基于UCWin/Road仿真的長(zhǎng)期不進(jìn)行駕駛行為對(duì)駕駛員車輛橫向控制能力影響研究

崔力中

摘要：一般駕駛員長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行駕駛行為會(huì)導(dǎo)致駕駛技能下降，尤其是在獲得駕照后就不再開車的情況下，所學(xué)技能會(huì)迅速下降。研究旨在對(duì)駕駛員長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行駕駛行為對(duì)駕駛技能（即車輛橫向控制能力）的影響，特別是針對(duì)沒有駕駛經(jīng)驗(yàn)的年輕駕駛員。研究在駕駛模擬器上針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，涉及有經(jīng)驗(yàn)駕駛員，新手駕駛員（剛獲得駕照的駕駛員），不活躍的駕駛員（獲得駕照后不在進(jìn)行駕駛行為至少三個(gè)月）以及沒有駕照的受試者。參與者在自由流動(dòng)條件下駛過一段高速公路，并對(duì)駕駛員的車輛橫向控制能力進(jìn)行了監(jiān)控。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不活躍的駕駛員的在進(jìn)行諸如在保持車輛橫向位置控制以進(jìn)行車道變換等駕駛技能方面會(huì)退化。

關(guān)鍵詞：技能退化;車輛橫向控制;仿真模擬

0引言

駕駛車輛是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，包含許多子任務(wù)，例如控制，制導(dǎo)和導(dǎo)航等。駕駛培訓(xùn)旨在培養(yǎng)一個(gè)人的基本駕駛技能，并使他熟悉與道路環(huán)境有關(guān)的駕駛?cè)蝿?wù)，為其在公共道路上駕駛做好準(zhǔn)備。道路駕駛使駕駛員進(jìn)一步熟悉了真實(shí)的駕駛條件，并進(jìn)一步提高了駕駛員的技能。因此駕駛員需要定期的道路駕駛以保持駕駛能力[1]。

道路駕駛可以增強(qiáng)駕駛技能，對(duì)于新手駕駛員來說，長(zhǎng)期不進(jìn)行公路駕駛行為可能會(huì)導(dǎo)致駕駛技能下降。先前在體育以及軍事方面領(lǐng)域的研究表明，減少活動(dòng)和完全不活動(dòng)都可能導(dǎo)致基本技能和運(yùn)動(dòng)能力下降[2-3]。目前盡管有幾項(xiàng)研究指出，在駕駛員培訓(xùn)期間進(jìn)行道路駕駛有助于進(jìn)一步提高駕駛能力，但目前尚無關(guān)于駕駛不活躍對(duì)駕駛能力影響的研究。某些駕駛員在獲得駕照后就不再開車，經(jīng)過一段時(shí)間后，所學(xué)技能會(huì)隨著時(shí)間的流逝而逐漸退化。在中國(guó)，好多年輕人會(huì)在大學(xué)時(shí)期考取駕照，但由于私家車的價(jià)格、運(yùn)營(yíng)保養(yǎng)成本以及限購政策使其難以獲得定期的駕駛活動(dòng)，這種情況在中國(guó)形成了一個(gè)獨(dú)特的不活躍駕駛員群體，這種情況為開展本研究提供了強(qiáng)大的動(dòng)力和良好的環(huán)境。

本研究旨在解決與駕駛不活躍相關(guān)的駕駛能力退化問題，特別是針對(duì)剛?cè)〉民{照沒有經(jīng)驗(yàn)的年輕駕駛員。本研究通過檢查駕駛員長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行駕駛行為對(duì)駕駛技能（即車輛橫向控制能力）的影響，來量化駕駛不活躍對(duì)駕駛技能的影響。

1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

研究共招募了100名參與者?；趨⑴c者的駕駛經(jīng)驗(yàn)以及獲取駕照情況進(jìn)行招募，包括獲得駕照以及未取得駕照的。參與者中包括62名駕照持有者（24名女性、38名男性）和38名非駕駛員（22名女性、16名男性），參與者的年齡分布為20至30歲。持有駕照的參與者中，按照駕駛活躍程度，從0個(gè)月到72個(gè)月成正態(tài)分布（均值=9.6，標(biāo)準(zhǔn)差=17.7）。駕照持有者的取得駕照時(shí)間范圍為0到5年。按照取得駕照的時(shí)間以及駕駛活躍程度，將參與者分為四組，其中參與者持有駕駛證時(shí)間在兩年以上，且一直定期駕駛的為活躍組，共21人;參與者持有駕駛證但最近三個(gè)月沒有進(jìn)行駕駛行為為新手組，共20人;參與者持有駕駛證但已經(jīng)超過三個(gè)月沒有進(jìn)行駕駛行為為不活躍組，共21人;參與者未取得駕照的為無駕照組共38人。在沒有任何培訓(xùn)的情況下，無駕照組將作為駕駛效果評(píng)判的基準(zhǔn)。

考慮到在真實(shí)的道路環(huán)境中駕駛具有風(fēng)險(xiǎn)性、非法性（對(duì)于未取得的駕駛證的參與者而言），考慮使用駕駛模擬器進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。駕駛模擬器作為駕駛性能評(píng)估的平臺(tái)，它提供了更安全，更可控的駕駛環(huán)境。研究使用固定基礎(chǔ)的駕駛模擬器進(jìn)行，具備駕駛員座椅和方向盤等簡(jiǎn)單駕駛操作系統(tǒng)。該模擬器配備了三個(gè)LED面板，位于駕駛員座椅周圍，用于顯示車輛的駕駛環(huán)境。并使用UC-Win / Road進(jìn)行虛擬道路網(wǎng)絡(luò)的模型建立。

研究還使用眼動(dòng)儀在實(shí)驗(yàn)運(yùn)行期間跟蹤每個(gè)參與者的視線。眼動(dòng)儀配備有三個(gè)攝像頭：一個(gè)記錄每只眼睛的眼睛運(yùn)動(dòng)，一個(gè)記錄前向場(chǎng)景，最后一個(gè)記錄眼睛注視數(shù)據(jù)，即注視位置，注視持續(xù)時(shí)間等。所有數(shù)據(jù)均使用自帶分析軟件提取。

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，實(shí)驗(yàn)助理會(huì)簡(jiǎn)單介紹一下實(shí)驗(yàn)，然后，參與者坐在模擬器座位上，穿戴眼動(dòng)儀，并進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)完成后，將開始駕駛模擬。在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)之前，需要參與者進(jìn)行一段適應(yīng)性駕駛，使其熟悉駕駛模擬系統(tǒng)，為正式實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)采用中國(guó)駕駛規(guī)則，右側(cè)行駛，左側(cè)駕駛。

在正式實(shí)驗(yàn)過程中，參與者模擬在高速公路上進(jìn)行行駛，時(shí)速限制為80km/h，測(cè)試路段包括直線路段與水平曲線路段。正式實(shí)驗(yàn)中要求參與者盡量保持駕駛速度平穩(wěn)，并且不要超過時(shí)速限制，并且保持單一車道行駛，不進(jìn)行變道。測(cè)試環(huán)境中交通流為自由流，附近車輛不會(huì)妨礙測(cè)試車輛。完成實(shí)驗(yàn)后參與者需填寫一份調(diào)查問卷，包括駕駛感受與個(gè)人情況。

車輛駕駛數(shù)據(jù)由UC-Win / Road內(nèi)置數(shù)據(jù)記錄模塊直接記錄，主要包括車輛行駛軌跡數(shù)據(jù)、車道幾何位置數(shù)據(jù)等。使用中心性指數(shù)來對(duì)車輛在車道中的位置進(jìn)行量化處理，中心性指數(shù)=（2*車輛距右側(cè)車道距離+車輛寬度-車道寬）/車道寬。使用中心指數(shù)方差與車道超限趨勢(shì)兩個(gè)參數(shù)來對(duì)全過程車輛橫向控制能力進(jìn)行分析。車道超限趨勢(shì)=車輛進(jìn)入相鄰車道時(shí)間/車輛運(yùn)行總時(shí)間。

2數(shù)據(jù)分析

通過對(duì)車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析，得出以下結(jié)論：

無駕照組在四組中表現(xiàn)最差。分析發(fā)現(xiàn)，無駕照組的中心性指數(shù)方差和車道超限趨勢(shì)值明顯高于新手組，表明在經(jīng)過駕駛訓(xùn)練后，在保持車輛橫向控制和保持車輛在單一車道內(nèi)的駕駛能力更好。

活躍組表現(xiàn)優(yōu)于新手組，在所有科目組中表現(xiàn)最好。新手組雖然已經(jīng)接受了必要的駕駛技能培訓(xùn);然而他們?nèi)狈︸{駛經(jīng)驗(yàn)?；钴S的司機(jī)不僅接受過駕駛培訓(xùn)，他們也有更多的機(jī)會(huì)練習(xí)和提高技能。因此，他們對(duì)車輛的操控有更好的表現(xiàn)。

另外分析結(jié)果還表明，不活躍組由于長(zhǎng)時(shí)間沒有進(jìn)行道路駕駛，駕駛技能已經(jīng)下降，即使在難度較低的直線路段上，非活動(dòng)組的表現(xiàn)比最近獲得執(zhí)照的新手組差。與活躍或新手駕駛員相比，非活躍組的參與者傾向于在更大的橫向范圍內(nèi)徘徊。這表明不活躍的駕駛員比新手駕駛員的橫向位置控制更不穩(wěn)定，這也反映了他們有更差的轉(zhuǎn)向控制。非活躍組的車道超限趨勢(shì)值也比新手組更高，表明缺乏將車輛保持在車道內(nèi)的能力，更易引發(fā)交通事故。

3結(jié)束語

本文通過實(shí)驗(yàn)研究了長(zhǎng)期不進(jìn)行駕駛行為對(duì)駕駛員車輛橫向控制能力影響。結(jié)果表明長(zhǎng)期不進(jìn)行駕駛行為的確會(huì)降低駕駛員駕駛能力，特別是在車輛橫向控制能力方面，對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行駕駛行為的駕駛員需要在進(jìn)行相關(guān)駕駛能力訓(xùn)練才能再次進(jìn)行車輛駕駛。

參考文獻(xiàn)

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