戚春華，王笑男，朱守林，李航天

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 能源與交通工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018)

0 引 言

交通工程設(shè)施作為道路交通系統(tǒng)中的重要組成部分，在駕駛員行車(chē)過(guò)程中，可為駕駛員出行提供必需信息。交通標(biāo)志信息量作為交通工程設(shè)施中的主要組成部分，所含信息量大小會(huì)影響駕駛員視認(rèn)標(biāo)志的過(guò)程。在行車(chē)過(guò)程中，獲取適宜的信息量是安全行車(chē)的根本保障，為保障行車(chē)安全，駕駛員需要在有限的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)道路交通標(biāo)志信息的認(rèn)知與處理。通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古典型草原公路進(jìn)行前期調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：內(nèi)蒙古地區(qū)草原公路具有路側(cè)景觀(guān)單調(diào)，交通工程設(shè)施設(shè)置不完善，線(xiàn)形以長(zhǎng)直線(xiàn)為主，直線(xiàn)長(zhǎng)度占比近90%等特點(diǎn)[1]。且在調(diào)查的草原公路中，80%以上都存在信息量不足的問(wèn)題，草原公路交通工程設(shè)施信息量，對(duì)駕駛員的視覺(jué)影響比較顯著[2]，在這種環(huán)境下行車(chē)，實(shí)際車(chē)速常常高于設(shè)計(jì)車(chē)速。在駕駛員行車(chē)過(guò)程中，80%～90%的道路信息通過(guò)視覺(jué)獲取，駕駛員的視覺(jué)特性與駕駛安全密切相關(guān)[3]。在草原公路特殊道路條件下行車(chē)時(shí)，研究草原公路直線(xiàn)段交通工程設(shè)施信息量對(duì)駕駛員視覺(jué)特性的影響，根據(jù)駕駛員的視覺(jué)行為信息，找出草原公路直線(xiàn)路段下適宜的標(biāo)志信息量，對(duì)于優(yōu)化道路交通安全標(biāo)志設(shè)置，提高行車(chē)舒適性和安全性。

目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)于交通工程設(shè)施信息量對(duì)駕駛員視覺(jué)特性的研究有很多，呂能超等[4]通過(guò)研究不同信息量的交通標(biāo)志對(duì)駕駛員認(rèn)知負(fù)荷的影響規(guī)律，得出隨著信息量等級(jí)增加，駕駛員反應(yīng)時(shí)間會(huì)相應(yīng)增加；商艷等[5]研究在景觀(guān)單調(diào)草原公路行車(chē)條件下，隨著景觀(guān)構(gòu)成要素增加,眨眼與注視時(shí)間不斷減小,而瞳孔直徑和掃視幅度逐漸增加；林雨等[6]通過(guò)室內(nèi)仿真采集駕駛員視認(rèn)不同信息量標(biāo)志的認(rèn)知時(shí)間，建立信息量與認(rèn)知時(shí)間關(guān)系，得出了標(biāo)志信息量閾值；韓磊等[7]研究不同信息量層級(jí)交通工程設(shè)施對(duì)駕駛員視覺(jué)特性的影響，得出信息量水平在Q2水平下，有利于行車(chē)安全；李英帥等[8]利用實(shí)駕實(shí)驗(yàn)采集的隧道亮度參數(shù)和被試視覺(jué)指標(biāo)分析，得出隧道的照明亮度對(duì)駕駛員注視持續(xù)時(shí)間、掃視幅度和眨眼頻率等指標(biāo)具有顯著影響；高建平等[9]通過(guò)實(shí)駕實(shí)驗(yàn)研究駕駛員在高速公路的養(yǎng)護(hù)作業(yè)條件下的視覺(jué)特性，認(rèn)為注視點(diǎn)的中心在道路前方，逐漸向其他區(qū)域轉(zhuǎn)移；LIU Yungching[10]研究發(fā)現(xiàn)交通標(biāo)志信息量越大，駕駛員對(duì)信息的認(rèn)知搜索時(shí)間越長(zhǎng)，且對(duì)不熟悉的標(biāo)志需要更多時(shí)間來(lái)理解；GUO Zhongyin等[11]通過(guò)建立快速路交通標(biāo)志信息量模型，采集不同信息量下的駕駛行為數(shù)據(jù)，得出快速路出口交通標(biāo)志信息量閾值；B.B.TAMAR等[12]通過(guò)建立道路標(biāo)志信息量和漢字尺寸模型，研究標(biāo)志信息量與駕駛員認(rèn)知時(shí)間關(guān)系，得出標(biāo)志信息量大小影響著駕駛員識(shí)別標(biāo)志牌時(shí)汽車(chē)的加速度與偏移距離；B.LIU等[13]通過(guò)模擬設(shè)備，采集不同速度下駕駛員視認(rèn)不同信息量交通標(biāo)志的眼動(dòng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)隨著駕駛速度和信息量的增加，駕駛員注視次數(shù)和持續(xù)時(shí)間呈增加趨勢(shì)。

綜上可知，國(guó)內(nèi)外對(duì)于交通標(biāo)志信息量對(duì)駕駛員視覺(jué)特性的影響已經(jīng)取得系列研究成果，但主要集中在各類(lèi)交通標(biāo)志信息量過(guò)載對(duì)駕駛員駕駛行為及視覺(jué)特性的影響，但從駕駛員興趣區(qū)域角度出發(fā)，在草原公路這種特殊道路環(huán)境下，駕駛員對(duì)交通工程設(shè)施設(shè)置興趣區(qū)域的信息量大小與駕駛員視覺(jué)特性的關(guān)系有待研究。因此，筆者利用眼動(dòng)儀采集草原公路模擬駕駛環(huán)境下駕駛員的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，分析在草原公路直線(xiàn)段下，駕駛員視認(rèn)不同信息量水平交通工程設(shè)施的視覺(jué)特性，以期深入研究草原公路直線(xiàn)段交通工程設(shè)施信息量設(shè)置的合理范圍，保障行車(chē)安全。

1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)施的信息量量化及層級(jí)劃分

交通工程設(shè)施作為路網(wǎng)環(huán)境中的認(rèn)知載體，通過(guò)符號(hào)、文字、顏色等形式傳遞給駕駛員[14]，駕駛員對(duì)于信息的傳遞是一個(gè)從不知到認(rèn)知的過(guò)程。某個(gè)事物信息量的大小，與該事物可能出現(xiàn)的狀態(tài)數(shù)目及狀態(tài)出現(xiàn)概率有關(guān)[15]。對(duì)于交通標(biāo)志信息量大小，每個(gè)交通標(biāo)志的平均信息量與標(biāo)志含義可能出現(xiàn)的概率有關(guān)。采用香農(nóng)信息論原理，得出交通工程設(shè)施信息量如式(1)：

(1)

式中：H(X)為交通工程設(shè)施的信息量；Xi為事件X呈現(xiàn)的i狀態(tài)；m為事件X可能出現(xiàn)的狀態(tài)總數(shù)；P(Xi)為第i種狀態(tài)的概率。

單詞、圖形或者符號(hào)等都是交通標(biāo)志的組成部分。對(duì)于每個(gè)子集，所有元素出現(xiàn)的概率都不相等。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，假設(shè)發(fā)生概率相等，則P(Xi)=1/m，信息量計(jì)算方法簡(jiǎn)化為式(2)：

H(X)=log2m

(2)

公路交通工程設(shè)施所包含的要素眾多，且有許多離散數(shù)據(jù)。結(jié)合草原公路交通工程設(shè)施特點(diǎn)，內(nèi)蒙古草原公路交通工程設(shè)施以中文字符、阿拉伯?dāng)?shù)字、顏色、蒙文等9類(lèi)元素為主。在信息傳遞過(guò)程中，每類(lèi)元素所能傳遞的重要度有差異，為得到每類(lèi)交通工程設(shè)施傳遞的有效信息量，確定適合于草原公路交通工程設(shè)施有效信息量度量的方法，前期通過(guò)對(duì)大量草原公路交通工程設(shè)施各要素的統(tǒng)計(jì)與總結(jié)，采用AHP(層次分析法)對(duì)草原公路9類(lèi)交通工程設(shè)施元素重要度賦予權(quán)重，各要素(權(quán)重)為：漢字(0.21)、英文(0.06)、數(shù)字(0.16)、幾何形狀(0.11)、顏色(0.10)、指向(0.17)、圖或符號(hào)(0.08)、蒙文(0.05)及線(xiàn)狀設(shè)施(0.06)。

將各類(lèi)要素的權(quán)重考慮帶入，得出草原公路交通工程設(shè)施有效信息量計(jì)算如式(3)：

H(S)=ε1H(X1)n1+ε2H(X2)n2+…+ε9H(X9)n9

(3)

式中：H(S)為每個(gè)交通工程設(shè)施總信息量；εi第i類(lèi)元素的權(quán)重；H(Xi)為第i類(lèi)元素的基本信息量；ni為交通工程設(shè)施上i元素個(gè)數(shù)(i=1，2……9)。

在對(duì)交通工程設(shè)施量化的基礎(chǔ)上，為全面掌握內(nèi)蒙古草原公路交通工程設(shè)施特點(diǎn)，根據(jù)內(nèi)蒙古獨(dú)特的地理位置和地形特點(diǎn)，選擇具有典型代表性的草原公路S101賽罕塔拉至滿(mǎn)都拉圖、S309滿(mǎn)都拉圖至二連浩特、S203新巴爾虎右旗至新巴爾虎左旗進(jìn)行調(diào)查。通過(guò)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)3條路段交通工程設(shè)施，并根據(jù)式(3)計(jì)算出每種交通工程設(shè)施的信息量大小，然后綜合這3條公路每10 km的信息量進(jìn)行聚類(lèi)分析。聚類(lèi)結(jié)果按照交通工程設(shè)施類(lèi)型和信息量大致劃分為5類(lèi)(信息量密度)：一類(lèi):信息因子特征含基本標(biāo)線(xiàn)、公里樁和路口警示樁(3.750～9.729 bits/km)；二類(lèi)：在一類(lèi)基礎(chǔ)上含有少量指示、警告類(lèi)信息(9.200～16.490 bits/km)；三類(lèi)：路口指路標(biāo)志和警示標(biāo)志(12.330～23.880 bits/km)；四類(lèi)：含收費(fèi)站和限速標(biāo)志(37.670 bits/km)；五類(lèi)：大半徑彎道誘導(dǎo)標(biāo)志(16.810 bits/km)。通過(guò)對(duì)草原公路交通工程設(shè)施的統(tǒng)計(jì)、特征和分類(lèi)結(jié)果的總結(jié)，為了便于模擬試驗(yàn)場(chǎng)景設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，將交通工程設(shè)施信息量密度范圍分為五個(gè)等級(jí)：Z1(0～<10 bits/km)、Z2(10～<20 bits/km)、Z3(20～<30 bits/km)、Z4(30～<40 bits/km)、Z5(≥40 bits/km)。

1.2 試驗(yàn)方案

根據(jù)1.1節(jié)對(duì)草原公路交通工程設(shè)施的統(tǒng)計(jì)，選擇草原公路出現(xiàn)頻率高、具有代表性的幾類(lèi)交通工程設(shè)施為元素，并根據(jù)交通工程設(shè)施信息量大小組合成5個(gè)信息量層級(jí)設(shè)置到設(shè)計(jì)好的草原公路模擬場(chǎng)景中。具體設(shè)置如表1，每個(gè)信息量等級(jí)的圖例如圖1。

表1 草原公路交通工程設(shè)施信息量等級(jí)劃分

圖1 5個(gè)信息量水平下交通標(biāo)志

通過(guò)1.1節(jié)對(duì)設(shè)施的調(diào)查分析及信息量劃分，在室內(nèi)模擬駕駛平臺(tái)系統(tǒng)中，按草原公路實(shí)際交通環(huán)境建立試驗(yàn)場(chǎng)景。設(shè)計(jì)試驗(yàn)道路為長(zhǎng)約28 km的雙向兩車(chē)道典型草原二級(jí)公路，車(chē)道寬3.750 m，設(shè)計(jì)車(chē)速80 km/h，每種信息來(lái)源均設(shè)置5個(gè)重復(fù)水平，每個(gè)重復(fù)水平設(shè)置為1 km。為了避免長(zhǎng)直線(xiàn)使駕駛員產(chǎn)生單調(diào)感覺(jué)，及標(biāo)牌信息量冗余造成試驗(yàn)結(jié)果誤差，分別在每2種信息量路段后接一個(gè)0.5 km的曲線(xiàn)過(guò)渡段，并分別設(shè)置0.5 km的直線(xiàn)適應(yīng)段在試驗(yàn)起點(diǎn)和試驗(yàn)結(jié)束后。為了排除其他因素的對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的干擾，試驗(yàn)路段不設(shè)置交通流量、路側(cè)景觀(guān)、建筑等，具體設(shè)置如圖2。

圖2 草原公路模擬道路場(chǎng)景

1.3 試驗(yàn)人員

試驗(yàn)招募了30名具有法定駕駛資格的駕駛員，身體健康良好，無(wú)眼部疾病且視力正常，從中選擇20名被試者。根據(jù)前期問(wèn)卷調(diào)查、駕駛員駕齡、駕駛里程以及日常駕車(chē)習(xí)慣，將試驗(yàn)駕駛員分為熟練和非熟練駕駛員2組，熟練駕駛員平均年齡34.38歲(標(biāo)準(zhǔn)差δ=4.48)，平均駕齡5.81年(δ=2.5)，駕駛里程5.04×104km(δ=4.03)；非熟練駕駛員平均年齡26.45歲(δ=4.07)，平均駕齡2.21年(δ=0.52)，駕駛里程1.84×104km(δ=0.93)。

1.4 設(shè)備及數(shù)據(jù)采集

模擬采用設(shè)備為法國(guó)雷諾SCANeR六自由度實(shí)車(chē)模擬駕駛試驗(yàn)系統(tǒng)及其附屬設(shè)施。同時(shí)使用iView X(HED)眼動(dòng)儀采集和記錄駕駛員行車(chē)過(guò)程的眼動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)采集到的眼動(dòng)數(shù)據(jù)利用BeGaze2.4進(jìn)行處理與分析，從動(dòng)態(tài)視覺(jué)的角度研究草原公路交通工程設(shè)施信息量對(duì)駕駛員視覺(jué)特性的影響。

2 興趣區(qū)域劃分

駕駛員感興趣區(qū)域(area of interest，AOI)表征了在行車(chē)過(guò)程中駕駛員感興趣的區(qū)域(關(guān)注區(qū)域)，是研究駕駛員注視轉(zhuǎn)移模式以及注意力分配的前提和基礎(chǔ)[16]。駕駛員在行車(chē)過(guò)程對(duì)道路上的各種目標(biāo)需要密切關(guān)注，通過(guò)獲得有效信息來(lái)保障行車(chē)安全。但在行車(chē)過(guò)程中，影響行車(chē)安全的交通目標(biāo)只是一部分，駕駛員通常對(duì)幾個(gè)重要區(qū)域的目標(biāo)進(jìn)行反復(fù)關(guān)注。因此，研究道路信息量對(duì)駕駛員眼動(dòng)規(guī)律的前提，是對(duì)駕駛員前方視野進(jìn)行興趣區(qū)域劃分。

鑒于此，將駕駛員注視的前方區(qū)域按不同的位置劃分為5個(gè)興趣區(qū)域，分別為道路前方近處區(qū)域(AOI1)、道路前方稍遠(yuǎn)處區(qū)域(AOI2)、道路前方遠(yuǎn)處區(qū)域(AOI3)、右側(cè)區(qū)域(AOI4)、左側(cè)區(qū)域(AOI5)5個(gè)部分，具體劃分如圖3。劃分標(biāo)準(zhǔn)[17]為：AOI1：距離駕駛員15～20 m以?xún)?nèi)；AOI2：距離駕駛員15～20 m以上，150～200 m以?xún)?nèi)；AOI3：距離駕駛員200 m以上；AOI4：道路右側(cè)交通工程設(shè)施區(qū)域；AOI5：道路左側(cè)區(qū)域。

圖3 感興趣區(qū)域劃分

3 結(jié)果與分析

3.1 視覺(jué)特性指標(biāo)選擇

駕駛員的視覺(jué)特性是指駕駛員用眼睛感知交通信息的方式包括注視、掃視、眨眼。其中，眨眼是眼瞼的開(kāi)合，駕駛員緩解駕駛疲勞的方式通常為眨眼，但眨眼并不能獲得相關(guān)信息。

評(píng)價(jià)駕駛員注意特性主要是注視和掃視行為指標(biāo)。注視行為中選取區(qū)域注視點(diǎn)數(shù)和區(qū)域注視持續(xù)時(shí)間作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。區(qū)域注視持續(xù)時(shí)間和區(qū)域注視次數(shù)能夠分別從時(shí)間和空間角度，反映駕駛員對(duì)不同區(qū)域目標(biāo)的感興趣程度和獲取信息的難易程度，是重要且相對(duì)獨(dú)立的評(píng)價(jià)指標(biāo)。掃視行為中選取掃視幅度、掃視平均速度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。掃視幅度表征的是駕駛員對(duì)視覺(jué)信息采集的范圍，掃視平均速度表征的是駕駛員對(duì)信息的捕捉和加工效率。在掃視行指標(biāo)中，掃視幅度、掃視平均速度和掃視持續(xù)時(shí)間之間存在相互關(guān)系。

3.2 視認(rèn)行為特征分析

3.2.1 各區(qū)域的注視次數(shù)與時(shí)間占比

通過(guò)對(duì)不同興趣區(qū)域駕駛員注視特性指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，隨著交通工程設(shè)施信息量的變化，駕駛員關(guān)注區(qū)域主要集中在A(yíng)OI1～AOI4，對(duì)AOI5的關(guān)注程度較低。主要因?yàn)椴菰飞闲熊?chē)時(shí)，由于交通參與者較少，視覺(jué)系統(tǒng)受干擾程度低，駕駛員很少超車(chē)或變道，因此對(duì)左側(cè)區(qū)域的關(guān)注程度較低，而更多關(guān)注道路情況以及道路右側(cè)的交通工程設(shè)施設(shè)置區(qū)域。鑒于此，在分析中，不考慮AOI5，對(duì)AOI1～AOI4的注視特性統(tǒng)計(jì)如圖4。

圖4 駕駛員注視指標(biāo)在各AOI區(qū)域的百分比

統(tǒng)計(jì)結(jié)果可看出，駕駛員注視行為的空間特性受駕駛熟練程度影響顯著。熟練駕駛員在行車(chē)過(guò)程中關(guān)注道路前方稍遠(yuǎn)處，同時(shí)兼顧四周輻射，輻射范圍較大；不熟練駕駛員主要關(guān)注道路近處區(qū)域，對(duì)道路遠(yuǎn)處關(guān)注度較低?？梢?jiàn)，熟練駕駛員駕駛經(jīng)驗(yàn)豐富，駕駛過(guò)程中駕駛負(fù)荷比非熟練駕駛員低，駕駛狀態(tài)比較放松，注視分布相對(duì)于非熟練駕駛員更遠(yuǎn)也更分散。因主要研究草原公路交通工程設(shè)施信息量大小對(duì)駕駛員視覺(jué)特性的影響，而草原公路交通工程設(shè)施的設(shè)置主要集中在A(yíng)OI4區(qū)域，為了避免其他區(qū)域的數(shù)據(jù)對(duì)研究結(jié)果的影響，只選擇AOI4區(qū)域的統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)一步分析駕駛員的視覺(jué)特性。

3.2.2 注視行為影響分析

按照信息量的不同水平，分別對(duì)熟練和非熟練駕駛員在A(yíng)OI4的注視數(shù)目和注視持續(xù)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖5。

由圖5可知，隨著信息量水平的增加，駕駛員在A(yíng)OI4區(qū)域的注視特性指標(biāo)呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，熟練駕駛員在A(yíng)OI4區(qū)域的關(guān)注度整體要高于非熟練駕駛員。在Z1信息量下，由于信息量水平較低，道路環(huán)境單調(diào)，導(dǎo)致駕駛員對(duì)AOI4區(qū)域的注視持續(xù)時(shí)間和次數(shù)都較低。由文獻(xiàn)[7]可知，信息量水平較低時(shí)，駕駛員處于無(wú)意識(shí)的注視行為，AOI4區(qū)域交通工程設(shè)施不能更好的引起駕駛員的警覺(jué)度，而草原公路90%以上路段交通工程設(shè)施信息量都處于Z1水平，在此環(huán)境下行車(chē)時(shí)駕駛員注意力下降，感知危險(xiǎn)能力降低，嚴(yán)重影響行車(chē)安全。隨著信息量水平的增加，駕駛員在A(yíng)OI4區(qū)域的注視持續(xù)時(shí)間和注視次數(shù)都出現(xiàn)明顯的增加，說(shuō)明增加交通工程設(shè)施信息量能夠提高駕駛員的關(guān)注度，增加駕駛員對(duì)信息處理加工的認(rèn)知效率；而當(dāng)信息量水平達(dá)到Z4時(shí)，駕駛員在A(yíng)OI4區(qū)域的注視持續(xù)時(shí)間和注視次數(shù)都出現(xiàn)明顯降低，說(shuō)明當(dāng)AOI4區(qū)域的信息量達(dá)到一定水平時(shí)，駕駛員對(duì)信息的處理能力和處理效率達(dá)到最大，此時(shí)駕駛員不僅能快速處理標(biāo)志信息，還將有更充足的注意力來(lái)關(guān)注道路其他交通信息。隨著信息量水平繼續(xù)增加到Z5，AOI4區(qū)域的注視持續(xù)時(shí)間和注視點(diǎn)數(shù)目都達(dá)到最大，說(shuō)明此時(shí)需要駕駛員花費(fèi)大量的時(shí)間和腦力資源來(lái)關(guān)注AOI4區(qū)域信息，將導(dǎo)致駕駛員對(duì)道路其他區(qū)域的關(guān)注程度下降，在應(yīng)對(duì)突發(fā)交通事故時(shí)的處理能力減弱。因此為保證行車(chē)安全，草原公路交通工程設(shè)施信息量在Z4水平下最適合駕駛員對(duì)信息的處理。

圖5 不同信息量水平下AOI4興趣區(qū)域的注視特性指標(biāo)趨勢(shì)

3.2.3 掃視行為影響分析

對(duì)不同信息量水平下兩組駕駛員掃視幅度、掃視平均速度變化規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖6。

圖6 不同信息量水平下掃視特性指標(biāo)趨勢(shì)

由圖6可知，兩組駕駛員的掃視幅度波動(dòng)大致相同，熟練駕駛員的平均掃視幅度要大于非熟練駕駛員。根據(jù)注意深度理論可知，如果掃視幅度偏大，說(shuō)明駕駛員所獲得的信息量足夠多，視覺(jué)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)注視點(diǎn)所需轉(zhuǎn)動(dòng)的角度足夠大；相反，則表明此次視覺(jué)搜索過(guò)程所獲取的外界信息相對(duì)較少。因此，熟練駕駛員比非熟練組駕駛員在行車(chē)過(guò)程中獲取有效信息的搜索效率高，提取相關(guān)道路交通環(huán)境的速度較快。由圖6(a)可以看出，兩組駕駛員在草原公路行車(chē)時(shí)，視認(rèn)不同層級(jí)交通標(biāo)志信息量時(shí)的掃視幅度變化趨勢(shì)相同，均是隨著信息量的增加，掃視幅度先升高再降低，掃視幅度都在信息量水平增加到Z4時(shí)開(kāi)始下降。說(shuō)明兩組駕駛員在該條件下對(duì)道路交通環(huán)境信息的搜索效率較高，能夠及時(shí)觀(guān)察到周邊的行車(chē)交通環(huán)境，有利于降低行車(chē)緊張感，提高行車(chē)安全性。

從圖6(b)可知，熟練駕駛員掃視平均速度均大于非熟練駕駛員。這主要是由于熟練駕駛員駕駛經(jīng)驗(yàn)豐富，處理信息的速度較快。并且從圖6(b)的整體變化趨勢(shì)可以發(fā)現(xiàn)，兩組駕駛員在Z1～Z3信息量水平下，掃視平均速度隨著信息量的增加出現(xiàn)明顯下降。說(shuō)明在信息量相對(duì)較低的路段，駕駛員的注意力隨著信息量的增加而逐漸變得集中，對(duì)信息的捕捉和加工效率降低，掃視平均速度顯著下降。當(dāng)信息量水平增加到Z4時(shí)，掃視平均速度又出現(xiàn)明顯升高，說(shuō)明在信息量水平相對(duì)較高的Z4時(shí)，沒(méi)有影響駕駛員對(duì)信息的捕捉與加工效率；在Z5時(shí)，掃視平均速度又出現(xiàn)下降，說(shuō)明當(dāng)信息量水平達(dá)到一定程度時(shí)，駕駛員對(duì)信息的捕捉與加工效率急劇下降，駕駛員需要花費(fèi)更多的精力來(lái)處理標(biāo)志信息，導(dǎo)致駕駛員應(yīng)對(duì)突發(fā)交通事故的處理能力下降，影響行車(chē)安全。因此當(dāng)信息量處于Z4時(shí)，駕駛員對(duì)信息處理速度快、行車(chē)心理負(fù)荷小。

4 結(jié) 語(yǔ)

筆者通過(guò)設(shè)置5種不同信息量水平下的交通工程設(shè)施，用來(lái)分析草原公路直線(xiàn)段交通工程設(shè)施對(duì)駕駛員視覺(jué)特性的影響，得出以下結(jié)論：

1)根據(jù)模擬試驗(yàn)場(chǎng)景將駕駛員前方視野劃分為5個(gè)感興趣區(qū)域，將每個(gè)區(qū)域兩組駕駛員的注視持續(xù)時(shí)間和點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出：熟練駕駛員經(jīng)驗(yàn)豐富，駕駛狀態(tài)較放松，駕駛負(fù)荷比非熟練駕駛員低，注視分布相也更遠(yuǎn)也更分散。同時(shí)駕駛員對(duì)某一興趣區(qū)域關(guān)注度高，對(duì)其他區(qū)域的關(guān)注就會(huì)降低。

2)通過(guò)對(duì)駕駛員在A(yíng)OI4區(qū)域的注視特性指標(biāo)分析可知，熟練駕駛員在各信息量水平下，對(duì)AOI4區(qū)域的關(guān)注程度高于非熟練駕駛員。在低信息量水平下，駕駛員對(duì)AOI4區(qū)域的關(guān)注程度低，更多的處于無(wú)意識(shí)關(guān)注前方道路，長(zhǎng)時(shí)間行車(chē)，易出現(xiàn)精神疲勞，影響行車(chē)安全。信息量水平在Z4時(shí)，駕駛員處理信息效率最高。在Z5信息量水平下時(shí)，駕駛員處理信息的難度較高，應(yīng)對(duì)突發(fā)交通事故時(shí)的處理能力減弱。。

3)通過(guò)對(duì)駕駛員掃視特性指標(biāo)的分析可知，當(dāng)信息量水平達(dá)到Z4后，隨著信息量的增加，掃視幅度出現(xiàn)下降，導(dǎo)致駕駛員掃視所覆蓋的范圍降低，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)信息的概率降低。掃視平均速度在信息量達(dá)到Z4時(shí)，駕駛員注意力最集中，對(duì)交通工程設(shè)施信息的捕捉和加工效率最高。由駕駛員掃視指標(biāo)也可得出，草原公路直線(xiàn)段交通工程設(shè)施信息量處于Z4水平時(shí)，能保證行車(chē)安全。