交叉十字路口限速交通標識牌對不同駕駛人危險知覺的影響

張長路，蔡宇瓊，常若松

(1.遼寧師范大學 心理學院，遼寧 大連 116029；2.沈陽師范大學 教育科學學院，遼寧 沈陽 110034)

1 引言

危險知覺(Hazard Perception)，指駕駛人對交通情境中的潛在道路危險進行識別并做出反應的能力[1]。例如，駕駛人正在向前行駛，有一個行人從前方道路右側橫穿馬路。此時，該行人對駕駛人來說就是一個潛在危險。為了保證駕駛安全，駕駛人在識別這個行人之后需要做出減速或其他規避動作。這種能力就是危險知覺。駕駛中，危險知覺對駕駛人的駕駛安全十分重要。截止目前，研究者已經系統地考察了人口學因素、駕駛經驗、人格[2]因素對不同駕駛經驗駕駛人危險知覺的影響。然而，尚無研究關注交通標志對駕駛人危險知覺的影響[3]。

研究發現，有經驗駕駛人對標識牌的識別速度較慢，但對交通標識牌信息的處理相對較快，而新手駕駛人能夠更早的發現標識牌，但是處理信息的速度慢[4]。當模擬交通視頻中存在交通標識牌時，有經驗駕駛人對危險的首次注視時間比新手短,注視次數比新手多。當交通標識牌不明顯時，新手識別的危險數目比有經驗駕駛人少[5]。然而，該研究結果是否可以推廣到真實的交通情境視頻中去，是一個非常值得研究的問題。另一個重要問題是，以往對于交通標識牌的研究并未將標識牌進行分類研究，不能排除不同標識牌的意義對危險知覺的潛在影響[6]。例如，看到限速標志后，年輕新手是否也可以像有經驗駕駛人一樣快速地識別危險并做出反應？研究發現，如果駕駛人對一個潛在道路危險的首個注視點的持續時間較短。這會導致駕駛人的注視行為提前終止而看不到這個危險[7]。那么，如果新手駕駛人不能及時地看到限速標志，他們是否還能對隨后出現的危險做出適當反應？

此外，以往研究中并未考察特殊道路場景(交叉路口)中駕駛人的危險知覺能力，實驗中都未對道路場景進行特殊限定[8]。因此，本研究采用眼動和反應時方法考察特殊道路環境中(交叉路口)年輕駕駛人的危險知覺能力，并首次考察交通限速標志牌對駕駛人危險知覺的影響。本研究假設，有交通限速標志會促進駕駛人對危險的反應時間，但限速標志牌不會加快駕駛人對危險的視覺搜索時間。

2 對象與方法

2.1 被試

通過遼寧大連交通廣播電臺隨機招募75名私家駕駛人參加實驗，被試年齡在18-25歲之間。其中，年輕新手駕駛人43名(男17名)，32名年輕有經驗駕駛人(男10名)，所有被試視力正常，且以前從沒參加過類似實驗。兩組駕駛人的詳細信息，見表1。統計分析發現，兩組被試的性別比差異不顯著。與年輕新手相比，年輕有經驗駕駛人的年齡大，駕駛經驗更豐富。

2.2 方法

2.2.1 實驗材料

實驗材料包含10個真實的交通情境視頻，所有視頻均來自與孫龍的危險知覺測試[9]。本研究中測試的信度較好(Cronbach's α=0.85)。所有情境視頻均是在白天晴朗的天氣下，從駕駛人的視角在大連市各個交叉十字路口上拍攝的。每個視頻的長度在10-20 S，分辨率為1 024×768像素。其中5 個視頻包含一個限速標識牌，其他5個均不包含限速標識牌。每個視頻中均有一個危險引發者，6個汽車和4個行人。在危險出現之前被試有充足的時間看指示牌。危險知覺測試視頻內容描述，見表2。在這兩種標識牌出現的視頻中，被試看到牌子出現的時間到危險第一次出現的時間差異不顯著。

表1 被試人口學信息

表2 危險知覺測試情境視頻描述

2.2.2 實驗工具

采用瑞典Tobii Technology公司開發的Tobii T120型眼動儀來記錄眼動數據。該眼動儀的采樣率為120 Hz，精度為5度。計算機顯示器的大小為17英寸，分辨率為1 024×768像素。使用Tobii Studio 3.0來劃分興趣區域。其中，危險所在興趣區的大小為360×260像素。

2.2.3 實驗設計

采用駕駛經驗2(年輕有經驗駕駛人、年輕新手)× 標志牌類型2(有限速標識牌后的危險、無限速標識牌后的危險)的混合實驗設計。因變量包括反應時、首次注視時間、首個注視點的時間和平均注視時間。

2.2.4 實驗程序

實驗前，被試首先需要簽署知情同意書，然后對被試進行眼動校標后，被試進行2個練習測試。實驗指導語是“歡迎參加本次試驗，實驗開始屏幕中央會出現“+”，接著屏幕會顯示一張交通標識牌的圖片，然后會為你呈現一段視頻。當你接近十字路口時，如果你覺得有危險，并且需要制動或轉變方向盤，就快速點擊鼠標左鍵一次。”最后，在一個17英寸電腦屏幕上向被試隨機呈現10個測試視頻，開始正式實驗。實驗持續10分鐘左右，每名被試實驗后可以獲得15元被試費。

2.3 數據分析

使用SPSS 20.0對數據進行統計分析。第一，采用重復測量方差分析考察兩組駕駛人在反應時間，首個注視點時間，首次注視時間和平均注視時間的差異。反應時，指從危險出現到被試按鍵反應之間的時間；首個注視點時間，在興趣區中出現的第一個注視點的持續時間；首次注視時間，被試首次注視興趣區的時間；平均注視時間，指被試所有注視點的持續時間之和與該興趣區中所有注視點個數的比值。反應時的缺失值用該視頻下所有被試的平均值加三個標準差代替[9]。本研究中所有眼動數據的缺失率<10%，因此統計時保留所有被試數據，見表3。

3 結果

3.1 反應時間

重復測驗方差分析表明，標識牌類型的主效應顯著，F(1,75)=2057.26,P<0.01，η2= 0.966；駕駛人注意到沒有限速標識牌后的危險的反應時間比有限速標識牌長。駕駛經驗的主效應邊緣顯著，F(1,75)=3.57,P=0.063；有經驗駕駛人注意到有限速標識牌后對危險的反應時間比新手駕駛人短。駕駛經驗與標識牌類型的交互作用顯著，F(1,75)=4.253,P<0.05，η2= 0.055。

對交互作用進行簡單效應檢驗發現，在有限速標識牌后危險的條件下，駕駛經驗的主效應顯著，F(1,75)=5.18,P<0.01,η2= 0.066，有經驗駕駛人對有限速標識牌后的危險比新手駕駛人快；另外，在沒有限速標識牌后危險的條件下，駕駛經驗的主效應不顯著，F(1,75)<0.01,P>0.05。

3.2 平均注視時間

重復測量方差分析表明，標識牌類型的主效應顯著，F(1,75)=30.177,P<0.01,η2=0.292；駕駛人看到限速標識牌后對危險的平均注視時間比看到沒有限速標識牌后長。駕駛經驗的主效應顯著，F(1,75)=4.526,P<0.05，η2=0.058。新手駕駛人對危險的平均注視時間比有經驗駕駛人短。標識牌類型與駕駛經驗的交互作用不顯著，F(1,75)=0.064,P>0.05。

3.3 首次注視時間

重復測驗方差分析表明，標識牌類型的主效應不顯著，F(1,75)=1.421,P>0.05。駕駛經驗的主效應不顯著，F(1,75)=1.636,P>0.05。標識牌類型與駕駛經驗的交互作用不顯著，F(1,75)=0.051,P>0.05。

3.4 首個注視點時間

重復測驗方差分析表明，標識牌類型的主效應顯著，F(1,75)=24.014,P<0.01,η2=0.248，駕駛人注意到沒有限速標識牌后的危險的首個注視點時間比注意到有限速標識牌后的危險長。駕駛經驗的主效應不顯著，F(1,75)=2.271,P>0.05。有無限速標識牌與標識牌類型的交互作用不顯著，F(1,75)=1.056,P>0.05。

4 討論

4.1 駕駛經驗對年輕駕駛人危險知覺的影響

本研究發現，年輕駕駛人對危險的反應時間存在經驗優勢效應。有經驗的駕駛人比新手駕駛人更早的注意到危險，在危險上停留的時間長。這是因為，有經驗駕駛人相對于新手駕駛人視覺搜索模式更強，靈活度更高，所以更容易注意到危險，并會多次注意危險出現的區域。隨著駕駛人獲得更多的駕駛經驗，情況感知能力會發展，并引導他們的視覺注意力到潛在危險可能發生的關鍵區域，從而促進他們的危險檢測和反應[9]；而新手駕駛人不會持續地監控和搜索危險可能出現的區域[10]，并且年輕的新手駕駛人不能從刺激中提取足夠的信息，也不能像年輕的有經驗的駕駛人那樣更快地將視覺信息轉化為行動[11]。這說明，有經驗駕駛人在實際駕駛中會比新手駕駛人更早的減速、制動或改變行駛方向。也就是說，有經驗駕駛人比新手駕駛人對危險的反應時間更短。然而，兩組駕駛人對有無限速標識牌后出現的潛在標識牌類型的反應時差異不顯著。這可能是因為，本實驗選取的兩組被試都是年輕駕駛人，部分年輕駕駛人往往會高估自身的駕駛能力。雖然他們很快能夠注意到危險，但是在危險上停留時間短，對危險信息處理時間短，導致對危險的反應時間長[12]。

4.2 限速標識牌對年輕駕駛人危險知覺的影響

本研究發現，兩組駕駛人注意到限速標識牌后出現的危險比沒有限速標識牌后的危險快。在有限速標志牌下，有經驗的年輕駕駛人對危險的反應時更短。這是因為駕駛人將限速標識牌作為可能發生危險的線索，所以駕駛人會提早減慢行駛速度，擴大視覺搜索模式，更早的注意到道路中的潛在危險，并迅速做出制動或者規避的駕駛行為來避免發生交通事故。而沒有限速標識牌的情況下，沒有提醒駕駛人可能有危險的線索，所以駕駛人不會減慢駕駛速度，發現潛在危險的速度也比較慢，對危險的反應時間也較長[13-14]。

本研究具有重要的現實意義。在實際駕駛中，如果交通標志牌成功地將其所傳遞的信息傳達給駕駛人[15]，則交通標志是有效的。根據駕駛人對有無限速標識牌危險的反應時間和眼動指標，研究者可以通過選擇特定的交通情境和危險場景，開發出一系列更有針對性的危險知覺訓練，以提高駕駛人，尤其是新手駕駛人對潛在道路危險的視覺搜索能力和反應能力。

5 結論

本研究首次考察了交叉十字路口有無限速標志牌對駕駛人危險知覺的影響。駕駛經驗越豐富的駕駛人危險知覺能力越好，有限速標志牌會加快駕駛人對危險的反應速度，但不會加快他們對危險的視覺搜索時間。