楊麗平 邊揚(yáng) 趙曉華 伍毅平 劉小明

(北京工業(yè)大學(xué) 城市交通學(xué)院∥交通工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100124)

眾所周知，導(dǎo)航提供的路徑引導(dǎo)信息能夠提升駕駛?cè)顺鲂行剩绕涫窃谀吧h(huán)境中[1- 2]。然而，車(chē)輛駕駛是一項(xiàng)復(fù)雜的駕駛?cè)蝿?wù)，需要駕駛?cè)艘曈X(jué)、聽(tīng)覺(jué)、動(dòng)作和認(rèn)知4個(gè)通道資源的協(xié)調(diào)合作才能完成[3]，而駕駛時(shí)使用導(dǎo)航無(wú)疑會(huì)占用分配至駕駛?cè)蝿?wù)的資源，從而對(duì)駕駛安全產(chǎn)生不良影響。袁偉等[4]發(fā)現(xiàn)，駕駛?cè)耸褂脤?dǎo)航系統(tǒng)時(shí)對(duì)道路環(huán)境的注意明顯減少；Jamson等發(fā)現(xiàn)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)導(dǎo)航任務(wù)均使駕駛?cè)藢?duì)意外狀況的響應(yīng)延遲[5]。由此可見(jiàn)，導(dǎo)航系統(tǒng)在為駕駛?cè)颂峁┍憬莘?wù)的同時(shí)，其功效會(huì)因信息接收和處理對(duì)駕駛?cè)苏J(rèn)知資源的占用而被部分削弱，因此，非常有必要探索滿足駕駛?cè)诵枨蟮膶?dǎo)航信息，減少因?qū)Ш蕉鴰?lái)的負(fù)面影響，最大程度地發(fā)揮導(dǎo)航的效用。

導(dǎo)航信息給予內(nèi)容和方式是影響其作用效果的兩個(gè)重要方面，前者關(guān)系到向駕駛?cè)藗鬟f哪些信息，后者關(guān)系到如何傳遞這些信息給駕駛?cè)?，因此，?guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞這兩方面開(kāi)展了深入的研究。針對(duì)導(dǎo)航信息給予內(nèi)容，相關(guān)研究主要聚焦在視覺(jué)和語(yǔ)音信息內(nèi)容兩個(gè)層面，Lavie等[6]發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)耸褂眯畔⒘孔钚〉牡貓D時(shí)表現(xiàn)最佳；Wu等[7]比較了駕駛?cè)嗽谑褂煤?jiǎn)單和復(fù)雜兩種提示信息時(shí)的駕駛表現(xiàn)和認(rèn)知負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)簡(jiǎn)單提示信息播報(bào)時(shí)間短，更易被駕駛?cè)私邮芎屠斫?；Dalton等[8]研究發(fā)現(xiàn)，與復(fù)雜語(yǔ)音指令相比，簡(jiǎn)單語(yǔ)音指令更易被遵守，并且不會(huì)干擾駕駛?cè)说娜蝿?wù)執(zhí)行；還有研究提出，導(dǎo)航語(yǔ)音提示無(wú)需提供路名，因?yàn)樗鼈儾灰妆获{駛?cè)丝焖倮斫鈁9]。上述研究結(jié)果表明，簡(jiǎn)單的視覺(jué)或語(yǔ)音信息因其提示內(nèi)容少而更便于駕駛?cè)双@取和理解，故作用效果更佳。針對(duì)導(dǎo)航信息給予方式，現(xiàn)有研究主要致力于探究視覺(jué)顯示、語(yǔ)音播報(bào)以及兩者的結(jié)合對(duì)駕駛?cè)艘曈X(jué)表現(xiàn)和駕駛行為的影響，結(jié)果表明語(yǔ)音播報(bào)疊加視覺(jué)顯示方式更易被駕駛?cè)私邮?，且駕駛?cè)说男袨楸憩F(xiàn)也更佳[10- 13]。此外，還有學(xué)者進(jìn)一步探索了不同視覺(jué)顯示或語(yǔ)音播報(bào)方式作用效果的差異。對(duì)于視覺(jué)顯示方式，Lin等[14]研究發(fā)現(xiàn)2D和3D的駕駛表現(xiàn)無(wú)顯著差異，而3D的掃視行為較2D更頻繁，使用子窗口導(dǎo)航顯示時(shí)駕駛?cè)说膶?dǎo)航錯(cuò)誤明顯減少；Verwey[15]通過(guò)駕駛?cè)说娜蝿?wù)表現(xiàn)發(fā)現(xiàn)語(yǔ)言信息比空間信息更具優(yōu)勢(shì)；對(duì)于語(yǔ)音播報(bào)方式，Uang等[16]指出，適當(dāng)?shù)牟?bào)方式有利于提高駕駛?cè)藢?duì)提示信息的遵守程度，建議根據(jù)信息內(nèi)容選擇命令式或者描述式語(yǔ)音播報(bào)；Large等[17]探究了高低信任度語(yǔ)音對(duì)駕駛?cè)诵湃味群妥⒁饬Φ挠绊?，結(jié)果表明，高信任度語(yǔ)音引導(dǎo)下駕駛?cè)藢?duì)導(dǎo)航的信任度更高，但是語(yǔ)音信任度不會(huì)顯著影響駕駛?cè)藢?duì)指路標(biāo)志的關(guān)注。上述研究揭示了導(dǎo)航信息給予方式對(duì)駕駛行為和主觀認(rèn)知的影響，為進(jìn)一步優(yōu)化導(dǎo)航信息給予方式指明了方向。

由上述研究可知，語(yǔ)音播報(bào)作為導(dǎo)航信息的重要傳遞方式之一，其語(yǔ)音信息內(nèi)容(即播報(bào)措辭)已引起學(xué)者的廣泛關(guān)注，且主要聚焦于播報(bào)措辭復(fù)雜度。由于人的認(rèn)知能力有限，過(guò)于簡(jiǎn)單或復(fù)雜的措辭都會(huì)造成駕駛?cè)苏J(rèn)知不便，進(jìn)而影響其行為表現(xiàn)，因此，非常有必要研究播報(bào)措辭復(fù)雜度對(duì)駕駛?cè)说挠绊?，進(jìn)而甄選出滿足駕駛?cè)苏J(rèn)知需求的播報(bào)措辭。然而，現(xiàn)有關(guān)于播報(bào)措辭復(fù)雜度的研究主要聚焦在簡(jiǎn)單和復(fù)雜兩種措辭上，播報(bào)措辭分級(jí)跨度大，且不同措辭的主要區(qū)別是信息長(zhǎng)度不同，缺乏內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，導(dǎo)致現(xiàn)有研究無(wú)法細(xì)致刻畫(huà)導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度對(duì)駕駛?cè)诵袨楸憩F(xiàn)的影響，難以定量分析駕駛?cè)诵袨楸憩F(xiàn)隨播報(bào)措辭復(fù)雜度的變化規(guī)律?；诖?，文中提出4種不同復(fù)雜度的播報(bào)措辭，研究不同措辭引導(dǎo)下駕駛?cè)诵袨楸憩F(xiàn)的時(shí)空特征，挖掘駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)隨播報(bào)措辭復(fù)雜度的變化趨勢(shì)，以期增進(jìn)對(duì)播報(bào)措辭復(fù)雜度作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)，尋求導(dǎo)航播報(bào)措辭優(yōu)化方法，為制定導(dǎo)航信息發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究思路

文中擬采用對(duì)比研究方法，針對(duì)城市道路典型交叉口設(shè)計(jì)不同復(fù)雜度的導(dǎo)航播報(bào)措辭，借助駕駛模擬技術(shù)獲取不同播報(bào)措辭引導(dǎo)下的駕駛行為數(shù)據(jù)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法從空間和時(shí)間兩個(gè)維度探究駕駛行為特征，并綜合評(píng)定駕駛?cè)说男袨楸憩F(xiàn)，進(jìn)而挖掘駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)隨導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度的變化趨勢(shì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了排除道路類(lèi)型的影響，文中以城市道路平面交叉口為例探究導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度對(duì)駕駛行為的影響。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，不同導(dǎo)航產(chǎn)品在交叉口發(fā)布的指路信息并不統(tǒng)一，但主要涉及4類(lèi)信息，按照信息發(fā)布順序依次是距離信息、方向信息、道路信息和車(chē)道信息。距離信息指停車(chē)線斷面相對(duì)于播報(bào)結(jié)束斷面的距離，如“前方××米”；方向信息指車(chē)輛到達(dá)停車(chē)線時(shí)的行駛方向，如“紅綠燈路口右轉(zhuǎn)”；道路信息指車(chē)輛通過(guò)交叉口后駛?cè)氲牡缆访Q，如“進(jìn)入××路”；車(chē)道信息指為了更順利地駛?cè)肽繕?biāo)道路，車(chē)輛應(yīng)該走的車(chē)道，如“請(qǐng)走最右側(cè)車(chē)道”。

文獻(xiàn)[18]根據(jù)視覺(jué)信息單元數(shù)量劃分復(fù)雜度，受此啟發(fā)，文中根據(jù)語(yǔ)音信息單元數(shù)量將播報(bào)措辭復(fù)雜度分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ共4級(jí)，對(duì)應(yīng)的語(yǔ)音信息單元依次是“方向信息”、“方向信息+道路信息”、“距離信息+方向信息+道路信息”和“距離信息+方向信息+道路信息+車(chē)道信息”，4種措辭在實(shí)際中均有應(yīng)用。為了使導(dǎo)航信息與道路交通標(biāo)志相對(duì)應(yīng)，每種措辭包含3次播報(bào)，播報(bào)結(jié)束斷面與停車(chē)線斷面的距離依次是500、100和0 m，與3級(jí)預(yù)告標(biāo)志的設(shè)置保持一致，播報(bào)起始斷面取決于播報(bào)措辭的復(fù)雜度。4種復(fù)雜度播報(bào)措辭的信息組成如表1所示。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用3D MAX軟件開(kāi)發(fā)駕駛模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，同時(shí)制作導(dǎo)航播報(bào)措辭音頻文件，并將開(kāi)發(fā)的場(chǎng)景和設(shè)計(jì)的語(yǔ)音文件導(dǎo)入駕駛模擬平臺(tái)；而后招募被試者，開(kāi)展駕駛模擬實(shí)驗(yàn)，獲取不同導(dǎo)航播報(bào)措辭引導(dǎo)下的駕駛行為數(shù)據(jù)。

1.3 指標(biāo)選取

文中以速度、加速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差4個(gè)基本變量為基礎(chǔ)[19-22]，從時(shí)間和空間兩個(gè)維度定義駕駛行為表征指標(biāo)，以精細(xì)化地分析播報(bào)措辭復(fù)雜度作用效果的時(shí)空特征?？臻g維度指標(biāo)包含點(diǎn)位和區(qū)段行為表現(xiàn)指標(biāo)，時(shí)間維度指標(biāo)指時(shí)段行為表現(xiàn)指標(biāo)。此外，為了進(jìn)一步衡量駕駛?cè)嗽谡麄€(gè)作用時(shí)空區(qū)間的整體表現(xiàn)，文中基于以下4個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)提出駕駛?cè)司C合行為表征指標(biāo)。

(1)點(diǎn)位行為表現(xiàn)指標(biāo)

選取停車(chē)線上游600 m點(diǎn)位作為起點(diǎn)，停車(chē)線下游100 m點(diǎn)位作為終點(diǎn)，記作[-600 m，+100 m]。為了研究不同位置駕駛?cè)说男袨楸憩F(xiàn)，以5 m為間隔將整個(gè)區(qū)段劃分為141個(gè)點(diǎn)位，各點(diǎn)位位置為-600+5(i-1)(i=1，2，…，141)，并把各點(diǎn)位平均速度、加速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差作為行為表現(xiàn)指標(biāo)，記作Pvi、Pai、PvSDi和PaSDi。

表1 4種復(fù)雜度播報(bào)措辭的信息組成

(2)區(qū)段行為表現(xiàn)指標(biāo)

為了研究不同播報(bào)階段駕駛?cè)说男袨楸憩F(xiàn)，根據(jù)Ⅳ級(jí)復(fù)雜度措辭3次播報(bào)的起止點(diǎn)，將整個(gè)區(qū)間分為6個(gè)子區(qū)段，各區(qū)段的范圍和含義如圖1所示，并把各區(qū)段的平均速度、加速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差作為行為表現(xiàn)指標(biāo)，記作Svj、Saj、SvSDj和SaSDj(j=1，2，…，6)。

(3)時(shí)段行為表現(xiàn)指標(biāo)

為了細(xì)致刻畫(huà)每次播報(bào)前后駕駛行為的變化情況，基于播報(bào)前后區(qū)段行為數(shù)據(jù)確定每次播報(bào)的速度變化率、加速度變化率、速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率和加速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率。將3次播報(bào)作為3個(gè)時(shí)段，將各時(shí)段的平均速度變化率、加速度變化率、速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率和加速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率作為行為表現(xiàn)指標(biāo)，記作Rvk、Rak、RvSDk和RaSDk(k=1，2，3)。

(4)綜合行為表現(xiàn)指標(biāo)

為了研究駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)與導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度的關(guān)系，提出考慮駕駛?cè)嗽谡麄€(gè)區(qū)段運(yùn)行速度、加速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差的綜合行為表現(xiàn)指標(biāo)Y，具體構(gòu)建方法詳見(jiàn)3.2節(jié)所述。

圖1 數(shù)據(jù)分析范圍示意圖

1.4 分析方法

重復(fù)測(cè)量方差分析方法(Repeated Measures ANOVA，rANOVA)是一種參數(shù)檢驗(yàn)方法，用于檢驗(yàn)兩個(gè)及兩個(gè)以上條件下重復(fù)測(cè)量的因變量均值差異的顯著性，適用于滿足獨(dú)立性、正態(tài)性、方差齊性和Mauchly協(xié)方差陣球性檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)。根據(jù)研究思路和數(shù)據(jù)特征，文中利用rANOVA方法檢驗(yàn)在4種不同復(fù)雜度措辭引導(dǎo)下各點(diǎn)位和各區(qū)段行為指標(biāo)的差異。

Kruskal-Wallis(K-W)秩和檢驗(yàn)以及Friedman秩和檢驗(yàn)均是非參數(shù)檢驗(yàn)方法，它們分別通過(guò)多個(gè)獨(dú)立或相關(guān)樣本(3個(gè)及3個(gè)以上)的秩和來(lái)判斷各樣本所代表的總體分布差異的顯著性，適用于不滿足獨(dú)立性、正態(tài)性和方差齊性的數(shù)據(jù)。根據(jù)研究思路和數(shù)據(jù)特征，文中利用K-W秩和檢驗(yàn)方法探究在每次播報(bào)后4種復(fù)雜度措辭引導(dǎo)下駕駛行為變化的差異，同時(shí)利用Friedman秩和檢驗(yàn)方法探究每種措辭3次播報(bào)后駕駛行為變化的差異。

主成分分析法是一種多變量統(tǒng)計(jì)方法，也是最常用的降維方法之一。該方法通過(guò)正交變換將一組可能存在相關(guān)性的變量轉(zhuǎn)化為一組線性不相關(guān)的變量，轉(zhuǎn)化后的變量被稱為主成分。文中利用主成分分析法提取一個(gè)考慮駕駛?cè)嗽谡麄€(gè)區(qū)段的運(yùn)行速度、加速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差的綜合行為表現(xiàn)指標(biāo)。

2 測(cè)試實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

采用AutoSim公司開(kāi)發(fā)的駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，所駕駛的車(chē)輛是豐田Yaris車(chē)型，具備方向盤(pán)、油門(mén)、剎車(chē)、離合等操作裝置，能夠以0～10 Hz的頻率產(chǎn)生振動(dòng)感，水平和垂直視野范圍分別是130°和40°，可以為駕駛?cè)颂峁└哒鎸?shí)度的道路環(huán)境和交通環(huán)境。在車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中，平臺(tái)以30 Hz的頻率輸出速度、加速度等車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及剎車(chē)、方向盤(pán)轉(zhuǎn)角等駕駛?cè)瞬倏匦袨閿?shù)據(jù)。

2.2 實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景如圖2所示。采用雙向8車(chē)道主干路，車(chē)道寬度均為3.5 m，限速60 km/h，設(shè)有寬度分別為2.8 m和2.5 m的中央分隔帶和機(jī)非分隔帶，交通流狀態(tài)設(shè)置為自由流，以排除其他車(chē)輛對(duì)實(shí)驗(yàn)車(chē)輛的影響。實(shí)驗(yàn)交叉口分布在4個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中，每個(gè)場(chǎng)景還有一些開(kāi)展其他研究的交叉口或干擾交叉口，這些交叉口將道路相連，形成長(zhǎng)度約10 km的實(shí)驗(yàn)路徑，實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中的交通標(biāo)志線均按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5768—2009設(shè)置。根據(jù)實(shí)驗(yàn)路徑和道路指路標(biāo)志確定每種措辭的方向信息、道路信息和車(chē)道信息，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級(jí)措辭對(duì)應(yīng)的方向信息是右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級(jí)措辭對(duì)應(yīng)的道路信息是金匯路、平樂(lè)路和濱江路，Ⅳ級(jí)措辭對(duì)應(yīng)的車(chē)道信息是最左側(cè)，并錄制播報(bào)措辭語(yǔ)音文件。通過(guò)API函數(shù)將播報(bào)措辭語(yǔ)音文件導(dǎo)入駕駛模擬平臺(tái)，進(jìn)而設(shè)定語(yǔ)音播報(bào)控制程序。

圖2 實(shí)驗(yàn)交叉口3D場(chǎng)景圖

2.3 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

招募37名被試者，其中男性25名，女性12名，男女被試者比例與目前我國(guó)男女駕駛?cè)吮壤嘟?。被試人?shù)滿足中心極限定理經(jīng)驗(yàn)法則規(guī)定的駕駛行為研究樣本量不應(yīng)小于30的要求[23]。所有被試者均持有有效的機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛證，平均駕齡為8.72±5.84年。被試者的年齡在21～57周歲之間，平均年齡為37.76周歲(年齡標(biāo)準(zhǔn)差為11.80)。所有被試者身體狀況良好，無(wú)色弱、色盲，視力水平在0.5 以上。

2.4 實(shí)驗(yàn)流程

主要實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下。

①被試者填寫(xiě)個(gè)人基本信息表，包含性別、年齡等信息。

②預(yù)實(shí)驗(yàn) 調(diào)取非實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，被試者試駕5 min，熟悉模擬車(chē)輛的運(yùn)行環(huán)境以及油門(mén)、剎車(chē)等操作。

③正式實(shí)驗(yàn) 被試者以隨機(jī)順序駕駛4個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，每個(gè)場(chǎng)景約需10 min，完成2個(gè)場(chǎng)景后休息10 min，以排除駕駛疲勞的影響；實(shí)驗(yàn)人員僅告知被試目的地，整個(gè)駕駛過(guò)程被試者根據(jù)導(dǎo)航語(yǔ)音提示和道路交通標(biāo)志完成駕駛?cè)蝿?wù)。

④被試者填寫(xiě)駕駛模擬平臺(tái)仿真度問(wèn)卷以及主觀感受問(wèn)卷。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 不同復(fù)雜度導(dǎo)航播報(bào)措辭引導(dǎo)下駕駛行為的時(shí)空特征分析

3.1.1 空間特征分析

(1)點(diǎn)位行為表現(xiàn)

圖3所示為4種播報(bào)措辭下各點(diǎn)位的運(yùn)行速度、加速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差，即Pvi、Pai、PvSDi和PaSDi(i=1，2，…，141)。

由圖3可以看出，盡管4種措辭的復(fù)雜度不同，但車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生明顯變化的區(qū)段都是L- 200～L+100，運(yùn)行速度和加速度表現(xiàn)為“先降后增”，速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差則為“先增后降”。rANOVA結(jié)果顯示，4種措辭的運(yùn)行速度在L- 100～L+100區(qū)段存在明顯差異，主要表現(xiàn)為Ⅳ級(jí)復(fù)雜度措辭的運(yùn)行速度高于其他3種措辭，對(duì)于其他3項(xiàng)指標(biāo)，4種措辭僅在個(gè)別點(diǎn)位存在顯著差異。總的來(lái)說(shuō)，Ⅳ復(fù)雜度措辭由于提供的信息比較全面，所以運(yùn)行速度較快，且速度變化比較平穩(wěn)，而Ⅰ級(jí)和Ⅱ復(fù)雜度措辭在臨近交叉口時(shí)存在部分速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度大的點(diǎn)位，表明其速度變化不夠平穩(wěn)。4種措辭的加速度標(biāo)準(zhǔn)差變化趨勢(shì)比較一致。

圖3 4種播報(bào)措辭引導(dǎo)下各點(diǎn)位的駕駛行為表現(xiàn)

(2)區(qū)段行為表現(xiàn)

表2所示為4種播報(bào)措辭在各區(qū)段的運(yùn)行速度、加速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差，即Svj、Saj、SvSDj和SaSDj(j=1，2，…，6)。

表2 4種播報(bào)措辭引導(dǎo)下各區(qū)段的駕駛行為表現(xiàn)1)

由表2可以看出：4項(xiàng)指標(biāo)均從區(qū)段3開(kāi)始變化，其中運(yùn)行速度呈線性下降趨勢(shì)，在區(qū)段6達(dá)到最小值；加速度呈先減后增趨勢(shì)，在區(qū)段5達(dá)到最小值；速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差則呈先增后減趨勢(shì)，在區(qū)段5達(dá)到最大值(Ⅰ級(jí)復(fù)雜度措辭除外)。針對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)，盡管不同措辭的變化趨勢(shì)相近，但仍存在一些差異。rANOVA結(jié)果顯示，措辭復(fù)雜度主要影響區(qū)段4、5、6的運(yùn)行速度(依次為：F=3.856，P=0.012；F=5.679，P=0.001；F=14.660，P=0.000)、加速度(依次為：F=5.725，P=0.001；F=4.964，P=0.003；F=5.212，P=0.002)和速度標(biāo)準(zhǔn)差(依次為：F=4.724，P=0.004；F=5.265，P=0.002；F=10.645，P=0.000)以及區(qū)段4的加速度標(biāo)準(zhǔn)差(F=3.392，P=0.021)。對(duì)于運(yùn)行速度，在區(qū)段4、5、6，Ⅳ級(jí)措辭明顯大于其他3種措辭。對(duì)于加速度，在區(qū)段4，Ⅱ級(jí)措辭顯著小于其他3種措辭；在區(qū)段5，Ⅰ級(jí)措辭顯著小于其他3種措辭；在區(qū)段6，Ⅱ級(jí)措辭顯著大于其他3種措辭。對(duì)于速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差，在區(qū)段4，Ⅰ級(jí)措辭顯著小于Ⅱ級(jí)措辭，4種措辭的加速度標(biāo)準(zhǔn)差在區(qū)段5和6無(wú)顯著差異，但Ⅰ級(jí)措辭在這兩個(gè)區(qū)段的速度標(biāo)準(zhǔn)差顯著大于其他3種措辭?？偟膩?lái)說(shuō)，Ⅳ級(jí)復(fù)雜度措辭的速度降幅較其他措辭小，Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)復(fù)雜度措辭引導(dǎo)下車(chē)速變化更平穩(wěn)。這可能是由于措辭的復(fù)雜度不同，使得駕駛?cè)藢?duì)導(dǎo)航信息的認(rèn)知存在差異，進(jìn)而導(dǎo)致駕駛?cè)藢?duì)車(chē)輛的操作存在差異。

3.1.2 時(shí)間特征分析

(1)基于播報(bào)措辭的時(shí)段行為表現(xiàn)

每種措辭播報(bào)3次，每次播報(bào)后4種措辭的速度變化率、加速度變化率、標(biāo)準(zhǔn)差變化率和加速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率，即Rvk、Rak、RvSDk和RaSDk(k=1，2，3)，如圖4所示。

由圖4可以看出，第1次播報(bào)后，車(chē)輛的運(yùn)行速度、速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差均增長(zhǎng)，只有加

圖4 各時(shí)段4種措辭引導(dǎo)下駕駛行為表現(xiàn)的指標(biāo)變化率

速度減小，并且Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭的加速度和速度標(biāo)準(zhǔn)差的變化率高于Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)措辭，但是，4種措辭的速度和加速度標(biāo)準(zhǔn)差的變化率無(wú)明顯差異。第2次播報(bào)后，速度和加速度同時(shí)減小，而速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差仍然增大，但不同措辭的變化幅度不同，Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭的變化率大于Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)措辭，特別是速度標(biāo)準(zhǔn)差、加速度和加速度標(biāo)準(zhǔn)差這3項(xiàng)指標(biāo)。第3次播報(bào)后，加速度的變化與第2次播報(bào)不同，呈增長(zhǎng)狀態(tài)，但其他3項(xiàng)指標(biāo)的變化與第2次播報(bào)相同。K-W檢驗(yàn)結(jié)果表明，措辭復(fù)雜度顯著影響第1、2次播報(bào)加速度變化率的秩均值(分別為：χ2=9.200，P=0.032；χ2=9.079，P=0.034)，第2、3次播報(bào)速度和加速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率的秩均值(分別為：速度χ2=8.276、P=0.045，加速度χ2=9.005、P=0.039；速度χ2=11.517、P=0.008，加速度χ2=10.250、P=0.021)，第1、2、3次播報(bào)的速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率的秩均值(依次為：χ2=8.953，P=0.040；χ2=14.777，P=0.005；χ2=11.810，P=0.007)。

通過(guò)3次播報(bào)前后各指標(biāo)的變化可以看出，車(chē)輛運(yùn)行速度從第2次播報(bào)開(kāi)始大幅下降，并且Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭引導(dǎo)下速度降幅更大。由于加速度反映速度的變化快慢，故這兩種措辭對(duì)應(yīng)的加速度變化率也較高。與Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)措辭相比，Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭速度和加速度變化幅度較大的可能原因是：Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭沒(méi)有包含距離信息，導(dǎo)致駕駛?cè)藢?duì)車(chē)輛與交叉口的距離缺乏清晰的認(rèn)識(shí)，因此，這兩種情形下，駕駛?cè)藴p速力度更大，以防到達(dá)交叉口時(shí)來(lái)不及減速。此外，值得注意的是，對(duì)于第2、3次播報(bào)，Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭的速度標(biāo)準(zhǔn)差和加速度標(biāo)準(zhǔn)差也較Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)措辭的大。這可能歸因于Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭涉及的指示信息較少，駕駛?cè)藢?duì)語(yǔ)音信息存在疑惑，使得駕駛?cè)嗽隈{駛時(shí)仍需關(guān)注道路信息，降低了駕駛平順性。因此，速度和加速度波動(dòng)較大。

(2)基于播報(bào)次序的時(shí)段行為表現(xiàn)

每種措辭播報(bào)3次，對(duì)應(yīng)3個(gè)時(shí)段。每種措辭在3個(gè)時(shí)段的速度變化率、加速度變化率、速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率和加速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率，即Rvk、Rak、RvSDk和RaSDk(k=1，2，3)，如表3所示。

表3 各措辭3個(gè)時(shí)段駕駛行為表現(xiàn)的指標(biāo)變化率

由表3可以看出，對(duì)于4種措辭，車(chē)輛運(yùn)行速度的變化主要集中在第2、3次播報(bào)，加速度的變化則集中在第1、2次播報(bào)，降幅均是依次增大。值得注意的是，由于第2次播報(bào)后加速度降幅較大，第3次播報(bào)后加速度稍有提高，但此時(shí)其仍為負(fù)值，故第3次播報(bào)后速度繼續(xù)下降。隨著3次播報(bào)的推進(jìn)，4種措辭的速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率依次增大，但不同措辭的速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率的變化趨勢(shì)存在差異。Friedman檢驗(yàn)結(jié)果顯示，Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭3次播報(bào)速度變化率的秩均值(分別為：χ2=21.568，P=0.000；χ2=28.270，P=0.000)、加速度變化率的秩均值(分別為：χ2=14.757，P=0.001；χ2=26.432，P=0.000)、速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率的秩均值(分別為：χ2=9.892，P=0.007；χ2=6.703，P=0.035)和加速度標(biāo)準(zhǔn)差變化率的秩均值(分別為：χ2=7.189，P=0.027；χ2=6.054，P=0.048)均存在顯著差異，而Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)措辭僅是3次播報(bào)的速度變化率的秩均值(分別為：χ2=34.757，P=0.000；χ2=11.405，P=0.003)和加速度變化率的秩均值(分別為：χ2=9.459，P=0.009；χ2=20.595，P=0.000)存在顯著差異。

通過(guò)3次播報(bào)對(duì)應(yīng)的速度變化可以看出，第1次播報(bào)后，駕駛?cè)瞬⑽戳⒓礈p速，而是在第2次播報(bào)后才開(kāi)始減速為轉(zhuǎn)彎做準(zhǔn)備，并且加速度變化率也是在第2次播報(bào)后達(dá)到最大，這表明第2次播報(bào)在引導(dǎo)駕駛?cè)藴p速方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。由于第2次播報(bào)結(jié)束斷面距離交叉口較近，因此，語(yǔ)音信息第2次播報(bào)起點(diǎn)與交叉口停車(chē)線的距離應(yīng)該滿足駕駛?cè)藢④?chē)速降至合理轉(zhuǎn)彎速度的需要，否則將導(dǎo)致駕駛?cè)嗽谂R近交叉口時(shí)緊急減速，不利于駕駛安全。此外，通過(guò)3次播報(bào)的變化率連線可以看出，Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)措辭各項(xiàng)指標(biāo)的連線更平順，表明導(dǎo)航提供詳細(xì)的措辭有利于提高車(chē)輛行駛的平穩(wěn)性。

3.2 駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)與導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度的關(guān)系

為了探究駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)與導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度的關(guān)系，利用主成分分析方法構(gòu)建了式(1)所示的考慮駕駛?cè)嗽谡麄€(gè)區(qū)段運(yùn)行速度v、加速度a、速度標(biāo)準(zhǔn)差vSD和加速度標(biāo)準(zhǔn)差aSD的駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)模型，并采用rANOVA方法檢驗(yàn)不同措辭引導(dǎo)下駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)的差異。

Y=0.169v+0.290vSD+0.257a+0.285aSD

(1)

駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)評(píng)分如圖5所示。隨著導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度的增加，駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)逐漸提升。與Ⅰ級(jí)復(fù)雜度措辭相比，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級(jí)措辭引導(dǎo)下，駕駛?cè)说木C合駕駛表現(xiàn)分別提升15%、20%和40%。rANOVA方差分析結(jié)果表明，播報(bào)措辭復(fù)雜度會(huì)顯著影響駕駛?cè)说木C合行為表現(xiàn)(F=3.377，P=0.021)，Ⅳ級(jí)措辭引導(dǎo)下駕駛?cè)说木C合行為表現(xiàn)明顯優(yōu)于其他3種措辭，Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)措辭引導(dǎo)下駕駛?cè)说木C合行為表現(xiàn)無(wú)顯著差異。

圖5 駕駛?cè)司C合行為表現(xiàn)評(píng)分

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有研究未能細(xì)致刻畫(huà)導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度對(duì)駕駛?cè)诵袨楸憩F(xiàn)的影響的不足，文中基于駕駛模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以普通交叉口為例，構(gòu)建考慮駕駛?cè)藭r(shí)空和綜合行為表現(xiàn)的多維度指標(biāo)體系，研究了播報(bào)措辭復(fù)雜度對(duì)駕駛行為的影響，為甄選確保車(chē)輛運(yùn)行更順暢、更安全的播報(bào)措辭奠定了基礎(chǔ)。文中主要結(jié)論如下：

1)導(dǎo)航播報(bào)措辭的作用點(diǎn)在交叉口上游 200 m，4種措辭作用效果的差異主要體現(xiàn)在交叉口上游100 m至下游100 m區(qū)段；

2)從時(shí)空駕駛表現(xiàn)可以看出，Ⅰ、Ⅱ級(jí)措辭引導(dǎo)下車(chē)輛運(yùn)行的平穩(wěn)性較差，原因可能是這兩種措辭沒(méi)有包含距離信息，駕駛?cè)瞬淮_定車(chē)輛與交叉口的距離，故降速意識(shí)強(qiáng)、力度大，速度的大幅調(diào)整降低了行駛的平順性；

3)導(dǎo)航信息的第2次播報(bào)在引導(dǎo)駕駛?cè)藴p速方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，故第2次播報(bào)起點(diǎn)與交叉口停車(chē)線的距離應(yīng)確保駕駛?cè)丝蓪④?chē)速降至合理轉(zhuǎn)彎速度；

4)駕駛?cè)说木C合行為表現(xiàn)隨著導(dǎo)航播報(bào)措辭復(fù)雜度的增加而提升，這表明詳細(xì)的播報(bào)措辭有助于駕駛?cè)死斫鈱?dǎo)航信息并合理地做出響應(yīng)，從而引導(dǎo)駕駛?cè)丝焖佟踩赝ㄟ^(guò)交叉口。

文中研究增進(jìn)了對(duì)播報(bào)措辭復(fù)雜度作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為優(yōu)化導(dǎo)航播報(bào)措辭指明了方向，也為制定導(dǎo)航相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供了理論支撐。然而，文中以簡(jiǎn)單交通場(chǎng)景為例開(kāi)展研究，措辭復(fù)雜度在復(fù)雜場(chǎng)景中的作用效果可能與簡(jiǎn)單場(chǎng)景存在差異。因此，在未來(lái)的研究中，需進(jìn)一步探索復(fù)雜交通環(huán)境下措辭復(fù)雜度對(duì)駕駛?cè)诵袨楸憩F(xiàn)的作用規(guī)律，增進(jìn)對(duì)導(dǎo)航播報(bào)措辭作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)。此外，未來(lái)擬進(jìn)一步探究不同導(dǎo)航信息給予模式下駕駛?cè)藢?duì)交通標(biāo)志的依賴水平，并深入挖掘駕駛?cè)藰?biāo)志依賴水平隨導(dǎo)航信息給予模式的遷移規(guī)律，從而尋求與現(xiàn)有標(biāo)志系統(tǒng)契合的導(dǎo)航信息給予模式。