《Human Factors in Traffic Safety》_CH2

1、第二章 感知和信息处理2.1 简介人类在交通系统中扮演着控制器的角色。因此，他们是输入和输出的设备。 输入是指从各种各样的来源输入信息，输出是指以控制驱动的形式出现。这一章节主要讲关于信息、信息怎样被接收以及怎么样被司机使用的相关知识。这个主题一点也不复杂，但是对我们理解人为因素在交通系统中的优缺点很有帮助。大多数人有时候会把“感知”和“感觉”当作同义词来使用。 感知是一个过程， 它始于感觉，从视觉，听觉等感官输入而来，但是涉及到一个很复杂的过程，包括分析，综合和解释。 感知系统通过做一些初步的分析处理简化了信息收集的任务。 比如，感知的过程中我们不仅仅会看到某些东西，我们还经常会了解更多的信

2、息（比如，它是什么，他在哪里，它正在做什么等等）。司机会经常陷入到有很多信息来源的情况中。迅速的整理这些来源，并且把重要的信息从一些无关紧要的信息中分离出来是非常必要的。这种做法最近才被人们所理解。 这一章所提供的文献资料将为那些必须处理机动车辆碰撞事故的人们提供一些基本的帮助。2.2 感知感知以刺激的方式应用于任何感觉器官。这些所有的感觉在成功驾驶一辆机动车的过程中都扮演着各自的角色，其中视觉是最重要的。因此，在这一章中，尽管其他的感觉也会被考虑到，但是最主要我们会讲有关于视觉信息的相关知识。 A.背景根据席瓦克（1996）所说，视觉经常会被人们提起，但是从来没有被正确的记录过。并且一位司机

3、百分之九十所接收到的信息也是视觉。 这似乎是一个合理的数字，因为它的以开车的信息需要和考虑导致交通事故发生的因素为基础的。视觉的重要性体现在驾照考试对其重视性上面。驾照考试经常会测试考生的静止视力和周边视力，在有些地区还要测试考生的深度知觉和色觉。表二中列举了对于驾驶来说最主要的一些视觉因素，还有一些相关任务组件的例子。这些视觉能力似乎很重要，但是在加利福尼亚的大部分研究资料里（亨德森和伯格，1974） 没有找到视觉能力和交通事故发生率之间的关系。但是，视觉能力与动态信息的处理，在操作员和物体之间的运动中很重要，和事故发生率是有关系的。这些包括转动力矩，中央深度运动和动态视力敏锐度。 尽管还没

4、有发现视觉测量标准和安全之间存在多大的联系，但是很明显那些有视觉障碍的人在驾驶汽车的时候会有困难。 在澳大利亚的一个研究中（伍德和特劳特贝克，1996），研究因为视觉障碍年轻司机和年龄大的司机的驾驶表现，和那些因为白内障所引起的真正的视觉障碍的人的驾驶表现。 同时还研究了单眼视力和视力限制的情况。一系列的驾驶措施使用一个闭合电路开始实施，主要被测试的主题包括几个视觉和注意力措施。对于有视觉障碍的情况，驾驶性能就会相应地低下：包括驾驶时间，驾驶分数（每犯一个错误总时间会减去5秒）， 反应时间，速度估计，道路位置，外围/周边意识，倒着开进停车位的能力。 年龄大的司机在反应时间和倒车上都不如年轻司机

5、表现的好。因为视觉障碍导致的在一个有用的视野测试中的四个不同措施的不好的驾驶表现，以及对分散注意力的测试。 对于那些白内障的驾驶者来说，驾驶表现大大的减少了。然而，单眼视觉对驾驶的影响却不大。 B.眼睛人类的眼睛，作为视觉的器官，是由好几个部分组成的。每一个部分以不同的方式允许光线进入眼睛，同时把光能转化成神经脉冲。 这些脉冲被传送到大脑里帮助我们理解，给我们提供看东西的经验。图表2.1是一个眼睛的简化图，展现了眼睛的最主要的几个部分。光线首先穿过角膜，和晶状体结合，其功能最后聚焦在视网膜上面。就像一台照相机一样，眼睛必须能够适应和调节视距。在一台照相机里，这个问题可以通过移动镜头接近或远离光

6、敏介质（比如胶卷）来完成。 在眼睛里面，通过引起晶状体改变其形状也可以达到相同的效果。 随着年龄的增长，晶状体变得不那么灵活，因此降低了对附近事物的聚焦能力，这个现象被称为老花眼。眼睛的虹膜是彩色的部分。它的作用是在眼睛中控制大小，叫做瞳孔。在明亮的光线中，虹膜会压缩瞳孔的大小，在亮度不是很好的时候，虹膜能够使瞳孔放大到它最大的程度。通过控制进入眼睛的光线的总量，虹膜在眼睛适应不同程度光线方面扮演了一个重要的角色。视网膜占据了眼睛内部三分之二的体积，它包括很多的感光细胞，作用是产生脉冲对光刺激做出反应。 在视网膜的中心位置有一块儿凹陷的部分，被叫做中央窝。 它包含了颜色敏感的视锥细胞，这些细胞

7、被挤在一起。当试图看清某个东西的时候，我们试图把它想象在中央窝上面。来自于感光细胞的轴突被聚集在一起，从视神经退出眼睛，被连接近大脑里面。眼睛对大范围的光强度很敏感。（10-11 log units）这并不意味着穿过整个范围的视觉质量是相同的。人眼睛的功能在白天的照明水平下是最好的， 在照明水平低的时候会大量的减少。 视锥细胞（平均一个眼睛里面有六百万个）是对颜色很敏感的接收体，主要分布在眼睛的中央位置，用来对更明亮的光做出回应的。视杆细胞（平均一个眼睛里面有1.2亿个）对颜色不是很敏感，他们主要位于眼睛的边缘区域，用来对低亮度的光做出回应。在中级水平的照明中两种类型细胞的功能。运动传感器也位

8、于眼睛的边缘，使其更容易看到移动的物体，比如行人和其他车辆 “从眼睛的角落出来”。伴随着年龄的增长，眼睛会发生重要的变化，其中很多变化会对安全驾驶的带来影响。C光度学术语因为光能是视觉信息最主要的来源，因此应该对相关的术语做相应地阐述。从一个源泉来源的左右光的总和被叫做：当指向一个特定的方向（比如灯头的方向），输出测量单位是坎德拉。普通照明的来源，比如路灯，测量单位是流明。一个坎德拉会生产出12.57个流明。 照度是指到达表面的光的总和。这里所使用的测量单位是英尺烛光（英国）和勒克斯（度量值）。一个英尺烛光等于10.76个勒克斯。照度和光源是不同的，因为它与距离的平方成反比，同时还会被一些特定

9、的天气条件比如大雾或者雨水所减少。降落到某个表面上的光会被这个表面吸收或者反射。被反射的总量（光亮度）取决于这个表面的颜色和材质。每平方米的亮度以英尺朗伯 （英国）或者坎德拉（度量值）测量的。每平方米一个英尺朗伯等于3.43个坎德拉。 我们从对从一个表面反射出来的光的主观印象叫做亮度，它是由很多因素决定的，比如视距和观看者眼睛的适应状态。 D对比度对比度被定义为决定一个物体怎么样从它的背景中脱颖而出的一个场景的某些特点。 在白天中，有很多东西会帮助产生对比，比如颜色， 模式，亮度和阴影。对比度主要是由亮度的差异决定的。或者说，为了在夜晚看到某个东西，它就必须比它的背景要明亮或者黑暗。却犯了对比

10、人们只会看到一个没有任何形式的相同的视野区域。低对比度在夜晚交通事故中扮演课一个重要的角色（见第15章）有很多方法来计算对比度，但是最常见的使用下面这个方程式：L（t）指的是目标亮度， L （b）是指的是背景亮度。 一些常见物体在远处观看的典型反射率：白纸：90% 人行道：2.513% 路肩：510%浅灰色的衣服：50% 典型的冬衣：6%蓝色牛仔布：3% 草地：218% 森林：226%2.3 道路的感知A 司机的自我意识对道路环境的鉴别，尤其是它的危害，会直接影响驾驶的表现。但是，我们却相对来说不太清楚当一个司机对道路环境进行评估后大脑里面是怎么想的。有些高速公路的环境是让我们值得高兴的，有些

11、令我们生气，还有一些让我们很担忧。为了评估司机的经验，史蒂文斯（1993） 开发和使用“公路环境建设规模”来区分对有不同的事故发生率的道路的感知。 这些道路被展现在幻灯片和电影上。有三个因素来源于分析享乐观（包括一些情感描述词，例如恐吓、苦闷、恼火、愉快、平安），激励观（例如高度警戒、注意、集中精力）和知觉变化（例如变化无常的、无变化的、无聊的）。事故高发率的公路几乎没有视觉刺激，因而在激励和知觉方面得分很低，由于不够充分的留心和激活，作者考虑到像高速公路催眠状态的一些暗示。见第12章关于告诉催眠的讨论。这种关于最佳唤醒层次的心理学现象，人们发现它是一个颠倒的U型函数，没有过多或者过少的觉醒造

12、成较差的工作表现。公路感知，尤其是比较复杂和危险地公路，能够降低驾驶压力。由心率和电反应测量到的数据已经显示，在狭窄的公路或者路肩上行驶时觉醒或者生理应激反应会增加，同时当行驶到接近像栅栏一样的公路障碍物时也会增加。B危险检测和识别驾驶员优异的驾驶表现取决于他们监测危险、识别危险或者危险的构成的能力，决定一个适当的速度和路径，并且实施这个决定。当驾驶员不能够成功采取反应的各种有可能发生事故的对象、条件、或者形势都是危险。当然，物体危险是固定的或者可移动的。条件危险指的是各种主要系统因素的条件：驾驶员、车辆、或者公路环境的设计特征，例如分车道。形势危险是各种条件危险和物体危险地结合，通常有暂时性

13、的特点。危险区域的探测能力从易到难。在障碍物和高速公路的条件下，减少信息源的数量以便使驾驶员有足够的注意力和时间去探测危险。在任何危险的情况下，增加驾驶员识别到危险的期望值能够提高驾驶员的危险检测能力。在危险识别任务中，信号和交通标志起着至关重要的作用。风险识别是对于一个复杂的心理过程的简称。司机一旦看见了某个东西，就必须决定是什么东西。 因为识别之后就应该迅速的检测，司机更接近危险的区域，可以更好地或者更多的看到它。同时可以得到更多的信息。那些信息可以和司机以前所积累的知识相比较。尽管有些驾驶经验来源于驾驶员培训，但是以前的驾驶经验对于识别高速公路的路况，危险情况的类型还是很有帮助的。C恶劣

14、天气的影响视觉能力因为恶劣天气的影响会大大降低，比如雾、雪、雨。周边可用信息的数量在有雾或者有烟的条件下会相对的减少。他们往往会误解（经常是低估）行驶速度，原因是因为许多可以帮助司机加强速度认知的外围线索消失了。距离的估计情况也不好，因为许多可以估计距离的线索也消失了。按照经济合作与组织发展（OECD，1976）的一份报告显示，在有雾的条件下，距离下远光灯的照射下会显示的更远。但是由于从一辆车的头灯射出来的面纱眩光因为散射光和反射到司机眼睛的光的影响，远光灯可能会损害司机对黑暗的适应度。当前方道路上没有很多视觉信息的时候，司机经常可以适应大约距离他们眼睛大约3到6英尺的距离（1 到2 米）。这

15、对于有夜晚近视的司机来说是一个非常严重的问题。夜晚近视是一个相对罕见的情况，它是指在能见度不高的情况下，远处的物体都聚焦在视网膜的前表面上，导致一个模糊的影像。另外一个问题是车辆的尾灯在有雾和有烟的情况下会变得不是很容易被司机看到。 在恶劣天气条件下司机行为的研究发现在横向位置，间距和进展方面没有差别。在有雾或者其他能见度减少的条件下，司机的不确定经验会使他们变得更加的紧张和警惕，有可能会降低对危险情况的反应时间。天气条件对驾驶的影响将会在第15章详细论述。 2.4. 视觉搜索司机通过扫描道路环境和忽略一些无关的信息获得经验。伴随着驾驶经验的增加，眼球运动通过狭窄的扫描和观察前面的车来获得更广

16、泛的抽样（莫罗特和罗克韦尔，1972）。经验来自于自动化常规来保持侧卧位，更多的资源被用于扫描道路环境和从更远的路段获得信息（萨马拉，1996）。这个可以解释为什么很多新手司机在复杂的驾驶环境下会出现很多问题。由于司机的超负荷工作，增长的交通事故，车辆上更加复杂的仪表盘，更多需要注意的交通标志，手机的使用等因素，适度的集中注意力在过去十年里变得越来越困难。详见第四章驾驶员视觉搜索的详细介绍。A司机的视野一位警觉性的司机会花费他的大部分时间观察行驶在前面的车辆。然而，大量的信息来自于周边视觉。因此，区分前面是什么和旁边是什么是很有必要的。这一点在十字路口和交通堵塞的时候尤为重要。 人类的视觉在水

17、平方向可以延伸大约180度。到70岁的时候被降低到140度。当然眼睛或者头的移动可以看见更广泛的视野。清晰的视力（使用最优的敏锐度看见物体，标志等等）可以超越一个人直走的时候看到的东西，延伸大约2到3度。当一个目标只有五度之远的时候，视野中心的敏锐度下降会超过一半，在25度直走的时候大约是10%。B有用的视野在理解司机的注意力和信息处理过程方面一个重要的概念是有用的视野（UFOV），它包括当头和眼睛运动被排除在外的时候，从目标特征可以获得的总体视野。有用的视野的范围取决于司机如何区分他/她的注意力，忽略分心的因素，从周围环境中提取有用的信息。在一个对交通事故中视觉和认知因素的研究中，发现具有视

18、觉注意力失调或者精神状态测试成绩不高的司机比那些没有这些问题的司机更容易撞车和在十字路口发生交通事故，比如撞车率是正常司机的4.2倍，十字路口发生交通事故是正常司机的15.6倍（奥斯力1991）。大约一半没有通过UFOV测试的司机具有良好的视觉功能，因此这种方法比单纯的视觉状态能够更好地预测事故。UFVO 会伴随着年龄的增大，车辆的速度，交通堵塞，下雨和较高的任务需要相对减少的。据估计，在30英里（50公里）我们可以在150度的视野范围内看见我们的目标。速度的两倍,可以获得目标的角度下降一半。2.5 速度感知A驾驶中速度的作用车速在许多的交通事故中起着关键的作用。速度的感知不仅包括评判自身车辆

19、和其他车辆速度的能力，而且也包括评判这两者直接关系的能力（比如说，当接近一个缓慢移动的车辆时的近似速度）。速度的估量受到一系列因素的影响，包括车辆的实际速度、有效的视觉因素和期望。尽管速度的估量受到这样或那样的影响，大体上来说存在这样的偏见：对高速低估和对低速高估。由于道路使用者不希望接近车辆的车速超过限速值很多，此时，期望就起了作用。当这超速车辆增加时，驾驶员会低估了高速行驶车辆的速率，经常在并不安全的情况下穿越马路或者转向。以前的评测显示，视觉在驾驶过程中占主导地位。然而听觉和动觉（位于肌肉和关节可以传递给我们四肢位置和施加于四肢上的力的传感器）在速度感知中也起到很大作用。在一个由日本人O

20、hata和Komat（1991）所进行的实验中验证了视觉和听觉在速度感知中所起的作用。实验中，对乘客在正常情况、失去听力、失去视力、同时失去听力和视力这四种情况下判断车辆的速度（12到37mph 20到60kph）。在正常情况下，人能准确感知速度；在失去听力的情况下感知能力下降很小；在失去视力时，感知能力有很大程度地下降。然而，当两者都失去时速度感知的精确度急剧下降。作者认为速度的感知并不完全依赖于视觉、听觉或者他们共同的作用，犹豫也是十分重要的影响因素。速度评判的可靠性和稳定性不断增加，驾驶员就会获得更多有价值的信息。在高速公路上“保证安全通过最后时刻”的评判标准正随着迎面车辆车速的增加而减

21、小，这说明在高速交通流中存在着更大的风险。驾驶员很难在运动中正确地感知与其同向或反向的车辆的速度，这些车辆的速度增加或者减少与驾驶员所驾驶车辆的速度紧密联系。在每隔五秒观察一次的情况下，驾驶员经常会把静止的车辆看成是运动的。而且，驾驶员通过调整速度通常也不能补偿视觉上的误差。观察自身车辆和前方车辆的距离变化所用时间的长短是随着车辆之间的相对速度和它们的初始速度而变化的。Probst（1986）发现在两辆车相对速度是0.6mph(1kph)的情况下，驾驶员需要花费超过三秒的时间来感知到变化，并且这个感知时间在相对速度30mph(50kph)的情况下要比相对速度是43mph(70kph)的时候更长

22、。在距离是66feet（20米），相对速度是30mph(50kph)和距离是131feet（40米），相对速度是50mph(80kph)两种情况下感知前后两车间隔的平均时间分别是0.96秒和2.06秒。感知间距缩短要比感知间距变大所用的时间短。B速度信息如何应用以下是使用速度估量的情形：1. 在乡村公路通过的车辆。2. 在迎面驶来的车辆前转向。3. 判断与十字路口的间隔。4. 车辆控制和寻找路线，尤其在弯道。5. 在紧急情况下操作车辆。6. 决策制定（比如说：在信号灯变黄灯的时决定是前进还是停车）。更多关于这个主题的讨论见Triggs(1988)。C速度感知和路况特征Milosevic和Mil

23、ic(1990)发现高速（37mph60kph及以上）过弯道时速度会被低估。在他们的研究中那些载客的驾驶员，超过十一年以上驾龄的驾驶员和年龄在31到50的驾驶员通常会低估他们的车速，而年轻驾驶员会更准确地估量车速。研究发现在弯道车速的低估会成为发生交通事故的因素。道路环境在速度估量中起着部分作用。比如说，Shinar、McDowell和Rockwell(1974,引自Triggs,1998)发现相比于一般无特征道路，在两旁有树的道路上驾驶员会高估行驶速度。因此，随着道路沿线特征增加或者变得越明显，速度的估量值会增加。夜间的速度感知研究显示在夜晚速度感知能力会有轻微下降（Triggs和Beren

24、yi,1982）。作者将这种感知能力的变化解释为：驾驶员使用的方法是中心线标记法，而这种方法在夜间很明显。D速度感知和车辆尺寸Triggs(1988)写到车辆的尺寸可以影响速度的感知。在移动速度相同的情况下，体积较小的物体会显得移动速度较快，这被称为“小车错觉”。这样的错觉很容易导致驾驶员误判从一条道路进入另一条道路的合理距离。一些横穿铁路时发生的交通事故也是由这种错觉导致，由于驾驶员低估了大体积车辆火车的速度。横穿铁道安全的相关讨论见第16章。E速度适应驾驶员超速的倾向有一种可能的解释是速度适应现象从高速减速后对车辆速度的低估。当从一个很高的速度开始减速时，驾驶员会感觉速度异常的慢。这是所有

25、驾驶员所共有的一种自然适应现象。当车辆驶离高速公路或者接近站台时，速度适应会造成驾驶员仍保持较高车速。在这种情形下促使驾驶员减速的科技手段有：减速带的应用和穿越道路且空间逐渐减小的横向条状喷漆，它们用来警示驾驶员并使其产生速度增加的错觉。F运动感知耳内的传感器在驾驶中也起着一定的作用，尤其是估量车辆在拐角或者弯道的速度时。离心力使驾驶员外倾并为安全速度的选择提供依据。运动感知不仅会在经历由于路面激励或悬架薄弱而产生的颠簸时起作用，而且也会在侦测速度控制装置（发动机声响和减速带）时起作用。路面不平度的感知是影响车辆速度的一个因素并且可以提醒我们遇到不平路面时需要减速。2.6 车辆跟随在驾驶中最常

26、见的情形之一是尾随其他车辆。安全尾随需要在一个复杂和动态的环境中观测与前车距离（和速度）的变化。只要环境的变化保持在一定的限度（由驾驶员个体决定），其会被认为是“正常的”。驾驶员所面对的难题是判断当环境改变到什么程度时需要采取行动通常情况下是减速或者停车。在所在车道靠近一辆缓慢行驶或突然停止的车辆就是一个很好的例子。车辆跟随的分析反映了评估安全界限因素的多样性，包括交通流的整体车速、车流密度和稳定性，同时也包括交通流的变化类型、变化范围和持续时间，还有与其他驾驶员直接交互的属性。在由Saad(1996)所做的车辆跟随策略的实验中，通过对驾驶员的采访得到交通条件中的关键是：1. 在一个车道中的不

27、稳定情况（车速和与车距的变化频率）。2. 车道之间的不稳定交通情况（车速的不同，变换车道的频率）。3. 没有预料到或超过预期的减速。促使驾驶员增加其安全限度的条件有：1. 道路交通情况预测困难（跟随一辆卡车挡住了前方视线）。2. 车道内交通不稳定（速度和间隔时间多样性）。追尾通常是由于判断接近速度失误引起的。这些都是机动车辆发生交通事故最常见的类型，并且它们中的一大部分都发生在宽阔的道路并且具有良好的视野的情况下。为了确定驾驶员判断接近速度、车距、速度选择、减速幅度、超车决定等的能力，研究者做了大量的实验。这些实验显示：一系列的视觉因素共同决定了在这些情形下的驾驶行为和决策制定，其中前方车辆视

28、觉影像大小的变化幅度被认为是最重要的因素。Mortimer(1988)在回顾自己对追尾事故和车辆跟随的研究工作时总结到：驾驶员能够准确判断相对速度，除非是在速度非常大的情况下，但并没有指定速度有多高。对于相对速度较低的时候驾驶员更多的依赖车距和前车视觉影像的大小变化来决定接近前车时所采用的速度。Mortimer(p.285)总结到“驾驶员可以在合理的精确程度（接近20%）下估量与前车的车距，并且可以合理地感知自身车辆和前车的间隔时间（大约12%的变化）。驾驶员判断前方车辆速度和与前车的相对速度的能力较弱，这种驾驶员感知能力的缺陷极大限度地导致了许多追尾事故的发生，由于对前方车辆速度或者相对速度

29、感知力的不足使得驾驶员对接近前方车辆所用的时间估计不足。”（原著部分采用斜体）所有的因素中决定车距感知的因素是后车驾驶员所观察到的两车之间的路面距离（Evans和Rothery,1976）。关于这个话题的研究表明：驾驶员评判车距减小的标准倾向于可视路面减少。影响驾驶员对前方缓慢行驶车辆做出反应所用时间的另一个因素是驾驶员对其在正常高速下行时的期望。这可能已经成为驾驶员不能及时对危险情况做出反应或者避免碰撞的决定性因素，有一个例外是跟随一个大型车辆爬坡的过程。2.7听觉信息当我们强调听觉时，也不能忽略其他感觉在提供有价值信息时所起的作用。听觉不仅为感知速度提供信息而且能够探测应急车辆的存在（其他

30、车辆警示的喇叭，车辆的机械故障等）。Casali et al(1998)对营运车辆驾驶员听觉的重要性做了调查。他们查阅了相关的著作并发现噪声级别的大小是和工业事故发生的多少成正比的。噪声不仅会影响驾驶员的生理和心理功能，也会影响其疾病产生和工作表现。营运驾驶的任务分析反映了卡车驾驶的几项任务中“听力至关重要”运输中的操作，驶入和驶出高速公路，超车，漂移，制动，驻车和加速，汇入交通流和紧急停车。根据经验的测量显示卡车驾驶室（89.1dBA，仅仅低于工业中允许的暴露极限）和休息室（81.6dBA）都有很高级别的噪音。然而，在工作日里并没有发现暂时的听力损失。研究发现在高噪声的环境下用语音交流的方法

31、完全不能接受，这些方法包括使用嗓音，电话和无线电波。接收机车喇叭和汽笛信号的能力占据了大约一半的时间，这意味着50%的外部警示信号被忽视。作者总结出：在不减小接受外部声音的能力（比如说发动机噪音和车内车外的警示信号）的情况下，未来的卡车设计应该尽量控制噪声水平。Caelli和Porter(1980)展示了确定鸣汽笛应急车辆的位置，距离和方向的难度。在他们的实验中驾驶员都被要求指出救护车汽笛的距离、方向和运动状态。其中与汽笛的距离都被高估了（通常由两个因素确定）。产生了超过三分之一的“逆转”时间（比如说汽笛在正前方被认为是在正后方）。这些错误在汽笛在驾驶员后方时更大。作者认为驾驶员应该被建议使用

32、视觉而不是听觉来探测应急车辆，这是因为驾驶员在靠近路口的不同反应会造成交通混乱。噪声对驾驶表现的影响受到较小的关注。心理学著作的研究报告显示噪声对驾驶表现有着不利的影响。Raouf和Luiz(1973)在三种噪声和三种速度下利用实验跟踪任务（在屏幕中央显示道路场景的目标影响的操作）的方法来研究噪声在驾驶中作用的课题。几乎所有的驾驶员在最高噪声（100dBA）条件下反应时间都增加了。2.8信息处理和事故A如何工作由多种传感器获得的信息在被利用前，必须由驾驶员进行处理。人们处理信息的方法是从大量的学习中获得的，利用这种方法会对它们是做什么的有一个大致的了解。简单说，这些信息首先进入一个进行编码的感

33、知处理器，然后被转移到记忆系统中一个叫做感觉图像存储器的部分。感觉图像存储器中的内容要进行认知处理并且与长期记忆信息相结合才能决定做出一个动作。最后，一个机动的处理器激活相关的肌肉组织做出需要的动作。这个系统有趣的特征在于大多数感觉图像存储器中的信息一旦被需求结束就会被释放。这就可以解释为什么我们可以驾驶汽车一段距离但是我们不能记起详细过程。这也是目击者证据不可靠的原因之一（关于目击者证据的更多讨论见第21章）。我们更倾向于对不同寻常的事情有长期的记忆。B信息处理和事故从引起道路交通事故的因素中可见信息处理的重要性。比如说，Nagayama(1978)报道了日本38625个交通事故的主要原因如

34、下：未注意或大脑被其他事情占据（21.6%），确信已经足够注意（16.3%），视觉模糊（8.1%）和由于其他原因感知延迟（7.8%），有53.8%的可能性涉及到信息处理错误。一个对英国2036起交通事故的深入研究显示很大比例的驾驶错误是由感知引起的，如下：1. 看了，但是没看见17%2. 注意力分散16%3. 缺乏注意和警觉性6%4. 错误理解信息5%5. 误判速度和车距 5%“看了，但是未看见”事故详细发生原因如下：1. 视力受损2. 视觉搜索的限制3. 很低的对比度或敏锐度4. 目标不醒目5. 注意力不足6. 与期望情况相反7. 解释时出现问题8. 由于黑暗、雾霾、眩光等引起的视觉下降9.

35、 由自身车辆引起的视觉障碍（车柱、镜子、挡风玻璃上的脏或雪、乘客）路旁的设施10. 其他车辆11. 道路状况一个由美国科学家对交通事故的深入研究（Treat et al.1997）发现70%或者更多的情况下人为失误是常见的因素。在这些情况中有40%是由于感知困难或信息处理失误造成的。这项研究将在下一章中详细说明。2.9 驾驶员关注度和工作量对信息处理的研究证据表明悟性和信息处理中的主要因素涉及在正确的时间在正确的地方观察，例如，适当的关注。虽然这看起来很明显，值得指出的是疏忽导致意外的相对贡献已被记录。在完美的性能,驱动输出(性能)符合输入(需求),然而,实际的性能受到越来越多的输入影响，将首

36、先增加,然后降低。人类是单通道处理器。他们不能正确地在同一时间参加到多个项目,但能够快速切换自己的注意力从一件事到另一个驾驶环境。驾驶能力的评估包括注意力指数和注意力的转换。在美国(治疗et al。,1997年) 深入事故调查表明,近一半的人在事故中都与注意力有关如关注内部分心,注意力不集中,了望等。这种“trilevel研究”包括“现场”碰撞的研究由一个多学科团队碰撞采访司机参与超过2000事故,检查车辆和事故环境,拍照片和物理测量如打滑痕迹,后来评估事故的可能原因基于这些信息。“深入”部分的研究涉及到一个更详细的审查420年的一个子集对这些事故与深入访谈的司机,事故重建,详细测量了车辆。表

37、2.2显示了对这些事故“深入”的研究的结果。给出的范围显示“明确的”和“确定的或可能的”一般因素。可以看出,一些方面的感知和信息处理是参与大约45%的事故。识别或决策错误被认为是在大约一半的事故因素研究。这样的错误是更普遍比超速。同样,苏斯曼et al。(1985)报告说,司机未能启动预碰撞规避机动在38%的致命碰撞,表明缺乏关注的部分,涉及交通。一个重要的因素在进行许多复杂的任务,包括驾驶,是“业余精神能力”(能力做许多事情在一个时间),它被认为是相关的事故记录。人更多的闲置产能有更少的交通事故,因为他们能够参加并迅速处理输入(例如,他们更善于分时)。缺乏备用的心智能力和困难转换注意力已经发

38、现是相关的事故在公交车司机(Lim和杜瓦,1988)。道路系统应该允许司机调整他们的速度向下剥离无关的输入和任务。这可以通过事前信息和会议司机的期望,避免突然增加的需求或无关的需求,并减少需要复杂决策的司机。表2.2人类交通事故的因果因素因素百分比例不当了望1823注意力不集中1015速度817内部分心69错误的判断58伤害(1986)演示了这种比较驾驶员认知负荷高速公路上驾车时,通过一个村庄。所需的时间来执行一个数学计算任务(一种衡量认知负荷)是更大的在村里,领域包括更高的认知负荷是伴随着更高的事故报道的数量。认知负荷也高接近十字路口。它似乎直观,司机会增加工作量,更大的速度曲线和精神需求会

39、进一步增加,因为更多的注意前方的道路是必需的和关注的焦点缩小速度高。麦当劳和埃利斯(1975)已经检查了这些问题和计算比例的司机的注意力需要曲线让人们开车在曲线和直线路段在不同的速度。该方法用于计工作量涉及阅读数字显示在一个屏幕安装在罩开车。目标的数量,可以读而静止被用作一个指数100%的注意力。这项措施被认为近似标志阅读任务。他们的发现表明,驾驶在17度曲线在20和40英里(32和64 kph)需要26%和42%分别的司机的注意力。马上开车时注意力需求在23%左右的速度从40到80英里(64到128公里)。这是一个问题对于那些设计信息系统,无论这些是在车里或者在路上,司机不应该超载。许多工作

40、负载的定义表明,它是多维的,涉及到输入(视觉,听觉和触觉)、认知(处理和解释输入)和输出(手和脚运动)。Verwey(1993)试图找出影响不同类型的驱动性能要求。他的人开一个路线涉及几个道路情况,合并和退出,开车直,驾驶一条双车道环岛高速公路上,把左手和右手,开车直存在自行车在乡村的路上。受试者在三次天开车,包括高峰期。他们让声乐对三种类型的加载任务而驾驶除了视觉和听觉,视觉检测。眼睛一瞥,踏板使用和转向是驾驶性能的措施。听觉除了有一点影响驾驶,但缺乏经验的司机比有经验的人更受影响通过该任务的六个条件下三个。此外,视觉资源的缺乏经验的司机更比那些有经验的加载驱动程序。令人惊讶的是,交通密度不

41、是一个重要的决定因素的工作负载。它是明显的,从工作汉考克et al。(1990),工作量是大转弯的时候比直通一个十字路口在旅行。作者判定司机工作量与措施的头部动作,响应时间和错误来探测,眨眼频率,发现更大的工作负载左、右转弯的时候要么比当走。左转弯略有涉及,但是并不显著更大的工作量。这就解释了,部分,检测故障,往往会导致碰撞与迎面而来的车辆与行人,如摩托车转弯的时候。看到第十九章的详细讨论左转事故。某些道路特性会将增加的需求驱动。理解这些要求应该证明有助于道路设计者。曲率变化率的影响在某些心理生理指标测定Ritcher et al。(1998)在农村道路。心率(HR),闪烁速度(BR)和速度被

42、发现非常与曲率变化率(定义为绝对值之和的定向改变角度与路段长度)。BR下降与增加改变改变率。心率变异性(HRV)和皮肤电导响应(SCR)也测量。更大的曲线变化速率是与主观评分显示更到的困难的任务,减少了BR和HRV。减少了BR和HRV通常用作措施的关注和觉醒,表明更大的视觉需求或心理工作负荷,然而,有相互矛盾的证据和工作量相关HRV.大多数司机有可能意识到更大的注意力需要前方的道路作为他们的速度增加,增加的流量。有人建议,有效视野的驱动程序与增加的速度收缩,从而产生一种“隧道视野。“当一个司机是无法选择速度他或她想旅行(如。,在重交通)信息选择主要都是相关的,驾驶任务。这发生在多大程度上是由测

43、量眼球运动。在一项研究表明,在德国(波特曼列出Spjkers和赫斯,1991)受试者被要求在三个不同的道路类型的开车速度不同。城市的高速公路和城市街道高车速是引起更多视觉注视对象相关的驾驶任务。速度较慢(30与50英里每小时(80公里每小时50与)有一个更大比例的固定到不相关的对象。平均固定时间是再开车时更慢的城市高速公路和农村公路。很明显,为了应对更复杂的驾驶情况下,司机往往会减少他们的速度让时间来处理额外的输入。一个司机的注意力被吸引到一个客观的环境在一定程度上是由于它的显眼。一个区别可以关注和搜索显眼之间。前者,目标吸引司机的注意力,因为他们的特性(如。,接近道路、大小、颜色、运动)。搜

44、索显眼的可能性也被检测到的目标当司机正积极寻找它。科尔和休斯(1984)研究了这些类型的醒目性在研究标志检测和发现,后者导致了更大的探测率,正如所料,星座是更容易注意到更少的其他需求驱动。2.10、转向在驾驶任务中出现最频繁的活动是转向,主要停留在某人的车道(称为车道保持)。一个车辆的转向包括先行和补偿模式。前者是在路的预期需要绕过曲线或危害,而后者涉及保持车辆在车道,很大程度上决定于信息接近车辆(如。,车道,道路边料)。车道保持困难增加和减少能见距离。信息的重要性从不同的距离在前面的路已经被证明了的土地和霍尔伍德中校(1988)曾司机查看路与一个学位俯视图的前方的道路,显示两到四度或7到8摄

45、氏度下了水平。远地区的看法(2到4度下),提供的信息对道路曲率,而该地区7到8摄氏度下的位置信息提供车辆在道路上。作者得出结论,有两个部分的道路参与指导。“远路”机制负责“曲率匹配”,而“靠近路”机制负责维护位置在车道。前有一个最佳大约4度地平线下,后者是最佳在7.7度以下。这项研究符合早期研究表明通知司机,谁是专注于保持车辆在路面,往往看起来更接近车辆。使用周边视觉,一个重要的因素在车道保持、发展与驾驶体验,如Summala,Nieminen和Punto(1996)。这些作者有新手和经验丰富的司机沿着一条直路只使用周边视觉,而执行二级视觉任务,不同的位置(7,23岁,或从正前方38度)和从事

46、一项任务,增加精神负担。他们表明,新手最初需要的视野对车道保持,但与经验,司机完成这个使用周边视觉。一个测量的转向精度”时间线穿越”(TLC),这是一个司机在可用时间的时刻之前的任何部分车辆到达其中一个车道边界,通常一个车道或边缘标记。范Winsum和Godthelp(1996)使用薄层色谱作为衡量转向误差在驾驶模拟器在实验对象的一个双车道的公路上开车四左曲线。两个最小速度和转向误差影响曲线半径,用较慢的速度和更高的误差曲线尖锐。作者得出结论,司机与较低的转向能力弥补了他们的速度放缓。准确的预测运动的其他车辆在道路环境是至关重要的安全驾驶。这种能力取决于光流从一个自己的运动以及当地的视觉线索,

47、比如自己的轨迹和相对光学运动与其他车辆和固定对象的环境。多么好一个司机可以预测碰撞与另一车辆取决于环境的复杂性以及感知风格的司机。在测量,称为“时间冲突”(TTC),司机可能需要决定是否一个十字路口车辆到达之前或之后。TTC估计已经发现更准确,视觉信息是可以给司机。丰富的视觉环境司机有更多信息的速度来评价他或她自己的车辆以及乙醚。有一个一般倾向于低估了TTC,这将导致更安全的决策(Recarte,Nunes和弗,1996)。2.11积极正确的导向A基本概念积极指导的概念是重要的理解司机的信息需求和信息的传播来驱动。积极的提供的指导,提出了在信息明确,明确和有足够显眼,让驾驶员来探测危险在巷道环

48、境,可能是视觉杂乱,认识到危险或其螺纹的潜力,选择适当的速度和路径,ab和启动和完成所需的操作安全。做的好,它能增强司机的概率做出适当的决策速度和路径有关。积极指导认可三种级别的驱动性能:控制、指导和导航。控制是指任务绩效相关的驱动程序的交互工具。车辆控制的速度而言,路径(位置在路上)和方向。司机运动控制通过方向盘,油门和刹车。信息是如何顺利执行的控制水平司机来自汽车和它的显示以及视觉观察变化的速度、路径和方向。司机收到持续的反馈通过车辆响应各种控制操作。指导是指任务绩效与司机的挑选和维护一个安全的速度和路径。司机必须评估当前的环境和翻译变化成一直线,等级和交通控制的行动需要留在适当的车道在适

49、当情况下的速度。在这个级别的信息来自高速公路其校准和品位、几何特征、危害、肩膀等。交通速度、相对位置、差距、进展等。交通控制设备,监管和警告标志、信号和标志。导航是指活动参与规划和执行一个旅行从起源到目的地。司机一般评估路线号码或姓名、街道名称、交换或交叉设计、基本方向和地标。他们使导航水平决定选择点。信息输入来自地图、文字提示,过去的经验,引导标志和地标。B、任务复杂性信息和任务绩效相关的三个层次的性能从层次结构的复杂性。在控制,最低的水平,信息处理和车辆处理相对简单,至少大部分的时间。他们是如此完全overlearned由经验丰富的司机,车辆控制的表现几乎没有有意识的思考。在指导和导航的水

50、平,信息处理往往是越来越复杂,要求高,司机需要更多的处理时间做出决策和响应信息输入。这经常发生在城市地区,在十字路口和交换,哪里有沉重的交通需求。的性质和数量的危害和可用的信息显示也会影响任务的复杂性。复杂性增加的规模从控制通过导航。C 信息存储的原则通信控制设备的存储可以用四个原则来描述：优先：符号信息的设置需要根据其对传动器（驱动程序）的重要性来决定。有种情况就是信息为了赢得传动器的关注从而导致的一些不必要或者是不重要的信息的流出。当驱动器去处理一些不重要的信息而漏掉或者是流出一些重要的信息时，错误就会发生。比如说，警告信号就应该比目标信号设立更高的优先权。传播：当驱动器命令的信号不能存储

51、在一个符号（sign）或者位于一个地址的一连串的符合上，可以将其传输到其他空间从而减少驱动器的负荷。但是被传输的位置必须是重要的驱动指令和行动所在的地方。信息的存储必须允许时间去监测，并且保证所有要求的信息都能够检测到。比如说在一个观光网站，其目的地名称的数量要超过三个，在这种情况下，不仅仅只有一个信号会被用到，我们要分开的设置好更多的信号。（Smiley,1998）编码：一种可以将信息碎片组合成大的单元的操作。通过描绘关于基于信号背景颜色的信息和信号镶嵌板的形状的message的特殊的信息，通信信号的颜色和形状代码完成了这一举措。（比如说，黄宝石色信号代表警告，矩形蓝色信号代表驾车服务。）裁员？：我将用不同的方式来说这件事。在北美的STOP信号用的是独特的形状和message.这两者都代表停下的含义。同样的信息可以用两者方式反映出来。（比如说，“不允许通过”可以通过一个指示牌和人行道标记来表示。）我们要知道公路本身传输给它的使用者的更多的是信息而不是任何其他的单一资源。计划者和设计者的工作就是决定公路的整个系统，因此，他们在公路相关信息的发展上扮演着非常重要的角色。事实上，任何一项为公路使用者提供相关行驶工作信息的行为，都有