路宽对驾驶行为及司机负荷的影响

1、路宽对驾驶行为及司机负荷的影响崔西奎 作者地址：山东省临沂市公路局蒙阴县公路管理局，276200 沈 醉作者地址（通讯作者）：西安交通大学1843信箱，710049；E-mail: sorrowfulbewitch摘要 本文目的在于研究在不同路面宽度条件下司机的驾驶行为和主观负荷。实验模拟了三种路面宽度的驾驶条件，考察了司机在行车中的心率、瞳孔直径、主观驾驶负荷、驾驶速度、蹭车以及撞车次数。结果发现，在较窄路况下行驶，司机的心率和主观驾驶负荷较高，瞳孔较大，驾驶速度较慢，蹭车和撞车次数较多。本文研究从路况角度，对提升驾驶安全和降低司机负荷提供了借鉴。关键字：路宽；司机；驾驶行为；工作负荷Abs

2、tract The purpose of this research is to the influence of road width to the drivers behavior and subjective load. Three conditions of road width were simulated and the drivers heart rate, pupillary diameter, subjective driving load, driving velocity, numbers of scrape and crash were recorded. The re

3、sults showed that divers had higher heart rate and subjective driving load, larger pupillary size, slower driving velocity, more scrape and crash when they were driving along narrower road. This research could be used for reference of prompting driving safety and decreasing driving load.Key words: r

4、oad width; driver; driving behavior; workload1 引言在行车中，路面状况对司机的影响很大。路况包含的内容很多，其中一个重要方面是路面宽度。考虑到驾驶的特殊性和安全性，模拟方法已经被用来研究驾驶1。本文结合问卷调查和仪器测量，进行模拟行车实验研究了不同路面宽度对司机驾驶行为和负荷的影响。2 研究方法2.1 研究对象43名被试均为某市男性出租车（车型：轿车）司机,年龄介于2644岁之间，平均年龄32岁，驾龄介于325年之间，平均驾龄9年。2.2 研究变量及度量方法研究的自变量为路宽，有三个水平，分别为2，3，4倍车身宽度（分别为窄、中、宽），通过驾驶模拟

5、器和游戏程序产生。驾驶模拟器为SONY生产的PS-2游戏机，带有轮式模拟驾驶操纵盘以及包含油门和刹车的踏板。游戏软件为“Need for Speed Most Wanted 7”（赛车游戏），该软件可以计算某段游戏过程的平均车速。为了增加实验的真实感和沉浸感，以投影仪（东芝TLP471型）将游戏画面投放在距被试头部约1.5m的墙上，投影面积约为80×60cm。因变量为被试在实验任务中的心率、瞳孔直径、实验完毕后被试的驾驶负荷和驾驶过程的绩效。驾驶绩效包括驾驶速度，蹭车次数和撞车次数。各个因变量的描述、度量设备和方法见表1。表1 因变量的描述和度量方法变量名称变量编号变量描述度量仪器和

6、方法单位心率Y1心跳速率芬兰产Polar S610i心率计次/分钟瞳孔直径Y2德国产iView X HED眼动仪毫米驾驶负荷Y3被试对驾驶负荷的主观得分，分数从1到10，10分表示最高库柏-哈柏修正法2（MCH）驾驶速度Y4驾驶绩效指标游戏软件记录公里/小时蹭车次数Y5驾驶绩效指标，车辆行驶中被轻微刮伤的次数游戏软件记录次撞车次数Y6驾驶绩效指标，车辆严重撞击障碍物并被迫停车游戏软件记录次2.3 实验过程实验于上午9:0011:00进行。被试依次完成实验，被试需要完成在三种路宽条件下的赛车游戏，每一种游戏条件持续5分钟，在每种条件的游戏中间休息5分钟。整个实验过程大约为半小时。实验过程中记录被

7、试的平均心率、平均瞳孔直径、平均驾驶速度、蹭车次数和撞车次数；实验完毕后需要被使给出每种条件下的驾驶负荷的主观评价值。3 结果使用SPSS（版本：11.5）软件对结果进行分析。使用ANOVA分析来比较三种路宽情况下的因变量结果差异。表2显示了三种路宽情况下的因变量值。从表2可以看出，被试在较窄的路上行驶时心率较高，瞳孔直径较大，主观驾驶负荷较大大，驾驶速度较慢，蹭车次数较多，而且撞车次数也较多。所有的ANOVA检验均达到显著性水平（p<0.05）。表2三种路宽情况下的因变量变量名称变量编号单位路面宽度窄中宽心率*Y1次/分钟92.3（8.6）85.6（7.1）76.3（7.6）瞳孔直径*

8、Y2毫米6.03（1.12）5.72（1.03）5.46（0.92）驾驶负荷*Y39.56（2.23）7.38（1.21）5.48（1.54）驾驶速度*Y4公里/小时38.2（7.8）46.3（10.6）67.5（12.7）蹭车次数*Y5次14.5（5.2）10.4（3.3）5.7（2.4）撞车次数*Y6次8.6（2.2）6.4（1.7）3.5（1.3）说明：括号内为标准差， ANOVA（*p<0.05）。4 结论与讨论作为脑力负荷的度量指标，心率、瞳孔直径和库柏-哈柏修正法都具有良好的敏感度，前人研究表明：脑力负荷的上升可导致心率上升3，瞳孔直径放大4，以及库柏-哈柏修正法的主观得分增

9、加2。本研究也得到了类似的结果，即：随着路面宽度越来越窄，驾驶员的脑力负荷越来越高。从驾驶行为和绩效角度来看，驾驶员在较窄路面上行驶会放慢车速，但是尽管如此，他们还是更多会出现更多的安全问题，如：刮车，撞车。考虑到模拟驾驶本身与真实的驾驶状况有一定的差异，因此本研究的结果和结论距离实际情况有出入。进一步的研究应该在更真实的情况下深入探讨驾驶员的行为。参考文献1 李增勇, 焦昆, 陈铭模, 等. 模拟汽车驾驶所致腰部肌肉疲劳的肌电图功率谱分析J. 中华劳动卫生职业病杂志, 2003, 21(5): 365-367.2 Wierwille W, Cascali J G. A validated rating scale for global mental workload measurement applicationsA. In: Proceedings of the Human Factors Society, 27th Annual MeetingC, 1983. 129132.3 Wildervanck C, Mulder G, Michon J A. Mapping mental load in car drivingJ.