基于交通标志信息量的驾驶负荷加载有效性研究

过高的驾驶负荷是导致驾驶绩效受损和交通事故的重要原因,因此驾驶行为和交通安全研究中需要采用适当的负荷加载形式;通过试验分析不同信息量的交通标志对驾驶人认知负荷的影响规律,验证交通标志信息量对负荷加载的有效性。基于不同信息量的交通标志,对驾驶人的驾驶负荷进行试验验证。招募44名被试在静态控制环境下进行交通标志认知试验,采用信息理论对交通标志信息量进行量化计算,用不同信息量的交通标志进行认知负荷加载,采集被试对每个标志的主观负荷评价及反应时间。试验结果表明：主观驾驶负荷与交通标志信息量有高度相关性,反应时间随着信息等级的增加而增加;而驾驶人性别和驾驶经验对交通标志视认反应时间和主观驾驶负荷量化没有显著影响,这说明在驾驶试验中,交通标志信息量可以用于驾驶试验中的认知负荷的加载,而这种负荷的加载对于驾驶人的性别和驾驶经验是无差别的。该研究更多地考虑了驾驶人的认知特性,研究成果可用于驾驶负荷试验的次任务加载,帮助进行交通安全理论研究。     

基于驾驶工作负荷的心生理指标研究

驾驶员是道路交通系统的核心,道路交通系统的设计应考虑驾驶员的行为特征需求。从驾驶员认知过程研究出发,分析了驾驶员认知、道路环境条件和驾驶工作负荷的关系,通过动态EEG、眼动、心电、皮电等生理心理测量评价驾驶工作负荷,并对具体的心生理学指标反应驾驶工作负荷的原理和规律进行了研究。     

驾驶中拨打手机对驾驶人脑力负荷及驾驶行为的影响分析

基于驾驶模拟实验平台,选择高速公路、城市道路2种交通环境,对3名低龄驾驶人正常驾驶与拨打手机驾驶情况下的脑力负荷及驾驶行为表征指标进行了全程监测。每组实验时间约为15min。其中,脑力负荷评估采用心率变异性相关指标,驾驶行为表征采用后视镜使用、转向灯使用、档位变换及速度变化等指标。实验结果表明,相比于正常状态驾驶中拨打手机时心率变异性指标,出现了驾驶人LFNU指标增大、HFNU指标减小、LF/HF比值明显增大、TP增大的现象,规律明显。在排除驾驶疲劳对心电指标产生影响的可能后,可初步判定出现以上现象的原因是拨打手机引起了驾驶人脑力负荷的大幅增加。在驾驶人认知资源有限的情况下,脑力负荷的增大造成了驾驶人在信息获取、转向灯使用、档位变换和车速保持等方面的能力有不同程度的下降。综上所述,驾驶中拨打手机使得驾驶人脑力负荷大幅增加,进而对驾驶行为产生了诸多负面影响,给交通安全带来了隐患。因此,建议相关部门在法律、法规中对驾驶中拨打手机的行为加以限制,以减少交通事故风险。     

音乐与驾驶心理

人的心理状态会因外界环境的刺激而受到影响，而受到影响的过程首先是感官感知的过程，这种感知包括视觉、听觉、触觉等等。音乐直接作用于人的听觉，从而对其驾驶行为和心理起到影响作用。     

场景风险引导下驾驶人应激反应能力研究

为研究先进驾驶辅助系统下驾驶人面对交通场景中突发事件的应激反应能力,利用自主开发的应激反应能力测试软件,通过设置场景风险提示来模拟先进驾驶辅助系统的引导作用.选取操作准确率、反应时间和额外反应次数为测试指标,测试不同信息引导方式下驾驶人的应激反应能力.运用认知评价理论调查被试对测试软件和试验的主观感受.结果表明,视觉、听觉和视听觉引导均能有效提升驾驶人的应激反应能力,缩短应激反应时间;视觉和视听觉引导比听觉引导效果更好;有信息引导的驾驶人额外反应次数较少;驾驶人应激反应能力能够通过训练和心理激励获得提升.      

长时驾驶任务中脑力负荷多维特征变化趋势研究

研究长时驾驶任务中驾驶人脑力负荷多维特征随时间的变化趋势，对构建长时驾驶任务中脑力负荷的动态测评方法有着重要意义。现有研究缺少对脑力负荷动态变化的深入分析，尚未能揭示脑力负荷多维特征随时间的变化趋势。设计基于模拟驾驶场景下不同任务难度的时间纵向驾驶任务仿真试验，采用双因素(3任务难度×6时间段)组内试验设计，记录了驾驶人脑力负荷的主观测评、驾驶行为绩效以及眼动、皮电和心电等多模态生理测评指标数据，通过重复测量的方差分析方法系统地分析了脑力负荷多维特征在长时驾驶任务中的变化机理。结果表明：在长时驾驶任务中，随着驾驶时长增加，驾驶人的主观脑力负荷产生累积增加现象，驾驶行为绩效变差，瞳孔直径先快速变小后趋于平稳，皮肤电导水平先快速变大后趋于平稳，心率变异性pNN20指标随时间缓慢降低，心率低频与高频的能量比LF/HF在一段时间平稳后变大。任务难度对主观脑力负荷、驾驶行为绩效、眼动及皮电指标都有显著影响。不同任务难度下脑力负荷特征的变化趋势有所不同。研究结果揭示了长时驾驶任务中脑力负荷的多维特征变化趋势，可为进一步探究长时驾驶任务中脑力负荷的动态测评方法提供参考依据。     

基于ROC曲线的疲劳驾驶判别方法研究

疲劳驾驶判别是危险驾驶行为研究的主要内容之一,基于驾驶行为的疲劳驾驶判别更加直接.文中选取疲劳状态下的驾驶行为指标作为研究对象,结合不同道路线形分析疲劳对于驾驶行为的影响,获得能在相应的道路条件下显著反映疲劳驾驶的驾驶行为指标.使用ROC曲线方法分别确定不同道路线形下各个驾驶行为指标判别疲劳驾驶的阈值.根据各个驾驶行为指标及阈值,建立疲劳驾驶综合判别模型,并通过对比分析说明基于驾驶行为指标进行疲劳驾驶判别考虑不同道路线形的必要性.研究结果表明,疲劳状态对驾驶行为的影响在不同道路线形上表现不同,基于ROC曲线的疲劳驾驶判别方法可应用于基于驾驶行为的疲劳检测,不同道路线形下平均识别率达75％,平均误判率为16.5％.     

基于多维信息特征分析的驾驶人认知负荷研究

准确评估驾驶人认知负荷水平，对于深入研究驾驶人行为特性，改善驾驶安全性具有重要意义。现有的驾驶人认知负荷分类方法，大多基于心电、脑电等生理信息和车辆信息，由于特征选择上的单一性，导致驾驶人认知负荷分类模型的分类精度不高。设计基于跟驰场景的不同认知负荷N-back次任务试验，通过采集受试者的生理信号和车辆信号，结合NASA_TLX主观评分和机器学习算法，提出了基于多维信息特征融合的驾驶人认知负荷分类方法。研究表明：基于生理信息和车辆信息的多维信息特征认知负荷分类方法，其精度显著高于传统的基于生理信息的认知负荷分类方法，以多维信息特征为输入，随机森林法以其稳定性好、抗过拟合能力强的特点，表现出优异的分类效果，相比神经网络和支持向量机，具有最高的平均分类精度。     

高速公路不同线形组合路段划分研究

通过对27名典型车型驾驶员在高速公路不同线形条件下的运行速度、生理和心理变化等现场试验数据采集、分析,得到驾驶员安全舒适性评价指标(驾驶工作负荷度)在高速公路不同线形组合路段的变化规律;提出高速公路线形变化引起的车辆运行速度和驾驶工作负荷度变化具有提前性,而并非在道路线形变化点同时发生变化,这种提前现象反映出驾驶员对道路线形条件变化认知和决策的适应特性;提出了基于驾驶工作负荷度变化特性的高速公路不同线形组合路段划分标准。研究结论对道路设计、交通安全设施布设和道路运营管理等理论和实践具有一定的参考价值。     

音乐和自然声音对驾驶行为和安全性的影响——以城市道路模拟驾驶为例

近来,当车辆行驶在城市道路时,研究者倾向于调查自然声音、古典音乐和硬摇滚音乐对驾驶性能和驾驶人生理的影响.利用自然声音作为刺激因素,对驾驶行为进行研究.参与者(N=36)在驾驶模拟器中并且伴有自然声音、古典音乐、硬摇滚音乐的环境中进行驾驶,而另一组中没有声音(控制条件).此外,通过研究驾驶性能和参与者的心率,确定时长为18 min的每个驾驶情况下的生理指标.混合MANOVA分析的结果表明,听觉刺激对相干性、延迟响应和心率具有显着影响.这项研究显示硬摇滚音乐在实验期间增加的心率(心率=86.7 BPM),并且听硬摇滚音乐对驾驶性能和生理学有负面影响.更重要的是,听自然声音对车辆跟踪的精度(相干性=0.76)和对前车速度变化的响应延迟(延迟响应=3.9 s)有正面影响.在注意力和集中力方面,这些发现表明,听自然声音可增加驾驶员的驾驶能力.此外,听觉刺激和性别之间的相互作用对驾驶性能和生理学有显着的影响.