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httpqks.cqu.du.cn 第 期 徐 志 等 应 急 疏 散 状 态 下 驾 驶 员 反 应 时 间 内 实 验 或 模 拟 驾 驶 得 到 另 一 类 是 通 过 分 析 跟 驰 数 据 得 到 与 - 详 细 综 述 了 第 一 类 方 法? 等 提 出 了 一 种 互 相 关 分 析 的 方 法 来 估 计 反 应 时 间 相 对 速 度 与 加 速 度 的 相 关 系 数 最 大 时 的 延 迟 时 间 被 定 义 为 反 应 时 间 此 方 法 中 反 应 时 间 为 恒 定 的 但 认 为 反 应 时 间 可 能 并 非 恒 定 可 能 与 交 通 流 密 度 有 某 种 关 系?! 等 假 设 只 有 当 刺 激 超 过 跟 驰 车 的 感 觉 阈 时 跟 驰 车 才 能 感 觉 到 近 一 步 利 用 瞬 时 相 对 速 度 与 加 速 度 来 估 计 随 时 间 变 化 的 反 应 时 间 但 由 于 需 要 人 工 计 算 显 得 比 较 繁 琐 而 且 不 能 提 供 足 够 统 计 分 析 的 数 据 ;, 提 到 了 车 头 间 距 与 反 应 时 间 的 关 系 但 并 未 研 究 二 者 详 细 的 逻 辑 关 系 早 期 的 研 究 受 限 于 缺 乏 高 精 度 的 车 辆 跟 驰 数 据 由 于 新 的 数 据 采 集 技 术 的 出 现 如?2 与 高 像 素 的 摄 像 机 对 反 应 时 间 的 研 究 达 到 了 新 的 水 平 认 为 反 应 时 间 可 能 与 车 头 间 距 速 度 前 车 加 速 度 有 关 并 提 出 了 一 种 图 像 法 根 据 相 对 速 度 差 与 加 速 度 的 图 像 估 计 每 个 驾 驶 员 的 反 应 时 间 3 认 为 不 同 驾 驶 员 的 反 应 时 间 服 从 对 数 指 数 分 布 以 上 各 种 方 法 所 得 到 的 反 应 时 间 均 为 常 态 下 驾 驶 员 的 反 应 时 间 对 应 急 状 态 下 驾 驶 员 反 应 时 间 的 研 究 还 没 有 学 者 涉 及 采 用 情 景 模 拟 的 方 法 对 应 急 疏 散 状 态 下 驾 驶 员 应 对 突 发 情 况 的 反 应 时 间 加 速 情 况 下 的 反 应 时 间 和 减 速 情 况 下 的 反 应 时 间 进 行 了 研 究 为 应 急 疏 散 状 态 下 交 通 流 模 型 的 标 定 以 及 应 急 疏 散 仿 真 软 件 的 开 发 提 供 了 重 要 的 基 础 数 据 研 究 方 法 笔 者 研 究 驾 驶 员 在 应 急 条 件 下 的 行 为 特 性 主 要 采 用 情 景 模 拟 的 方 法 被 试 人 员 以 下 简 称 被 试 在 正 常 情 况 下 在 驾 驶 模 拟 舱 操 作 一 段 时 间 待 熟 悉 驾 驶 模 拟 舱 之 后 观 看 与 应 急 事 件 有 关 的 录 像 视 频 或 相 关 资 料 然 后 再 次 使 用 驾 驶 模 拟 舱 操 作 之 后 反 复 观 看 不 同 的 与 应 急 事 件 有 关 的 录 像 视 频 或 相 关 资 料 并 反 复 执 行 模 拟 驾 驶 任 务 被 试 观 看 与 应 急 疏 散 有 关 的 视 频 录 像 旨 在 为 被 试 营 造 和 保 持 较 为 真 实 的 应 急 疏 散 环 境 被 试 在 熟 悉 驾 驶 模 拟 舱 后 所 执 行 模 拟 驾 驶 任 务 可 以 看 作 是 常 态 下 的 驾 驶 行 为 在 观 看 应 急 疏 散 相 关 录 像 之 后 可 以 看 作 是 应 急 疏 散 状 态 下 的 驾 驶 行 为 实 验 信 度 的 保 证 情 景 模 拟 的 方 法 需 要 保 证 实 验 的 信 度 这 里 就 是 如 何 确 定 被 试 进 入 了 适 度 紧 张 的 状 态 本 研 究 从 主 观 和 客 观 两 方 面 来 保 证 实 验 的 信 度 被 试 在 执 行 驾 驶 任 务 前 后 分 别 填 写 驾 驶 员 紧 张 程 度 评 价 量 表 $ 用 以 从 主 观 方 面 评 价 其 紧 张 程 度 根 据 心 理 生 理 学 原 理 心 理 紧 张 的 状 态 是 能 通 过 一 定 的 生 理 反 应 表 现 出 来 的 而 且 这 种 生 理 反 应 可 通 过 一 定 的 仪 器 定 量 测 量 在 执 行 驾 驶 任 务 前 记 录 被 试 在 平 静 状 态 下 的 心 率 作 为 其 基 准 数 据 在 被 试 多 次 在 驾 驶 模 拟 舱 内 操 作 的 过 程 中 全 程 检 测 其 心 率 用 以 从 客 观 方 面 评 价 其 紧 张 程 度 主 观 方 面 对 实 验 信 度 的 保 证 主 观 方 面 采 用 主 观 量 表 获 得 被 试 在 测 试 过 程 中 对 自 身 紧 张 程 度 的 评 价 主 观 量 表 参 考 一 般 健 康 问 卷 的 评 分 方 法 将 身 体 情 绪 神 经 感 觉 类 症 状 作 为 个 评 价 的 方 面 每 类 症 状 中 有 若 干 子 症 状 每 个 子 症 状 分 为 个 程 度 被 试 根 据 自 身 感 受 依 据 表 中 对 紧 张 陈 述 所 列 症 状 进 行 填 写 评 价 指 标 定 义 为 $ 其 中 $ 为 第 个 症 状 的 主 观 评 价 水 平 为 被 试 对 症 状 程 度 的 选 择 该 项 被 选 中 该 项 未 被 选 中 则 主 观 紧 张 程 度 ; 为 ; $ 其 中 为 紧 张 程 度 调 查 表 中 所 列 出 的 紧 张 状 态 的 条 目 数 量 可 见 ; 值 越 大 表 明 被 试 紧 张 程 度 越 高 本 研 究 使 用 方 差 分 析 检 验 驾 驶 任 务 前 后 紧 张 情 绪 变 化 的 程 度 与 方 向 分 析 执 行 驾 驶 任 务 前 后 是 否 有 显 著 差 异 显 著 水 平 设 定 为 显 著 及 非 常 显 著 试 验 结 束 后 使 用 222 对 问 卷 结 果 进 行 统 计 通 过 显 著 性 检 验 结 果 表 明 输 出 的 值 小 于 无 论 临 界 值 取 还 是 取 值 均 小 于 临 界 值 因 此 从 主 观 方 面 来 说 认 为 观 看 与 应 急 事 件 有 关 的 视 频 录 像 对 被 试 的 紧 张 情 绪 有 显 著 性 意 义 客 观 方 面 对 实 验 信 度 的 保 证 目 前 驾 驶 员 心 理 生 理 的 指 标 主 要 包 括 心 率 皮 肤 电 脑 电 等 其 中 心 率 的 分 析 较 为 简 单 直 观 许 多 研 究 者 都 认 为 心 率 对 不 同 的 任 务 要 求 比 较 敏 感 < 等 人 通 过 大 量 试 验 并 结 合 其 他 研 究 者 的 成 果 发 现 心 率 信 号 是 一 个 整 体 性 指 标 反 映 了 不 同 任 务 要 求 下 的 心 理 及 生 理 负 荷 水 平 等 也 认 为 心 率 信 号 反 映 了 任 务 情 绪 等 多 种 因 素 对 作 业 者 的 综 合 影 响 心 率 指 标 用 于 研 究 人 紧 张 反 应 的 有 效 性 已 被 学 者 所 认 可 也 有 研 究 确 定 心 率 增

httpqks.cqu.du.cn 重 庆 大 学 学 报!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第! 卷?D 长率!f 为驾驶员 心 理 紧 张 的 生 理 评 价 标 准$ f 为行车过程中应避免的心理极限安全阈值 H 心率作为被试的基准心率图 为一 名被试在基 准 心率测试时的变化曲线 在开始实验之 前$要 测 试 被 试 在 平 静 状 态 下 的 图! 一名被试在基准心率测试时的变化曲线!! 在模拟驾驶任务中向被试播放 与应急 疏 散有 关 的视频录像$用以渲染应急疏散的环境$激起 其适度!$ff 时所对应的时间段为驾驶 模拟舱数据 采 集的有效时 间 段 如 图 所 示$!区域中心率 紧张的情绪根据前人的研究$选择心 率增 长率心 增长率达到了设 定 的 范 围$因 此 认 定 这! 个 区 域 对 率 增 长 率 为 心 率 增 量 与 基 准 心 率 的 比 值 为 应时间段为驾驶模拟舱数据采集的有效时间段 图! 一名被试在进行模拟驾驶任务及观看应急疏散录像时的心率变化曲线 驶时左前车前 车右 前 车左 后 车后 车右 后 车 的?! 数据采集 速度加速度及 距 本 车 距 离 根 据 应 急 疏 散 的 范 围 本实验所招募的被试人员总共有 男性和女性 D名$ 各@名$ 年龄集中在 具体信息见表 H岁至 H岁$ 及特点选择驾 驶 场 景$该 场 景 包 括 城 内 道 路 和 环 城 公路两部分$能 较 好 的 反 映 大 城 市 城 区 和 城 市 周 边 的道路 情 况$场 景 搭 建 完 善$具 有 很 高 的 仿 真 度 表! 被试基本信息 年龄范围 性别 数量 平均值 标准差 HH 男 @ B 女 @?!! B H 图!为疏散过程中的视觉效果图 实验 的 基 本 实 验 平 台 是 J` K驾驶模拟 舱其硬件设施 主 要 包 括 驾 驶 模 拟 舱提 供 场 景 输 出的 个投影 仪声 频 输 出 设 备 和 @ 台 计 算 机 在 被试进行模拟 驾 驶 任 务 的 过 程 中$驾 驶 模 拟 舱 主 要 记录以下数据!被 试 车 行 驶 时 本 车 坐 标速 度加 速 度$转向盘离合 器油 门 踏 板制 动 踏 板$被 试 车 行 图?! 疏散过程中的视觉效果图

httpqks.cqu.du.cn 等!应急疏散状态下驾驶员反应时间 第 $ 期!!!!!!!!!!!!!! 徐! 志$ 驾驶员反应时 间 分 为! 类!驾 驶 员 应 对 突 发 情 况的反应时间车 辆 加 速 情 况 下 驾 驶 员 的 反 应 时 间?B 和车辆减速情况下驾驶员的反应 时间 这! 类反 应 时间具体的定义及测量方法见表 表!? 类反应时间的定义及测量方法 分类 驾驶员应对突发情 况 的反应时间 - 车辆加速情况下驾 驶 员的反应时间 -+ 车辆减速情况下驾 驶 员的反应时间 - 定义 测量方式 驾驶员在行驶的车辆中觉察到前方车辆突 发 突发情况下驾驶员的反应时间可以看作是 前 的异常情况可 能 给 自 身 带 来 的 影 响$通 过 分 车发生运行状态突变到后车驾驶员采取应 对 析和判断做出 避 让 决 定 并 对 车 辆 实 施 操 作$ 措施前的这段 时 间$即 前 车 坐 标 发 生 突 变 到 直至后车运动状态发生改变这个过程所耗 费 后车制动踏板或方向盘状态数据发生变化 时 的时间 的时间差 驾驶员在启动加速过程中从发现前车加速 离 车辆加速情况下驾驶员的反应时间可以看 做 去开始$直至自 身 也 做 出 准 备 加 速 的 反 应 所 是前车速度曲线低点到后车油门踏板受力 前 耗费的时间 的这段时间 驾驶员在减速速过程中从发现前车制动减 速 车辆减速情况下驾驶员的反应时间可以看 做 开始$直至自身 也 做 出 准 备 减 速 的 反 应 所 耗 是前车速度曲线高点到后车制动踏板受力 前 费的时间 的这段时间 A! 应急疏散状态下驾驶员反应时间分析 A@! 驾驶员应对突发情况的反应时间 通过数据分析 发 现$驾 驶 员 应 对 突 发 事 件 的 反 应时间有以下 特 点 如 图 所 示!随 着 目 标 事 件 与 被试车的距离增大$被试反应时间有增 大的 趋 势%随 着被试车 速 的 提 高$被 试 反 应 时 间 有 减 小 的 趋 势 以目标事 件 与 被 试 车 的 距 离 和 被 试 车 车 速 为 自 变 量$对 种状态 下 驾 驶 员 应 对 突 发 情 况 反 应 时 间 进 行多元线性回 归 分 析 方 差 分 析 结 果 表 明$当 回 归 方程包含不同 的 自 变 量 时$其 显 著 性 概 率 值 均 小 于 $$$即拒绝总体回归系数为 $ 的 原假设 因此$ 个被选择的自变量经过逐步回归过 程都进 入 了回 归 方程$没有被剔除的变量 最终回归的方程为 -!$< @B$< $! $< $! C$ ]!$< D?!EK, K!]!$< D@!! 应急疏散状态 -!$< H$$$< $D $< $D C DH!EK, K!]!$< D! ]!$< 其中! - 为突发情况下驾驶员的反应时 间$ % 为驾 驶员感知到 突 发 情 况 时 的 车 速$J+% C为目标事件 与被试车的距离$ J 图 A! 驾驶员应对突发事件反应时间频率曲线图

httpqks.cqu.du.cn 重 庆 大 学 学 报!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 第! 卷?@!! 对两种状态下驾驶员应对突发 事件的 反 应时 间 进行正态分布 统 计$分 别 选 择 Q J3 7 J -.7 和 2L ` Z 两项统 计 量 值 进 行 检 验$由 于 显 著 性水平均大于 $?$所以认为数据服从正态分布 表?! 驾驶员应对突发事件反应时间正态检验表 Q J3 7 J.7 2L ` Z 参量 3 3! H H?@ B? 应急疏散状态 $ $$ H@ @@ 正态分布的概率分布函数为 -! -+ - 为突发情况下驾驶员的反应时间$ %!! 其中! % + 为突发情况下驾驶员反应时间的期望$ 为突发情况下驾驶员反应时间的标准差$ 利用矩估计法计算 + 和 的 估 计 值$即 可 得 到 图 B! 车辆加速情况下驾驶员反应时间频率曲线图 驾驶员应对突发情况的反应时间的概率密度函数 应急疏散状态! -] -] \ [$<!! -\$< HD \ [$<! -\$< H! [$<!! $ 表 A! 车辆加速情况下驾驶员的反应时间正态检验表 参量 [$<! 通过分析得到!, 驾 驶 员 应 对 突 发 事 件 的 反 应 时间可以看作服从正态分布%- 在应急 疏散 条 件 下$ Q J3 7 J.7 2L ` Z 3 3 $D? $$ HBB!B 应急疏散状态 $H $$ H@B BD 驾驶员处于紧 张 的 状 态$这 时 其 应 对 突 发 事 件 的 反 应时 间 较 常 态 下 要 小 常 态 下 HD$应 急 状 态 下 H!$见反应 时 间 的 概 率 密 度 函 数%. 但 是 由 于 被试认为 突 发 事 件 有 可 能 威 胁 到 其 自 身 的 行 车 安 全$因此这种情 况 下 的 反 应 时 间 已 经 接 近 其 反 应 时 间的极限了$所 以 两 种 状 态 下 这 类 反 应 时 间 的 差 异 并不大 A@! 车辆加速情况下驾驶员的反应时间 利用矩估计法计算 + 和 的 估 计 值$即 可 得 到 车辆加速情况下驾驶员反应时间的概率密度函数 -+ ] \ -\<! [$< [$< 应急疏散状态! -+ ] -\< BD \ [$<D [$< D 对比两种状态 下$发 现 两 种 状 态 下 车 辆 加 速 时 驾驶员反应时间的变化比较大 下!$应急 对于车辆加速 情 况 下 驾 驶 员 的 反 应 时 间$没 有 状态下 BD$见反应时间的概率 密度函 数 对这 发现与其它因素显著相关对两种 状态下 车 辆加 速 两组数据作独立 样 本 的@ 检 验$检 验 所 得 到 的 A 值 时驾驶员的反 应 时 间 进 行 正 态 分 布 统 计$分 别 选 择 为远小于 $? 的显著水平$应急疏 散状 态 下车 辆加 Q J3 7 J -.7 和 2L ` Z两项统计量 速时驾驶员反应时间要明显小于其 在常 态 的反 应时 值进行检验$由 于 显 著 性 水 平 均 大 于 $?$所 以 认 间$差异具有统计意义 为数据服从正态分布如图? 所示

httpqks.cqu.du.cn 等!应急疏散状态下驾驶员反应时间 第 $ 期!!!!!!!!!!!!!! 徐! 志$ A@?! 车辆减速情况下驾驶员的反应时间 通过数据分析发现$在不同的跟车 速度 下$车 辆?H 值进行 检 验$由 于 显 著 性 水 平 均 大 于 $?$所 以 不 能拒绝数据服从正态分布的假设见表? 减速情况 下 驾 驶 员 的 反 应 时 间 随 车 速 的 增 大 而 减 小反映出跟车 速 度 对 后 车 司 机 反 应 时 间 的 影 响$ 表 B! 车辆减速情况下驾驶员的反应时间正态检验表 在较大的跟车速度下$司机的注意力相 对比 较 集中$ 后车司机对前 车 的 减 速 动 作 的 敏 感 程 度 相 对 较 高 随着跟车速度 的 下 降$后 车 司 机 对 前 车 的 减 速 动 作 的敏感程度有 所 下 降$且 呈 下 降 的 关 系 通 过 相 关 性分析发现$车 辆 减 速 情 况 下 驾 驶 员 反 应 时 间 与 跟 参量 Q J3 7 J.7 2L ` Z 3 3 $D $$ H@B B 应急疏散状态 $DD $$ H@H @@ 车速度的皮尔逊相关系 数 很 高如 图 D 所 示 种 状态下车辆减速情况下驾驶员反应 时间与 车 速的 回 利用矩估计法计算 + 和 的 估 计 值$即 可 得 到 车辆减速情况下驾驶员反应时间的概率密度函数! 归方程如下 -K]< @!B[$< HBH $ ] ]$< @$% 应急 疏 散 状 态!-K ]<B@[$<HB$ $] ] BB 其中! -K 为 车 辆 减 速 情 况 下 驾 驶 员 的 反 应 时 - ] \! [$< 应急疏散状态! - ] -\<!@! [$< $ -\<? \ [$<H [$< H 对比两种状态 下$发 现 两 种 状 态 下 车 辆 减 速 时 情况下驾驶员反应时 间 的 变 化 比 较 大 常 态 下!@ $应 急 状 态 下?$见 反 应 时 间 的 概 率 密 度 函 数对这两组数据作独立 样 本 的@ 检 验$检 验 所 得 到的 A 值为远小于 $? 的显著水平$应急疏散状态 下车辆加速时驾驶员反应时间要明 显小 于 其在 的反应时间$差异具有统计意义 B! 结! 论 以情景模拟的 方 法$为 被 试 营 造 了 应 急 疏 散 的 驾驶环境使用主观量表和心电仪 从主 观 和客 观两 方面说明了营造的应急疏散环境 较为可 信 本 文将 驾驶员的 反 应 时 间 划 分 为 应 对 突 发 情 况 的 反 应 时 间$加速情况下 的 反 应 时 间 和 减 速 情 况 下 的 反 应 时 间分别进行研究 从实验的结果 来 看$各 种 状 态 下 的 驾 驶 员 反 应 时间都近似服从正态分布应急疏 散条 件 下驾 驶员 应对突发情况 的 反 应 时 间 比 常 态 下 要 小$此 类 反 应 时间与驾驶员感知到突发事件时的 车速 及 当时 与目 标事件的距离有关应急疏散条件 下车 辆 加速 时的 反应时间要比 常 态 时 显 著 降 低$应 急 疏 散 条 件 下 车 辆减速时的反 应 时 间 也 比 常 态 时 低$造 成 此 类 现 象 的原因可能是驾驶员在疏散过程中 急于 驶 离疏 散区 域$较更加关注前车的运行状态 图 C! 车辆减速情况下驾驶员反应时间频率曲线图 驾驶员在应急疏散状态下的反 应时 间 的确 定可 以为应急疏散状态下交通流模型的 标定 以 及应 急疏 散交通仿真软件的开发提供重要 的数据 基础 本文 间$ % 为 跟 车 速 度$J+ 对 两 种 状 态 下 车 辆 减 速 时驾驶员的反 应 时 间 进 行 正 态 分 布 统 计$同 样 选 择 作为对应 急 疏 散 状 态 下 驾 驶 员 反 应 特 性 的 初 步 探 Q J3 7 J -.7 和 2L ` Z两项统计量 索$只是对驾驶员特性反应的整体 情况进 行 了分析

httpqks.cqu.du.cn, 重 庆 大 学 学 报 第 卷 在 今 后 的 研 究 中 将 对 情 景 模 拟 方 法 模 拟 疏 散 环 境 的 可 行 性 作 进 一 步 的 分 析 并 且 将 会 考 虑 年 龄 性 别 驾 龄 等 因 素 的 影 响 实 验 的 样 本 量 也 将 做 进 一 步 的 扩 充 参 考 文 献 胡 红 刘 小 明 杨 孝 宽 基 于 最 小 安 全 间 距 的 应 急 交 通 疏 散 车 辆 跟 驰 模 型 北 京 工 业 大 学 学 报 $? 4$ -? @-? - 3$-6! 6!!% A! $%! -;-22 ;% 6!? % 4!<! ;$ 2,,!!!!% %!! ;% 6!? %7 77%?-.2 ; - @ < 6 6,, -244 ;-;.? % + 6,?$$2??2-3-2$ -.$- @ 6!!!+!,,,;-$ - + 6,,,.-3 6! +%! 2 6 -$2-3- 6 <!; 2, 杨 治 良 实 验 心 理 学 杭 州 浙 江 教 育 出 版 社 季 红 光 王 海 明 陈 尧 忠 等 一 种 疲 劳 自 评 问 卷 的 信 度 和 效 度 初 探 海 军 医 学 杂 志??$-? <-? -? @-.?! % - 2?-$2! 6 -%2% <42? ;33 ; 6 6! 6 +-%!, -2?<2;< -!6 @, --2 4?22 <-! %! %!!+ %! ;33 2$? %+!!! -, 阎 莹 刘 浩 学 郭 忠 印 不 同 交 通 流 状 态 下 驾 驶 员 心 理 生 理 特 性 研 究 同 济 大 学 学 报 自 然 科 学 版, @- @?4$ -$?$.?@ %!! 6!A$%, 编 辑 张 小 强