吳立新,嚴貴龍

(吉林建筑大學 交通科學與工程學院，吉林 長春 130000)

1 實驗設(shè)計

1.1 實驗條件的確定

考慮到氣候條件的影響，本文選擇在夏季晴朗的工作日時間段，選取長春市車流和人流較大且滿足實驗要求的自由大路中東市場路段和博學路迅馳廣場路段作為實驗路段，該路段為有中央分隔帶的雙向6車道及雙向4車道，共包含6處無信控人行橫道，可提供充足的樣本量，實驗地點場景如圖1所示。

選擇3名身體狀態(tài)良好、駕齡1年以上的駕駛員進行實地行車實驗，實驗設(shè)備包括DIkablis眼動儀、D-Lab軟件、正弦逆變器以及普通轎車1臺。實車試驗分別在白天(08:30—09:30)和傍晚(05:00—07:00)進行，為了保證實驗的準確性，眼動儀需要完成校準程序。實驗過程中，駕駛員佩戴眼動儀以正常狀態(tài)駕駛車輛行駛時應避免移動眼動儀或頭部大幅度晃動，最終以3名駕駛員的眼動指標均值作為實驗結(jié)果來進行分析。

圖1 試驗場地實景圖

1.2 實驗參數(shù)的選取

根據(jù)無信控路段人行橫道的情況以及預試驗時的實際特點，在進行眼動實驗時，通過對駕駛員注視點的分布情況，可以直觀簡單地將注視區(qū)域劃分為5個部分，如圖2所示。

圖2 自由大路路段駕駛員注視區(qū)域劃分

反映駕駛員視點分布指標的包括注視熱點圖、注視路徑圖、注視陰影圖，每個樣本圖都可以直觀反應駕駛員視點在興趣區(qū)域注視時間的長短，可以反應駕駛員在通過人行橫道的重點關(guān)注對象。

1.2.1 注視熱點圖

注視熱點圖是反映視點掃視運動的可視化圖形。掃視是在特定的時間內(nèi)積累起來并在圖形中顯示為彩色的云點，注視熱點圖的顏色范圍從綠色到紅色，簡短的掃視以綠色顯示，隨著視點停留在該區(qū)域的時間增長，顏色變化過程就從綠色到黃色再到紅色,如圖3所示。

圖3 注視熱點圖

1.2.2 注視路徑圖

注視路徑圖是表示視點運動的過程。當視點從一個固定位置跳到另一個固定位置時，就會出現(xiàn)一條直線，注視的固定位置用圓圈表示，固定時間越長，圓圈越大，如圖4所示。

圖4 注視路徑圖

1.2.3 注視陰影圖

注視陰影圖是反映視點興趣區(qū)域的圖形。在注視陰影圖中，由于瞳孔的反光運動與黑色圖層疊加，形成了明暗相間的區(qū)域。在一個區(qū)域停留的時間越長，該區(qū)域就變得越透明,如圖5所示。

圖5 注視陰影圖

由圖3—圖5可見，在路段人行橫道處，駕駛員視點更關(guān)注的是過街行人和人行橫道兩側(cè)的情況，所以，針對此現(xiàn)狀，此次試驗選取了注視時間和注視次數(shù)2個參數(shù)作為實驗指標對駕駛員的視點分布特性進行分析。

2 路段人行橫道駕駛員視點分布特性

在路段人行橫道處，當過街行人量較大時，駕駛員會對前方道路的信息需求較為強烈且緊張程度也會增大，主要表現(xiàn)為注視次數(shù)、注視時間增多及瞳孔直徑增大等。注視次數(shù)是指在選定的時間間隔內(nèi)駕駛員在人行橫道上的注視點數(shù)目，平均注視次數(shù)則是在每個人行橫道注視點數(shù)目的平均值。注視時間是指駕駛員對人行橫道所有注視持續(xù)時間總和，平均注視時間是指駕駛員對人行橫道所有注視持續(xù)時間的平均值。

2.1 注視次數(shù)及時間的分布

根據(jù)圖1對路段視點區(qū)域的劃分，通過實車試驗，得到白天、夜間駕駛員的視點分布數(shù)據(jù)。分別對3名駕駛員的注視次數(shù)、注視時間總和求均值，用均值代表駕駛員視點在人行橫道上的注視次數(shù)、注視時間。白天和夜間條件下，駕駛員平均注視次數(shù)分布如圖6所示，駕駛員平均注視時間分布如圖7所示。

圖6 平均注視次數(shù)分布圖

圖7 平均注視時間分布圖

通過圖6、圖7中的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，駕駛員在駕駛車輛時，視點在道路中心區(qū)域的注視頻率最高，并且總是較頻繁的關(guān)注道路中心區(qū)域及車輛右側(cè)的區(qū)域，這種現(xiàn)象在白天和夜間還存在一定差異。白天駕駛員駕車通過人行橫道時，視點在人行橫道中心區(qū)域的注視時間占總時間的34%，而夜間占51%；白天在中心區(qū)域注視次數(shù)占總次數(shù)的45%，夜間占48%。由此可見，在亮度下降的情況下，駕駛員顯得更為謹慎，且照度越低越明顯。白天和夜間在不同區(qū)域的注視時間分布如表1所示。

表1 注視時間百分比 %

2.2 瞳孔面積的變化

從眼動儀獲取的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，駕駛員在通過人行橫道時，視點從正常行車路段向施劃人行過街橫道路段部分過渡過程中的瞳孔面積瞬間增大。駕駛員白天瞳孔面積變化如圖8所示，夜間瞳孔面積變化如圖9所示。

根據(jù)瞳孔變化可以得出駕駛員視點的集中程度。由圖8、圖9中的數(shù)據(jù)分析可以看出，當駕駛員行車通過人行過街橫道路段時，自身的緊張程度會隨之提高。因為過街行人的行為存在不確定性，所以駕駛員需要時刻注意他們的過街行為，這也就是為什么駕駛員在駕車通過人行橫道時瞳孔面積突然增大的原因。白天與夜間駕駛員在通過人行橫道時的瞳孔面積變化同樣存在差異，在正常路段，夜間通過時瞳孔面積相比白天的瞳孔的面積增加了65.3%，在人行橫道處，夜間瞳孔面積相比白天的瞳孔的面積增加了67.4%，駕駛員瞳孔面積變化情況如表2所示。

圖9 夜間瞳孔面積變化圖

表2 瞳孔面積(像素)

3 結(jié) 論

通過實車試驗結(jié)果表明，駕駛員在行車通過人行橫道時，視點主要集中在中心區(qū)域及車輛右側(cè)的區(qū)域，由于車輛的遮擋，對于另一側(cè)的區(qū)域的行人信息會忽視或減少。另一方面，駕駛員在通過人行橫道時，其瞳孔面積的增加會體現(xiàn)出駕駛員的緊張程度;其次，通過數(shù)據(jù)顯示，白天和夜間的緊張程度也表現(xiàn)了很大的差距。主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

1)駕駛員在通過人行橫道時，白天和夜間視點在中心區(qū)域的注視時間比分別占到了34%和51%，在右側(cè)區(qū)域占到了45.3%和34.7%。

2)駕駛員從正常路段向人行橫道處過渡時，白天瞳孔面積的變化率達到44.4%，夜間變化率達到26%。

3)夜間駕駛員的視點分布較為集中，正常路段的瞳孔面積變化率達到65.3%，人行橫道處變化率達到67.4%，與白天相比駕駛員的緊張程度有所增加。

通過研究總結(jié)駕駛員視點在無信控路段人行橫道上的分布特點，為交通管理控制部門提供改善參考依據(jù)。