汽车驾驶员的信息处理与安全行车
汽车驾驶员的信息处理与安全行车
汽车驾驶员在行车中，与车内外环境中的信息交流无时无刻不在进行着，汽车驾驶员对各种信息接收、分析、判断、处理得及时、正确与否，直接影响到安全行车。
汽车驾驶员处理信息的特点是由其任务、性质和工作环境决定的。汽车驾驶工作是一种不断的感知信息、处理信息的劳动。它既不像体力劳动那样消耗大量体力，也不像智力劳动那样消耗大量的脑力。它要求汽车驾驶员在行车中集中注意力，对路面情况、车辆情况及时准确地加以感知和判断，并根据这些判断随时调整自己的操作，确保行车安全。汽车驾驶工作与其他劳动相比，具有以下几个显著的特点：
1、信息输入、输出量大。汽车在行进中，驾驶员与车内外环境的信息交流时时刻刻都在不停地进行着。汽车驾驶员要对车内外的交通信息进行及时的感知；对道路交通标志、交通信号以及行人和其他车辆等各种情况要进行准确的判断，并作出相应的反应。国外的一项研究表明，汽车每行驶l公里，会遇到约300起事件。所谓事件，是指那些可能绘驾驶员带来影响的各种刺激，如一只鸟飞过，一个人走过等。车辆每行驶1公里，被汽车驾驶员注意到的事件约130件，需要作出反应的事件约13件。尤其是在繁华闹市区，在上下班高蜂时间，需要汽车驾驶员处理的信息更是成倍地增加。
2、信息动态不断变化、复杂多样。汽车驾驶是在高速行驶和道路交通情况不断变化的动态环境中进行的。汽车驾驶员在行驶过程中，车内外的各种信息都随着车辆的运行在不断地变化。如车辆行驶中道路的宽窄、弯曲、凸凹是在不断变化的，在道路上的各种车辆和行人(包括骑自行车的、推手推车的、赶牲畜的人等)的运动方式、行进的路线、速度和行为特征也各不相同。
3、信息观察具有专业性特点。车辆行驶过程中，车内外的一切信息，汽车驾驶员都是靠观察反映到大脑里的。如汽车驾驶员用眼睛观看交通环境、交通信号和行人动态，用耳朵
听发动机及车外的声音，用嗅觉闻燃油的气味，用自身的本体感觉体会车辆行驶的情况等。汽车驾驶员的观察具有指向性（主要指汽车驾驶员在行车中进行的观察并不完全受外界环境的影响，主要是由当时的驾驶任务决定的。如在行车过程中，汽车驾驶员并不像乘客那样东张西望，他既不去观看商店橱窗内琳琅满目的商品，也不理睬人行道上穿着时髦的行人，更不去欣赏街头播放的动人乐曲.为了驾驶安全，他观察仪表指针的变化、行人车辆的动向、交通信号的变换等。这些客观事物，才是汽车驾驶员感知的主要对象。汽车驾驶员往往对上述与完成任务密切相关的事物感知清晰，而对其他事物感知则较模糊）、系统性（主要指汽车驾驶员的观察不是随意的、杂乱无章的，而是在人、车、路(环境)这一复杂系统中，按照一定的顺序去感知。如汽车启动时，汽车驾驶员总是先观察车辆前、后、两则是否有人员或其他障碍物，看车门是否关好，乘客是否坐稳，然后才呜号启动；汽车发动后，汽车驾驶员要倾听发动机的响声是否正常，观看仪表所显示的油压、气压和电压情况，以便及时发现影响行车安全的迹象。如果不按一定顺序去观察，而是东一榔头西一棒，就可能使一些不安全因素被忽略，以致发生交通事故）、经验性（有经验的汽车驾驶员，能观察到其他人所不能发现的细小变化。例如，可以从车辆发出的运转声或噪音中，感知发动机工作是否正常，这对于一个没有驾驶知识的乘客来说是无法做到的‘在行车中，有经验的汽车驾驶员看到有儿童在路旁玩耍，或进行打闹、掷飞碟、滚铁环等活动，就会提醒自己减慢车速，防止儿童因捡球、捡玩具或奔跑止不住脚而突然跑到路面上来。而无经验的汽车驾驶员往往忽视这些潜在的危险因素。例如，菜单位一女汽车驾驶员开车从村边的公路上经过，她发现前方十几米处有一个六七岁的男孩正在从田野里向公路跑来，但她没有采取任何措施，直到快撞上小孩时才紧急制动，但为时已晚，小孩被撞伤致死。事后这个驾驶员说：“我觉得路边有构，在小孩上路之前我的车早就该过去了。”其实，路边只有密密麻麻的草，而没有路沟。这是由于观察错误和缺乏经验导致的事故）等特点。
4、信息处理失误几率高。汽车是先进的交通工具，驾驶得当有益于社会，驾驶失误也会给社会造成一定的危害。前苏联的一项研究表明：汽车每行驶3公里，驾驶员可能有1次判断失误出现，这种失误不是指多么严重的错误，而是指类似加速板踏得晚一些，或方向盘转得稍过了一点，或对交通情况判断不够准确等。但有时小小的失误也会酿成灾祸。例如，2004年1月浙江菜市汽车驾驶员汪某开货车运送物资，一辆东风牌货车以相近的速度在前面行驶。汪某见到前车主动靠右，以为是对方让车，就加大油门企图超车。其实，东风车是绕开路面坑挂，又向左靠。当汪某发现问题再应急处理时已经来不及了，结果造成翻车事故。汽车驾驶员每行驶印。公里，可能会遇到1次非常危险的情况。按每年行驶16加0公里计算，大约每两周就会遇到1次非常危险的情况，如果汽车驾驶员疏忽大意、惊慌失措或操作失误等，就可能发生交通事故。汽车驾驶员在行车中不但产生危害的概率较高，而且危害的程度非常大。有人计算过：解放CA—10B型卡车以每小时60公里的速度满载行驶时，其动能可达l14480公斤／米，相当于把两节50吨重的火车车厢举起1．14米。因此，一旦发生交通肇事，其破坏性就很大，极易造成人员伤害和物资损失。
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基于驾驶员信息处理的道路安全性评价模型
2008-12-26 阅读次数: 320次
摘要：在车辆行驶过程中，道路条件包含了大量的信息，驾驶员需要及时对这些信息进行处理，以保障行车安全。本文基于驾驶员信息处理，建立了一种新的道路安全性评价模型，并结合相邻路段运行速度差，给出评价指标。
关键词：驾驶员；信息；安全性；评价模型；评价指标
交通安全涉及人、车、路和环境3个方面的因素，是一个三位一体的耗散结构，只有充分地了解系统内的各个组分的特性，才能构建完整的道路交通安全系统。引发交通事故的原因是多方面的，其中人是重要的因素之一，与人有关的事故约占总体事故的90%以上，而驾驶人本身负有直接责任的事故高达81%以上。从驾驶员的角度分析交通事故发生的原因，主要为两方面：第1，驾驶员对交通信息的错误判断以致发生事故；第2，在一定时间内，道路交通信息量的输入超过驾驶员信息处理能力的上限，驾驶员来不及对接收的信息进行处理，造成事故发生。本文针对以上两种情况进行分析，结合道路线形设计一致性，建立基于驾驶员信息处理的道路安全评价模型。
1 驾驶员信息处理理论
人的驾驶行为是一个与驾驶期望有关的连续的信息处理过程，在不同的道路交通条件下，驾驶员所投入的注意力不同，处理相关道路交通信息量也不同，而驾驶员处理的信息量会直接影响其驾驶行为。基于这一原理考虑，通过测试驾驶员信息处理的强度评价道路交通安全性是可行的，即道路安全性条件较差，驾驶员需要投入更多的注意力去处理相关交通信息，以保障行车安全。
1.1 信息处理SOR模式
驾驶行为大致为感知信息、处理信息、操作控制车辆的过程，信息处理是安全行车的重要环节，此过程可以简单的描述为：刺激（S）-认知（O）-反应（R），如图1所示。
在驾驶过程中，信息是动态变化的，不断被接收、判断和处理，对驾驶员来说，整个驾驶过程也就是不断进行信息处理的循环过程。通常，驾驶员视觉接收信息的能力为4.6 106Bit/s，听觉为8 000 Bit/s，而其处理信息的能力仅为25~30 Bit/s。可见驾驶员能处理的信息只是其视听觉信息的一小部分，在一定时间段内，输入信息与处理信息之间的关系如图2所示。
1.2 交通信息分类分析
交通信息是行车过程中驾驶员接收的与其安全行驶有关的外界刺激。影响驾驶员行车安全的信息是错综复杂的，按照信息来源可分为以下几类：
1）道路几何信息。包括道路宽度、线形、交叉口、车辆出入口、路面状况、标志标线、信号灯等；
2）车辆信息。包括车辆的各种仪表、指示灯所显示的信息，其它机动车辆和非机动车辆占用道路、车速、流量流向等信息；
3）环境信息。包括日光条件、照明条件、道路两侧建筑物、广告、噪声等信息；
4）驾驶员自身信息。包括驾驶员自身的驾驶水平、身体状况、心理状况、驾驶员对自身当前驾驶行为的认识等信息。
2 驾驶员期望度与线形设计一致性
期望度就是驾驶员在实际行车中的操作过程和事先预计结果相一致的程度，它直接影响了驾驶员信息处理速率。驾驶任务对驾驶员施加心理压力，压力的大小取决于驾驶的难度和驾驶员的期望度。道路线形设计是影响驾驶员期望度的主要因素，驾驶员高强度的信息处理过程与道路线形设计是密切相关的。本文在建立基于驾驶员信息处理的道路安全评价模型时，也主要考虑道路的线形设计对驾驶员的心理影响。线形设计与驾驶员的期望不一致将导致驾驶员采取不合理的速度、不适当的操作行车，正是由于这一原因，道路两侧或路面出现了限速、警示等标志和其它安全保障系统。
线形设计一致性是指道路设计中的几何条件与驾驶员的期望驾驶速度相适应的特性，线形设计一致性可以保证道路几何线形设计的整体协调性，可以用来评价道路线形设计的安全性。我国《公路项目安全性评价指南》中以运行速度（指在特定路段上测定的第85%位车速）作为公路安全性评价的1个主要指标来评价线形设计一致性，表示相邻路段运行速度的差值，如表1。
3 驾驶员信息处理强度模型的建立
3.1 信息处理强度的定义
在本文中，信息处理强度只被定义为驾驶员执行驾驶任务时，所需要投入的注意力。在这里存在两个问题：到底多少注意力是必需的；驾驶员将怎样完成附加的任务，即进行与驾驶无关的任务，比如听歌、谈话、观赏车外的景色等。信息处理强度是驾驶员信息处理能力的一部分，如果驾驶任务需要驾驶员投入更多的注意力，也就意味着他只有很少的注意力去执行其它任务。
信息处理强度通常用信息输入量和时间因素度量。车辆在道路上行驶的越快，驾驶员也就需要更强的信息处理能力。国外的许多研究成果也表明驾驶员信息处理强度取决于道路设计的复杂性（信息输入量）和运行速度（时间）。
3.2 交通信息量的确定
道路交通信息来源众多复杂，主要包括道路几何线形、路面状况、天气情况、交通量、车辆性能等，并且各种信源出现的概率是不定的。信息量直接影响驾驶员的信息处理强度，
式（1）和（2）中，对数的底可以取2、e及10，为了与计算机编码相结合，此处选2，则B是以比特（bit）作为度量单位，1个bit定义为在两个均等的可能事件中需要区别的
信息量。
3.3 模型的建立
假定驾驶员信息处理强度取决于道路设计的复杂性和时间。综合考虑这些因素，国外学者Navin建立了人的信息处理强度模型。模型的观念是基于人的信息处理理论，即假定人的信息处理能力是有限的。行车过程中，驾驶员在自身信息处理能力的范围内，对接收的交通信息进行及时处理，以确保行车安全。
道路的复杂性程度（即信息量）以每km为单位，它所包含的信息量记为。驾驶员的信息处理能力上限以s为单位，记为。驾驶员处理某段道路交通信息所需要的最短时间记为。
4 安全性评价指标4.1 判别性指标
5 结论
道路安全性评价研究现状主要针对道路硬件设施以及管理手段，而忽略了这些因素影响的终端是驾驶员的信息处理强度。在车辆行驶过程中，驾驶员需要及时对这些影响因素所包含的信息量进行处理，以保障行车安全。本文基于驾驶员信息处理强度，建立一种新的道路安全性评价模型，并给出评价指标。但是在建立模型的时候，如何得到更为精确的交通信息量，在以后的研究过程中有待于进一步深化。
参考文献
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[2] 刘志强.道路交通安全工程[M].北京:化学工业出版社,2005
[3] Dennis Coon.心理学导论（第9版）[M]..郑钢,译.北京:中国轻工业出版社,2004
[4] 任福田.交通工程心理学[M].北京:北京工业大学出版社,1993
[5] 石峰,莫忠息.信息论基础（第二版）[M].武汉:武汉大学出版社,2006
[6] Navin, F. D. P., Musa, P. T. The Effects of Speed and Driver Adaptive Strategies on Driver Workload Assessment[J]. TRB, 2004
[7] Senders J. W., Kristopherson A. B., Levison W. H., et al. The Attentional Demand of Automobile Driving[J]. Highway Research Record, 1967
Road safety evaluation model according to driver information processing// Wu Xiaofeng, Li Xiaowei, Li Huishuang (Highway College of Changan University , Xian 710064)
Abstract: The reason which causes traffic accident is various, but research indicates that the person is the most important factor. Safe factors such as road condition and management method ultimately influence on the driver’s information processing degree. In the vehicle driving process, the road condition includes a great deal of information, and the driver needs to carry out information processing in time, to guarantee the drive safety. This paper establishes a kind of new evaluation model of road safety according to driver information processing, and combines 85th percentile operating speed difference of neighboring road section to put forward the evaluation index.
Key words: driver; information; safety; evaluation model; evaluation index 作者：长安大学公路学院吴晓峰，李晓伟，李会双