接打電話時駕駛人的應激反應特征分析＊

何子欽，賈丙碩，李騰飛，朱輝

（陜西工業職業技術學院，陜西 咸陽 712000）

引言

駕駛人的應激反應特征在很大程度上取決于其自身固有特性，但是接打電話在一定程度上會影響駕駛人的應激反應能力，引發交通事故。接打電話時駕駛屬于認知分心駕駛，而當駕駛人在緊急情況下發生認知分心時，其應激反應能力會受到很大影響。因此，對接打電話時駕駛人應激反應特征進行分析有重要意義。

國內外大學和科研機構對駕駛人相關研究已經開展了50 多年，并取得了豐碩的研究成果。例如：Rosenbloom 等人研究了駕駛人執行不同時間長短的打電話分心次任務對駕駛人注意力的影響。結果表明，短時間通話對車輛行駛速度影響不大，但長時通話會使車輛的車速越來越快[1]。Beck KH等人研究了開車打手機對駕駛人行為的影響。統計結果表明：駕駛時接聽手機是一種不安全駕駛行為，駕駛人更容易發生疲勞駕駛、攻擊型駕駛、超速駕駛等行為[2]。Jeff K.Caird 等人對行車過程中使用手機對駕駛績效的影響進行了整合分析。分析結果表明：在進行所有與電話相關任務時駕駛人的反應時間（RT）平均增加了0.25 秒[3]。徐偉等人基于駕駛人對開車打手機產生的危害及危害機理進行了分析[4]。李宏汀等人通過系統梳理近10 的國內外研究發現，駕駛時使用手機會增加駕駛人的認知負荷，導致駕駛人的反應時間延長15%～40%，車道保持能力下降[5]。

國內外研究者對于接打電話時駕駛人進行了反應時間、車道保持等數據進行分析，從而得出接打電話對于駕駛行為的影響。本文在前者的數據采集分析基礎上，提出使用駕駛人駕駛過程中的眼動及駕駛行為數據作為駕駛人認知分心指標，其中采用注視點分布、掃視幅度作為眼動特性評價指標，使用方向盤操作、加速踏板操作和應激反應時間作為駕駛行為指標開展研究，為在駕駛時接打電話會增加交通事故率提供有力證據。

1 實驗設計

1.1 實驗被試

試驗共招募6 名非營運駕駛人作為被試，被試駕駛人身心健康，矯正視力均為1.0，持有的駕照類型均為C1。

1.2 實驗設備

根據試驗目的，選取駕駛行為特征提取平臺駕駛模擬器和Facelab 眼動儀為試驗設備。該駕駛模擬器搭載了德國Ergoneers 公司開發的SILAB 場景仿真軟件，駕駛模擬器的硬件系統由駕駛艙、視景計算機系統、視屏、音響設備組成，Facelab5 眼動儀用于記錄駕駛人的眼動數據，其具有免佩戴、性能好、精度高的特點。

1.3 實驗任務和實驗設計

交通事故形態主要有側面相撞、正面相撞、刮撞行人、尾隨相撞四種，根據代表性、多樣性、全面性的選取原則，針對每一種道路類型特點，共設計了12 種具有代表性、對交通安全有嚴重影響的典型應激場景（如公交車前方突然有行人竄出、對向車輛占道超車、高速路口有車輛駛入、前車緊急換道、車道前方有故障車輛等待救援等）。

根據是否接打電話，將實驗分成A、B 兩組，6 個人均完成對照實驗。其中，A 組中每位駕駛人依次完成表1 試驗，B 組中每位駕駛人依次完成表2 試驗。

表1 A 組試驗場景

表2 B 組試驗場景

1.4 實驗步驟

實驗前對實驗者進行實驗說明，同時讓其進行無任何任務的10km 練習駕駛。實驗過程中，結合試驗條件和研究目的，主要將注視點分布和掃視作為眼動指標，方向盤轉向操作和加速踏板操作作為駕駛行為指標[6]。其中，注視點分布影響駕駛人視角變化，掃視行為影響駕駛人注意深度，轉向操作影響到車輛橫向運行狀態，加速踏板操作影響到車輛縱向運行狀態。

2 數據分析

本實驗主要使用兩項數據指標進行是否接聽電話的駕駛對比，其中駕駛行為指標使用平均值與標準差的指標來對比。

2.1 注視點分布

將6 名駕駛人的不同駕駛環境下無接打電話和有接打電話駕駛時的注視點視角位置繪制成散點圖（以城市道路駕駛為例，如圖1、圖2）。通過上下兩圖對比發現，駕駛人在接打電話時水平方向、垂直方向視野均變窄。由此說明，接打電話對駕駛人眼動產生影響，專心開車時，視野范圍寬，獲取的道路環境信息更多，而接打電話時，關注的區域變小，注視點分布較集中，視角的位置主要集中在道路前方，而兩側較遠位置的目標被忽略。在垂直方向上，正常駕駛時駕駛人關注的目標較遠，認知分心后注視點位置變低，注視距離較近，不能及時獲知前方較遠處潛在的危險信息，對安全駕駛構成一定威脅。

圖1 城市道路上正常駕駛時駕駛人注視點分布圖

圖2 城市道路上駕駛時接打電話時駕駛人注視點分布圖

2.2 駕駛行為特性分析

在實驗中分別采集了6 位駕駛者的加速踏板開度值，對數據進行前后對比，正常駕駛時加速踏板開度變化既少又小，非常平穩，但是認知分心時加速踏板開度波動幅度較為顯著（如圖3 所示）。這可能是因為認知分心次任務對駕駛人分配剩余注意力資源的能力產生不利影響，容易導致駕駛人反應遲鈍、判斷不準確和操作不精確，造成的結果就是駕駛人需要頻繁、大幅度地操作加速踏板，以保持所需要的行駛車速。無論正常駕駛與否，加速踏板開度變化都存在明顯波動，且其波動幅度、頻率相差不大（如圖4 所示）。這可能是因為在高速公路上，由于車速相對較高，駕駛人需要全神貫注才能保證行車安全，故駕駛人有意識的忽略認知分心次任務，將大部分認知資源用于駕駛主任務。

圖3 城市道路上正常與撥打電話時加速踏板變化情況

圖4 高速公路上正常與撥打電話時加速踏板變化情況

3 結論

（1）駕駛人正常駕駛時，其注視范圍寬，獲取的道路信息也更多，而接打電話時關注的區域很小，注視點分布比較集中，視角的位置主要集中在道路前方，而兩側較遠位置的目標被忽略。

（2）駕駛人在正常駕駛時，能夠長時間比較精準的把控踩合加速踏板力度，在接打電話時，對加速踏板的控制能力都會減弱。