《汽车座舱触控屏交互安全性测试与评价方法》

ICS

CCS

团体标准

T/CSAExx－20xx

汽车座舱触控屏交互安全性测试与评价方法

Safetytestandevaluationmethodsfortouchscreeninteractioninautomobilecockpit

（报批稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinalmaterials

20xx-xx-xx发布20xx-xx-xx实施

中国汽车工程学会发布

T/CSAExx—20xx

汽车座舱触控屏交互安全性测试与评价方法

1范围

本文件规定了驾驶员与汽车座舱触控屏交互产生的分心对驾驶安全性影响的测试与评价方法。

本文件适用于M类和N类车辆，其他类车辆可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB5768.2-2022道路交通标志和标线第2部分：道路交通标志

GB/T41797-2022驾驶员注意力监测系统性能要求及试验方法

JT/T378-2022汽车驾驶培训模拟器

T/CSAE125-2020智能网联汽车测试场设计技术要求

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

触控屏交互安全性safetyoftouchscreeninteraction

驾驶员与座舱触控屏交互过程中产生的分心对驾驶安全的影响程度。

3.2

驾驶次任务secondarydrivingtask

驾驶过程中，驾驶员与座舱触控屏之间发生的与娱乐、通信、导航、设置等功能相关的交互。

3.3

视觉分心visualdistraction

完成驾驶次任务过程中，驾驶员视线离开道路导致驾驶能力下降的行为。

3.4

操作分心manualdistraction

完成驾驶次任务过程中，驾驶员手离开转向盘进行触控屏操作导致驾驶能力下降的行为。

3.5

认知分心cognitivedistraction

完成驾驶次任务过程中，驾驶员注意力离开驾驶主任务导致驾驶能力下降的行为。

4测试与评价流程

汽车座舱触控屏交互安全性测试与评价流程见图1，具体如下：

1

T/CSAExx—20xx

a)测试准备：根据测试环境及测试对象的不同，分别搭建封闭道路实车测试或仿真场景驾驶模拟器

测试两种平台，同时准备测试设备以及被试人员；

b)测试：测试准备完成后，执行测试（封闭道路实车测试或仿真场景驾驶模拟器测试），获取测试

数据；

c)评价：根据测试数据计算评价指标，基于评价体系输出评价结果。

图1汽车座舱触控屏交互安全性测试和评价流程

5测试准备要求

5.1测试平台要求

5.1.1封闭道路实车测试要求

5.1.1.1封闭道路要求

封闭道路要求如下：

a)封闭道路的设置应符合T/CSAE125-2020中5.1规定的相关要求；

b)如未标明特殊要求，所有测试均应在下述条件下进行:

1)道路环境:空旷、无遮挡、无干扰、无其它交通参与者（车辆、行人、非机动车等）；

2)无降雪、冰雹、扬尘等恶劣天气情况；

3)环境温度为-20℃~60℃；

4)水平能见度应大于500m，光照强度应符合GB/T41797-2022中6.1规定的相关要求；

5)道路宜选择直线路段，长度宜大于2km，车道数宜大于等于3条，且单条车道宽度3.5m

~3.75m。

5.1.1.2车辆要求

车辆要求如下：

a)车辆应按照制造厂商的技术要求进行检查及必要的调整，车辆需无故障，具备执行测试驾驶

次任务所需的完整功能。

5.1.2仿真场景驾驶模拟器测试平台要求

5.1.2.1仿真场景要求

2

T/CSAExx—20xx

仿真场景要求如下：

a)仿真场景应支持实时仿真测试；

b)仿真场景应具备场景编辑、保存等场景管理能力；

c)仿真场景道路环境：空旷、无遮挡、无干扰、水平能见度大于500m、无其它交通参与者（车

辆、行人、非机动车等）；

d)仿真场景道路选择直线路段，长度大于2km，车道数大于等于3条，且单条车道宽度3.5m~

3.75m；

e)仿真场景交通标志、标线应符合GB5768.2-2022中规定的相关要求。

5.1.2.2驾驶模拟器要求

驾驶模拟器要求如下：

a)驾驶模拟器应具备转向盘、制动踏板、加速踏板，以及模拟驾驶时的视景变化图像与声音的

驾驶视景系统，且应符合JT/T378-2022中6.2规定的相关要求；

b)驾驶模拟器的触控屏应具备执行测试驾驶次任务所需的完整功能。

5.2测试设备要求

5.2.1眼动仪要求

眼动仪应满足如下要求：

a)采样速率大于等于50Hz；

b)眼球追踪延时小于等于1.8ms；

c)眼球追踪角度小于等于0.5°；

d)支持瞳孔直径测量，且精度大于等于0.01mm；

e)为保证采集精度，宜附带有视力矫正镜片，用于近视或远视的被试人员佩戴。

5.2.2视频设备要求

视频设备应满足如下要求：

a)视频设备像素大于等于1080P；

b)帧率大于等于30fps；

c)拍摄范围应覆盖到座舱触控屏整个区域。

5.3被试人员要求

被试人员应该满足以下要求：

a)被试人员应取得相应准驾车型驾驶证并具有2年以上驾驶经验；

b)被试人员的双眼裸眼视力或矫正视力要达4.9以上；

c)被试人员数量应不少于24人，且男女比例1：1，年龄均匀分布在18-24岁、25-39岁、40-54

岁、55以上四个年龄组，可根据实际情况进行适当调整。

6测试方法

6.1测试执行

6.1.1测试过程

3

T/CSAExx—20xx

汽车座舱触控屏交互安全性测试过程分为四个阶段，分别是熟悉适应阶段、平稳静息阶段、稳定驾

驶阶段和任务测试阶段，见图2。

图2汽车座舱触控屏交互安全性测试过程

6.1.2测试步骤

6.1.2.1封闭道路实车测试步骤

封闭道路实车测试步骤如下：

a)被试人员进入测试车辆并佩戴眼动仪；

b)被试人员调整到正常驾驶坐姿，熟悉驾驶次任务，并适应车辆；

c)被试人员适应车辆后进行眼动仪校准，随后开始眼动仪和视频设备数据记录；

d)被试人员保持平稳静息状态后，用眼动仪标记静息状态开始的时间戳，1min后标记静息状态

结束的时间戳；

e)被试人员起动车辆，调整并保持在中间车道以60km/h的速度稳定行驶；

f)被试人员稳定行驶后，接收到“开始”指令后执行单项驾驶次任务测试，同时用眼动仪和视

频设备标记测试开始的时间戳；

g)被试人员完成单项驾驶次任务后口头报告“完成”，同时用眼动仪和视频设备标记测试结束

的时间戳；

h)被试人员调整车辆至静止状态并填写SWAT量表（见附录A）；

i)重复执行步骤f~h直至所有驾驶次任务全部结束，随后结束眼动仪和视频设备数据记录。

6.1.2.2仿真场景驾驶模拟器测试步骤

仿真场景驾驶模拟器测试步骤如下：

a)被试人员进入驾驶模拟器并佩戴眼动仪；

b)被试人员调整到正常驾驶坐姿，熟悉驾驶次任务，并适应驾驶模拟器；

c)被试人员适应驾驶模拟器后进行眼动仪校准，随后开始眼动仪和视频设备数据记录；

d)被试人员保持平稳静息状态后，用眼动仪标记静息状态开始的时间戳，1min后标记静息状态

结束的时间戳；

e)被试人员起动驾驶模拟器，调整并保持在中间车道以60km/h的速度稳定行驶；

f)被试人员稳定行驶后，接收到“开始”指令后执行单项驾驶次任务测试，同时用眼动仪和视

频设备标记测试开始的时间戳；

g)被试人员完成单项驾驶次任务后口头报告“完成”，同时用眼动仪和视频设备标记测试结束

的时间戳；

h)被试人员调整驾驶模拟器至静止状态并填写SWAT量表（见附录A）；

i)重复执行步骤f~h直至所有驾驶次任务全部结束，随后结束眼动仪和视频设备数据记录。

6.2测试数据

4

T/CSAExx—20xx

6.2.1测试数据内容和精度

测试数据内容和精度要求见表1。

表1测试数据内容和精度要求

测试数据内容测试数据来源符号单位

测试开始的时间戳眼动仪s

测试结束的时间戳眼动仪s

测试开始的时间戳视频设备s

测试结束的时间戳视频设备s

静息状态开始的时间戳眼动仪s

静息状态结束的时间戳眼动仪s

单次扫视时间眼动仪ms

扫视次数眼动仪N-

操作总次数视频设备C-

瞳孔直径眼动仪mm

6.2.2测试数据有效条件

测试数据中单次扫视时间缺失、瞳孔直径数据误识别比例均不超过其总量的5%，认定本次测试数据

有效。

7评价方法

7.1评价体系

汽车座舱触控屏交互安全性评价包括两个阶段：单项等级评价和综合等级评价。评价体系架构见图

3。

图3评价体系架构

其中单项评价包括视觉分心、操作分心、认知分心三个方面的评价方面，综合评价通过综合评价指

数进行等级评价，评价指标体系见表2。

5

T/CSAExx—20xx

表2评价指标体系

评价阶段评价指标单位

视觉分心视线离路总时间（）s

操作分心操作次数（）-

单项评价

主观负荷分数()-

认知分心

瞳孔直径变化量()mm

综合评价综合评价指数（F）-

7.2单项评价

7.2.1单项评价指标定义和计算方法

单项评价指标定义和计算方法如下：

a)视线离路总时间（）

本指标衡量完成驾驶次任务的视觉分心程度，通过单次扫视时间及扫视次数N进行表征，计算公

式见公式1。

··································································(1)

式中：

——即视线离路总时间，结果保留一位小数，单位为秒（s）；

——即单次扫视触控屏持续时间，单位为毫秒（ms）；

N——即完成单项驾驶次任务的扫视触控屏总次数。

b)操作次数（）

本指标衡量完成驾驶次任务的操作分心程度，通过视频设备标记单项驾驶次任务测试开始到结束的

操作总次数C进行表征，计算公式见公式2。

XC=-·········································································(2)

2~TTEVSV

式中：

——即操作次数，单位为次；

C——即完成单项驾驶次任务的操作总次数；

——即单项驾驶次任务测试开始时视频设备标记的时间戳，单位为秒（s）；

——即单项驾驶次任务测试结束时视频设备标记的时间戳，单位为秒（s）。

c)主观负荷分数()

本指标衡量完成驾驶次任务的认知分心程度，通过SWAT量表得分W进行表征。计算公式见公式3。

·········································································(3)

6

T/CSAExx—20xx

式中：

——即主观负荷分数（百分制），结果四舍五入取整；

W——即通过附录A得到的SWAT量表得分值。

d)瞳孔直径变化量()

本指标衡量完成驾驶次任务的认知分心程度，通过瞳孔直径进行表征。计算公式见公式4。

································································(4)

式中：

——即瞳孔直径变化量绝对值，结果保留两位小数；

——即每秒采集的瞳孔直径；

——即单项驾驶次任务开始时眼动仪标记的时间戳；

——即单项驾驶次任务结束时眼动仪标记的时间戳；

——即静息状态开始时的时间戳；

——即静息状态结束时的时间戳。

7.2.2单项等级评价

7.2.2.1视觉分心等级评价

视觉分心等级用视线离路总时间（）来评价，评价指标限值见表3。

表3视线离路总时间单位为秒

级别12345

上限471115-

下限-4.17.111.115.1

7.2.2.2操作分心等级评价

操作分心等级用操作次数()来评价，评价指标限值见表4。

表4操作次数单位为次

级别12345

上限391520-

下限-4101621

7.2.2.3认知分心等级评价

认知分心等级用主观负荷分数和瞳孔直径变化量()来评价，评价指标限值见表5和表6。

7

T/CSAExx—20xx

表5主观负荷分数

级别12345

上限16273952-

下限-17284053

表6瞳孔直径变化量单位为毫米

级别12345

上限0.230.460.570.65-

下限-0.240.470.580.66

7.2.3单项等级评价结果

单项等级评价结果，具体如下：

a)单项等级评价级别数值越小，表示驾驶员完成驾驶次任务过程中，分心程度越低；

b)单项等级评价级别数值越大，表示驾驶员完成驾驶次任务过程中，分心程度越高；

c)单次扫视时间大于2s，则判定驾驶员完成驾驶次任务过程中，视觉分心级别为5。

7.3综合评价

7.3.1综合评价指标定义和计算方法

综合评价指标根据每个单项评价指标的重要程度计算，见公式5。

·································(5)

式中：

——即汽车座舱触控屏交互安全性综合评价指标（百分制），结果四舍五入取整；

——即完成单项驾驶次任务的视线离路时间，单位为秒（s）；

——即完成单项驾驶次任务的操作次数，单位为次；

——即完成单项驾驶次任务的主观负荷分数（百分制）；

——完成单项驾驶次任务的瞳孔直径变化量，单位为毫米（mm）。

7.3.2综合等级评价

汽车座舱触控屏交互安全性综合评价指标限值见表7。

表7安全性综合评价指标限值

安全

级别危险

高中低

上限100795939

下限806040-

7.3.3综合等级评价结果

8

T/CSAExx—20xx

综合等级评价结果，具体如下：

a)级别为安全-高，表示驾驶员完成驾驶次任务过程中，触控屏交互安全性高；

b)级别为安全-中，表示驾驶员完成驾驶次任务过程中，触控屏交互安全性中等；

c)级别为安全-低，表示驾驶员完成驾驶次任务过程中，触控屏交互安全性低；

d)级别为危险，表示驾驶员完成驾驶次任务过程中，触控屏交互安全性极低，存在极大的安全

隐患；

e)单次扫视时间大于2s，则判定驾驶员完成驾驶次任务过程中，综合级别为危险。

车辆制造厂商可以根据评价结果，对驾驶次任务的关联设计进行优化。

若封闭道路实车测试和仿真场景模拟驾驶器测试的评价结果偏差大于15%，为了保证结果的合理性

及兼容性，结果以实车测试结果为准。

若封闭道路实车测试和仿真场景模拟驾驶器测试的评价结果偏差小于等于15%，结果可由车辆制造

厂商进行选择。

9

T/CSAExx—20xx

附录A

（规范性）

SWAT量表及评分标准

A.1SWAT量表

SWAT量表（SubjectiveWorkloadAnalysisTechnique)是用来评估工作负荷的多维综合评估量表，

用于评估驾驶员触控屏交互过程中的认知分心程度，SWAT量表内容见表A.1。

表A.1SWAT量表

序号题目类型题目选项组别

TES

T时间负荷（反映完成任务过程中可用空闲时间的多少）

TSE

三种负荷对任务的影响大小ETS

1排序题S努力负荷（反映完成任务过程中需要付出多大的努力）

从大到小排列EST

E心理紧张负荷（反映完成任务过程中产生的焦虑、不称心等STE

心理变化的程度）SET

（时间负荷）轻度：经常存在多余时间且受到外界干扰较少。1

2单选题完成任务过程中的时间和外中度：偶尔存在多余时间，有时会受到外界干扰。2

界干扰情况重度：经常感觉时间不够用且经常受到外界干扰。3

轻度：只需要付出很少的努力，也不用集中精力就能完成指定

1

任务。

（努力负荷）

中度：需要付出一定程度的努力，要适当地集中精力才能完成

3单选题完成任务过程中需要付出的2

指定任务。

努力程度

重度：必须付出很大的努力，必须全神贯注才能勉强完成指定

3

任务。

轻度：很少感到思绪混乱、不称心或焦虑，能够顺利完成指定

1

任务。

（心理紧张负荷）

中度：有时感到思绪混乱、不称心或焦虑，需要采取相应的改

4单选题完成任务过程中遇到问题或2

善措施才能完成指定任务。

者困难时的心理状态

重度：经常感到思绪混乱、不称心或焦虑，需要很大的决心才

3

能完成指定任务。

A.2SWAT量表评分标准

量表中第一题将三个条目（心理努力负荷E，时间负荷T，心理紧张负荷S）按照重要程度进行排序，

在选择题中将每个条目按轻、中、重各划分成三个等级(1表示轻，2表示中，3表示重),共组成27种状

况，分别对应27种心理负荷分数值，具体分组及其评分标准见表A.2

表A.2SWAT量表的分组及其评分标准

组别分数值

10

T/CSAExx—20xx

TESTSEETSESTSTESET

1111111111111111111

1121211122111212112

1131311133111313113

1211122111122111214

1221222122122212215

1231322133122313216

1311133111133111317

1321233122133212318

1331333133133313319

21121112112111211210

21222112222112221211

表A.2SWAT量表的分组及其评分标准（续）

组别

分数

TESTSEETSESTSTESET

2132311