車內ADAS警報聲對駕駛人行為的影響

何愛生，山巖，宋定波

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車內ADAS警報聲對駕駛人行為的影響

何愛生，山巖，宋定波

（長安大學汽車學院，陜西 西安 710064）

為了揭示車內ADAS警報聲對駕駛人操作行為的影響規律，進而設計有警報聲和無警報聲的對照試驗。在模擬器上進行試驗，記錄18名駕駛人在有警報聲和無警報聲2種情況下的加速踏板位置、制動踏板位置，并取其平均值進行對比分析。研究結果表明：車內ADAS的警報聲會使駕駛人做出不自主的反應操作，但操作行為幅度很小。在車輛加速和減速情況下，駕駛人在接受到警報聲后主要通過降低車速來保證行車安全，不同的是，在減速情況下駕駛人對警報聲的反應更為保守。研究結果有助于提高ADAS報警方式設置的合理性。

交通工程；駕駛分心；駕駛人行為；ADAS；模擬駕駛試驗

前言

駕駛人分心是造成交通事故的重要原因之一[1]。駕駛人分心可以分為認知分心、視覺分心、聽覺分心[2]，其中視覺分心和認知分心是駕駛人分心的主要類型。認知分心是指駕駛人思考與駕駛無關的事情[3]，視覺分心是指駕駛人的視線離開了本應關注的交通環境[4]。不論是認知分心還是視覺分心，都會在一定程度上影響駕駛人的行為，具體表現為車輛偏離車道[5]、車速波動較大[6]、平均車速降低等。

先進駕駛輔助系統（Advanced Driver Assistance Systems, ADAS）可對駕駛人分心時存在的危險進行預警，從而避免交通事故的發生。雖然ADAS旨在幫助駕駛人，但是研究人員發現在一定情況下ADAS也會干擾駕駛人。Fagerlonn[7]研究了碰撞預警系統的報警聲對卡車駕駛人行為的影響。結果表明，該系統通過警告駕駛員進行突然的制動可能會對駕駛產生干擾。

本文基于駕駛人分心理論，在駕駛模擬器上研究駕駛過程中車內ADAS警報聲對駕駛人車速保持行為的影響，為ADAS報警方式的合理選擇提供依據。

1 試驗方案

1.1 被試駕駛人

共招募18位身體健康的駕駛人，其中男性10位，女性8位，年齡在21~50歲之間（均值為26.2歲，標準差為2.2歲）。所有駕駛人已取得駕照，且在過去的半年中未發生交通事故。

1.2 試驗設備和場景

試驗設備主要為駕駛模擬器和2個揚聲器。模擬器的基座固定，座位可調，并被設定為自動擋駕駛。揚聲器安裝在模擬器的基座上，可以發出連續的警報聲。試驗場景由SILAB編寫，由3塊55英寸的顯示屏顯示。

1.3 試驗過程

試驗開始之前，被試首先進行駕駛訓練以熟悉駕駛模擬器和試驗場景。之后駕駛人按照試驗場景中的指示執行相應的加速、減速操作任務。每位駕駛人進行2次試驗，一組有警報聲一組沒有警報聲。試驗之前沒有告知駕駛人報警聲的意義，且2次試驗隨機進行以消除學習效應。

2 數據分析

本文通過對試驗組和對照組的數據進行對比分析來研究車內ADAS警報聲對駕駛人的影響，主要分析警報聲出現后5s的數據。考慮到駕駛人對緊急信號的反應時間一般為0.3~1.0s[8]，為便于討論，本文取0-200ms，650-800ms，1200- 1350ms，2300-2450ms和4800-4950ms這5個時間間隔內的平均值進行分析。

3 試驗結果

3.1 油門踏板位置數據分析

如圖2所示，在揚聲器發出警報聲后，0-200ms內駕駛人尚未來得及對警報聲做出反應。650-800ms內駕駛人對警報聲做出反應，這段時間內駕駛人的行為主要是對警報聲不自主的反應和有意識地松開油門踏板。1200-1350ms和2350- 2450ms內，駕駛人繼續有意識地松開油門踏板。4800-4950ms內，駕駛人對警報聲的反應基本完畢。

圖1 油門踏板位置在不同時間間隔的平均值

3.2 制動踏板位置數據分析

由圖2和圖3可知，在不同的時間間隔內，加速和減速情況下駕駛人對警報聲的反應相似，不同的是，減速情況下駕駛人對警報聲的反應較為保守，直到警報響后的1s駕駛人才做出明顯的制動行為，這可能與駕駛人在加速和減速不同情況下的心理有關。

圖2 制動踏板位置在不同時間間隔的平均值

4 結論

（1）車內警報聲在加速和減速情況下對駕駛人的影響較為相似，駕駛人主要采取降低車速的方法來保證行車安全；不同的是，駕駛人在減速情況下對警報聲的反應比加速情況下要保守。

（2）在接收到警報聲的早期階段，即650-800ms內，駕駛人表現出了不自主的操作行為，雖然這些操作行為的幅度很小，這些不自主的操作行為的影響仍不可忽視。

（3）本文的研究結果對ADAS如何設置合理的報警方式提供了理論依據，下一步應研究不同的報警方式對駕駛人行為的影響，以期探索最合理的ADAS報警方式。

[1]Klauer S G, Dingus T A, Neale T V, et al. The Impact of Driver Inatte -ntion on Near-Crash/Crash Risk: An Analysis Using the 100-Car Naturalistic Driving Study Data[J].U.s.department of Transporta -tion Washington D.C, 2006.

[2] Liang Y, Lee J D. Combining Cognitive and Visual Distraction: Less Than the Sum of Its Parts[J]. Accident Analysis & Prevention, 2010, 42(3):881-890.

[3] 劉卓凡,付銳,程文冬,等.駕駛人視覺分心與認知分心研究綜述[J]. 中國安全科學學報, 2015, 25(7): 29-34.

[4] 李鵬輝,胡孟夏,張文會,等.分心對駕駛人交通沖突反應時間的影響[J].中國公路學報,2018, 31(4).

[5] 馬勇,石涌泉,付銳,等.駕駛人分心時長對車道偏離影響的實車試驗[J].吉林大學學報(工學版), 2015, 45(4): 1095-1101.

[6] Muhrer E, Vollrath M. The Effect of Visual and Cognitive Distraction on Driver’s Anticipation in a Simulated Car Following Scenario[J]. Transportation Research Part F Psychology & Behaviour, 2011, 14 (6): 555-566.

[7] Fagerlonn J. Distracting Effects of Auditory Warnings on Experien -ced Drivers[J]. Georgia Institute of Technology,2010.

[8] 劉浩學.道路交通安全工程[M].人民交通出版社,2013.

Effects of In-car ADAS Alarm Sound on Driver Behavior

He Aisheng, Shan Yan, Song Dingbo

( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi’an 710064 )

To reveal the influence laws of the ADAS alarm sound on the drivers' behavior, an experiment with alarm sound and no alarm sound was designed. Tests were carried out on the simulator, under the condition of alarming and no alarming, the accelerator pedal position, brake pedal position data of 18 drivers were recorded. The average value was used for comparative analysis. The research results show that the alarm sound of the ADAS in the car will cause the driver to make an involuntary reaction, but the behavior is slight. In the case of acceleration and deceleration, for safety, drivers mainly reduce the speed after receiving the alarm signal. The difference is the drivers' reaction to the alarm sound is more conservative under deceleration. The result is helpful to improve the rationality of the ADAS alarm mode setting.

traffic engineering; driving distraction; drivers’ behavior; simulation driving test

A

1671-7988(2018)22-38-02

U491.254

A

1671-7988(2018)22-38-02

U491.254

何愛生，長安大學汽車學院，碩士研究生，主要研究方向：車輛主動安全控制技術。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.22.012