高巖，曾濤，張樹林,李宏海，袁偉，羅毅

(1.公安部交通管理科研所，江蘇無錫 214151；2.國家道路交通管理工程技術研究中心，江蘇無錫 214151；3.廣東省公安廳交通警察管理局，廣州 510440；4.安徽三聯(lián)學院交通安全應用技術協(xié)同創(chuàng)新中心，合肥 230601；5.國家車輛駕駛安全工程技術研究中心，合肥 230088；6.交通運輸部公路科學研究所，北京 100008；7.國家智能交通系統(tǒng)工程技術研究中心，北京 100008；8.長安大學，西安 710064)

1 引言

國際標準化組織(ISO)提出，駕駛分心是指駕駛人在駕駛時注意力分配到正常駕駛不相關的活動上而導致駕駛操作能力下降的現(xiàn)象[1]；澳大利亞道路安全委員會將駕駛分心定義為：駕駛人自愿或非自愿地轉移駕駛任務(與酒精、藥物及生理疲勞等因素無關)到與駕駛無關的人、事件或物件上面，導致其環(huán)境感知、決策和操作能力的下降[2]。歸納來說，駕駛分心可以表述為：由于受到外界因素干擾，駕駛人將注意力從駕駛操作的主要任務分配到與駕駛無關的次要任務上，從而導致駕駛人對環(huán)境感知能力和車輛操控能力的下降。

駕駛分心對于交通安全有著非常惡劣的影響，根據(jù)美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)最新發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2013年，美國國內由駕駛分心導致的交通事故共造成3154人死亡，占交通事故死亡總人數(shù)的9.6%，受傷人數(shù)424000，占交通事故受傷總人數(shù)的18%；其中駕駛人占總死亡人數(shù)的60%，乘客占25%，行人占15%[3]。國內尚未有相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但可以預期的是，駕駛分心無論對于駕駛人、車內乘客或者行人都存在著極大的危害，駕駛分心行為也成為近年來國內外學者的研究熱點。

隨著近年來智能手機等移動智能終端市場的高速發(fā)展以及輔助駕駛系統(tǒng)的普及，車載智能終端使用導致的交通事故已經成為不可忽視的交通安全問題。針對這一現(xiàn)狀，本文以不同的車載智能終端為目標，系統(tǒng)介紹了國內外相關的研究狀況及法規(guī)政策，針對不同設備提出相應的研究策略，并對研究方法和內容進行概述。

2 車載智能終端分類及駕駛分心類型

NHTSA對車輛內部可能導致駕駛人注意力分散的分心源做了具體的劃分，包括通訊設備、輔助駕駛裝置、車載娛樂設備、乘客交談、飲食、取放物件以及車外吸引源等[4]。本文中的車載智能終端是指通訊設備中手機、輔助駕駛裝置中的導航設備、以及車載娛樂設備中的收音機及CD播放器。

常見的駕駛分心行為可以分為4種類型：視覺分心、聽覺分心、認知分心和操作分心，其中視覺分心是由于駕駛人視線從前方道路上轉移引起的，聽覺分心是指駕駛人被聲音源吸引而導致注意力分散，認知分心是指駕駛人思維停頓而產生的分心，操作分心是由于駕駛人進行其它操作任務而產生的。表1列舉了確定的四種車載智能終端的典型操作內容及其導致的駕駛分心類型。

表1 車載智能終端操作內容及其分心類型

表1可知，車載智能終端的使用往往導致不止一種分心類型，比如最常見的開車打手機，撥打電話的過程涉及視覺分心與操作分心，接聽電話的過程涉及聽覺分心與操作分心，而對話過程中的思考又可以歸類為認知分心，多種分心類型的共同作用導致開車打手機極易引發(fā)交通事故，也使其成為駕駛分心的研究熱點。

3 國外研究現(xiàn)狀

不同車載智能終端會對駕駛人造成不同程度、不同類型的駕駛分心，產生的危害大小也不同。本文從不同的車載智能終端類型出發(fā)，概述了國內外相關的研究內容與成果，國外針對車載智能終端使用對于駕駛行為的研究較早，研究內容也較詳實。

3.1 手機與駕駛分心

在所有車載智能終端中，手機的使用頻率最高，究其原因有兩點，一是由于人類的社交需求正不斷被激發(fā)，二是駕駛人普遍高估自己能夠克服接打電話造成的駕駛分心的能力[5]。早期的研究主要集中在開車接打手機的危害程度。如1997年，Redelmeier等就對手機使用與交通事故的內在聯(lián)系進行探究，通過分析669名駕駛人在14個月內的所有通話記錄數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，開車時打手機發(fā)生交通事故的幾率是正常情況的4倍[6]。Violanti等通過分析1992年至1995年間發(fā)生的二十多萬起交通事故的相關數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，使用手機時發(fā)生致命交通事故的幾率是正常情況下的9倍[7]。Mcevoy等通過對456名發(fā)生事故駕駛人的訪談及事故前一周的通話記錄數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，當駕駛人的通話時長超過10分鐘時，發(fā)生交通事故的風險會達到正常情況的4倍以上[8]。Farmer等通過對1200名駕駛人的問卷調查發(fā)現(xiàn)，駕駛人使用手機的時間約占全部駕駛時間的8%；2008年的相關數(shù)據(jù)顯示，自禁止開車打手機的法規(guī)頒布以來，交通事故數(shù)減少了22%[9]。以上研究可以看出，開車打手機會大幅增加交通事故的發(fā)生幾率。這些研究主要來自問卷調查、訪談以及歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，其研究手段、內容及獲取的數(shù)據(jù)都比較單一。近年來，相關研究的內容進一步拓展到具體的操作內容對駕駛分心的影響。

手機的操作內容大致可以分為撥打電話、接聽電話、發(fā)送信息以及閱讀信息四個方面。通話類型可以分為手持式與免提式，針對兩種通話方式對駕駛分心的影響差異，得出的結論有兩種：一部分研究認為，手持式與免提式通話對于駕駛人的影響無明顯區(qū)別：Strayer等通過對48名年齡介于18到30歲的年輕駕駛人進行模擬實驗發(fā)現(xiàn)，無論是手持式還是免提式通話，都會使駕駛人在通話過程中丟失雙倍的交通信息并增加反應時間[10]；Consiglio等通過模擬駕駛實驗分別在手持式通話條件和免提式通話條件下對22名駕駛人進行測試發(fā)現(xiàn)，兩種情況都會大大增加駕駛人的反應時間且影響無顯著性差別[11]。而另一部分研究認為，相比于手持式通話，免提式通話對于駕駛人分心的影響更?。篒shida等通過模擬駕駛實驗觀察50名駕駛人分別在手持式通話與免提式通話條件下的制動反應時間、眼動行為、車間距以及車道保持情況等指標發(fā)現(xiàn)，免提式通話的整體表現(xiàn)要優(yōu)于手持式通話[12]；T?rnros等測試了模擬駕駛環(huán)境下48名駕駛人撥號和通話時的車輛狀態(tài)指標，結果顯示分別利用手持式和免提式電話進行撥號時，車輛速度都有明顯的下降且兩者無顯著性差別，而當駕駛人只需接聽電話時，使用手持式電話的車輛速度下降明顯而使用免提式電話的車輛并沒有減速，最終得出的結論是在駕駛環(huán)境中，免提式電話表現(xiàn)更好[13]。

除了使用手機接打電話以外，收發(fā)信息也非常容易導致駕駛分心。Olson等通過模擬駕駛實驗并結合實際事故數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，駕駛人讀寫短信時，其視線離開前方道路的平均時間約為4.6s，在這期間發(fā)生交通事故的概率是一般情況下的23倍[14]；Drews等通過在模擬駕駛環(huán)境下對40名駕駛人進行對比測試發(fā)現(xiàn)，開車時收發(fā)信息會明顯增加駕駛人的制動反應時間，并且降低其對車輛縱向和側向的操縱能力，影響程度甚至還要超過開車打手機的情況[15]；Yager等通過對42名駕駛人展開自然駕駛實驗發(fā)現(xiàn)，開車時讀寫短信，駕駛人的制動反應時間是平常的兩倍，且無論是閱讀短信還是發(fā)送短信，兩者的影響大小無明顯區(qū)別[16]。

通過以上研究可以發(fā)現(xiàn)，開車時使用手機對于行車安全有非常大的影響。無論是撥打、接聽電話，還是閱讀、發(fā)送短信，都會導致交通事故發(fā)生的幾率顯著上升。手持式通話和免提式通話都會對駕駛安全造成很大的危害，綜合來說，免提式通話由于減少了部分操作負荷，相對而言安全性略高。

目前針對開車使用手機的研究已取得一定的成果，但仍存在幾點問題：(1)研究方法多為模擬駕駛實驗，較易展開實施，但相比于實際狀況，獲取的數(shù)據(jù)以及得出的結論不具備很強的客觀說服力，未來需要開展更多的自然駕駛實驗，保證實驗數(shù)據(jù)與結論的客觀真實性；(2)在研究內容方面，目前的研究仍集中在開車時接打手機對駕駛安全的影響方面，通過前文介紹的研究可以發(fā)現(xiàn)，駕駛時讀寫短信的危害甚至還要高于接打電話。隨著人類社交需求不斷被開發(fā)，市場上出現(xiàn)了許多包括如微信、打車軟件及手機導航軟件等其它在行車時常用的軟件，這些手機軟件的使用同樣會對駕駛安全造成非常大的影響。因此，相關的研究內容應更加細化，擴展到特定的手機應用對于駕駛安全的影響研究。

3.2 車載導航設備與駕駛分心

隨著車載導航裝置的普及，駕駛人與導航設備的交互也逐漸成為影響駕駛安全的重要因素。Harms等對職業(yè)駕駛人分別進行人工導航、設備導航以及兩種方式結合的組合導航測試發(fā)現(xiàn)，不同的導航方式對于車輛行駛速度等沒有顯著影響，但是利用設備導航會延長駕駛人的反應時間[17]；Harbluk等通過分別對語音導航和視覺導航兩種導航方式的研究測試發(fā)現(xiàn)，駕駛人利用語音導航時分心程度更小，具有更好的整體表現(xiàn)[18]。

Nes等通過對21名駕駛人進行為期5周的自然駕駛實驗發(fā)現(xiàn)，使用導航裝置時，駕駛人與導航裝置界面40%的交互時間超過了15s[19]。Morris等通過對10名駕駛人進行實車實驗，通過對手動導航裝置和人工語音導航兩種導航方式進行對比發(fā)現(xiàn)，當使用手動導航裝置時，駕駛人視線離開前方路面的時長約為正常情況的兩倍，且部分注視時長超過兩秒，對于駕駛安全有著一定程度的影響[20]。

Knapper等利用攝像頭和傳感器收集了21名駕駛人為期一個月的自然駕駛數(shù)據(jù)，通過分析發(fā)現(xiàn)，駕駛人在行車過程中使用導航裝置的行程約占總行程的23%，絕大部分需要與導航裝置進行操作的行為發(fā)生在行程的前10%或者行程中車輛保持靜止或車速低于10 km/h的情況下，此研究結果表明駕駛人對導航裝置的使用普遍非常謹慎[21]。

通過對相關的研究進行分析可以得出結論：(1)相比語音導航方式，手動設置的導航設備會產生部分操作分心和視覺分心，更容易分散駕駛人的注意力，對行車安全有更大的影響；(2)絕大部分駕駛人在使用導航裝置時較為謹慎，但因操作過程需要較長的時間，所以對駕駛安全有一定的影響。美國汽車工程師協(xié)會(SAE)針對車載裝置制定了限時15s標準，即在車輛靜止時，駕駛人對相關設備的操作任務應控制在15 s以內。NHTSA對車載設備注視要求規(guī)定：操作任務的平均單次注視時長不得超過2 s，任務期間視線離開路面的總時長不得超過12s[3]。目前國內尚未有相關的準則，需要相關機構針對駕駛人與導航設備的交互內容與形式制定合理的交互標準。

3.3 車載收音機、CD播放器與駕駛分心

行車過程中駕駛人打開收音機收聽節(jié)目、使用車載CD播放器播放音樂都是極為常見的操作，許多研究已經表明，行車過程中收音機及CD播放機等車載智能終端的使用也會使駕駛人注意力分散而導致交通事故的發(fā)生。

Sagberg等通過保險公司對9000名發(fā)生過因為駕駛分心導致事故發(fā)生的挪威駕駛人進行郵件調查發(fā)現(xiàn)，收音機和CD播放機的使用導致的交通事故還要多于因為手機使用引起的事故[22]；Siebert等通過駕駛模擬實驗發(fā)現(xiàn)，駕駛過程中調節(jié)收音機會導致駕駛人對車輛操控能力下降，產生明顯的橫向車道偏離[23]。除此之外，還有研究表明駕駛人收聽的音樂類型和音量大小對于駕駛行為也有一定的影響，輕音樂可以讓駕駛人精神得到放松，重音樂的播放會提升駕駛人出現(xiàn)超速、闖紅燈等違法行為的幾率[24]。

總體來說，針對車載收音機及CD播放機使用對于駕駛行為的影響研究較少，但已有研究結果顯示其存在一定的安全隱患，這是由于操作收音機和車載CD播放器時，調節(jié)收音機頻道、音量以及取放CD盤碟等行為會導致駕駛人的操作分心及視覺分心，而收聽節(jié)目和音樂也有可能導致駕駛人認知分心，此外音樂類型等因素也會對駕駛行為產生一定影響，需要引起廣大駕駛人的注意。同時，與導航裝置一樣，目前仍缺乏科學合理的標準對收音機、CD播放器的操作及交互形式進行規(guī)范。

4 國內相關研究現(xiàn)狀

國內針對車載智能終端使用導致的駕駛分心行為的研究工作起步較晚，近年來相關研究逐漸開展。2007年清華大學的武安娜等利用模擬駕駛器測試了36名駕駛人在不同干擾程度、不同通訊方式下完成不同駕駛任務的影響，實驗結果顯示：干擾的腦力需求程度會直接影響駕駛績效，手機干擾并不是由其帶來的體力分配而導致危險，車載設備等無需手持的干擾與手持通訊設備具有幾乎同樣的不良影響[25]。2010年，李平凡等基于駕駛模擬平臺對3名駕駛人分別在正常駕駛和撥打手機駕駛條件的腦力負荷及駕駛行為表征指標進行監(jiān)測，通過實驗數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在駕駛人認知資源有限的情況下，駕駛中撥打手機使得駕駛人腦力負荷大幅增加，造成駕駛人在信息獲取、轉向燈使用、檔位變換和車速保持等方面的能力有不同程度的下降，進而對駕駛行為產生了諸多負面影響，給交通安全帶來了隱患[26]。2011年，李麗等通過編程模擬駕駛人使用車載導航系統(tǒng)的駕駛任務，對試驗數(shù)據(jù)進行比較分析發(fā)現(xiàn)：車載導航系統(tǒng)的使用在一定程度上加大了駕駛人的腦力負荷，并隨駕駛難度的增加而加劇；任務難度、工作時間及駕駛經驗等因素都對使用車載導航系統(tǒng)的駕駛人的腦力負荷產生影響[27]。2014年，王穎等人以駕駛模擬器和眼動儀為實驗平臺，測試了12名駕駛人在同時完成跟車和語音導航地址輸入的雙任務過程中的駕駛績效和視覺注意信息。結果表明：語音導航地址輸入任務使駕駛人道路注視百分比下降20%，對車輛的縱向和橫向控制均有影響，且地址查詢難度與導航工具放置位置之間存在交互效應[28]。2015年，中國香港Yan等通過對26名駕駛人進行模擬駕駛測試發(fā)現(xiàn)，讀寫短信對于駕駛人的反應時間、車道保持能力和車速變化均有顯著影響，其中發(fā)送短信的影響程度大于閱讀短信，影響程度與用中文發(fā)送還是英文發(fā)送無關[29]。

國內關于車載智能終端使用造成的駕駛分心影響研究起步較晚，內容較為零散，總體上尚未形成系統(tǒng)的研究框架，且研究方法過于單一，基本都是通過駕駛模擬實驗獲取數(shù)據(jù)，缺乏實車測試數(shù)據(jù)，而國外的相關研究中，集成了包括問卷調查、訪談、模擬實驗與實車實驗等多種方法，研究內容也比較全面系統(tǒng)。

總結國內外針對車載智能終端對于行車安全影響研究的方法，可以分為問卷訪談法、歷史數(shù)據(jù)收集法、模擬實驗與實車實驗等四種方法，其具體內容與優(yōu)缺點可見表2所示。而用于衡量駕駛人分心程度的指標又大致可以分為兩類：(1)駕駛人生理心理指標：主要包括駕駛人的制動反應時間、注視掃視等眼動行為信息以及生理指標如腦電、心電等；(2)車輛狀態(tài)指標：主要包括車輛速度、加速度、車間距、車輛橫向偏移情況、方向盤調整狀況等。研究通過以上的一種或多種方法結合，對獲取到的表征駕駛人分心程度的指標數(shù)據(jù)進行分析挖掘，得到不同的車載智能終端使用對于行車安全的具體影響。

表2 駕駛分心研究方法分類

5 車載智能終端使用導致的駕駛分心應對策略研究

針對車載智能終端使用導致的駕駛分心事故頻發(fā)的現(xiàn)象，目前主要有法律法規(guī)限制和分心警示產品兩種應對策略。

目前全球已有超過50個國家明令禁止駕駛時撥打手持電話。早在2003年，英國就已宣布“開車打手機”屬于違法行為，開車打電話最高可判入獄2年，如因發(fā)短信造成致死車禍，肇事司機將面臨最高14年的監(jiān)禁。截止2012年，美國已經有39個州禁止開車打手機和發(fā)短信，其中10個州明令禁止開車使用任何類型的手機，部分州將開車時操作GPS導航設備、收發(fā)電子郵件等行為定義為危害公共安全罪，每次罰款120美元。

在新加坡，對開車打電話的初犯者最高可罰款1000新元(約合700美元)，監(jiān)禁6個月，對再犯者最高可罰款2000新元，監(jiān)禁1年。在日本，駕駛機動車時不僅禁止接打電話和讀寫短信，就連觸碰手機都被視為違法行為進行罰款。我國《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》中第六十二條明確規(guī)定，駕駛機動車有撥打、接聽手持電話等妨礙安全駕駛的行為的，對違反的司機處罰款200元、駕駛證扣2分的處理。

為了能夠在行車過程中對駕駛人分心行為進行即時的提醒，目前市場上已有一些分心行為警示產品，如一款名為CarSafe的手機應用程序，可以通過手機的前置和后置攝像頭檢測到駕駛人臉的朝向、眼睛狀態(tài)、跟車距離和車道線等信息，通過算法計算駕駛人是否處于分心狀態(tài)，如果分心，則報警提示[30]。除此之外，還有如車道偏離檢測等輔助駕駛裝備可在駕駛人分心時進行提示。

目前針對由車載智能終端帶來的駕駛分心的應對措施仍以法律法規(guī)限制為主，通過強制禁止手機等相關設備的使用來避免可能帶來的交通安全問題。但由于缺乏有效的監(jiān)管手段，未使駕駛人引起足夠的警惕，開車接打手機等現(xiàn)象屢見不鮮。相關機構部門還應從駕駛人的安全意識出發(fā)，通過有效的宣傳教育手段，讓廣大駕駛人意識到行車時使用智能終端帶來的危害，自覺遵守相關法律法規(guī)。此外，目前仍匱乏能夠對駕駛人的分心狀態(tài)進行準確識別且安裝便捷的產品，旨在對駕駛行為進行有效干預，保證行車安全。

6 結論

通過不同車載智能終端對行車安全影響研究的歸納與分析發(fā)現(xiàn)，行車時使用車載智能終端的事故幾率是正常情況的4 -23倍，不同操作內容影響程度也不同，視覺分心與操作分心最容易導致事故發(fā)生。未來需要針對各類車載智能終端制定科學合理的標準與規(guī)范，對產品的操作、界面等內容進行標準化，確保行車過程中駕駛人與設備的交互安全可靠。