常若松， 李曉晨， 楊思佳， 馬錦飛

(遼寧師范大學(xué) 心理學(xué)院，遼寧 大連 116029)

一、研究背景

隨著我國居民生活水平的提高，汽車已成為日常生活中必不可少的交通工具。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2017年年底，全國機動車保有量達3.1億輛(1)中華人民共和國公安部.2017年全國機動車和駕駛?cè)吮３指呶辉鲩L[EB/OL].[2019-06-05].http:∥www.mps.gov.cn/n2254098/n4904352/c5976651/content.html.。與此相伴，交通事故率也居高不下。據(jù)統(tǒng)計，超車引發(fā)的交通事故約占公路事故總數(shù)的20%，其中人為因素造成的事故占70%以上(2)王明亮，鄭建立.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的智能超車系統(tǒng)安全性預(yù)測的研究[J].信息安全，2007，23 (3):59.。Bar-Gera等人研究表明，盡管超車事故頻發(fā)，但多數(shù)駕駛員都偏愛超車(3)BAR-GERA H,SHINAR D. The tendency of drivers to pass other vehicles[J]. Transportation research part f traffic psychology & behaviour,2005,8(6):429.。當前車以相似或略低于自身車速行駛時，幾乎所有駕駛員都會選擇超車；當前車以略高于自身車速行駛時，約67%的駕駛員會選擇超車；令人驚訝的是，當前車以超過自身平均速度(即前車不會影響自身速度)行駛時，仍有50%的駕駛員選擇超車。由此可見，對駕駛員超車行為的研究，是交通心理學(xué)研究的一個復(fù)雜而重要的課題。

視覺是駕駛員在超車過程中獲得交通信息的主要途徑，視覺搜索是駕駛員獲取外界信息進而進行加工的認知過程(4)任延濤,韓玉昌,隋雪.視覺搜索過程中的眼跳及其機制[J].心理科學(xué)進展,2006,14(3):340.。從眼動的角度上講，視覺搜索是通過一系列的掃視與注視以獲取外界信息，從而完成信息加工；即行駛過程中，駕駛員通過掃視來判斷交通環(huán)境中是否有需要進行加工的目標物，通過注視獲得有關(guān)路況、交通信息、速度等有關(guān)信息(5)鐘欣. 基于駕駛?cè)藙討B(tài)視覺特性的山區(qū)典型道路駕駛熟練度模型研究[D].重慶：重慶交通大學(xué),2017.。駕駛員在進行視覺搜索的過程中所使用的方法就是視覺搜索策略。在駕駛過程中，有效的視覺搜索模式與策略是駕駛員搜索與識別潛在道路危險的先決條件(6)孫龍,常若松,高遠,等.駕駛員視覺注意對危險識別的影響及作用機制[J].心理科學(xué)進展,2014,22(11):1733.，而超車又是駕駛過程中不可避免的較危險的行為，因此，對于超車過程中視覺搜索策略的研究是很有必要的。李鵬輝等人在駕駛模擬器內(nèi)植入高速公路超車靜態(tài)和動態(tài)場景，招募30名駕駛員完成超車過程(7)李鵬輝,張文會,胡孟夏,等.高速公路駕駛?cè)顺囘^程中的掃視行為[J].吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版),2016,46(1):119.。結(jié)果表明：超車過程中，目標車輛的速度不影響駕駛員的掃視頻率，但對掃視時間、掃視角度和掃視角速度產(chǎn)生正相關(guān)影響。與目標車輛為小型車相比，同一速度水平下，超越大型車時駕駛員的掃視時間較長、掃視角度較大、掃視頻率較低、掃視角速度較??；駕駛員在原車道和超車道之間的視覺轉(zhuǎn)移概率最高，原車道和超車道是超車過程中駕駛員最為關(guān)注的區(qū)域。

在這些研究中，研究者對駕駛行為的研究都比較粗略，并沒有考慮駕駛員在動態(tài)交通環(huán)境中注意分配特性的變化。事實上，超車是一個復(fù)雜的過程，分為三個階段，即超車準備階段、超車實施階段、超車完成階段。而超車實施階段又可以分為換道、超越、并道三部分(8)SATISH C，SHALINEE S.Overtaking behavior on divided highways under mixed traffic conditions[J].Social and behavioral sciences，2012，43:313.。張文會等人的研究表明，超車的不同階段，存在的風(fēng)險是不相同的(9)張文會,馬俊,塔建.雙車道公路超車危險因素辨識[J].森林工程,2017,33(3):90.。駕駛員超車的準備階段，所面臨的主要危險來自自身車道與超車車道的路況，他們需要判斷一個安全距離進行換道；超越前車的過程中，駕駛員開始加速行駛，主要關(guān)注自己是否可以并回原車道，而忽視所在車道的路況；并回原道階段與超出的過程基本相似，主要危險還是來自自身車道與超車車道的路況。因此，這可能意味著在超車的不同階段，駕駛員視覺搜索策略也可能不同。

本研究將對男性經(jīng)驗駕駛員在單調(diào)高速公路超車實施過程中并回原道階段的視覺搜索策略進行研究，以期總結(jié)相關(guān)規(guī)律，為新手駕駛員培訓(xùn)提供指導(dǎo)。

二、研究方法

(一)被試

在大連市隨機選取32名被試，均為男性，裸眼視力或矯正視力正常，色覺正常，平均年齡為40.70歲(年齡范圍：24～48歲)。被試的平均駕齡為15.84年(駕齡范圍：6～24年)，駕駛里程均超過了10萬km。所有被試均自愿參加，完成后付給一定報酬。由于5名被試的眼動數(shù)據(jù)缺失，最終剩余27名有效被試的數(shù)據(jù)。

(二)實驗材料和儀器

本實驗使用宣愛小型駕駛模擬器，型號為QJ-3A1，包括一個視覺交互系統(tǒng)、一個模擬駕駛艙，以及電子控制系統(tǒng)、自定義軟件、配件裝置和表面裝飾部分。由該模擬器呈現(xiàn)單調(diào)跟車場景：晴朗、白天的高速公路。駕駛員的任務(wù)是跟隨前方固定車輛行駛，前方車輛遇到障礙會超越，于是駕駛員也會跟隨其超車。

采用Tobii Glasses 2便攜式眼動儀追蹤被試的眼動軌跡，采樣率50 Hz，數(shù)據(jù)處理軟件為Tobii-pro，使用Tobii-pro劃分興趣區(qū)，對眼動數(shù)據(jù)進行處理。

本實驗所用的統(tǒng)計分析工具是SPSS.20.0,具體的分析方法是重復(fù)測量分析。

(三)實驗設(shè)計

本實驗采用單因素實驗設(shè)計，自變量為駕駛員的關(guān)注區(qū)域，共選取三個興趣區(qū)(右后視鏡、后視鏡、前車區(qū)域)。每個興趣區(qū)長為5 cm，寬為3 cm，持續(xù)時間從駕駛員開始并回原道的前2 s到駕駛員并回原道結(jié)束后2 s。

因變量為駕駛員駕駛時注視點相關(guān)指標：

首次進入時間:被試用了多長時間第一次注視到某個興趣區(qū)。

首次進入持續(xù)時間:被試在某個興趣區(qū)的第一個注視點的持續(xù)時間。

總搜索時間:對被試在某個興趣區(qū)搜索的持續(xù)時間之和的統(tǒng)計。搜索時間是指從首個注視點出現(xiàn)在興趣區(qū)中到下一個注視點移出興趣區(qū)的這段時間片段。

平均搜索時間: 總搜索時間與搜索次數(shù)的比值。

搜索次數(shù):對被試在某個興趣區(qū)搜索次數(shù)的統(tǒng)計。

總注視時間:對被試在某個興趣區(qū)中的所有注視點的持續(xù)時間之和的統(tǒng)計。

平均注視時間:總注視時間與注視點的個數(shù)的比值。

注視點的個數(shù):對被試在某個興趣區(qū)的注視點個數(shù)的統(tǒng)計。

(四)實驗程序

(1)讓被試填寫個人信息表，要求被試填寫其姓名、年齡、駕齡等個人信息及當日的駕駛情況。

(2)向被試宣讀指導(dǎo)語：“尊敬的駕駛員，您好！感謝您來參加我們的眼動實驗。本實驗駕駛?cè)蝿?wù)是跟隨前方藍色車(藍車會遇到障礙而超越)，限速120 km/h以內(nèi)，正常駕駛。駕駛時不要違反交通規(guī)則(如壓線)，更不要剮蹭護欄與其他車輛，否則將會導(dǎo)致熄火，需重新啟動，每次重新啟動我們都要增加相應(yīng)的時間?！?/p>

(3)讓被試熟悉模擬器，嘗試駕駛5 min的駕駛練習(xí)。

(4)正式開始實驗，為被試戴上眼動儀，持續(xù)60 min。

三、數(shù)據(jù)分析及實驗結(jié)果

研究發(fā)現(xiàn)，63%的駕駛員沒有觀察后視鏡，37%的駕駛員觀察了后視鏡，所有駕駛員均觀察了前車區(qū)域與右后視鏡。以此為依據(jù)，將27名被試分為兩組，分別分析其數(shù)據(jù)：不看后視鏡組被試17人，并回原道階段只觀察過前車區(qū)域和右后視鏡；看后視鏡組被試10人，并回原道階段三個興趣區(qū)全部觀察過。不同興趣區(qū)注視點相關(guān)指標的平均數(shù)及標準差見表1。

表1 不同興趣區(qū)注視點相關(guān)指標的平均數(shù)(M)及標準差(SD)

(一)并回原道階段不看后視鏡組駕駛員的搜索策略

1.被試注視點首次進入興趣區(qū)的時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=11.813，p<0.05，η2=0.425。事后比較結(jié)果顯示，被試注視點首次進入前車區(qū)域，其次是右后視鏡。

2.被試注視點首次進入興趣區(qū)的持續(xù)時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=6.584，p<0.05，η2=0.290。事后比較結(jié)果顯示，被試注視點首次進入前車區(qū)域的持續(xù)時間最長，其次是右后視鏡。

3.被試對興趣區(qū)的總搜索時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=44.674，p<0.05，η2=0.736。事后比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的總搜索時間最長，其次是右后視鏡。

4.被試對興趣區(qū)的平均搜索時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=22.377，p<0.001，η2=0.583。事后比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的平均搜索時間最長，其次是右后視鏡。

5.被試對興趣區(qū)的搜索次數(shù)比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=10.716，p<0.05，η2=0.401。事后比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的搜索次數(shù)最多，其次是右后視鏡。

6.被試對興趣區(qū)的總注視時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=41.603，p<0.001，η2=0.722。事后比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的總注視時間最長，其次是右后視鏡。

7.被試對興趣區(qū)的平均注視時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=12.975，p<0.05，η2=0.448。事后比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的平均注視時間最長，其次是右后視鏡。

8.被試對興趣區(qū)注視點的個數(shù)比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(1,15)=28.702，p<0.001，η2=0.642。事后比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的注視點個數(shù)最多，其次是右后視鏡。

(二)并回原道階段看后視鏡組駕駛員的搜索策略

1.被試注視點首次進入興趣區(qū)的時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=43.465，p<0.001，η2=0.828。事后成對比較結(jié)果顯示，被試注視點首次進入前車區(qū)域，其次是右后視鏡，最后是后視鏡。

2.被試注視點首次進入興趣區(qū)的持續(xù)時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=9.493，p<0.05，η2=0.513。事后成對比較結(jié)果顯示，被試注視點首次進入前車區(qū)域的持續(xù)時間與首次進入右后視鏡和后視鏡的持續(xù)時間差異顯著(p<0.05)，被試首次進入右后視鏡和后視鏡的持續(xù)時間差異不顯著。

3.被試對興趣區(qū)的總搜索時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=73.571，p<0.001，η2=0.897。事后成對比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的總搜索時間與對右后視鏡和后視鏡的總搜索時間差異顯著(p<0.05)，被試對右后視鏡和后視鏡的總搜索時間差異不顯著。

4.被試對興趣區(qū)的平均搜索時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=38.807，p<0.001，η2=0.812。事后成對比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的平均搜索時間最長，其次是后視鏡，最短的是右后視鏡。

5.被試對興趣區(qū)的搜索次數(shù)比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=26.995，p<0.001，η2=0.750。事后成對比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的搜索次數(shù)與對右后視鏡和后視鏡的搜索次數(shù)差異顯著(p<0.05)，被試對右后視鏡和后視鏡的搜索次數(shù)差異不顯著。

6.被試對興趣區(qū)的總注視時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=109.497，p<0.001，η2=0.924。事后成對比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的總注視時間與對右后視鏡和后視鏡的總注視時間差異顯著(p<0.05)，被試對右后視鏡和后視鏡的總注視時間差異不顯著。

7.被試對興趣區(qū)的平均注視時間比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=26.246，p<0.001，η2=0.745。事后成對比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的平均注視時間與對右后視鏡和后視鏡的平均注視時間差異顯著(p<0.05)，被試對右后視鏡和后視鏡的平均注視時間差異邊緣顯著。

8.被試對興趣區(qū)注視點的個數(shù)比較

重復(fù)測量方差分析結(jié)果顯示，不同興趣區(qū)的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)(2,6)=49.248，p<0.001，η2=0.845。事后成對比較結(jié)果顯示，被試對前車區(qū)域的注視點個數(shù)與對右后視鏡和后視鏡的注視點個數(shù)差異顯著(p<0.05)，被試對右后視鏡和后視鏡的注視點個數(shù)差異不顯著。

四、討 論

(一)并回原道階段大部分駕駛員不看后視鏡

在超車實施過程中并回原道階段，63%的駕駛員沒有觀察后視鏡，而是通過觀察前車區(qū)域與右后視鏡對當前道路情況進行判斷，37%的駕駛員對三個興趣區(qū)都進行過觀察。通過對看后視鏡組駕駛員在不同興趣區(qū)的平均搜索時間和平均注視時間的事后比較發(fā)現(xiàn)，看后視鏡的平均搜索時間和平均注視時間都長于看右后視鏡的平均搜索時間和平均注視時間，這說明駕駛員在后視鏡中對后方路況進行觀察時較右后視鏡困難，需要耗費更多的心理資源。同時，數(shù)據(jù)表明，后視鏡是駕駛員最晚關(guān)注的區(qū)域，很可能發(fā)生在并回原道階段末期，僅反映與后車的安全距離，從心理資源投入與安全效益比來看，沒有右后視鏡觀察效益高，因此，實驗中63%的駕駛員并沒有觀察后視鏡。

實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)只有極少數(shù)被試觀察過左后視鏡，而且時間遠遠小于0.1 s。但張文會等人的研究表明，駕駛員在超車過程中更多關(guān)注原始車道和目標車道的交通狀況，通過左、右后視鏡觀察目標車道后方的交通狀況(10)張文會,李鵬輝,胡孟夏,等.高速公路駕駛?cè)顺囘^程視覺行為特性[J].清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,54(9):1208.。這可能使我們僅考察超車實施過程中并回原道階段的注視特點，在這個階段，駕駛員已經(jīng)處于所超車輛左邊的道路，并回原車道時，只需要觀察所在車道和目標車道的情況，所以不涉及對左后視鏡的觀察。

(二)并回原道階段駕駛員首要觀察區(qū)域為前車區(qū)域

通過對兩組駕駛員對興趣區(qū)總搜索時間、平均搜索時間、搜索次數(shù)、總注視時間、平均注視時間以及注視點的個數(shù)進行分析，駕駛員在整個并回原道階段把更多精力放在前車區(qū)域，即所在車道和原車道前方的路況，對前車搜索、注視的次數(shù)和時間都是最多的，而對后方路況的觀察主要通過右后視鏡或者是后視鏡，且花費的精力與時間相對較少。這與孟妮、Salvucci等人的研究結(jié)果相吻合，孟妮認為駕駛員行車過程中對前方車輛的平均注視時間最長,在200 ms以上(11)孟妮.不同道路交通環(huán)境中駕駛員注視行為分析[D].西安：長安大學(xué),2009.(12)SALVUCCI D D, LIU A. The time course of a lane change: driver control and eye-movement behavior[J]. Transportation research part of psychology & behaviour,2002, 5(2):123.。熟練駕駛員比非熟練駕駛員較多地注視右后視鏡、后視鏡、車內(nèi)其他目標,而非熟練駕駛員比熟練駕駛員較多地注視左后視鏡、儀表盤。Salvucci等人在模擬駕駛環(huán)境下分析車道變換過程中車輛的運行特征和駕駛員的眼動行為，結(jié)果表明，車輛運動軌跡呈正弦曲線，駕駛員的掃視過程為:原車道—目標車道—后視鏡。

(三)后視鏡補看策略是一種更安全的視覺搜索策略

超車過程本身就具有一定風(fēng)險性，尤其是在并回原道階段。兩組被試都是首先觀察前車區(qū)域，之后才會通過右后視鏡觀察右后方區(qū)域，在并回原道的最后階段，少部分駕駛員通過后視鏡觀察車后區(qū)域。在準備并回原道階段，駕駛員已經(jīng)超越了前車，此時，駕駛員的主要任務(wù)是尋找最近并回原道時機，在兩車之間并回原道，這就要求他們與前車及后車保持安全距離，因此，駕駛員首先要注視前車區(qū)域，確保與前車保持安全距離，避免追尾。之后觀察右后視鏡，確保與后車保持安全距離，避免被追尾。大部分駕駛員并回原道后結(jié)束對后方區(qū)域的搜索，但是，少部分駕駛員又補看了后視鏡，我們根據(jù)首次進入時間的數(shù)據(jù)推測，這發(fā)生于并回原道結(jié)束階段，此時觀察后視鏡的作用在于能夠觀察到后方路況，來確保其與所超車輛的安全行車距離，因為在車輛并回原道之后，右后視鏡所能看到的范圍變小，而此時觀察后視鏡，可以彌補右后視鏡的視野盲點，增大可視范圍，可見采用并回原道階段后視鏡補看策略的駕駛員安全意識更強，對潛在危險更謹慎小心，采取的是一種更安全的視覺搜索策略。

(四)新手駕駛員并回原道階段視覺搜索策略指導(dǎo)建議

我們選取的實驗被試是經(jīng)驗豐富的駕駛員，與新手相比，他們開車經(jīng)驗較豐富，對車輛的操控更加靈活自如，道路安全意識較強，在并回原道階段對所需信息的獲取更加充分，具有較高的發(fā)現(xiàn)潛在危險的能力，并且能較快速感知、判斷、決策下一步的操作(13)郭應(yīng)時,郭艷君,付銳,等.車道變換過程中駕駛?cè)瞬僮骱妥⒁曅袨閇J].長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2014,34(4):119.，因此，他們在行駛過程中的視覺搜索策略具有一定代表性意義。Pollatsek等人研究表明，對新手駕駛員的培訓(xùn)，應(yīng)該精確到某個時間點對某個特定的區(qū)域進行搜索，這樣才可以提高新手駕駛員的搜索策略(14)POLLATSEK A, NARAYANAAN V, PRADHAN A, et al. Using eye movements to evaluate a pc-based risk awareness and perception training program on a driving simulator[J]. Human factors, 2006, 48(3)：447.。

因此，本研究著重探索經(jīng)驗駕駛員在超車實施過程中并回原道階段的視覺搜索規(guī)律，并作出以下總結(jié)：在并回原道階段，駕駛員把主要注意放到對前方路況的同時，也要對所在車道與原車道后方的路況進行觀察，靈活使用后視鏡與右后視鏡，并加強有意注意，善于感知、判斷潛在危險信息。

五、結(jié) 論

本研究發(fā)現(xiàn)，男性經(jīng)驗駕駛員在高速公路超車實施過程后期的并回原道階段，其視覺搜索策略的特點是：約63%的駕駛員只觀察前車區(qū)域和右后視鏡，約37%的駕駛員不僅觀察前車區(qū)域、右后視鏡，還觀察后視鏡。在并回原道過程中，駕駛員首要關(guān)注前車區(qū)域，即所在車道和原車道前方的路況，對后方路況的觀察主要通過右后視鏡，有些駕駛員還會通過后視鏡補看策略，來確保在并回原道結(jié)束后自身與所超車輛之間的安全距離。