交通環(huán)境及駕駛經(jīng)驗對駕駛員眼動和工作負(fù)荷影響的研究.pdf

1、在道路交通事故的致因中有90％與人的因素有關(guān)，而在人的因素中起主導(dǎo)作用的是人的感知因素，有學(xué)者認(rèn)為駕駛員對信息的感知有90％來自視覺?？梢姡曈X在駕駛?cè)蝿?wù)和事故控制中的重要地位。對眼動這一基本視覺行為的研究，有助于揭示和了解駕駛員目標(biāo)搜索以及潛在危險感知過程和規(guī)律，對改進(jìn)道路和車輛的設(shè)計準(zhǔn)則，完善駕駛員培訓(xùn)考試規(guī)程，設(shè)計新型駕駛輔助系統(tǒng)和危險預(yù)警系統(tǒng)，均有著重要的理論指導(dǎo)意義。 本文選取了24名具有不同駕駛經(jīng)驗的駕駛員樣本，在城

2、市道路、普通公路、山區(qū)公路、城鄉(xiāng)結(jié)合道路四種典型交通環(huán)境中進(jìn)行駕駛試驗，利用高速眼動追蹤系統(tǒng)(眼動儀)記錄駕駛員在駕駛過程中的注視時間、注視目標(biāo)、掃視時間、掃視速度等動態(tài)眼動數(shù)據(jù)；利用生理測試儀記錄駕駛過程中駕駛員的心電、皮電和呼吸等生理信號；利用GPS記錄試驗過程中車輛的運(yùn)行速度。 運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)方法對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。首先統(tǒng)計分析駕駛員的注視時間、視覺搜索廣度、掃視速度和掃視幅度隨道路條件的變化規(guī)律；其次，運(yùn)用注視目標(biāo)逐

3、一統(tǒng)計方法，分析駕駛員對各類目標(biāo)的注視時間和頻次，依據(jù)目標(biāo)的位置進(jìn)行注視區(qū)域劃分，分析熟練與非熟練駕駛員群體在不同交通環(huán)境中對各類目標(biāo)的注視頻次和不同區(qū)域注視點分布的差異；運(yùn)用動態(tài)聚類方法將駕駛員的視野平面劃分為6個注視區(qū)域，應(yīng)用馬爾可夫鏈理論求解駕駛員在不同注視區(qū)域間的一步轉(zhuǎn)移概率，求解各注視區(qū)域的馬爾可夫平穩(wěn)分布，研究駕駛員的注視轉(zhuǎn)移模式；此外，用心率增長率和心率變異性指標(biāo)表征駕駛員的工作負(fù)荷，分析交通環(huán)境和熟練程度對駕駛員工作負(fù)荷

4、的影響，并進(jìn)行眼動行為與工作負(fù)荷的相關(guān)性分析；最后，分別選取8個注視轉(zhuǎn)移模式指標(biāo)和5個綜合指標(biāo)，運(yùn)用主成分分析方法建立了兩個駕駛熟練程度評價模型，并分析各指標(biāo)對駕駛熟練程度的影響度。 研究結(jié)果表明，不同交通環(huán)境和駕駛經(jīng)驗對駕駛員的眼動行為和工作負(fù)荷均有顯著影響。主要研究結(jié)論： 1.駕駛員的注視持續(xù)時間、水平和垂直方向視覺搜索廣度、掃視幅度和掃視速度均隨著道路條件的改變而變化，駕駛員會根據(jù)交通環(huán)境不同而調(diào)整他們的關(guān)注目標(biāo)和

5、注意力分配； 2.與非熟練駕駛員相比，熟練駕駛員表現(xiàn)出更靈活的視覺搜索模式； 3.在相同交通環(huán)境中非熟練駕駛員表現(xiàn)出更高的工作負(fù)荷； 4.掃視行為能反映駕駛員的心智努力程度和工作負(fù)荷高低； 5.用動態(tài)聚類方法將駕駛員的視野平面劃分為6個注視區(qū)域與駕駛員實際注視點的區(qū)域分布吻合度好； 6.運(yùn)用主成分分析方法建立的兩個駕駛熟練程度評價模型能有效區(qū)分熟練與非熟練駕駛員群體。 本研究得到了國家自然