駕駛使用手機最新研究進展

邢祎倫 王雪松

摘 要：駕駛使用手機導致的安全問題近年來廣受關注，研究從基于問卷、訪談對這一行為的普遍程度、基本特征的研究，逐漸過渡到基于自然駕駛、駕駛模擬實驗對行為產生的分心作用，對事故率的提升，以及對周邊交通流的影響。然而研究的目標始終是通過對這一行為的深入了解，發掘切實可行的改善措施，從而改善其帶來的安全問題。美國交通研究委員會組織的年會是享譽全球的交通研究領域國際會議，本文梳理了近兩年舉辦的兩屆交通研究委員會年會對于駕駛使用手機的最新研究進展，以期為國內開展類似的深入研究提供參考依據。

關鍵詞：駕駛使用手機；分心駕駛；青少年駕駛人；駕駛行為；駕駛操作表現；風險率；風險預期

Recent research progress on drivers cell-phone-use behavior

XING Yilun， WANG Xuesong

（Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education， Tongji University， Shanghai 201804， China）

Abstract： Safety problem caused by cell-phone distraction is raising wide attention in recent years. Studies gradually developed from analyzing the behavior frequency， basic characteristics to those investigating the distraction， crash risk ratio increase and the influence on the surrounding vehicles brought by phone use， basing on the naturalistic driving data and the driving simulating data. However， the target of understanding then eliminating this safety problem never changed. The annual meeting held by Transportation Research Board （TRB） is a top-ranking conference around the world in the field of transportation research. This paper summarized the latest studies related to phone-distracted driving exhibited on the recent-two-years annual meetings， in order to support further studies related to this subject.

Keywords： Phone use while driving； distracted driving； young drivers； driver behavior； driver performance； crash risk ratio； risk perception

駕駛使用手機現象十分普遍，2014年美國基于問卷調查的結果顯示66.8%的受調查者駕駛過程中曾使用手機[2]，中國2016年同樣基于問卷調查的結果顯示84.1%的參與者曾在駕駛過程中使用手機[3]。近年來駕駛使用手機使用導致的分心帶來的安全問題越發嚴峻，駕駛使用手機引起的分心確實被實驗證明提升了事故風險，美國弗吉尼亞理工大學開展的SHRP 2 NDS（Strategic Highway Research Program Naturalistic Driving Study）項目的自然駕駛數據研究結果顯示，駕駛過程中使用手機通話每一小時會提升事故率1.62%，對于駕駛過程中收發短信，事故風險率提升6.46%[1]。

隨著手機的功能從最初的通話和收發短信，逐漸演化出語音消息、手機導航、手機游戲、手機購物、瀏覽社交圈等多重功能，駕駛使用手機行為變得更為復雜。同時，駕駛人在一次使用手機過程中的操作行為也變得更為復雜，可能涉及多個操作，這些變化使得其對駕駛安全性的影響也更為復雜。與此同時，自動駕駛技術快速發展，車輛更加智能化，駕駛輔助設施不斷向著解放駕駛人的注意力和雙手的方向發展，為駕駛人在駕駛過程中分心提供機會。為約束駕駛過程中手機使用行為制定的法律法規缺乏強有力的支撐，且駕駛過程中的手機使用行為難以檢測，執法存在較高難度。

美國交通研究委員會（Transportation Research Board， TRB）為美國國家研究委員會下屬部門，致力于引領交通領域的創新發展，為相關研究者、工程師、政府等交通領域相關人士提供跨學科的、多通道的交流平臺。委員會于每年一月份在美國華盛頓召開年會，最近兩年的年會，平均吸引超過13000名來自全球各地的交通運輸從業人員。駕駛使用手機是“道路使用者特征委員會（Standing Committee on Vehicle User Characteristics）”主要的研究對象。

1駕駛行為與操作表現

駕駛行為與操作表現方向（Driver Behavior and Performance）主要針對駕駛使用手機行為的基本特征，如手機使用頻率、使用功能、使用時長等信息；手機使用導致的多重分心，包括視覺分心（Visual Distraction），肢體動作分心（Manual Distraction），聽覺分心（Auditory Distraction）以及意識分心（Conscious Distraction）；駕駛人操作車輛運行參數的特征，如速度、車頭時距、車道偏離等。

對于基本特征的研究，最常見的是通過調查問卷獲取數據，隨著技術進步，自然駕駛實驗在全球各地開展，一些自然駕駛實驗數據也被用來分析手機使用行為的基本特征。自然駕駛實驗允許駕駛人駕駛著裝有多種傳感器的實驗車輛，在自然狀態下按照自己的駕駛習慣進行駕駛，可以獲得最為接近實際情況的特征信息，相比于駕駛人可能會隱瞞不良操作記錄的調查問卷來說在數據的真實可靠性上有較大的優勢。然而調查問卷依然被使用，因為它同時可以調查駕駛人對自己行為、相關法律法規的主觀評價，對于尋求可行的措施治理駕駛使用手機導致的安全問題有積極的作用。

對于駕駛人分心，車輛操作行為的研究通常需要依靠自然駕駛實驗或駕駛模擬實驗，獲取駕駛人在使用過程中的視線、心率、反應時間、速度、加速度等指標來進行分析。

因手機使用是青少年駕駛人交通事故的重要致因，美國賓夕法尼亞大學的McDonald博士等[4]基于駕駛模擬實驗，研究了該特殊群體的駕駛時手機使用行為基本特征，包括行為參與情況，以及參與時的速度特征。實驗共選取了30名16-17周歲獲取駕駛證不到90天的志愿者，志愿者需要執行兩組實驗：只受到手機使用影響，及既受到手機使用影響又受到同性別乘客的影響。實驗設置了六個手機使用相關的分心駕駛任務，包括提示拍照、收到信息、收到電話、提示發送信息、由乘客向駕駛人展示一張照片、由乘客提示駕駛人收到信息。駕駛人對任務的響應行為被編碼為駕駛人視線移至手機、拿起手機、用手操作（實驗規定任務條件下即為發送短信）、接電話、要求乘客讀或發送短信。主要實驗統計結果如表2所示，主要結論為，不是所有的青年駕駛人都選擇了執行分心駕駛任務，但執行任務的人有一部分提升了速度，同時研究者表明青少年駕駛人的手機使用行為時空分布，及這一行為對其事故風險的定量影響亟待研究。

北京交通大學的李曉夢等[5]基于36位參與者的駕駛模擬實驗，對比分析了駕駛人在前向避撞過程中未使用手機，手持使用手機，非手持使用手機對駕駛人的視覺分心作用。衡量視覺分心的指標包括瞳孔大小，眨眼頻率，平均眨眼時間，視線移動頻率，視線固定頻率，平均視線固定時間以及視線固定于前車的時間，其中瞳孔大小與視線固定于前車的時間反應了駕駛人的認知負荷。本文獨特之處在于將前向避撞行為細分為四個子過程，依次為：正常駕駛（Normal Driving，N），開始通過剎車響應（Brake Response，B），減速調整（Deceleration Adjusting，D），速度恢復（Speed Recovering，S）。實驗結果顯示，經歷四個過程后駕駛人的瞳孔放大5.7%；在剎車響應和減速調整階段駕駛人視線在前車的停留時長比另外兩個子過程長；當使用手機時，在剎車響應階段，駕駛人使用了提高效率的策略，體現在降低眨眼頻率、視線移動頻率。

同濟大學的邢祎倫等[6]發現隨著手機使用功能與使用過程的復雜化，可能使得駕駛人的手機使用行為，以及手機使用行為對駕駛人分心及車輛運行操作行為相應復雜化，因而提出了分層編碼手機使用行為的編碼表，并利用該編碼表從上海自然駕駛實驗數據中提取了提取52名駕駛人的1244個手機使用事件，進而分析了手機使用行為的基本特征，駕駛人的視覺分心、身體動作分心、車輛運行操作行為。研究發現駕駛人將6.08%的駕駛時間用于使用手機；平均單次視線偏離時長為3.16 s，結合平均速度計算相當于盲駕22.8 m；平均有17%的時間駕駛人使用雙手操作手機；使用手機前后速度、車頭時距以及車道偏離三個指標的標準差均顯著減小，駕駛人的操作波動性減小，同時三個指標中只有車道偏離的平均值在駕駛人使用手機后顯著增大。

2風險率與風險預期

風險率相關研究往往關于使用手機后相比于不使用的情況下會對駕駛人發生事故概率的改變情況，風險預期則是駕駛人對于手機使用這一行為會對其駕駛風險率的提升的主觀評價。

加拿大阿爾伯達大學的Gargoum等[7]基于在卡塔爾開展的問卷調查研究了年輕駕駛人對于使用手機行為的風險預期，研究從三個問題展開：（1）人口普查因素對年輕駕駛人對手機使用行為的態度，和他們如何使用手機的影響；（2）這些人口普查因素對駕駛人風險預期的影響；（3）參與者認為的對于手機使用的分心駕駛最有效的對策是什么。研究使用的調查問卷所涉及的內容可以概括為表3。研究結果表明，男性駕駛人相比于女性對于駕駛時使用手機有更低的事故風險預估，并且更容易發生事故；對于防治對策，有較低風險預期的人、女性以及駕駛經驗相對不豐富的人分別與各自相獨立的樣本群體更傾向于認為加強執法是最有效的防治對策。

馬薩諸塞大學阿默斯特分校的Ebadi等[8] 基于駕駛模擬實驗，研究了駕駛使用手機分心是否會在交叉口/其他潛在危險場景下，影響駕駛人的風險預期。24 名被試參與了駕駛模擬實驗，實驗過程中，參與者的眼動被連續監測記錄，實驗發現駕駛人進行分心駕駛任務時，對潛在風險的預估下降，進一步在施工區和路段過街標線這些經常危害弱勢的道路使用者的地方，也發現了這種下降。

弗吉尼亞理工大學的Owens等[9]使用基于SHRP 2 NDS數據庫中提取出的253起駕駛人存在手機使用行為的事故數據，以及849個不存在次任務（不包含駕駛以外的其他行為）的片段的數據，計算使用手機后對事故風險率的提升，研究發現駕駛時與手機進行視覺動作交互（Visual-Manual Interaction）在控制駕駛人、交通環境等條件不變的情況下，會使駕駛人發生事故的概率變為未使用情況下的兩倍。

3青少年駕駛人手機使用行為防治

青少年駕駛人被認為更具冒險精神，剛拿到駕照不久駕駛經驗缺乏，同時可以由監護人進行監督教育，成為手機使用行為改善研究的重點關注群體。

賓夕法尼亞大學的Delgado等[10]重點關注手機使用監管軟件，在青少年與家長群體中的接受度。16名16-17周歲的青少年及其家長參與到由8周實驗期和4周基準期構成的實驗中。研究者在青少年手機上安裝監管軟件，當青少年運動速度超過10英里每小時會被認為處于駕駛狀態，此時的手機使用會被攔截，同時拿起手機的行為會被記錄并遠程傳輸給家長，從而起到監管教育的作用。實驗結束后對參與者的使用感受和持續使用可能性等主觀評價進行了調查，結果顯示，整體上青少年駕駛人認為這個監管軟件是有意義的，但是幾乎沒有人愿意繼續使用它，若要推廣這一應用，需要制定鼓勵長期使用的策略，來平衡使用者對于自由缺失的預期，同時完善應用功能，降低駕駛人運動狀態的誤判對正常使用的影響。

美國德州農工大學的Munira等[11]同樣在駕駛人的手機中安裝了應用，但他們希望通過獎勵來激勵駕駛人拒絕使用手機，駕駛人通過在行程開始和結束時分別按按鈕來開始和結束手機使用行為記錄，獎勵規則為越長距離的無分心駕駛出行將會被記錄得分越高。研究者在實驗結束后，比較實施開始到結束每一個階段駕駛人的分心駕駛比例下降情況，研究確實發現該獎勵機制能夠有效降低駕駛人使用頻率。

4車內駕駛人使用手機對其周圍交通流影響

研究主要集中于手機使用對駕駛人自車運動情況的影響，較少研究分析了當車內駕駛人使用手機時，該車輛運行狀態的改變對周邊車輛，交通流的影響。

西北大學的Xu等[12]基于駕駛模擬實驗分析了駕駛人對周邊車輛、車隊駕駛行為的影響。駕駛模擬實驗場景中共有四輛車，第一輛車由同一研究者駕駛；第二輛由一名參與者駕駛，該參與者需要執行收發短信任務；后兩輛車由另兩名參與者駕駛，只需要執行跟車任務，四輛車通過網絡連接，模擬真實道路條件下的四輛車在車隊內的實時駕駛情景。實驗使用方差分析，分析在跟隨者1執行和不執行分心駕駛任務兩種條件下跟隨者1 的速度、四輛車組成的車隊的縱向車輛運行指標（車隊長度、平均車頭時距、四輛車三個車頭時距的差異）、跟隨者1的安全替代指標（反應時間、沖突時間）的差異。結果表明，使用手機時車隊會變長，跟隨車輛的車頭時距會減小，且研究者駕駛車輛與跟隨者1之間的距離大于跟隨者之間的距離。

5 結語

手機功能日趨多樣化，其帶來的對于駕駛人行為影響的多樣化需要研究者對于許多早前針對于單一行為或未分類手機使用行為的研究，在新的背景下重新測算。更進一步，全球大多數國家禁止手持使用手機，但這一標準仍缺乏堅實支持，在手機使用者迅速增加，手機使用功能不斷翻新，手機使用時長延長等新背景下，更需要相關領域研究者、管理者等不斷的討論和鉆研。

同時，隨著自動駕駛技術的飛速發展，駕駛時使用手機可能不再需要被禁止，但在那之前會有一段過渡時間人們的駕駛安全仍會受到駕駛使用手機導致的事故風險提升的威脅，研究半自動駕駛條件下或輔助駕駛條件下，車輛能夠在一些條件下自動駕駛一段時間，那么怎樣召回處于分心狀態的駕駛人重新進入車輛駕駛狀態，這一領域很可能會成為未來近期內的熱點話題。

通過對美國交通研究委員會近兩年來駕駛時使用手機行為相關研究的整理，大致概括了該領域內現今熱點問題，有利于及時發現我國在相關研究中存在的短板，思考和發掘該領域下一步需要追趕和創新的研究角度，向消除手機使用帶來的安全隱患的目標邁進。

參考文獻

[1] Atwood J， Guo F， Fitch G， Dingus T A. Elsevier， 2018. The driver-level crash risk associated with daily cellphone use and cellphone use while driving[J]. Accident Analysis and Prevention， 2018， 119（July）： 149–154.

[2] Li W， Gkritza K， Albrecht C. Elsevier Ltd， 2014. The culture of distracted driving： Evidence from a public opinion survey in Iowa[J]. Transportation Research Part F： Traffic Psychology and Behaviour， 2014， 26： 337–347.

[3] Shi J， Xiao Y， Atchley P. Analysis of factors affecting drivers choice to engage with a mobile phone while driving in Beijing[J]. Transportation Research Part F： Traffic Psychology and Behaviour， 2016， 37： 1–9.

[4] McDonald C C， Fargo J D， Seacrist T， Winston F K， Sommers M S. Cell Phone Engagement Behaviors of Newly Licensed Adolescents in a Driving Simulator Study[C]// Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[5] Li X， Rakotonirainy A， Yan X， Zhang Y. Drivers Visual Performances in Rear-End Collision Avoidance Process Under The Influence Of Cell Phone Use[C]// Proceedings of 97th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2018.

[6] Xing Y， Wang X， Lee C. Characteristics of DriversCell Phone Use and Their Influence on Driving Performance： A Naturalistic Driving Study[C]//Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[7] Gargoum S， Shaaban K， El-Basyouny K. Understanding the Risk Perception of Cell Phone Users While Driving Among Youth in Qatar[C]//Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C. ： Transportation Research Board， 2019.

[8] Ebadi Y， Fisher D L， Roberts S C. Impact of Cognitive Distractions on Drivers Hazard Anticipation Behavior in Complex Scenarios[C]//Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[9] Owens J M， Tefft B， Guo F， Fang Y， Perez M， McClafferty J， Dingus T. Crash Risk of Cell Phone Use While Driving： Case-Crossover Study of SHRP2 Naturalistic Driving Data[C]//Proceedings of 97th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.：Transportation Research Board， 2018.

[10] Delgado M K， Abdel-Rahman D， Barg F， Halpern S， Swiedler R， Flaura W， Catherine M. Perceptions of Smartphone Technology for Reducing Cellphone Use While Driving Among Teen Drivers and Their Parents[C]// Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[11] Munira S， Henk R H， Tisdale S. An IncentiveBased Teen Driver Smartphone App： Results of 2017 Pilot Project[C]//Proceedings of 97th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board.

[12] Xu J， Lin Y. Impact of Distracted Drivers on Individual and Group Behavior of Following Vehicles： A Networked Multi-Driver Simulator Study[J]. Transportation Research Record， 2018： 1–15.