駕駛可靠性的人因分析及其管控

吳金金 鄧鑄 張琪

摘 要：駕駛可靠性既關乎駕駛者本人，也關乎他人的生命財產安全，甚至會影響社會安定，是和諧社會建設必須重視的課題。除受天氣、交通環境、車輛狀態影響外，駕駛可靠性還與駕駛人員的生理、心理因素，以及人-機-環的適配性關系密切。因此，駕駛安全的管控要充分考慮到人的生理、心理，以及交通環境設計、車輛設計與人的匹配度，通過普及和運用心理學的知識與理論，來降低危險駕駛的頻率和危害程度。

關鍵詞：駕駛可靠性;事故管控;人因學

Abstract： Driving reliability is not only related to the driver himself， but also to the safety of other people's lives and property， and even affects social stability. It is an important issue that must be paid attention to in the construction of a harmonious society. Apart from being affected by weather， traffic environment and vehicle condition， driving reliability is also closely related to physiological and psychological factors of drivers， as well as the adaptability of man-machine-loop. Therefore， the management and control of driving safety should take full account of human physiology and psychology， as well as the matching degree of traffic environment design， vehicle design and human， and reduce the frequency and harm degree of dangerous driving by popularizing and applying the knowledge and theory of psychology.

前言

1886年，世界上第一輛載人汽車的誕生，標志著人類的交通運輸邁向新紀元，但也悄悄打開了一個潘多拉魔盒——道路交通傷害（Road Traffic Injury，簡稱RTI）。道路交通傷害是指車輛、人員在各種道路上移動過程中所發生的人員傷亡或者經濟損失[1]。WHO（2014）公布的數據顯示，全球每年有約120萬人因交通事故死亡，每年因交通事故造成的直接經濟損失更是高達5180億美元。預計到2020年前后，RTIs將會成為全球公共安全危險因素中排名第三位的不安全因素[2]。

人的可靠性是隨著工程學的發展而提出的。1952年Williams 首先提出系統可靠性必須包括人的可靠性，否則系統可靠性將不能反映實際情況[3]。具體到交通領域，強調交通參與者如何感知、加工道路環境信息是道路和交通設施設計的關鍵，不僅要符合總體規劃的要求，還必須充分考慮交通參與者的身心特點和有限性[4]。因此，本文從駕駛可靠性入手，深入分析道路交通事故的致因，探究危險形成機理，為交管部門的安全分析和管理機制的設計提供理論支撐。

1 認知有限性對駕駛可靠性的影響

1.1 環境感知有限性及信息遺漏

對于駕駛任務而言，駕駛員通過視覺、聽覺、觸覺等感覺通道獲得外部環境信息，且90%以上的交通信息是通過視覺通道獲取。因此，良好的視力是精準地獲取外界環境信息、完成駕駛操作以及實現安全駕駛的基本條件。黎美清[5]等人在對6707名駕駛人進行視力、色覺、立體視覺等視覺特性進行檢查，并將之與其駕駛違法記錄對比之后發現，近視駕駛人的違法率明顯高于非近視駕駛人，而色覺和立體視覺對于駕駛事故率影響不顯著，由此說明了視力對駕駛行為的影響。Plainis[6]等人也發現近視駕駛人與非近視駕駛人相比，出現反應時間增加、失誤操作增多、駕駛過程易疲勞等不安全現象，并且這種現象在夜間尤為突出。隨后，金鍵[7]等人在對近視和非近視駕駛人的夜間事故率進行統計分析后發現，近視駕駛人的夜間事故率明顯大于非近視駕駛人。其主要原因在于近視會導致駕駛人視敏度下降，視敏度是指眼睛分辨物體細微結構的最大能力，它與照明條件密切相關。視網膜的不同部位視敏度也不相同，在亮光下，中央凹的視敏度最高，中央凹之外的區域視敏度急速下降;在暗處，中央凹的視敏度幾乎為零，而周圍部分視敏度相對較高。中央視覺的特點是在亮光下分辨細節和顏色;邊緣視覺的特點則是在暗光中對弱光敏感。而近視的駕駛人在夜間弱光駕駛條件下，因其視敏度的下降，對弱光的敏感度再次下降，對外部信息的感知、識別、辨認能力均降低，從而增加了駕駛風險。

年齡作為一個影響視覺的關鍵變量，楊立本[8]等人利用夜間視力檢測儀，在對營運駕駛人的夜間視力以及事故發生率進行相關性分析后發現，45歲及以上駕駛人的年齡對其夜間視力存在顯著性影響，隨著年齡的增大，駕駛人的夜間視力逐漸變差，事故的發生率也顯著提高。Gruber[9]在通過回顧關于視覺對老年人夜間駕駛能力影響的研究后提出，對老年人明視力的檢測并不能作為預測其能否在夜間安全駕駛的變量，對老年人過渡視覺和眩光敏感度的探究反而顯得更為重要。而目前對于老年人視覺、眩光敏感度與駕駛行為之間的關系，研究不足。

同時，在行駛過程中，我們所獲取的視覺信息約95%是動態的[10]，此時的視力稱為動視力。駕駛人的動視力與車速呈現反比關系，隨著車速的提高，動視力下降，邊緣視野逐漸縮小，注視點前移，形成“隧道視覺”，即視野是一個狹窄的圓形隧道式的區域，此時駕駛人的注意力集中于該視覺區域，而忽視兩側交通信息，極易發生危險。此外，車輛行駛過程中，距離越近的物體，相對于車輛的角速度越大，在駕駛人視網膜上的呈像越模糊，車速為64km/h時，駕駛人能看清24m外的物體;當車速達到97km/h時，駕駛人只能看清34m外的物體，位于該距離內的物體無法清晰識別，導致駕駛人對近距離的危險感知能力變弱，增加了危險發生的可能性。

1.2 風險評估不足及“賭徒心理”

風險評估是指駕駛人對交通情境中潛在客觀風險的主觀體驗[11]，它有多種譯法，比如危險認知、危險感知、風險感知等[12]，是駕駛員通過不斷獲取道路交通信息，并結合自己的駕駛經驗來判斷當前道路是否存在危險，并量化其潛在危害程度的過程。一般認為，駕駛人對潛在風險的認知水平不同，其危險駕駛行為也存在差異，即對潛在風險的認知水平越高，則危險駕駛行為越少，交通事故的發生率也可能較低。Brown等人[13]就指出，大多數交通事故的發生都由于駕駛人過低估計所處駕駛環境中的風險。

謝曉非[14]在對風險評估進行定義時，強調個體的經驗差異對風險認知的影響。而研究也發現新、老駕駛員之間在風險的感受性和預測性方面確實存在一定的差異。例如Wallis等人利用模糊信號檢測理論發現：面對危險時，經驗豐富的駕駛員比新駕駛員反應時間更短，證實了經驗豐富的駕駛員其危險感知水平更高[15]。Horswill等人則通過危險感知操作實驗發現：老年駕駛員隨著年齡的增長其事故涉及率會有所上升，但其危險感知能力并未隨著年齡的增長而降低，只是他們的操縱能力降低了[16]。

由于風險認知是一種主觀體驗，它與人的人格特質必定有所關聯。面對相同的客觀風險，不同類型的駕駛人感知的風險不同。鄭新夷、 Boyce等人的研究均發現，在眾多變量中，只有 A 型人格與風險駕駛達到顯著相關，說明 A型人格更容易出現風險性駕駛行為[17-18]。Sümer 等人的研究則發現，大五人格中，只有開放性對事故風險有直接影響，外傾性、神經質、宜人性和盡責性通過影響駕駛行為，進而影響駕駛員的事故風險[19]。他認為不同的人格特質對事故風險的影響可能是非線性的，這種影響受到社會認知因素的調節。其中，安全意識就是一種極其重要的調節因素，例如，駕駛員的安全意識越好，危險駕駛行為就越少[20]。“賭徒心理”就是安全意識薄弱的表現，它反映了駕駛員的一種僥幸心理。郭洪洋[21]等人在采用模糊聚類算法（ FCM）劃分影響駕駛風險的因子等級時也發現，位居第一的是駕駛員抱著僥幸心理的違章狀態;Machado[22]等人在調查影響駕駛人感知風險的5種因素時也發現，不遵循交通規則和分心駕駛是對駕駛人風險感知最具影響力的因素。2015年的交通事故數據也顯示，由機動車駕駛人違規造成的交通事故約占總數的 91.35% [23]，同樣證實了這一觀點。

2 身心應激反應對駕駛可靠性的影響

2.1 應激反應的一般模式

應激反應是機體面對外界環境的威脅，經認知評價后所產生的生理、心理和行為反應[24]。經典行為主義流派認為，人的行為模式是刺激（S）-機體（O）-反應（R）。J.Surry在此基礎上提出一種新的應激響應模式，將駕駛員的駕駛行為分為三個階段，即感知階段、判斷決策階段和操作動作階段[25]。駕駛員通過視覺、聽覺、觸覺等器官感知環境信息和車輛信息;外部信息傳入中樞神經，駕駛員依據自身駕駛能力、知識經驗、身體條件等對獲取的交通信息進行處理加工后作出相應的判斷和決策;最后，駕駛員的運動系統依據中樞神經傳來的指令，做出相應的動作。

2.2 生理應激對駕駛行為的影響

應激綜合征之父Selye將生理應激狀態分為三個階段：警戒反應階段、抵抗階段和疲憊階段[26]。

警戒反應是由應激源引起，它作用于下丘腦，再傳遞到腦垂體，促使其分泌促腎上腺皮質激素，從而引發一系列緊張的生理和心理反應，如心率、呼吸、皮電位變化等。在抵抗階段，機體會全力與應激狀態進行抵抗并試圖恢復正常狀態。如果機體所做的努力獲得了成功，機體將重新恢復到正常狀態;如果努力失敗，機體再度表現出生理和心理上的不適，進入疲憊階段。因為在抵抗階段，機體已經耗費了大量的生理能量和心理能量，疲憊階段時，機體變得反應遲鈍了，各器官的免疫能力也在不斷下降。研究發現，突發事件越緊急，心率的變化量越大，若駕駛人在面對突發事件時的心率與平靜狀態下的相似，則說明駕駛人的應激能力較好[27]。

2.3 心理應激對駕駛行為的影響

應激狀態下，駕駛員會出現認知狹窄和刻板行為的傾向，具體表現為：注意集中于一點，難以轉移和分配;對外界情況只能做出“有”或“無”判斷，難以做量化的判斷，在極端情況下會失去對外界的認知和判斷能力;動作準確性下降，易出現錯誤操作[28]。

心理應激與心理負荷密切相關。任福田測量了駕駛人的心理緊張量與車速、超車之間的關系，結果表明，與無超車影響相比，在相同車速下，有超車條件下行車的平均心理緊張量顯著提高[29]。張展宏等人探究了在專心駕駛、與乘客交談、聽音樂、撥電話和接聽電話這五種條件下，心理負荷水平對駕駛人反應時間的影響。結果表明，隨著心理負荷的增加反應時間延長，且在接聽電話條件下反應時間最長[30]。此結論也驗證了Wickens提出的心理負荷和工作績效之間關系模型（圖1）：駕駛人的心理負荷超過一定閾限后駕駛人的工作績效會急劇下滑[31]。

駕駛人的心理負荷不僅來自于突發情境，與個體生活經驗也密切相關。Zylman注意到，只有30%的致命車禍是由酒精直接導致，而50%的致命車禍是由相對較少酗酒的高風險司機導致，其事故是酒精與諸如疏離、敵視、攻擊和短暫的創傷經歷等特征或條件相結合的結果[32]。同樣有研究發現，離婚駕駛員的事故率顯著高于離婚前的事故率。在對比410名離異駕駛員與未離異駕駛員的事故率后發現，前者的事故率是后者的兩倍，而在離婚前后的6個月中事故率最高[33]。這也提示我們，我們的研究的重點也許應該從飲酒本身轉向事故之前所伴隨的行為特征或身心狀況。

3 環境設計失配性對駕駛可靠性的影響

3.1 車輛設計失配性的影響

清華大學的碰撞實驗表明，白色汽車事故率最低，黑色汽車的事故率是白色汽車的三倍。為了分析其原因，他們選取同一車型的五種顏色進行可視性實驗，分別在清晨、白天、傍晚及夜間的不同時段以一定的時間間隔進行圖像捕捉，結果發現白色和銀色的視認性最好，黑色最差，證明了汽車的色彩對汽車的可視性產生影響，從而影響到駕駛的安全性。腦電誘發實驗也證明，白色轎車激發的大腦活躍度要髙于黑色轎車，白色轎車在枕部產生興奮點，黑色轎車在頂部產生抑制點[34]。此外，不同的色調對人的情緒、視覺均有不同的影響。暖色調給人溫暖的心理體驗，同時伴有視覺上的擴張效應;相反，冷色調給人寒冷的心理體驗，同時帶來視覺上的收縮效應。正因顏色的這種特殊效應，會使人們在判斷物體間的距離時產生錯覺。假如有紅色、藍色轎車與某駕駛員保持相同距離，在正常情況下，駕駛員會覺得藍色車比紅色車離自己更近。同時，因距離和顏色產生的壓迫感程度不同，駕駛員的速度知覺和深度知覺也會因為汽車的顏色的不同而不同[35]。

除了汽車顏色，儀表盤是駕駛員獲得駕駛信息以及調整駕駛行為的重要中介，與駕駛安全緊密相關，朱郭奇等人的實驗發現指針顏色、指針寬度和指針長短對于人員操作的正確率有顯著影響，其中黃色指針，寬指針，長指針搭配下的正確率效果顯著[36]。楊桂云的實驗也同樣發現儀表界面中的字符顏色、指針顏色均會影響駕駛員對儀表界面信息的識讀速度，當儀表界面元素顏色相同且均為白色時效果最佳[37]。

3.2 道路設計失配性的影響

Rasmussen在1987年指出“人的錯誤可以看作是人-任務的瞬間不協調，如果這種不協調頻繁的出現，那么我們可以認為這可能是個設計錯誤”[38]。正常的視覺環境是我們安全駕駛的前提，在隧道條件下，駕駛人會經歷暗適應和明適應的變化，即由一種光刺激到另一種光刺激的適應過程。當車輛快速通過隧道進出口時，由于劇烈的明暗過渡，駕駛人瞳孔面積變化率會急劇發生變化。當變化率超過駕駛人的視覺適應能力時，無法在視網膜上清晰成像，產生視覺震蕩[39]。視覺震蕩的強度與車速、明度變化快慢緊密相關。當車速大于 100km/h 時，視覺震蕩的強度增加，嚴重影響交通安全。同時，暗適應相較于明適應所需時間更長，所以我們必須使用足夠明亮的燈光來提高視覺可見性，使用足夠的反射物標記道路的中心和道路的邊緣來增加駕駛的安全性。同樣，夜晚駕駛，因為光線不足，其危險發生率也遠高于白天。

道路幾何線形作為車輛行駛的載體，必然與交通事故存在一定聯系。Shanker發現，相較于道路寬度及視距長短，路線曲率是導致鄉村道路交通事故發生的重要因素之一[40]。JTGD20-2006《公路路線設計規范》從行車視距及動力等方面對道路設計的半徑、坡度、偏角、長度等提出了極限值的限定。如圖2所示，當平曲線半徑大于7000m時，事故率呈上升趨勢[41]。研究發現，駕駛人在普通行車環境下的反應時間一般是2.5s，但在復雜的行車環境下，駕駛人往往需要10-15s的反應時間完成緊急情況下的操作[42]。駕駛人在行駛過程中是有一定預期的，駕駛預期是從當前環境以及以往的行車經驗中發生的無意識學習，當駕駛預期與實際行駛軌跡（曲線）不相符時，道路線形失去其引導作用，引發交通事故。

交通標志向駕駛員傳達了包括方向、道路狀況、限速以及潛在危險等多方面的信息，因此對于路標的研究對于駕駛安全有重要意義。駕駛員的夜視力和路標的顏色、對比度的實驗證明：夜間使用近光燈照明時，白色、黃色視標最易辨認，綠色、紅色視標次之，藍色視標最不易辨認;使用遠光燈照明時，紅色、白色、黃色視標最容易辨認，綠色視標次之，藍色視標最不易辨認[35]。王培的實驗則發現，駕駛員腦力負荷的大小對駕駛員識別交通標志有影響，可通過減少道路兩旁無關的標志牌、廣告牌，規范其它道路使用者的行為等來降低腦力負荷[43]。

4 影響駕駛可靠性的人因管控

4.1 培養良好觀察習慣，充分把握行車環境信息

環境感知能力雖非安全風險增加主因，但錯誤的感知信息或者遺漏信息，均會增加駕駛風險。因此，培養良好觀察習慣，充分把握行車環境信息就顯得尤為重要。Chapman 等人發現可以通過視覺搜索訓練來改善新手駕駛員信息識別的廣度和速度，他要求新手駕駛員在觀看視頻時，預測隨后發生的事件，視頻先以0.5倍速播放，以保證駕駛員有充足的時間來獲取視覺加工信息。然后，再以1倍速播放，以促使駕駛員提高對駕駛環境的視覺掃描速度和范圍。結果發現，同訓練前相比，駕駛員視覺掃描范圍變寬，對危險的平均注視時間減少[44]。因此，交通管理部門在對新駕駛員的培訓環節，可通過增加一定的視覺訓練，來提高其視覺搜索能力。

4.2 提升風險評估意識，堅決消除“賭徒心理”

駕駛員危險知覺能力、風險評估意識，不僅可以預測駕駛人的危險駕駛行為，而且能預測交通事故率。因此，加強對駕駛員危險知覺的檢測，對降低他們的危險駕駛行為，提高道路交通安全性具有重要意義。后續研究可繼續探索影響危險知覺的因素及其堆駕駛員行為的影響，例如：心理負荷、人格、心理狀態、生活事件等。其次，提高安全意識，消除“賭徒心理”，提高危險感知能力是降低安全風險的重要途徑。

4.3 優化交通環境設計，營造安全駕駛環境

加強交通系統中各要素的人因學研究并對一些可能存在安全隱患的交通設施進行專項評估。官陽曾指出，任何用戶良好型道路均會在路口前、彎道前給駕駛人至少6秒的反應時間[45]。相關人員應對道路的中間的隔離帶、隧道燈光、道路的曲線、彎道的寬度和角度等均進行更詳盡的檢測，得到安全的臨界值以供后人參考。汽車廠商應努力完善智能汽車輔助系統，以減輕駕駛人的駕駛負荷，并在駕駛人失去感知、判斷或者操控能力時，及時介入。國家監管部門應設置嚴格的車輛穩定性、制動性的檢測標準，對車輛的安全性進行排查，降低事故發生的可能性。

4.4 強化法規遵守自覺，創建平安和諧行車環境

加強駕駛違規行為的管控。管理人員應利用交管部門的“大數據庫”，對駕駛行為進行監測并分析，對其駕駛危險系數進行測算。在測算基礎上制定一定標準，設置自動篩查與報警系統，檢測出部分需要心理訓練的駕駛人，甚至是吊銷駕證的人員。其次，建立綜合性機動車安全駕駛教育培訓基地，除了提供學員學習交通安全理論知識，還應包括多種 “體感教育”設施，如模擬醉酒駕駛、模擬兒童視野過馬路等，讓學員親身體驗，提高文明駕駛和安全駕駛的意識。

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