駕駛員安全駕駛行為監(jiān)測指標與方法研究

張家銘

北京市第九中學 北京市 100041

1 引言

隨著科技的發(fā)展，人們選擇駕駛車輛作為出行方式越來越普遍。但隨之而來的交通隱患愈來愈多，交通安全問題日趨顯著亟待解決。發(fā)生道路交通事故往往是由于人、車、路等多方面影響。有研究表明人為因素導致的駕駛事故可達90%，其中駕駛員駕駛行為不規(guī)范是導致此類事故發(fā)生的重要原因之一。駕駛員作為道路交通的重要參與者，即扮演者決策者的身份也是交通的調(diào)控者和信息處理者。其行為對整個交通系統(tǒng)都有著極為重大的影響。

駕駛員安全駕駛行為是現(xiàn)代交通科學研究中十分重要的組成部分。國內(nèi)外的研究人員對于駕駛員行為及狀態(tài)也做了不少的努力。國外的研究人員以行車實驗為基礎建立較為完善的駕駛行為模型，得到了一定的成果，并將得到的研究結(jié)論用于輔助駕駛系統(tǒng)的智能化設計。國內(nèi)的研究人員針對不同的駕駛行為，利用駕駛模擬器作為實驗基礎進行定性和定量的分析，從車輛運行情況、路段建設情況、駕駛員狀態(tài)等分析駕駛員的駕駛行為[1]。但是大多只關注于片面，缺乏對于駕駛員行為動作的連續(xù)性考察。

因此本文建立駕駛員安全駕駛行為監(jiān)測指標與方法，旨在連續(xù)的觀測駕駛員行為動作，形成模型化評價體系，對駕駛行為安全性的提升提供技術支持。本文選擇四種類型的指標對駕駛員安全駕駛行為進行監(jiān)測，分別為感知型指標、決策型指標、操縱型指標和狀態(tài)型指標[2]，可以較為全面的對駕駛員安全駕駛行為進行監(jiān)測。通過上述指標，量化駕駛員行為、行車狀態(tài)，可以借此評價指標指導駕駛員培訓，改善駕駛員培訓的質(zhì)量，有效的從源頭上避免交通事故的發(fā)生。同時可以為車輛安全性、道路安全性及后續(xù)研究提供理論基礎。利用定量指標還可以對駕駛員行為進行監(jiān)控督導，培養(yǎng)良好的駕駛習慣，有效提升道路整體的交通安全情況，見圖1。

2 感知型指標

駕駛員視線范圍和注視焦點是影響車輛行駛位置以及駕駛員對周邊環(huán)境感知的重要因素。因此建立視點分布范圍指標是對駕駛?cè)俗⒁朁c空間分布范圍大小進行描述，指示駕駛?cè)藢χ苓叚h(huán)境的感知情況。

圖1.1 駕駛?cè)俗⒁晠^(qū)域劃分

駕駛?cè)酸槍ψ陨淼鸟{駛?cè)蝿蘸筒煌慕煌▓鼍埃ㄟ^觀察不同的注視點，利用不同區(qū)域的注視點獲取相對應的駕駛信息。因此將駕駛員視線分布范圍劃分為幾個區(qū)域，每個區(qū)域呈現(xiàn)出的信息都有各自的用途和使用條件。駕駛員集中注視區(qū)域主要包括三大類，分別用來觀測道路環(huán)境因素，如前擋風玻璃一側(cè)關注前方道路情況、左右兩側(cè)車窗外的環(huán)境；觀測道路上的交通因素，如路上的行人以及前方、側(cè)方、后方來車等情況；觀測駕駛室內(nèi)情況，如車輛左右及右上方后視鏡、儀表盤指示情況[3]。

因此劃分7個注視區(qū)域，利用眼動儀可以實時觀測駕駛員的視覺信息，并對其注視區(qū)域進行標定，記錄相應的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理的過程中將視點數(shù)據(jù)與交通場景進行關聯(lián)性分析。可以得到駕駛?cè)嗽诓煌煌▓鼍跋碌淖⒁朁c區(qū)域。

3 決策型指標

利用駕駛決策行為表征指標來指示駕駛?cè)藳Q策。駕駛決策行為是駕駛員通過感知型指標，感知到外界道路條件、車輛當前行駛狀況以及周邊交通情景，經(jīng)過大腦綜合分析之后決定如何進行駕駛行為的改善。出于駕駛行為受人的主觀因素影響較多。因此駕駛?cè)藗€人屬性和不同情景下的駕駛?cè)蝿諏︸{駛決策行為也有一定的影響。對于決策型指標的研究，可以通過描述性的分析方法，了解駕駛決策的感知性因素和分析后的決策行為之間的對應關系，來體現(xiàn)駕駛員的行為規(guī)則。也可以從心理學的角度，分析駕駛員駕駛決策的形成過程，刻畫人物心理，發(fā)掘其對駕駛決策的影響。

本文更傾向于選擇利用描述性分析找尋外在環(huán)境對駕駛行為的影響，因此選擇針對一個特定的交通場景進行分析，提取其駕駛決策規(guī)則，分析其中規(guī)律，判斷不同駕駛?cè)藢τ谙嗤{駛環(huán)境之下行為的差異性。但是對于不同的行為決策模式，其中有些行為是合理的，但是有些行為是不合理的甚至會影響到駕駛安全。對此提出依靠一定載體，如實際的交通環(huán)境場景進行分析，并針對特定交通情景的決策規(guī)則和決策反應時間來確定駕駛決策行為的表征指標。

4 操縱型指標

操縱行為是駕駛?cè)藞?zhí)行決策的動作。操縱行為可分為兩類，縱向操縱行為，如對離合、檔位、剎車、油門等操作行為；以及橫向操縱行為，如對方向盤、轉(zhuǎn)向燈的操作。[4]

4.1 縱向操控行為表征指標

1）換檔頻率：利用換擋頻率做縱向操縱行為的一項指標，其代表單位時間內(nèi)換檔的次數(shù)它受駕駛?cè)蝿铡Ⅰ{駛的熟練程度以及交通環(huán)境等因素影響。當交通場景固定時，駕駛?cè)藫Q檔頻率相對穩(wěn)定。

2）空檔滑行比率：空檔滑行是極為不安全的一種駕駛行為，尤其在長下坡路段，長時間的空檔滑行容易造成車輛制動系統(tǒng)失靈存在較大的安全隱患。因此利用空檔滑行時間比例做駕駛?cè)丝v向操控行為的另一指標。

4.2 橫向操縱行為表征指標

利用轉(zhuǎn)向燈使用頻率作為橫向操控行為表征指標，單位時間內(nèi)駕駛?cè)耸褂棉D(zhuǎn)向燈的次數(shù)。正確使用轉(zhuǎn)向燈，可以確保側(cè)方或后方車輛及時發(fā)現(xiàn)該車輛的變道行為，便于其他車輛及早的預警以及規(guī)避轉(zhuǎn)向車輛，是確保行車安全的一項重要舉措。提前開啟轉(zhuǎn)向燈可以有效的避免刮擦，碰撞等事故的發(fā)生。

5 狀態(tài)型指標

狀態(tài)型指標往往是指車輛的運行狀態(tài)，其受駕駛?cè)瞬倏v行為指標影響較大，因此也分為車輛縱向運動狀態(tài)表征指標以及橫向運動狀態(tài)表征指標。

5.1 車輛縱向運動狀態(tài)表征指標

利用車速變異性指標表示車輛的縱向運動狀態(tài)。車速變異性指標可以定量的表示車輛運行速度變化情況。可以通過定點測量或跟車測量進行測定。定點測量，即在一個固定點對多輛車的地點速度進行連續(xù)記錄，分析相鄰車輛的速度差異性；跟車調(diào)查，即針對同一輛車連續(xù)測定其運行速度，分析同一輛車不同運行時間其運行速度之間的差異性。可以準確的描述車輛的速度變化規(guī)律。

5.2 車輛橫向運動狀態(tài)表征指標

駕駛?cè)瞬倏v方向盤會導致車輛的橫向運動。因此，利用方向盤轉(zhuǎn)角作為車輛橫向運動狀態(tài)的指標。有助于對車輛的偏移量、橫向偏差的描述。對交通安全的評估也有極為重要的影響。

6 結(jié)語

綜合上述設計評價指標，對車輛的運行情況有較為全面的評估。用視點分布范圍代表駕駛員感知周邊環(huán)境的指標、用駕駛員經(jīng)歷場景變化進行駕駛行為的改變作為駕駛決策指標、用駕駛?cè)藢Q策反饋到車輛上的縱向和橫向操縱過程作為駕駛操縱型指標、用駕駛?cè)瞬倏睾蟮能囕v的橫向縱向運動狀態(tài)指標作為車輛運行狀態(tài)指標。各指標之間層層遞進，相互關聯(lián)，從駕駛?cè)烁兄ｋU到改變車輛運行情況都有相應的指標進行標定，對未來的研究以及對駕駛員行為的督導都有極為重要的作用。