王仁杰 周曉宏

（安徽工程大學經(jīng)濟與管理學院 安徽 蕪湖241000）

0 引 言

1988年中國大陸第一條高速公路建成通車，根據(jù)我國交通運輸部發(fā)布的《2018年全國公路收費統(tǒng)計公報》，如今我國高速公路總里程數(shù)達到14.26萬km，居世界首位[1]。高速公路已然成為我國交通不可或缺的一部分，為人們的出行、貨物的運輸提供了便利。相對于城市交通來說，高速公路屬于全封閉式的道路，有固定的出入口，因此需要對互通處的出入口進行預告，防止駕駛人不能及時準確地駛離高速公路或偏離原來的行駛方向。且高速公路互通處的交通形式復雜，匝道較多，各種出行目的的行程交匯在一起，導致許多不必要的麻煩發(fā)生[2]，例如，駕駛人沒有及時注意到指路標志，從而錯過高速公路出口或者偏離原來的行駛方向，因此駕駛人對指路標志的信息量要求較大。

目前交通標志的研究主要是關于駕駛人的認知過程和交通標志有效性2個方面，但大多數(shù)的研究都是針對單一交通標志，具有一定的局限性。一般來說，認知過程的研究為交通標志有效性的研究提供了理論基礎，通過建立有效性評價模型，可以為交通標志的設置提供參考。筆者結合駕駛人的心理認知過程對交通標志認知的研究進行總結和展望。

1 交通標志研究概況

通過中國知網(wǎng)（CNKI）以及web of science（SCIE）對關于交通標志文獻進行檢索，并對交通標志研究的中英文文獻進行總結。文獻查找時，中文檢索的主題包括：視認過程、認知心理學、指路標志、交通標志、高速公路，以及有效性評價。英文檢索的主題包括：Traffic signs、Cognitive ergonomics、Guide sign、Freeway，以及effectiveness evaluation。為了保證文獻的權威，筆者收集來自SCI期刊、EI期刊、核心期刊、CSSCI期刊，以及CSCD期刊的文獻，將近期文獻及經(jīng)典文獻鎖定為核心參考文獻。截止到2020年8月，筆者收集了關于高速公路交通標志研究的文獻共301篇。

對于交通標志的研究基本上可以分為3個方向：①對駕駛人認知模型的研究；②對影響認知過程因素的研究；③對標志有效性評價模型的研究。

通過前人對駕駛人認知模型的研究，將交通標志認知的影響因素歸納為4類：視認性、識別率、駕駛人理解能力以及駕駛水平。目前標志有效性評價方法主要包括定量評價以及定性定量相結合的評價方法，有效性評價將影響因素作為評價依據(jù)，建立有效性評價模型，對交通標志進行評價，為交通標志的布設提供參考。將其分為2個研究主題，見表1。

表1 交通標識研究主題Tab.1 Research topics of traffic signs

2 交通標志認知模型

2.1 一般認知模型

人的行為模型最早只是簡單粗糙地介紹人在操作時，各個行為模塊之間的相互關系，隨著研究的發(fā)展，人的行為模型加入了信息處理、風險分析和駕駛目的等相關模塊。20世紀70年代，為了更好地了解人類行為的作用機理，Kahneman和Treisman[3]將注意行為引入人的行為模型，一些學者進而提出了認知模型。

通用問題求解模型（General Problem Solver，GPS），該模型是將通用的問題解決機制與具體的任務情況進行區(qū)分[4]，該模型可以求解單一的模型，也可以提出1種用于解決該任務相關問題的求解框架，該模型的不足之處在于，需要將問題轉化為中間狀態(tài)，但中間狀態(tài)是會變化的。

初級知覺與記憶程序（Elmentary perceiving and Memory Program，EPAM），是由Simon開發(fā)的用于模擬人類知覺的1種認知模型，包括操作和學習2個步驟[5]，該模型可以識別初級刺激，并在初級刺激的基礎上，學習和識別更復雜的刺激。

人類長期認知模型，該模型是由解釋程序、語法分析程序和主動結構網(wǎng)絡組成，該模型用于解釋人類對客觀世界的主動信息加工的認知過程，該模型不僅可以對信息進行表達，還可以解釋信息識別的整個過程。

狀態(tài)、算子和結果模型（state operator and result,SOAR），該模型主要涉及到智力、思考、學習，以及記憶等[6]，該模型與人類解決問題的過程十分相似，人類解決問題的方法是各式各樣的，該模型中的算子就是模型中問題的解決方式。SOAR模型很好的模擬了人類的學習行為，但是并不完善，比如：非知識類的學習、自動獲取等認知機制就沒有包含在該模型中。

理性思維的自適應系統(tǒng)（adaptive control of thought-rational，ACT-R），該模型是通過對模型中各個模塊進行編輯組合，形成適用于各個領域的認知模型[7]，ACT-R模型中的模塊包括：視覺模塊、手動模塊、記憶模塊以及目標模塊，整體系統(tǒng)負責各個模塊間的信息處理。

各種模型都有各自的優(yōu)點以及不足之處，駕駛人的認知模型需要結合不同模型的不同思想，并根據(jù)駕駛人對指路標志的認知規(guī)律，建立合適的認知模型。

2.2 基于認知心理學的視認過程

認知是人類對客觀世界的認識，并根據(jù)自己的情感對客觀世界的信息進行加工的過程。認知行為包含感覺系統(tǒng)、記憶系統(tǒng)、中樞控制系統(tǒng)和反應系統(tǒng)，是1種非常復雜且奇妙的人類行為。楊新月[8]表明人的認知由3個部分構成：認知行為、認知結構及認知結構體。認知行為是人類接受外部信息從而作出的反應；人類的認知結構有2種含義：①認知本身包含哪些成分，比如：了解的事實、自身的知識和信念3種成分。②認知在大腦中是如何形成的，即信息在人類大腦中的形成過程；認知結構體則是指人類本身。近年來，現(xiàn)代認知心理學研究的方向大多是關于信息在人類大腦中的形成過程，圖1是取自于彭聃齡等[9]的信息認知模型，并在原本的模型中加入了記憶模塊進行了修改。

圖1 信息認知模型Fig.1 Cognitive model of information

由圖1可以看出，信息首先是通過環(huán)境對人的感覺系統(tǒng)產(chǎn)生刺激，從而進入信息認知過程，如：視覺、聽覺等，由感覺系統(tǒng)對信息進行加工傳入記憶系統(tǒng)，記憶系統(tǒng)將信息跟記憶進行整合比較，記憶系統(tǒng)中的長期記憶和短期記憶互相作用傳遞到控制系統(tǒng)，通過控制系統(tǒng)對信息進一步加工，根據(jù)當前的行為目的，制定計劃，最后將信息加工整合傳入反應系統(tǒng)，從而對環(huán)境的刺激產(chǎn)生相應的反應動作。

雋志才等[10]根據(jù)對人類感知行為（刺激-機體-反應）的經(jīng)典模式進行拓展，將駕駛人對指路標志的識別過程分成3個階段：感知階段、判斷階段和行為階段。

胡祎程等[11]通過人機工程學的研究結合人-機-環(huán)境3個要素，將人對標志牌的信息處理過程可分為注意階段、識別階段、判斷階段、行為階段4個階段。

戴權等[12]依據(jù)認知心理學的理論知識分析駕駛人對指路標志的認知過程,將駕駛員的認知過程分為4個階段，即：刺激、認讀、決策、行為。

綜上所述，駕駛人認知過程可分為4個階段，見圖2。

圖2 駕駛人認知過程Fig.2 Cognitive process of Drivers

駕駛人標志視認的4個階段對應著5個點，分別為：視認點、讀取點、決策點，行動點以及完成點。圖3為駕駛人對標志的理論認知過程GB 5768—2017《道路交通標志和標線》[13]。圖中A為視認點;B為始讀點；C為讀完點；P為消失點；E為行動點；T為標志設置位置；F為完成點。

圖3 標識的理論視認過程Fig.3 Recognition process of signs

駕駛人在AB段發(fā)現(xiàn)T位置的標志，即為注意階段；BC段為駕駛人認讀標志的距離，即為識別階段；駕駛人在CE段決定采取何種行動，即CE段為判斷階段；駕駛人在E點開始行動，在F點完成行動，EF段為駕駛人的行動距離，即行動階段。

3 研究現(xiàn)狀及綜述評價

關于交通標志認知的影響因素，根據(jù)駕駛人對交通標志的認知過程可歸納為視認性、識別率、駕駛人理解能力和駕駛人駕駛水平4個方面。對于交通標志有效性的評價可總結為定量、定量與定性相結合2個方面。相對于城市道路交通標志的研究，高速公路交通標志的研究總體上仍存在不足之處，由于高速公路道路特性，標志認知的影響因素以及有效性評價方法需進一步研究。

3.1 影響因素

3.1.1 交通標志的視認性

交通標志的視認性與道路狀況、駕駛人個人因素、車速、標志版面類型、標志的設計等息息相關[14]。影響交通標志視認性的因素很多：①交通標志自身因素：制造材料、設置位置、環(huán)境對比度以及道路環(huán)境；②駕駛人自身特征對視認性的影響：年齡、視力等。視認性的研究主要采用主觀評價和客觀實驗的方法分析在不同因素的影響下，駕駛人的視認距離的變化規(guī)律，從而對標志的視認性的影響因素進行研究。

1）交通標志的制造材料。針對交通標志制造材料，Choocharukul[15]等通過實驗研究交通標志夜間可見性的影響因素，以視距為自變量，構建視距與標志高度、標志反射性、駕駛速度等因素的關系模型，研究表明，標志材料的反射性對交通標志可見性的影響最顯著。Obeidat等[16]實驗比較了Engineering級、Diamond級和High Intensity級材料，得出Diamond級材料對要求的可見度最小，其次是High Intensity級。不同材料制造成的交通標志，可見度是不同的，由于高速公路的交通特性和駕駛人的工作負擔與普通道路存在差異，因此需要通過實驗對高速公路交通標志的制造材料進行視認距離的研究，從而判斷何種材料適合用于高速公路交通標志的制造。

2）環(huán)境對比度。針對環(huán)境對比度的研究，簡單來說就是，交通標志越明顯越容易被駕駛人注意到，張衛(wèi)華等[17]通過實驗和安全制動距離模型的計算表明，在正常光下，白底藍字和白底紅字的視認性最好，其中紅光對人眼的刺激較大，紅白配色會導致人眼容易疲勞。人類在不同的環(huán)境下對不同顏色的視覺敏感度是不同的，視覺敏感度的差異可能會使駕駛人的可視距離發(fā)生改變，從而影響標志的視認性。高速公路的駕駛環(huán)境與普通道路的駕駛環(huán)境存在較大的差異，例如車速與道路周圍的景色，因此城市道路中環(huán)境對比度的研究可能并不適用于高速公路。

3）駕駛人自身特征。駕駛人自身因素也會影響交通標志的視認性，比如年齡，視力等。黃小芳等[18]的實驗研究了夜間車輛行駛速度與駕駛員年齡、性別、駕齡及視力等因素對視認性的影響，結果表明：年齡和視力對視認性的影響較大，其中駕駛人近視度數(shù)越高（視力矯正后均為1.0）視認距離越短。駕駛人自身條件的差異也是視認性的重要影響因素之一，視力和年齡等自身特征的差異會導致視認距離的不同，在設置交通標志位置時，需要考慮到駕駛人自身特征的不同。

4）道路環(huán)境。針對道路環(huán)境對視認性影響的研究，吳立新等[19]在不同路段進行白天和夜晚的實驗，發(fā)現(xiàn)隨著車速的增加，駕駛人晝夜識別的距離均呈現(xiàn)下降的趨勢，曲線路段對駕駛人夜間視認距離影響較白天顯著，隨著道路水平曲線半徑由大到小，下降趨勢逐漸減緩。

在關于視認性的研究中，主要的研究對象是交通標志，由于交通研究不便于在實際道路上進行，大多數(shù)的研究采取的是仿真模擬實驗。目前的研究表明：交通標志的視認性受標志自身特征、周圍環(huán)境以及駕駛人自身特征影響，見表2，并且這些研究成果在交通標志布設方面得到了應用。目前，城市道路交通標志視認性的研究體系已經(jīng)較為完善，標志的視認性主要以駕駛人的視認距離作為判斷依據(jù)。然而，關于高速公路交通標志視認性的研究較為缺乏，且高速公路與普通道路的交通流特性以及周圍環(huán)境存在較大的差異，普通道路的相關研究可能并不適用于高速公路。建議從高速公路與普通道路的不同之處入手，建立高速公路交通標志視認性的研究體系，并對材料、顏色、駕駛人自身因素以及道路環(huán)境進行深入研究，并通過仿真實驗和現(xiàn)場調(diào)查，收集高速公路不同路段的道路條件以及駕駛人的視認距離等數(shù)據(jù)，建立高速公路上駕駛人識別距離與影響因素的關系模型。

表2 交通標志視認性Tab.2 Visibility of traffic signs

3.1.2 交通標志的識別率

駕駛人進入識讀階段，在交通標志中提取對行駛過程有用的信息。研究表明：標志的熟悉性、簡明性、具體性、明確性和語義相關性這5個特性對標志識別率都有影響，其中熟悉性對標志識別率具有顯著的作用，標志的明確性和語義接近性對標志識別率的影響相對標志熟悉率在模型中起的作用明顯偏弱[20]。交通標志識別率的研究是為了使交通標志上信息數(shù)量、信息排列方式以及信息特性符合駕駛人的認知特點，在滿足駕駛人信息需求的基礎上減少駕駛人的心理負荷。關于識別率的研究主要是采用眼動實驗、E-Prime心理軟件或問卷調(diào)查等方式，獲取不同信息條件下，駕駛人識別標志的正確率以及識別時間，分析交通標志識別率與信息條件的相關關系，確定信息數(shù)量閾值、合適的信息排列方式以及不同種類信息對識別率的影響。

1）交通標志信息數(shù)量。駕駛人的識別時間和指路標志的信息量存在很好的相關關系，祖永昶等[21]研究發(fā)現(xiàn)指路標志的識別時間主要與信息量大小相關，信息量增加，識別時間增加，當信息量超過一定閾值時，識別時間的漲幅越大。王建軍等[22]發(fā)現(xiàn)過多的信息量會導致駕駛人無法有效的提取信息，當交通標志的信息量在6條以下，駕駛人的識別時間增長較慢，超過6條時，駕駛人識別信息的時間增長變快，當信息量大的時候，駕駛人難易找到指路標志上的目標信息，當信息量少的時候，指路標志又難易滿足駕駛人的信息需求。關于高速公路交通標志的信息量研究，王振國[2]通過UC-WIN/ROAD軟件對其進行了研究，研究發(fā)現(xiàn)在高速公路上，當信息量超過6條時，識別時間會明顯延長。

2）交通標志信息排列方式。關于指路標志的排列方式，張偉[23]研究發(fā)現(xiàn)字符和信息排列與道路方向一致時，駕駛人的信息理解水平較高。因此，交通標志版面的信息和字符排列方式對駕駛人信息識別能力有較大影響。

3）交通標志信息的特性。指路標志屬于多義性標志，指路標志向駕駛人提供當前位置以及周邊地名、方向和距離等信息。駕駛人在駕駛時，具有代表性的信息是通往目的地怎么走，而不是距離目的地的路程，駕駛人需要的首要信息是方向信息而不是距離信息，J.L.Vilchez[24]研究發(fā)現(xiàn)不具備代表性的信息會使駕駛人偏離行動方向。駕駛人的行駛過程是不斷追逐指路標志信息的過程，指路標志信息應形成完整的信息鏈條，保證信息的連續(xù)性，如果指路信息中斷或突變，會導致駕駛人產(chǎn)生懷疑或做出錯誤判斷[25]。指路標志中有多種信息，包括路線、目的地、距離等信息，駕駛人對不同信息的敏感程度是不同的，Ren等[26]將路線信息和目的地信息區(qū)分開來進行分析，對不同信息下駕駛人的眼動時間、掃視頻率、搜尋時間和注視時間進行研究分析，研究表明，在駕駛人的行駛過程中，目的地信息更具備引導作用，駕駛人對目的地信息更具有敏感性。

在交通標志識別率的研究中，主要是研究信息數(shù)量、信息排列方式以及信息特性對識別率的影響，見表3。目前在高速公路和普通公路上都進行了關于信息量閾值的研究，且得出的結論基本一致。然而，這些研究中都是按信息條數(shù)進行計算誤差較大，消除不同信息中信息量差異引起的誤差，是未來提高閾值研究準確性的關鍵，建議引入信息量理論，對交通標志信息量進行準確計算；高速公路的行駛速度要快于城市道路，在高速行駛過程中，與道路方向一致的信息排列方式不一定能被駕駛人及時理解，應開展高速公路交通信息排列方式的相關研究；交通信息特性是目前研究的熱點問題，結合交通信息特性能夠對已有的認知模型進行改進，并有望將統(tǒng)計概率模型與認知模型結合，加強不同學科的交叉與融合；交通標志的往往是以多個標志組合的形式出現(xiàn)，目前大多數(shù)研究是關于單一的交通標志，交通標志組的研究體系尚未成熟，未來需開展對交通標志組識別率的研究。

表3 交通標志識別率Tab.3 Recognition rate of traffic signs

3.1.3 駕駛人的理解能力

標志認識的影響因素不僅在于標志本身，也存在于駕駛人自身，當駕駛人對標志中信息進行判斷時，駕駛人的反應能力越強，對信息的理解程度越高，反之，反應能力越低對信息的理解程度越低；受教育程度越高及駕駛經(jīng)驗越豐富的駕駛人理解能力越強；除此之外，復雜的駕駛環(huán)境會增加司機的駕駛負擔，從而降低駕駛人的理解能力。目前，關于駕駛人理解能力的研究方法主要是通過問卷的形式，通過對標志含義的理解程度判斷駕駛人理解能力的差異。

1）駕駛人的反應能力。楊艷群等[27]通過DEA對交通標識的有效性進行評價，以年齡、文平和駕駛經(jīng)驗作為輸入指標，以注視時間、腦電波βα值、車輛速度標準差和車輛加速度標準差作為輸出指標，駕駛人的認知反應率越低，獲取信息的難度越高。

2）駕駛人駕齡和受教育水平。W.Y.N.Annie等[28]基于視認實驗對香港109位有駕駛證件的駕駛人從自身特性等方面構建標志設計特征與理解性的關系。研究發(fā)現(xiàn)，駕駛年齡、教育水平與駕駛人的理解能力顯著相關，但是駕駛人的年齡、駕駛頻率、非本地駕駛人等因素與理解性是無關的。Yang等[29]研究發(fā)現(xiàn)：不同國家的人對雙語交通標志的理解能力存在較大差距。Al-Madani等[30]通過大量的問卷調(diào)查研究得出：駕駛人的駕駛經(jīng)驗對其理解性的影響最為顯著，且駕駛經(jīng)驗越多，駕駛員的理解性越高。

3）駕駛環(huán)境。駕駛環(huán)境的不同會導致駕駛人駕駛工作量不同，Xie等[31]研究發(fā)現(xiàn)：高速公路水平半徑、坡度、車流量和信息量會對駕駛人的主觀工作量和駕駛水平產(chǎn)生影響，工作量增加會導致駕駛水平受損，主觀工作量的提升和駕駛水平的下降會對駕駛人的理解能力產(chǎn)生影響。王清洲等[32]通過收集駕駛人的心率增長率、縱坡坡度、水平曲線半徑等數(shù)據(jù)，通過SPSS分析縱坡坡度和水平半徑對駕駛人心率增長率的影響，結果表明：半徑減小、縱坡越大，駕駛人心率增長率整體上升，心理負荷過大從而影響駕駛人識別交通標志。過多的身體負擔和心理負荷會導致駕駛人對交通信息作出錯誤的理解，甚至忽視了交通標志信息。

在駕駛人理解能力的研究中，主要是針對駕駛人在判斷階段對信息的理解能力。目前的研究方法主要是通過E-Prime心理軟件或者問卷調(diào)查對不同駕駛人的反應時間和正確率進行研究，該方法操作簡單，通用性好，但若要取得準確的實驗數(shù)據(jù)需要收集大量數(shù)據(jù)進行處理。建議將駕駛人理解能力與數(shù)學模型結合起來，建立駕駛人理解能力的量化模型；高速公路上駕駛工作量對理解能力影響的研究要與城市道路區(qū)分開，利用腦電和雷達探測獲取駕駛人的心理和工作負擔，建立高速公路駕駛工作量對司機理解能力影響的研究體系。

3.1.4 駕駛人的駕駛水平

當駕駛人發(fā)現(xiàn)、識別、理解信息之后，駕駛員需對交通信息作出反應并采取行動，比如：轉向、踩剎車減速、踩離合掛擋等來完成駕駛人預期的動作，確保行程的順利和穩(wěn)定。駕駛人的駕駛水平展現(xiàn)的是駕駛人獲得交通信息后作出相應對策的能力，這也是駕駛人認知過程的一部分，其影響因素包括：駕駛人年齡、性別、受教育程度等自身特征以及在駕駛過程中的情緒，見表4。目前主要的研究方法是通過模擬實驗收集駕駛人的電信號和行車數(shù)據(jù)，分析不同影響因素下，駕駛人駕駛水平的差異。

表4 駕駛人理解能力Tab.4 Understanding of drivers

1）駕駛人年齡、性別、受教育程度等。Pradhan[33]通過模擬實驗，收集了72個實驗參與者的數(shù)據(jù)，包括24個新手司機（駕齡小于等于6個月的16歲兒童），24個年輕司機和24個老年司機，發(fā)現(xiàn)駕駛員的駕駛水平存在顯著的年齡相關差異。駕駛水平不僅受駕駛人的年齡、受教育程度的影響，與駕駛人的性別也息息相關。研究表明：通常情況下，男性駕駛人與女性駕駛人駕駛水平差距不大，但在緊急情況下，女性駕駛員的剎車距離更遠，且選擇時間及注意分配值會隨著年齡的增長顯著增加[34]。

2）駕駛過程中的情緒。駕駛人的情緒波動也會影響駕駛人的駕駛水平，王春雪等[35]研究發(fā)現(xiàn)恐懼情緒下人類更易接收到標志傳遞的風險信息；悲傷情緒下人類對標志傳遞風險信息的接收能力降低。張殿業(yè)等[36]研究發(fā)現(xiàn)不良情緒是導致交通事故的重要原因之一，駕駛人在高興和憤怒的情緒下，更容易發(fā)生操作失誤，趨向更危險的駕駛行為；駕駛人在悲傷和恐懼的情緒下，不易發(fā)生操作失誤，趨向相對安全的駕駛行為。

通過模擬實驗，目前的研究已初步確定了駕駛水平的影響因素，見表5。駕駛人的性別、年齡以及受教育程度對駕駛水平影響的研究較為成熟，也取得了相應的成果。除此之外，駕駛人的熟練程度也會影響駕駛水平，對于熟練的駕駛人來說，當工作量大時，他們可以采用補償策略，例如，通過采取降低車速提高他們的操作水平。目前補償策略相關的研究比較缺乏，建議未來對駕駛人駕駛時的補償策略進行研究。通過模擬實驗獲取駕駛人的電信號和行車數(shù)據(jù)，已初步了解不同情緒下，駕駛人的駕駛傾向。情緒會導致交感神經(jīng)產(chǎn)生不同程度的興奮，有利于駕駛的興奮程度存在1個范圍，當交感神經(jīng)興奮程度未超過這個范圍，情緒對駕駛行為產(chǎn)生積極的影響，當交感神經(jīng)興奮程度超越這一范圍將導致不安全的駕駛行為，目前尚未出現(xiàn)關于興奮程度閾值的相關研究，建議通過結合數(shù)學模型和模擬實驗對交感神經(jīng)興奮程度的閾值進行研究。

表5 駕駛人駕駛水平Tab.5 Driving abilities of drivers

3.2 有效性評價研究

評價交通標志有效性是以交通標志作為研究對象，對交通標志能否滿足駕駛人駕駛需求進行評價，并通過評價結果對標志進行改進。有效性評價研究主要是通過主觀調(diào)查和客觀實驗結合起來獲取駕駛人的主觀感受和客觀駕駛狀態(tài)，并對標志的視認性和識別率進行評價，從而獲得交通標志的有效性，根據(jù)評價結果可以對交通標志的布設進行改進，減少駕駛事故的發(fā)生。目前關于有效性研究大致可以分成2個方面，定量分析方法以及定性定量相結合分析方法。定量分析的方法主要是建立量化評價模型，定性定量相結合分析的方法主要包括：層次分析法、模糊綜合評價以及數(shù)據(jù)包絡分析。

3.2.1 定量分析方法

通過量化分析可以精確度量交通標志的有效性，E.E.Dagnall等[37]通過眼動儀收集的數(shù)據(jù)和反應時間對服務標志的信息量進行定量分析。邵海鵬等[25]研究了交叉路口指路標志有效性，分析指路標志的主要影響因素，將選取率、連續(xù)性、理解難易程度、信息量和駕駛人心理期望作為量化指標，建立量化交叉路口指路標志有效性的評價模型。程國柱等[38]運用數(shù)理統(tǒng)計與回歸分析，對駕駛員晝夜視認距離的數(shù)據(jù)進行了對比分析，將車量、道路水平曲面半徑、道路縱坡作為自變量，駕駛員白夜識別距離作為因變量，基于這4個指標建立多元關系評價模型。曹鵬等[39]運用信息熵方法對駕駛人接受的標志信息進行量化，建立量化評價模型，并以長春市區(qū)為例，驗證該方法的可行性。

量化模型主要是通過對交通標志認知的影響因素進行分析，選取主要的影響因素作為量化指標，建立交通標志的有效性量化模型。量化模型能夠精確地度量交通標志的有效性并可以清楚地判斷影響交通標志有效性的主次原因，根據(jù)主次原因可以對交通標志進行針對性的完善和設計。目前關于交通標志有效性的評價主要是單一的指路標志，具有一定的局限性，交通標志的組合給駕駛人心理造成的影響與單一指路標志對駕駛人心理產(chǎn)生的影響不同，因此未來的研究應該結合駕駛人的心理認知，根據(jù)已有研究的理論基礎，研究多種交通標志的相互作用，建立交通標志組有效性的評價模型。在高速公路上，交通標志的布設以及周圍的環(huán)境和城市道路的交通標志存在較大的差異，因此需要對量化指標的選取進一步討論。

3.2.2 定性與定量相結合

1）層次分析法。層次分析法（AHP）是1種定性與定量相結合的多準則方案的決策方法，適用于主觀數(shù)據(jù)評價，比較常見的方式是通過專家打分。層次分析法的核心思想是將1個復雜化的系統(tǒng)分解成許多子層次，子層次兩兩比較確定目標權重，再通過上一層次的因素排序得出權值，并對層次進行總排序，在此基礎上運用多層矩陣來進行有效性評價[40]。周明月[41]運用AHP層次分析法對指路標志系統(tǒng)進行評價，建立了評價模型，模型的準則層信息選用正確、信息無干擾、信息連續(xù)組成，而模型的方案層由指路標志無遮擋率、指路標志信息無干擾率、指路標志設置位置合理率、指路標志規(guī)范符合率、路口指路標志覆蓋率、指路標志指引信息未過載率、指路標志嵌套使用正確率、指路標志指引信息正確率、指路標志指引信息無漏標率、指路標志指示信息分級比例組成，并結合黃浦區(qū)的指路標志系統(tǒng)，驗證了該評價指標體系的可靠性和適用性。

2）模糊綜合評價。模糊綜合評價是通過模糊數(shù)學理論將定性的評價問題轉化為定量的評價問題，因此可將層次分析法與模糊綜合評價結合起來構建交通標志有效性評價模型。盛萍等[42]針對高速公路橋梁上交通標志版面設計、設置位置及標志視認性存在的問題，利用多層次模糊綜合評價方法建立了高速公路橋上的交通標志有效性評價指標體系，并利用恩黔高速月亮山特大橋為例驗證了模型的可靠性。

3）數(shù)據(jù)包絡分析。宋妙環(huán)[43]運用DEA對北京市軌道交通的有效性進行了評價，并給出改進建議。楊艷群等[27]通過DEA對交通標識的有效性進行評價，以年齡、文平和駕駛經(jīng)驗作為輸入指標，以注視時間、腦電波值βα、車輛速度標準差和車輛加速度標準差作為輸出指標，為中國高速公路互通處指路標志版面設計提供了參考。

基于層次分析法的有效性評價方法主要是首先通過專家評價的方法對子層次進行比較，然后再依據(jù)上一層次的因素排序構造判斷矩陣，最后根據(jù)每個評價指標的權重和數(shù)值進行有效性評價，該方法受主觀因素的影響較大。模糊綜合評價是將定性評價通過模糊數(shù)學轉化為定量評價的1種評價方法。數(shù)據(jù)包絡分析被應用于很多方面的效率評價，如：庫存管理、交通運輸、醫(yī)療、資源配置等。數(shù)據(jù)包絡分析的優(yōu)勢在于可以計算多輸出多輸入決策單元的相對效率、不需要確定指標權重、無需進行量綱歸一化處理（權重估計值的和歸化為1）等。目前，這3種方法都廣泛運用于城市道路和高速公路交通標志的有效性評價，但研究對象都是單一的交通標志，建議未來開展交通標志組有效性評價的相關研究。

4 結束語

交通標志是道路與駕駛人交流的紐帶，為駕駛人提供道路、位置、方向等信息，交通標志的認知及其有效性已受到國內(nèi)外學者和管理者高度關注和重視。認知過程可以分成4個階段，因此對交通標志認知影響因素的研究可分為4個方面：標志的視認性、標志的識別率、駕駛人的反應能力以及駕駛人的駕駛水平。交通標志的有效性評價也可以分成2個方面：定量分析方法以及定性定量結合分析方法。雖然研究已取得一系列重要的成就，但在部分方面仍需進一步研究。

1）高速公路與城市道路的交通性質具有較大差異，關于城市道路交通標志的視認性、識別率、駕駛人理解能力以及駕駛水平的研究不一定適用于高速公路，建議使用模擬實驗和現(xiàn)場調(diào)查對高速公路交通標志進行相關研究。

2）建議對交通標志的信息量計算方法進行改進，引入信息理論，對高速公路交通標志信息量閾值進行研究。

3）建議將統(tǒng)計概率模型與認知模型相結合，建立新的認知模型，加強不同學科的交叉和融合。

4）關于駕駛人的駕駛水平，熟練的駕駛人補償策略和駕駛人交感神經(jīng)的興奮范圍是未來研究的重點方向。

5）目前的評價方法大多是針對單一的交通標志，需盡快建立科學、詳細、準確的交通標志組有效性評價方法，完善交通標志有效性研究體系。