翟俊達(dá) 魯光泉,3▲ 陳發(fā)城 劉淼淼,4

（1.北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院 北京 100191；2.北京航空航天大學(xué)車路協(xié)同與安全控制北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100191；3.北京航空航天大學(xué)大數(shù)據(jù)科學(xué)與腦機(jī)智能高精尖創(chuàng)新中心 北京 100191；4.交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所 北京 100088）

0 引 言

隨著信息技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，未來的車輛將不僅僅扮演著載運(yùn)工具的角色，作為移動(dòng)終端一定會(huì)具備更加繁雜多樣的功能，車輛的網(wǎng)聯(lián)化已經(jīng)成為了學(xué)術(shù)研究熱點(diǎn)和眾多大型企業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域[1]。網(wǎng)聯(lián)車輛能夠獲取到來自路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和其他車輛的信息[2]，例如，超視距的信息，如果出現(xiàn)左右視野盲區(qū)的車輛轉(zhuǎn)彎或前車之前的車輛突然減速等可能發(fā)生沖突的危險(xiǎn)事件，超視距信息可以在駕駛?cè)瞬煊X到危險(xiǎn)之前就傳遞給駕駛?cè)?，讓其提前?zhǔn)備與操作以避免事故發(fā)生，提高交通安全。網(wǎng)聯(lián)車輛得到的信息是大量且龐雜的，如果將這些信息全部發(fā)送給駕駛?cè)耍{駛?cè)顺蕾囎陨砀杏X（主要是視覺，聽覺輔助）獲取交通環(huán)境信息外，又需要處理這些網(wǎng)聯(lián)信息，會(huì)增加駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷，增加感知、決策和操作的壓力，從而降低駕駛績效，增加駕駛危險(xiǎn)[3-4]。

針對于網(wǎng)聯(lián)信息在城市道路上的應(yīng)用，Ahrems[5]分析了衛(wèi)星定位和無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在城市無信號交叉口的實(shí)際應(yīng)用可能性，發(fā)現(xiàn)交叉口附近車輛之間的距離滿足無線通信在數(shù)據(jù)傳輸速率和質(zhì)量上的要求。在基于車輛網(wǎng)聯(lián)信息的駕駛?cè)祟A(yù)警或車輛防撞系統(tǒng)方面，國內(nèi)外學(xué)者也開展了研究。Sengupta等[6]研發(fā)了1個(gè)協(xié)同沖突預(yù)警系統(tǒng)，此系統(tǒng)依賴無線通訊設(shè)備，為駕駛?cè)颂峁┏暰嗟男畔ⅲòㄜ囕v周圍360°的視角和被遮擋住的物體），并在多種場景下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。Hafner等[7]設(shè)計(jì)了分布式算法，通過計(jì)算安全通行區(qū)域，實(shí)現(xiàn)在交叉口中網(wǎng)聯(lián)車輛的2車協(xié)同避撞。目前，國內(nèi)外在網(wǎng)聯(lián)信息對道路交通安全提升方面的研究，多是從車輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的角度出發(fā)，如車輛與其他車輛的間距或距離碰撞時(shí)間（time to collision,TTC）和車輛自身的速度加速度，應(yīng)用這些客觀指標(biāo)，建立閾值，發(fā)出預(yù)警。而較少考慮車輛網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)诵袨榈挠绊?，馮笑凡[8]設(shè)計(jì)了模擬駕駛實(shí)驗(yàn)以評估車路協(xié)同霧預(yù)警系統(tǒng)對駕駛?cè)艘曈X特性和駕駛行為的影響，發(fā)現(xiàn)人機(jī)交互界面會(huì)顯著提高視覺分心的占比。薛曉卿[9]對現(xiàn)有的預(yù)警方式優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：在車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下視聽結(jié)合的預(yù)警方式效果最優(yōu)。

交叉口是城市道路最復(fù)雜也最容易發(fā)生事故的典型交通場景，對于無信號交叉口來說，車輛間的沖突可能來自多個(gè)方向，車輛通過接收到的網(wǎng)聯(lián)信息可以感知潛在的安全威脅，提前告知駕駛?cè)瞬扇〈胧﹣硪?guī)避危險(xiǎn)[10-11]。姜慧夫[12]考慮了環(huán)保駕駛控制，針對網(wǎng)聯(lián)駕駛環(huán)境下信號交叉口進(jìn)行了研究。魏濤[13]提出了基于最有巡航速度的網(wǎng)聯(lián)汽車生態(tài)駕駛策略，旨在解決車輛在通過交通信號燈時(shí)的油耗增加問題。然而以上研究并未考慮在車輛駛?cè)虢徊婵跁r(shí)，駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷本身就需要保持在較高的水平，網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)耸┘拥念~外工作負(fù)荷，是否會(huì)因?yàn)榉中鸟{駛而導(dǎo)致駕駛風(fēng)險(xiǎn)的提高[14-16]。對于信號交叉口來說，駕駛?cè)巳绻诳吹叫盘枱糁熬湍軌蚴盏骄W(wǎng)聯(lián)信息，可以使得兩難區(qū)內(nèi)駕駛?cè)说牟僮鞲觾?yōu)化，如在綠燈時(shí)間即將結(jié)束時(shí)，通過采用提前加速的操作在綠燈區(qū)間內(nèi)通過交叉口，或是在紅燈即將結(jié)束時(shí)，提前減速，待綠燈開始時(shí)無需停車即通過交叉口，以提高駕駛舒適性和降低燃油消耗[17-19]。因此，研究如何對網(wǎng)聯(lián)信息進(jìn)行處理、篩查和精煉，將什么信息以何種方式傳遞給駕駛?cè)耍軌蚣忍岣呓煌ò踩c效率，又避免駕駛?cè)朔中模M量減小對其正常駕駛的影響，具有十分重要的意義[20]。

然而，國內(nèi)外關(guān)于在城市交叉口中網(wǎng)聯(lián)信息對于駕駛?cè)笋{駛行為的影響研究還較少，對于網(wǎng)聯(lián)信息級別的相關(guān)研究更加缺乏。因此，本研究的主要目的是探索在城市交叉口場景下，車輛網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷和操縱行為的影響。針對于信號和無信號交叉口以及多種沖突工況進(jìn)行重點(diǎn)分析。研究結(jié)論為車輛網(wǎng)聯(lián)信息對人工駕駛車輛交通安全的影響提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

本研究通過網(wǎng)絡(luò)平臺招募被試，因疫情原因，招募校內(nèi)碩士、博士研究生和博士后，共招募被試26人，其中3人無法適應(yīng)駕駛模擬器，有效被試為23人（男性15名，女性8名），年齡范圍為22～30歲（平均值：24.91歲，標(biāo)準(zhǔn)差：2.57歲），全部為青年駕駛?cè)薣21]，駕齡范圍為1～8年（平均值：4.04年，標(biāo)準(zhǔn)差：1.90年）。所有被試均持有有效駕照，且視力或矯正后視力良好。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

本研究基于固定基座式駕駛模擬器（見圖1），模擬駕駛所用仿真軟件為UC-Win/Road 15.0，該軟件能夠較為真實(shí)地模擬出駕駛場景，并記錄自車及周邊交通參與者的數(shù)據(jù)，如車輛速度、加速度、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角、加速/制動(dòng)踏板行程，距車道中心距離等信息。本研究還使用BIOPACMP150型16通道多導(dǎo)生理記錄儀記錄被試的心率數(shù)據(jù)，輸出頻率為100 Hz，數(shù)據(jù)使用AcqKnowledeg 4.3軟件記錄與分析。

圖1 駕駛模擬器Fig.1 Driving simulator

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1 交叉口設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)場景為城市道路和交叉口，道路全長16 km，期間共有8個(gè)交叉口，在距離實(shí)驗(yàn)初始點(diǎn)1 km處設(shè)置第1個(gè)交叉口，此后每2 km設(shè)置1個(gè)交叉口，在經(jīng)過最后1個(gè)交叉口后，行駛1 km即到達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)束點(diǎn)。道路限速60 km/h，雙向6車道，被試駕駛自車在中間車道行駛，在兩側(cè)車道和對向車道均設(shè)置有交通流，交通流速度為35 km/h，道路兩旁添加城市建筑模型。

在8個(gè)交叉口中，4個(gè)為信號交叉口，4個(gè)為無信號交叉口，所有交叉口的順序隨機(jī)排布，在每個(gè)交叉口中，自車行駛道路為主路，進(jìn)出口車道數(shù)均為3個(gè)，相交道路為次干路，2條道路垂直相交，次干路的進(jìn)出口車道數(shù)均為2個(gè)。信號交叉口中，2種事件分別出現(xiàn)2次，第1個(gè)事件為綠燈即將結(jié)束，若維持原速度行駛，則到達(dá)停車線時(shí)紅燈已經(jīng)亮起，因此建議提前加速，在當(dāng)前相位內(nèi)通過前方交叉口；第2個(gè)事件為紅燈即將結(jié)束，若維持原速度行駛，則到達(dá)停車線時(shí)綠燈還為亮起，需在停車線前等待，因此建議提前減速，避免停車通過前方交叉口。在無信號交叉口中，有2種沖突類別，分別為與次干路直行車輛的沖突和主路對向左轉(zhuǎn)車輛的沖突，在每種沖突類別中，設(shè)置2種事件，按照到達(dá)沖突點(diǎn)的先后順序，自車分別擁有優(yōu)先通行權(quán)和讓行義務(wù)（此處設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)需要，與現(xiàn)有交通法規(guī)或存在沖突）。交叉口的各項(xiàng)設(shè)置見表1。

表1 交叉口場景描述Tab.1 Description of the intersection scenarios

1.3.2 網(wǎng)聯(lián)信息設(shè)計(jì)

在本研究中，對于信號和無信號交叉口，探索網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷和操縱行為的影響，而對于信號交叉口，進(jìn)一步探索網(wǎng)聯(lián)信息內(nèi)容對駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷和操縱行為的影響。實(shí)驗(yàn)為組間設(shè)計(jì)，組間設(shè)計(jì)將所有被試分為2組，信息組和無信息組，信息組在每次自車到達(dá)信號交叉口前150 m和無信號交叉口前50 m時(shí)會(huì)收到1次網(wǎng)聯(lián)信息（此時(shí)刻同樣為無信息組的事件觸發(fā)時(shí)刻），網(wǎng)聯(lián)信息會(huì)通過視覺和聽覺同時(shí)傳遞給駕駛?cè)?，視覺為文字信息顯示于中央屏幕上方，聽覺為播放1段語音，語音內(nèi)容與文字內(nèi)容一致。

網(wǎng)聯(lián)信息分為2個(gè)級別，“指示信息”和“指令信息”，其中指示信息僅出現(xiàn)于信號交叉口，指示信息報(bào)告自車與交叉口之間的距離，以及當(dāng)前相位結(jié)束的時(shí)間，而在信號交叉口中指令信息除了報(bào)告駕駛?cè)水?dāng)前道路信息外，還會(huì)向駕駛?cè)私ㄗh加速或減速和推薦速度，在無信號交叉口中，指令信息會(huì)告知駕駛?cè)藘?yōu)先或滯后到達(dá)沖突點(diǎn)，并依此提示駕駛?cè)思铀倩驕p速。網(wǎng)聯(lián)信息的分類和具體內(nèi)容見表2。每個(gè)場景和其對應(yīng)的協(xié)同信息示意圖見圖2。

表2 網(wǎng)聯(lián)信息具體內(nèi)容Tab.2 Details of the connected information

圖2 場景和協(xié)同信息示意圖Fig.2 Diagram of the scenarios and the connected information

1.3.3 其他設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)

為了限制自車在到達(dá)交叉口前的速度，控制實(shí)驗(yàn)變量，在初始點(diǎn)和通過每個(gè)交叉口后，自車的前方會(huì)出現(xiàn)1輛前車，前車速度為40 km/h，要求被試不可以超過前車，為避免前車影響到自車，在到達(dá)事件發(fā)生地點(diǎn)之前，前車會(huì)換道至右車道。為了避免交通流對交叉口內(nèi)駕駛?cè)诵袨榈挠绊?，控制?shí)驗(yàn)變量，在實(shí)驗(yàn)設(shè)置中，中間車道除被試駕駛車輛和設(shè)置前車外，無其他交通流，交通流只存在于每條主路路段的最左和最右車道，各路段的交通量相同，為每條車道500 pcu/h，交通流在駕駛?cè)送ㄟ^前1個(gè)交叉口后，在路段開始處生成，在即將到達(dá)下1個(gè)交叉口前消失。因?yàn)榇嗽O(shè)置為控制實(shí)驗(yàn)變量所需，在實(shí)際道路中不可能存在，因此在實(shí)驗(yàn)開始前，已對駕駛?cè)诉M(jìn)行強(qiáng)調(diào)，并在測試道路中出現(xiàn)多次，以減少交通流的生成和消失對駕駛?cè)松矸磻?yīng)和駕駛績效的影響。

考慮到駕駛?cè)说哪挲g[22]、性別[23]，以及駕駛經(jīng)驗(yàn)[24]可能會(huì)影響駕駛績效，為驗(yàn)證以上因素是否會(huì)對本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行影響，對2組被試的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，對年齡和駕齡2個(gè)變量進(jìn)行Kruskal-Wallis檢驗(yàn)，對性別進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，相關(guān)統(tǒng)計(jì)值見表3。結(jié)果表明，在2組被試之間的年齡、性別和駕駛經(jīng)驗(yàn)，均未發(fā)現(xiàn)顯著性差異，因此可以排除以上因素在分組中對結(jié)果產(chǎn)生的影響。

表3 無信息組和信息組的駕駛?cè)四挲g、性別和駕齡變量檢驗(yàn)Tab.3 Variable tests of drivers'age,gender and driving experience between information and non-information group

1.4 評價(jià)指標(biāo)

本研究評價(jià)指標(biāo)用于評價(jià)駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷和操縱行為，在國內(nèi)外的駕駛?cè)诵袨檠芯恐校穆适菓?yīng)用最為廣泛的工作負(fù)荷評價(jià)指標(biāo)[25-29]。因本實(shí)驗(yàn)為組間設(shè)計(jì)，考慮到信息組與無信息組間的駕駛?cè)俗陨硇穆实漠愘|(zhì)性，為減小被試心率個(gè)體差異的影響，使用心率增長值作為評價(jià)指標(biāo)，心率增長值用于評價(jià)被試在事件發(fā)生前后的心率變化，受到被試自身心率的影響較小，心率增長值的計(jì)算見式（1）。

式中：HRI為心率增長值；HR A為從時(shí)間開始時(shí)刻到駕駛?cè)送ㄟ^交叉口這段時(shí)間內(nèi)的心率平均值，HR0為被試在實(shí)驗(yàn)前采樣的基準(zhǔn)狀態(tài)心率平均值[30]。操縱行為評價(jià)指標(biāo)包括車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差和駕駛?cè)朔磻?yīng)時(shí)間[31-33]。車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差可以反映車輛在通過交叉口時(shí)的速度變化情況，經(jīng)常被用來評價(jià)車輛的速度穩(wěn)定性和乘坐舒適性。因?yàn)樵谛旭傔^程中，駕駛?cè)诵枰l繁進(jìn)行加速操作，因此目前對于駕駛?cè)思铀俜磻?yīng)時(shí)間的評價(jià)，還沒有較為合適的指標(biāo)，因此本研究僅針對需要駕駛?cè)酥苿?dòng)的場景，計(jì)算和分析了制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間。各指標(biāo)的描述見表4。

表4 評價(jià)指標(biāo)詳細(xì)描述Tab.4 Description of the indicators

1.5 實(shí)驗(yàn)流程

實(shí)驗(yàn)過程如下：①在被試到達(dá)后，需要填寫知情同意書和個(gè)人信息調(diào)查問卷。②由實(shí)驗(yàn)人員向被試介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮拖嚓P(guān)信息，以及駕駛模擬器的功能與局限。③在實(shí)驗(yàn)人員的引導(dǎo)下，在試驗(yàn)場景中適應(yīng)和熟悉駕駛模擬器，試驗(yàn)場景包括在正式實(shí)驗(yàn)中被試可能會(huì)遇到的情況，但場景與正式實(shí)驗(yàn)場景不完全相同。信息組的被試還需要熟悉接收車輛聯(lián)網(wǎng)信息。④當(dāng)被試示意已經(jīng)完全熟悉后可向?qū)嶒?yàn)人員示意，實(shí)驗(yàn)人員為被試連接生理儀相關(guān)設(shè)備，具體為應(yīng)用肢體導(dǎo)聯(lián)法將被試的左上肢、右上肢和右下肢通過電極片和導(dǎo)線與生理儀的ECG100C前置放大器相連，連接完成后，記錄駕駛?cè)嗽诨鶞?zhǔn)狀態(tài)下5 min的心率數(shù)據(jù)，采集完成后待被試做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備即可在正式場景下進(jìn)行模擬駕駛實(shí)驗(yàn)。整個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)約1 h。

1.6 數(shù)據(jù)處理

本研究的數(shù)據(jù)經(jīng)由UC-Win/Road 15.0和AcqKnowledeg 4.3記錄后，使用Python進(jìn)行交叉口數(shù)據(jù)的處理與預(yù)處理，在預(yù)處理中，使用箱線圖法識別出異常值和離群值，并使用上下內(nèi)限對異常值和離群值進(jìn)行替換。得到結(jié)果后使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行分析。針對組間自變量有無網(wǎng)聯(lián)信息，選擇獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)對不同評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對比分析；對于組內(nèi)自變量網(wǎng)聯(lián)信息級別，采用重復(fù)測量方差分析。在分析之前，先對數(shù)據(jù)的正態(tài)性和方差齊性進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，全部數(shù)據(jù)均為正態(tài)或接近正態(tài)，方差齊性檢驗(yàn)也全部通過。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)诵穆试鲩L值的影響

在不同場景下，是否有網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)诵穆试鲩L值的影響見圖3。結(jié)果表明，在信號交叉口，當(dāng)綠燈即將結(jié)束時(shí)（場景1和場景2），網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)诵穆试鲩L值的影響是顯著的（t=2.141，p=0.046），無信號組被試的平均心率增長值比信號組多1.95 beats/min；而紅燈即將結(jié)束時(shí)（場景3和場景4），該影響不顯著（t=0.361，p=0.720）。

圖3 駕駛?cè)诵穆试鲩L值示意圖Fig.3 Diagram of drivers'heart rate increase

綠燈即將結(jié)束時(shí)，無信息組的駕駛?cè)艘驗(yàn)椴恢朗Ｓ嗑G燈時(shí)間，往往在即將到達(dá)停車線時(shí)，才開始加速通過交叉口，部分駕駛?cè)嗽邳S燈區(qū)間駛過停車線，整個(gè)過程導(dǎo)致駕駛?cè)说男穆试鲩L值升高幅度較大，而信息組駕駛?cè)艘蛱崆笆盏叫畔⒍诰嚯x停車線較遠(yuǎn)位置即開始加速，較為平穩(wěn)地通過交叉口。而在紅燈即將結(jié)束的場景，網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)诵穆试鲩L值的影響不顯著，說明駕駛?cè)藢τ谑欠裥枰谕＼嚲€等待的反應(yīng)不強(qiáng)烈。

在無信號交叉口，當(dāng)自車滯后到達(dá)沖突點(diǎn)時(shí)，無論沖突車輛是次干路直行車輛還是主路對向左轉(zhuǎn)車輛，網(wǎng)聯(lián)信息都會(huì)顯著減少駕駛?cè)说男穆试鲩L值（t=3.053，p=0.035；t=1.927，p=0.046），相比于無信息組，信息組的心率增長值在2種沖突下分別少2.96和3.29 beats/min；而當(dāng)自車優(yōu)先到達(dá)沖突點(diǎn)時(shí)，網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)诵穆试鲩L值的作用不顯著（t=0.827，p=0.218；t=0.951，p=0.285）。

從平均值來看，相比于信號交叉口的無沖突場景，在無信號交叉口沖突場景中，駕駛?cè)说男穆试鲩L值更大，而網(wǎng)聯(lián)信息因提前告知駕駛?cè)俗攒囀欠駜?yōu)先到達(dá)沖突點(diǎn)，讓駕駛?cè)祟A(yù)先了解情況與采取操作，一定程度上緩和了駕駛?cè)诵穆试鲩L值的升高，而檢驗(yàn)結(jié)果表明在需要駕駛?cè)藴p速的場景下，這種緩和作用更加顯著。

2.2 網(wǎng)聯(lián)信息對車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差的影響

在不同場景下，是否有網(wǎng)聯(lián)信息對車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差的影響見圖4。結(jié)果表明：在信號交叉口中，當(dāng)綠燈即將結(jié)束時(shí)，網(wǎng)聯(lián)信息對車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差的影響是不顯著的（t=0.611，p=0.544）；而當(dāng)紅燈即將結(jié)束時(shí)，網(wǎng)聯(lián)信息對車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差的影響是顯著的（t=2.970，p=0.042），相比于無信息組，信息組的車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差減少了31.33%。

圖4 車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差示意圖Fig.4 Diagram of standard deviation of vehicle's velocity

當(dāng)紅燈即將結(jié)束時(shí)，無信息組的駕駛?cè)司嚯x停車線更近才采取制動(dòng)措施，且部分駕駛?cè)嗽谕＼嚲€前短暫停車，因此，車輛的速度標(biāo)準(zhǔn)差顯著大于提前制動(dòng)的信息組。而對于綠燈即將結(jié)束的情況，在全部的10名無信息組被試中，有4名被試因沒有提前加速而無法在當(dāng)前相位通過交叉口，在停車線前等待了1個(gè)周期，因此在計(jì)算速度標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)將這些數(shù)據(jù)剔除，這可能是網(wǎng)聯(lián)信息對速度標(biāo)準(zhǔn)差的影響不顯著的原因，相比較而言，13名信息組被試全部在當(dāng)前相位通過交叉口，一定程度上反映了網(wǎng)聯(lián)信息在幫助車輛通過交叉口，提高交通效率方面的作用。

對于無信號交叉口，結(jié)果與心率增長值相似，當(dāng)自車滯后到達(dá)沖突點(diǎn)時(shí)，信息組的車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差會(huì)顯著小于無信息組（次干路直行沖突：t=2.125，p=0.046；主路對向左轉(zhuǎn)沖突：t=5.229，p＜0.001），相比于無信息組，信息組的速度標(biāo)準(zhǔn)差分別減少了47.40%和60.23%。而當(dāng)自車優(yōu)先到達(dá)沖突點(diǎn)時(shí)，2組之間的速度標(biāo)準(zhǔn)差無顯著性差異（次干路直行沖突：t=2.022，p=0.056；主路對向左轉(zhuǎn)沖突：t=1.034，p=0.313）。該結(jié)果表明，網(wǎng)聯(lián)信息對需要制動(dòng)車輛的縱向穩(wěn)定性有顯著性的影響，因?yàn)檐囕v提前減速，避免了距離沖突點(diǎn)較近時(shí)緊急制動(dòng)的情況發(fā)生，對提升駕駛?cè)撕统丝偷氖孢m性以及降低燃油消耗都有幫助。而對于優(yōu)先到達(dá)沖突點(diǎn)的車輛，未發(fā)現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)信息影響的顯著性。

2.3 網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間的影響

在各個(gè)制動(dòng)場景下，是否有網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間的影響見圖5，在信號交叉口中，當(dāng)紅燈即將結(jié)束時(shí)，網(wǎng)聯(lián)信息可以顯著地縮短駕駛?cè)说闹苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間（t=1.893，p=0.047），信息組中的駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間比無信息組中減少了2.35 s。在無信號交叉口中，網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間的縮短同樣有顯著的作用（次干路直行沖突：t=2.714，p=0.013；主路對向左轉(zhuǎn)沖突：t=2.523，p=0.025），網(wǎng)聯(lián)信息在2個(gè)場景中分別將駕駛?cè)说闹苿?dòng)放映時(shí)間縮短了2.71和2.09 s。

圖5 駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間示意圖Fig.5 Diagram of drivers'brake reaction time

此結(jié)果的發(fā)現(xiàn)，一定程度上驗(yàn)證了之前對于網(wǎng)聯(lián)信息降低駕駛?cè)诵穆试鲩L值，提高車輛縱向穩(wěn)定性的猜想。正是因?yàn)楦绮扇×藨?yīng)對措施，導(dǎo)致駕駛?cè)四軌蛞愿悠椒€(wěn)的心理狀態(tài)，車輛以更加穩(wěn)定的速度通過交叉口或避免沖突。

2.4 網(wǎng)聯(lián)信息級別對駕駛?cè)诵穆试鲩L值和操縱行為的影響

在信號交叉口中，網(wǎng)聯(lián)指示信息和指令信息對駕駛?cè)斯ぷ骱筒倏v行為的影響見圖6。其中，無論是綠燈還是紅燈即將結(jié)束場景，網(wǎng)聯(lián)信息級別對駕駛?cè)诵穆试鲩L值的影響均不顯著[F(1,11)=2.146,p=0.171；F(1,11)=0.199,p=0.664]。在綠燈即將結(jié)束場景，網(wǎng)聯(lián)信息級別對車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差也沒有顯著的影響[F(1,11)=3.457,p=0.088]。

圖6 網(wǎng)聯(lián)信息級別對駕駛?cè)诵穆试鲩L值和車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差的影響Fig.6 The effects of the levels of connected information on driver's heart rate increase and standard deviation of vehicle's velocity

然而在紅燈即將結(jié)束場景中，相比于指示信息，指令信息能夠使得車輛的縱向穩(wěn)定性更好[F(1,11)=8.987,p=0.011]，當(dāng)駕駛?cè)私邮盏街噶钚畔r(shí)，車輛的速度標(biāo)準(zhǔn)差比接收到指示信息減少了39.10%，此外，當(dāng)駕駛?cè)私邮盏街噶钚畔r(shí)，制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間也更快[指示信息：（7.430 3±1.089）s；指令信息：（3.964 5±0.774）s；F(1,11)=8.361,p=0.014]，駕駛?cè)私邮盏街噶钚畔⒌闹苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間要比接收到指示信息時(shí)減少3.47 s。

這是因?yàn)樵诋?dāng)前相位為綠燈時(shí)，若駕駛?cè)私邮盏骄G燈倒計(jì)時(shí)的指示信息，也會(huì)明確要抓緊時(shí)間加速以便在當(dāng)前相位通過交叉口，因此網(wǎng)聯(lián)信息級別的差異性并不顯著。而在當(dāng)前相位為紅燈時(shí)，駕駛?cè)藢t燈即將結(jié)束的反應(yīng)并不強(qiáng)烈，在接收到紅燈倒計(jì)時(shí)的指示信息后，也不會(huì)有意識地開始減速以避免停車，從而導(dǎo)致在紅燈即將結(jié)束場景中，出現(xiàn)了網(wǎng)聯(lián)信息級別對駕駛?cè)酥苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間和車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差的顯著性影響，該現(xiàn)象與是否存在網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)说挠绊懴嗨啤?/p>

3 結(jié)束語

本研究基于駕駛模擬器設(shè)計(jì)了城市道路交叉口實(shí)驗(yàn)，研究了網(wǎng)聯(lián)信息的存在和級別對于駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷和操縱行為的影響。

1）在信號交叉口中，當(dāng)綠燈即將結(jié)束時(shí)，網(wǎng)聯(lián)信息可以顯著減小駕駛?cè)说男穆试鲩L值；當(dāng)紅燈即將結(jié)束時(shí)，網(wǎng)聯(lián)信息可以顯著降低車輛速度標(biāo)準(zhǔn)差和駕駛?cè)说闹苿?dòng)反應(yīng)時(shí)間。

2）在無信號交叉口中，當(dāng)自車比沖突車輛更晚到達(dá)沖突點(diǎn)，需要減速讓行時(shí)，網(wǎng)聯(lián)信息可以顯著降低駕駛?cè)说墓ぷ髫?fù)荷，提升制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間和駕駛穩(wěn)定性，而當(dāng)自車更早地到達(dá)沖突點(diǎn)，可以加速優(yōu)先通過時(shí)，該效應(yīng)不顯著。

3）對于網(wǎng)聯(lián)信息級別對駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷和操縱行為的影響，結(jié)果表明不同級別的網(wǎng)聯(lián)信息對駕駛?cè)斯ぷ髫?fù)荷的影響不顯著，在紅燈即將結(jié)束的場景中，指令信息比指示信息能更加顯著地降低駕駛?cè)朔磻?yīng)時(shí)間，提升車輛的縱向穩(wěn)定性。

本研究成果可為網(wǎng)聯(lián)車輛篩選提煉向駕駛?cè)藗鬟f的網(wǎng)聯(lián)信息提供建議，簡潔凝練的信息內(nèi)容既可以降低駕駛?cè)说墓ぷ髫?fù)荷，也能夠提高駕駛績效。此外，因疫情原因，本研究的被試數(shù)量有限，希望在未來擴(kuò)大樣本數(shù)量，結(jié)合實(shí)車和真實(shí)道路場景對本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行補(bǔ)充和深入。