要有側(cè)面相撞、正面相撞、刮撞行人、尾隨相撞四種，根據(jù)代表性、多樣性、全面性的選取原則，針對每一種道路類型特點，共設(shè)計了12 種具有代表性、對交通安全有嚴(yán)重影響的典型應(yīng)激場景（如公交車前方突然有行人竄出、對向車輛占道超車、高速路口有車輛駛?cè)?、前車緊急換道、車道前方有故障車輛等待救援等）。

根據(jù)是否接打電話，將實驗分成A、B 兩組，6 個人均完成對照實驗。其中，A 組中每位駕駛?cè)艘来瓮瓿杀? 試驗，B 組中每位駕駛?cè)艘来瓮瓿杀? 試驗。

表1 A 組試驗場景

表2 B 組試驗場景

1.4 實驗步驟

實驗前對實驗者進(jìn)行實驗說明，同時讓其進(jìn)行無任何任務(wù)的10km 練習(xí)駕駛。實驗過程中，結(jié)合試驗條件和研究目的，主要將注視點分布和掃視作為眼動指標(biāo)，方向盤轉(zhuǎn)向操作和加速踏板操作作為駕駛行為指標(biāo)[6]。其中，注視點分布影響駕駛?cè)艘暯亲兓瑨咭曅袨橛绊戱{駛?cè)俗⒁馍疃?，轉(zhuǎn)向操作影響到車輛橫向運行狀態(tài)，加速踏板操作影響到車輛縱向運行狀態(tài)。

2 數(shù)據(jù)分析

本實驗主要使用兩項數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行是否接聽電話的駕駛對比，其中駕駛行為指標(biāo)使用平均值與標(biāo)準(zhǔn)差的指標(biāo)來對比。

2.1 注視點分布

將6 名駕駛?cè)说牟煌{駛環(huán)境下無接打電話和有接打電話駕駛時的注視點視角位置繪制成散點圖（以城市道路駕駛為例，如圖1、圖2）。通過上下兩圖對比發(fā)現(xiàn)，駕駛?cè)嗽诮哟螂娫挄r水平方向、垂直方向視野均變窄。由此說明，接打電話對駕駛?cè)搜蹌赢a(chǎn)生影響，專心開車時，視野范圍寬，獲取的道路環(huán)境信息更多，而接打電話時，關(guān)注的區(qū)域變小，注視點分布較集中，視角的位置主要集中在道路前方，而兩側(cè)較遠(yuǎn)位置的目標(biāo)被忽略。在垂直方向上，正常駕駛時駕駛?cè)岁P(guān)注的目標(biāo)較遠(yuǎn)，認(rèn)知分心后注視點位置變低，注視距離較近，不能及時獲知前方較遠(yuǎn)處潛在的危險信息，對安全駕駛構(gòu)成一定威脅。

圖1 城市道路上正常駕駛時駕駛?cè)俗⒁朁c分布圖

圖2 城市道路上駕駛時接打電話時駕駛?cè)俗⒁朁c分布圖

2.2 駕駛行為特性分析

在實驗中分別采集了6 位駕駛者的加速踏板開度值，對數(shù)據(jù)進(jìn)行前后對比，正常駕駛時加速踏板開度變化既少又小，非常平穩(wěn)，但是認(rèn)知分心時加速踏板開度波動幅度較為顯著（如圖3 所示）。這可能是因為認(rèn)知分心次任務(wù)對駕駛?cè)朔峙涫Ｓ嘧⒁饬Y源的能力產(chǎn)生不利影響，容易導(dǎo)致駕駛?cè)朔磻?yīng)遲鈍、判斷不準(zhǔn)確和操作不精確，造成的結(jié)果就是駕駛?cè)诵枰l繁、大幅度地操作加速踏板，以保持所需要的行駛車速。無論正常駕駛與否，加速踏板開度變化都存在明顯波動，且其波動幅度、頻率相差不大（如圖4 所示）。這可能是因為在高速公路上，由于車速相對較高，駕駛?cè)诵枰褙炞⒉拍鼙ＷC行車安全，故駕駛?cè)擞幸庾R的忽略認(rèn)知分心次任務(wù)，將大部分認(rèn)知資源用于駕駛主任務(wù)。

圖3 城市道路上正常與撥打電話時加速踏板變化情況

圖4 高速公路上正常與撥打電話時加速踏板變化情況

3 結(jié)論

（1）駕駛?cè)苏ｑ{駛時，其注視范圍寬，獲取的道路信息也更多，而接打電話時關(guān)注的區(qū)域很小，注視點分布比較集中，視角的位置主要集中在道路前方，而兩側(cè)較遠(yuǎn)位置的目標(biāo)被忽略。

（2）駕駛?cè)嗽谡ｑ{駛時，能夠長時間比較精準(zhǔn)的把控踩合加速踏板力度，在接打電話時，對加速踏板的控制能力都會減弱。