驾驶员对交通标志的视觉信息认知过程实验研究

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现如今随着交通系统的迅猛发展,交通事故所造成的社会性伤害也变得越来越大。为此,世界各个国家和地区的科学工作者们都在不断寻求造成这一问题的根本原因及解决方法。根据目前的研究成果可以看出,虽然造成交通事故的原因是多种多样的,但是其根本都是与驾驶员的不恰当操作有着密切的关系。因此,在驾驶时为驾驶员提供充足的交通信息,使其有足够的时间进行决策、反应将能够有效的避免交通事故的发生及减小事故所造成的伤害。在众多的措施当中,交通标志作为重要的预防交通事故的手段之一,具有效果明显、实施简单以及成本低廉等优点。然而,随着交通环境越来越复杂,研究者们发现在很多地区都出现交通标志效用不断降低的现象。究其原因在于,交通标志自身并不能起到减少交通事故的作用,而是要依靠驾驶员对其理解后的决策反应来实现预防交通事故的。另外,对驾驶员自身特性的影响因素也很多,包括:地域、文化、教育程度、年龄及性别等。这就导致了交通标志在通过驾驶员发挥作用时就需要对这些因素进行统一的考虑。目前,针对交通标志的研究重点也已经转向驾驶员的生、心理需求方向。本文正是基于认知学原理建立了一个用以描述驾驶员对交通标志认知过程的模型,并且通过模拟驾驶实验测量驾驶员在不同条件下的驾驶行为反应、眼动以及脑电数据,对比刺激条件与驾驶员输出结果的差异,得出了驾驶员对交通标志的视觉信息认知特性,并对模型进行了验证。根据实验的数据本文得到以下结论:(1)驾驶员在执行“弯道-减速”策略时,其判断条件仅依赖于所获得的弯道信息,而与信息的提供者无关。并且不同的物体所提供的弯道信息具有叠加性,并且能够提高弯道信息的总体置信度,从而对驾驶决策产生影响使得驾驶员提前采用减速操作。(2)当交通标志出现在驾驶员视野中时,驾驶员为了获取交通标志的信息将分散其大约30%的注意;并且还发现当交通标志与驾驶员视野中的道路线型一致时将缩短驾驶员对交通标志的注视时间。(3)通过观测驾驶员P300脑波可以得出,当有交通标志时驾驶员P300成分的潜伏期要早于无交通标志设置的情况。对比驾驶员对弯道识别的反应时与错误率来看,有交通标志设置组的驾驶员要优于无交通标志组。由此,可以说明了交通标志有效的缩短了驾驶员的信息转换过程。(4)驾驶员信息匹配过程实际上是一个对视觉中各个物体进行信息匹配及加权求和过程,由此所产生的总信息不但会受到视觉中各个物体的影响,还将受到驾驶员自身学习记忆系统的影响。这就导致了在实验中交通标志的设置位置、弯道半径以及驾驶次数都会对驾驶员的信息获取产生影响。在实验中,当驾驶交通标志设置位置较近时,驾驶员首次松油门位置与弯道半径成正比;当驾驶交通标志设置位置较远时,则首次松油门位置与交通标志设置位置成正比;另外,驾驶次数的增加将会导致驾驶员首次松油门位置的增加。总之,驾驶员对弯道信息的响应速度决定了其在行驶过程中的安全,有效的减少信息的获取时间、提前获知前方弯道信息是驾驶员做出恰当行为的保障。本课题通过对驾驶员视觉信息认知过程的实验研究,有效的获知了驾驶员对交通标志的视觉认知特性。根据这些特性可以看出交通标志的优势在于能够快速有效的提供前方道路信息,然而过早设置交通标志不但会大幅降低驾驶员对实际道路的关注程度还好增加其对交通标志信息的转换时间,导致驾驶员忽略前方道路中可能存在的危险因素。因此在设置交通标志时,不仅要考虑实际道路环境的需求,更需要考虑驾驶员对交通标志的认知规律这样才能最大限度的发挥交通标志的作用。
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