劉玉然, 郭鳳香*, 蔡晶, 周怡雯, 陳瑤

(1.昆明理工大學(xué)交通工程學(xué)院, 昆明 650500; 2.云南省交通科學(xué)研究院有限公司, 昆明 650200)

截至2021年底,中國(guó)65歲及以上的人口數(shù)達(dá)2億,占總?cè)丝诘?4.2%[1]。根據(jù)預(yù)測(cè),到2025年“十四五”結(jié)束階段,中國(guó)60歲及以上老年人口將達(dá)到3.04億,占總?cè)丝诘?1.6%[2]。人口老齡化不僅讓經(jīng)濟(jì)發(fā)展與醫(yī)療保障承受巨大壓力,交通運(yùn)輸體系也面臨著老年人適應(yīng)性及安全性的挑戰(zhàn)[3-4]。由于老年人壽命的延長(zhǎng)以及他們對(duì)自駕出行需求的增加,相比過(guò)去幾十年,現(xiàn)代老年人駕駛時(shí)間更長(zhǎng)[5]。然而,隨著年齡的增長(zhǎng),身體的衰老與認(rèn)知能力的下降,老年人的駕駛能力會(huì)受到影響[6]。相關(guān)交通事故結(jié)果分析表明,事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)隨年齡的增長(zhǎng)而變大,且事故主要發(fā)生于情景復(fù)雜的交通環(huán)境[7]。由于交叉口處車流量相對(duì)較大,且存在機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車、行人交織的情況,交通環(huán)境較復(fù)雜,老年駕駛?cè)诵枰幚淼男畔⑤^多,加上老年駕駛?cè)说囊曈X(jué)搜索范圍會(huì)隨著車輛增多逐漸縮小,使其容易忽略來(lái)往車輛,從而出現(xiàn)行為差錯(cuò),導(dǎo)致交通擁堵乃至交通事故。因此,對(duì)老年駕駛?cè)藨?yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)激反應(yīng)進(jìn)行研究,對(duì)降低其事故發(fā)生率具有必要性。

目前,中外已有較多對(duì)駕駛?cè)颂匦缘难芯?。Singh等[8]分析了日常駕駛條件下駕駛?cè)说男袨樘卣?發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说囊曇?、反?yīng)時(shí)間和控制車輛的能力隨著年齡的增長(zhǎng)而下降,但是與年輕駕駛?cè)讼啾?年齡較大的駕駛?cè)送{駛更安全。Lee等[9]探討了環(huán)境特征對(duì)韓國(guó)老年駕駛?cè)耸鹿蕚?yán)重程度的影響。結(jié)果表明,由于老年駕駛?cè)烁兄芰Φ乃ネ?在復(fù)雜駕駛環(huán)境下往往需要更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間,相比于中青年駕駛?cè)烁菀装l(fā)生嚴(yán)重的交通事故。Chen等[10]通過(guò)聚類算法,對(duì)駕駛?cè)说鸟{駛風(fēng)格和技能進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,提出了一種基于駕駛風(fēng)格和駕駛技能聚類的特征選擇方法,得出駕駛?cè)说鸟{駛風(fēng)格和駕駛技能對(duì)交通安全、通行能力和效率有著重要的影響。呂貞等[11]對(duì)比分析平曲線段交通標(biāo)志設(shè)置類型對(duì)駕駛?cè)艘曈X(jué)特性的影響。結(jié)果表明,在公路平線段設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)或線形誘導(dǎo)標(biāo) + 減速帶能對(duì)駕駛?cè)似鸬捷^好的引導(dǎo)與警示作用。王博文等[12]提出了一種基于SMOTENC軟件和極端梯度提升的駕駛?cè)私煌顟B(tài)優(yōu)劣分類算法,得出隨著駕駛經(jīng)驗(yàn)的增長(zhǎng),駕駛?cè)税l(fā)生交通事故的概率先升后降,說(shuō)明老年駕駛?cè)丝赡芤蛞暳顩r、反應(yīng)速度、認(rèn)知能力等方面存在不適合繼續(xù)駕駛的情況。牛增良等[13]通過(guò)駕駛模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著試驗(yàn)車速的增大或應(yīng)激反應(yīng)距離的減小,駕駛?cè)说男穆试鲩L(zhǎng)率會(huì)變大,心率變異性低頻值(low frequency value of heart rate variability)會(huì)減小。

綜上所述,國(guó)外對(duì)于老年駕駛?cè)瞬僮餍袨榉磻?yīng)的研究相對(duì)較早,但隨著老年駕駛?cè)说鸟{駛出行成為熱點(diǎn)研究問(wèn)題,國(guó)內(nèi)對(duì)老年駕駛?cè)说鸟{駛風(fēng)險(xiǎn)研判與駕駛安全提升等方面的研究越來(lái)越多,但針對(duì)老年駕駛?cè)嗽谔囟L(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景的臨界狀態(tài)下應(yīng)激操作行為的研究依然較少,且不夠深入,因此,現(xiàn)基于駕駛模擬器進(jìn)行不同風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景的駕駛模擬實(shí)驗(yàn),分析不同年齡階段駕駛?cè)嗽谂R界狀態(tài)下的反應(yīng)差異性,以期為制定針對(duì)老年駕駛?cè)说鸟{駛培訓(xùn)計(jì)劃、交通安全政策以及車輛技術(shù)改進(jìn)等方面提供重要的參考,促進(jìn)老年駕駛?cè)说陌踩{駛和道路交通的整體安全性。

1 駕駛模擬試驗(yàn)

1.1 虛擬場(chǎng)景構(gòu)建

本次試驗(yàn)應(yīng)用昆明理工大學(xué)交通工程學(xué)院開發(fā)的虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)軟件VS-Design進(jìn)行模擬試驗(yàn)場(chǎng)景搭建。根據(jù)城市交叉口中經(jīng)常出現(xiàn)交通沖突的風(fēng)險(xiǎn)情境的調(diào)查結(jié)果,設(shè)計(jì)了5類不同交通風(fēng)險(xiǎn)的交叉口場(chǎng)景。無(wú)信控交叉口由于沒(méi)有信號(hào)燈控制,存在較多沖突風(fēng)險(xiǎn),駕駛?cè)说闹饔^決策行為,直接影響著無(wú)信控交叉口的運(yùn)行情況,駕駛?cè)吮仨氉灾髋袛噙M(jìn)入交叉口的安全時(shí)刻,尋求在交通流中進(jìn)入交叉口的安全機(jī)會(huì),使車輛安全、快速地通過(guò)交叉口[14]。因此,試驗(yàn)設(shè)計(jì)的5個(gè)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景均為城市道路的無(wú)信號(hào)控制交叉口,試驗(yàn)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)圖如圖1所示,分類及描述如表1所示。其中,場(chǎng)景1為機(jī)動(dòng)車與行人沖突的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景,場(chǎng)景2與場(chǎng)景3為機(jī)動(dòng)車與非機(jī)動(dòng)車沖突的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景,場(chǎng)景4和場(chǎng)景5為機(jī)動(dòng)車與機(jī)動(dòng)車沖突的風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景。

表1 風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景描述及分類Table 1 Description and classification of risk driving scenarios

圖1 風(fēng)險(xiǎn)駕駛各實(shí)驗(yàn)路段場(chǎng)景示意圖Fig.1 Scenarios of each experimental road section of risky driving

1.2 模擬場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分

將模擬駕駛情境中所存在風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重程度定義為“模擬場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)”,并以此來(lái)對(duì)試驗(yàn)中不同的場(chǎng)景進(jìn)行排序劃分,風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景的等級(jí)越高說(shuō)明該場(chǎng)景中所存在的風(fēng)險(xiǎn)越大,對(duì)駕駛?cè)税踩{駛的影響也就越大。通過(guò)量化計(jì)算的方法劃分駕駛場(chǎng)景的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),并基于駕駛模擬器的實(shí)時(shí)操作數(shù)據(jù)分析得到的沖突風(fēng)險(xiǎn)程度結(jié)果和駕駛?cè)藢?duì)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景的主觀感受問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行計(jì)算調(diào)整,進(jìn)一步得到有效的風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)[15]。定義風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景的等級(jí)值為RLS(risk level of scenario),第i個(gè)場(chǎng)景中由模擬器數(shù)據(jù)計(jì)算出的沖突程度結(jié)果為Qi,第i個(gè)場(chǎng)景中駕駛?cè)酥饔^感受為Yi,計(jì)算公式為

RLSi=QiYi

(1)

通過(guò)計(jì)算得到的模擬風(fēng)險(xiǎn)駕駛等級(jí)如表2所示。

表2 模擬風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)表Table 2 Rating of simulated risk driving scenarios

1.3 試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)所用的KMRTDS駕駛模擬系統(tǒng)如圖2所示,該駕駛模擬系統(tǒng)是昆明理工大學(xué)道路交通模擬實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的由“人-車-路-環(huán)境”構(gòu)成的駕駛模擬系統(tǒng),總體上由駕駛系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)和控制臺(tái)組成[16],研究人員可在搭建好的場(chǎng)景的基礎(chǔ)上,設(shè)置模擬車輛、交通量等參數(shù)以及道路風(fēng)險(xiǎn)等其他環(huán)境因素,實(shí)現(xiàn)對(duì)道路交通系統(tǒng)中各參數(shù)的采集和分析。

圖2 KMRTDS駕駛模擬系統(tǒng)Fig.2 KMRTDS Driving Simulation System

在為避免駕齡及駕駛經(jīng)驗(yàn)等客觀因素會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成影響,本次試驗(yàn)選取駕駛?cè)说臉?biāo)準(zhǔn)為滿足駕齡在3年以上且同時(shí)具有1萬(wàn)km以上實(shí)際駕駛里程的39名熟練駕駛?cè)?并根據(jù)實(shí)驗(yàn)完整度對(duì)完成模擬駕駛實(shí)驗(yàn)的受試者進(jìn)行篩選,選出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完整的中青年受試者和老年受試者各15名,共計(jì)30名進(jìn)行數(shù)據(jù)提取工作。

在正式實(shí)驗(yàn)前,檢查模擬駕駛系統(tǒng)各部分是否工況良好,啟動(dòng)各功能模塊,并檢查各部分傳感器的工作狀況與數(shù)據(jù)傳輸情況,以保證數(shù)據(jù)采集的同步性和連續(xù)性。對(duì)受試者進(jìn)行簡(jiǎn)單試驗(yàn)介紹與說(shuō)明,讓其熟悉駕駛模擬器的方向盤控制以及離合器與制動(dòng)踏板的踩踏程度,并提示受試者保持40 km/h的駕駛速度。試驗(yàn)中將采集駕駛?cè)说乃俣?、加速度、制?dòng)距離等行車數(shù)據(jù)。

2 駕駛?cè)藨?yīng)激反應(yīng)特性分析

2.1 應(yīng)激反應(yīng)時(shí)間分析

Nguyen等[17]研究表明,在復(fù)雜的道路狀況下,反應(yīng)時(shí)間與老年人的駕駛行為密切相關(guān)。因此,在駕駛模擬試驗(yàn)中,反應(yīng)時(shí)間可作為表征駕駛操作的重要指標(biāo)。5種風(fēng)險(xiǎn)情境下兩組駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間均值如表3所示,可以看出,相較于中青年駕駛?cè)硕?老年駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間更長(zhǎng),在臨界狀態(tài)下老年駕駛?cè)说姆磻?yīng)更慢。但是兩組駕駛?cè)说臄?shù)據(jù)沒(méi)有體現(xiàn)出明顯的差異性,因此,為了分析反應(yīng)時(shí)間的穩(wěn)定度,選擇S-P-T表法(student-problem-time table method)進(jìn)一步分析研究駕駛?cè)伺R界狀態(tài)下的反應(yīng)時(shí)間。

表3 兩組駕駛?cè)说姆磻?yīng)時(shí)間的對(duì)比分析Table 3 Comparative analysis of reaction time of two groups of drivers

表4為S-P-T矩陣表,其中n為試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)總數(shù),Si為第i個(gè)受試者,Pj為第j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景,Tij為第i個(gè)受試者經(jīng)過(guò)第j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)的反應(yīng)時(shí)間,得到受試者反應(yīng)時(shí)間矩陣[Tij]。對(duì)反應(yīng)時(shí)間表進(jìn)行轉(zhuǎn)化,如表5所示,[Tij]矩陣進(jìn)行重新排序,并根據(jù)各風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景反應(yīng)時(shí)間T·j大小,將Pj中T·j最大的放在最左邊,并以此類推,順序排定Pj·,然后根據(jù)各受試者反應(yīng)時(shí)間Ti·的大小,將Si中Ti·最大的排在最上面,并以此類推,順序排定Si。然后在重新排序的Pj和Si的順序下,填入相應(yīng)的Tij值。

表4 S-P-T矩陣表Table 4 S-P-T matrix

表5 S-P-T矩陣轉(zhuǎn)化表Table 5 S-P-T Matrix Conversion Table

將兩組受試者對(duì)應(yīng)各風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景的反應(yīng)時(shí)間分別代入S-P-T計(jì)算式當(dāng)中,結(jié)果如表6所示,通過(guò)yi·的值,對(duì)下標(biāo)滿足j=yi·對(duì)應(yīng)的yij項(xiàng)右側(cè)畫豎杠,并將添加的豎杠相連,得到S-P-T表中的ST曲線。由Guttman理論[18]提出,S-P-T表中可以通過(guò)ST曲線觀測(cè)受試者反應(yīng)時(shí)間的穩(wěn)定度。如果曲線兩側(cè)都有“1”時(shí),說(shuō)明反應(yīng)時(shí)間不穩(wěn)定。若“1”集中于左側(cè),則相對(duì)穩(wěn)定,集中在右側(cè)則反之亦然。

表6 中青年駕駛?cè)伺c老年駕駛?cè)说腟-P-T矩陣表Table 6 S-P-T matrix of young and middle-aged drivers and elderly drivers

由表6可以看出,反應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定的受試者2、3均為青年受試者,且在中青年駕駛?cè)说谋碇袠O少“1”出現(xiàn)在上側(cè),但在老年駕駛?cè)酥?9、34、36、37均表現(xiàn)出了相對(duì)不穩(wěn)定的反應(yīng)時(shí)間,直觀上看中青年受試者較老年受試者的表現(xiàn)要更加穩(wěn)定,同時(shí)S-P-T表的穩(wěn)定程度是可以通過(guò)定量分析得到的,令

(2)

反應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定度RSTi定義為

(3)

式中:yi為受試者反應(yīng)時(shí)間模式;受試者i反應(yīng)時(shí)間模式與總體反應(yīng)時(shí)間模式即yij,其中j=1,2,…,n;y·j為總體反應(yīng)時(shí)間模式即。

假設(shè)在S-P-T表中“1”值都在ST曲線左邊即被認(rèn)為是完美反應(yīng)時(shí)間模式,當(dāng)“1”不在ST曲線上側(cè)時(shí),可以假設(shè)將“1”挪至曲線上側(cè),同時(shí)為保證原S-P-T表分布不變,將被移動(dòng)的“1”值也相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整,使得結(jié)果中y·j和yi·值不變。整理后可得

(4)

如圖3所示,根據(jù)反應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定度RSTi計(jì)算步驟進(jìn)行計(jì)算,可以得到每個(gè)駕駛?cè)烁髯缘腞ST值,并且按照兩類駕駛?cè)说慕M別統(tǒng)計(jì)分析反應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定度的差異性。通過(guò)對(duì)比分析,老年駕駛?cè)说腞ST均值比中青年駕駛?cè)硕?.23 s,說(shuō)明中青年駕駛?cè)嗽谠囼?yàn)中面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的反應(yīng)情況較老年受試者更穩(wěn)定,且中青年受試者和老年受試者的反應(yīng)穩(wěn)定度間差異性顯著(F=13.21,p=0.00)。

圖3 中青年受試者和老年受試者反應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定度對(duì)比圖Fig.3 Comparison of reaction time stability between young and middle-aged subjects and elderly subjects

2.2 應(yīng)激制動(dòng)反應(yīng)特性分析

駕駛?cè)瞬倏v車輛行駛過(guò)程中,如果道路環(huán)境中出現(xiàn)突發(fā)狀況,駕駛?cè)藭?huì)感到緊張,進(jìn)而影響駕駛?cè)说鸟{駛行為,尤其是當(dāng)駕駛?cè)嗽噲D克服危險(xiǎn)情況時(shí),可能會(huì)采取緊急制動(dòng)操作,避免車輛發(fā)生意外情況[19],因此,制動(dòng)距離可以客觀地反映駕駛?cè)艘?guī)避風(fēng)險(xiǎn)的情況,對(duì)駕駛?cè)嗽趹?yīng)激狀態(tài)下的制動(dòng)操作進(jìn)行分析,從而探討不同年齡段駕駛?cè)说牟町悺?/p>

2.2.1 制動(dòng)強(qiáng)度分類

駕駛?cè)送ㄟ^(guò)踩踏制動(dòng)踏板對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)操作時(shí),制動(dòng)踏板位移和制動(dòng)踏板力是對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)主動(dòng)輸入的信號(hào),由制動(dòng)踏板位移可以得到駕駛?cè)酥苿?dòng)踏板的踩踏速度及踩踏加速度等參數(shù)。有研究表明在不同工況下的制動(dòng)踏板壓強(qiáng)和制動(dòng)踏板位移存在較強(qiáng)相關(guān)性,制動(dòng)強(qiáng)度可以由制動(dòng)踏板位移來(lái)得到。因此,相比制動(dòng)力,制動(dòng)踏板位移具有波動(dòng)范圍更小、更適應(yīng)車輛反應(yīng)滯后性的特點(diǎn)。基于駕駛模擬實(shí)驗(yàn),選取制動(dòng)踏板位移L作為評(píng)判制動(dòng)強(qiáng)度的參數(shù)。駕駛?cè)伺R界反應(yīng)時(shí)踩踏的制動(dòng)踏板行程如表7所示,將制動(dòng)強(qiáng)度分為全制動(dòng)、強(qiáng)制動(dòng)和弱制動(dòng)3類。

表7 制動(dòng)強(qiáng)度及特征Table 7 Braking strength and characteristics

對(duì)于不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的場(chǎng)景,多數(shù)駕駛?cè)丝梢栽谳^平和的狀態(tài)下從容地保證車輛的安全性和平穩(wěn)性,并進(jìn)行制動(dòng)。隨著駕駛風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)的升高,在臨界狀態(tài)下進(jìn)行全制動(dòng)的人數(shù)呈規(guī)律性遞增。在風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)最高的兩個(gè)模擬場(chǎng)景的結(jié)果中,較多的人采取弱制動(dòng),數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明,部分駕駛?cè)塑囁佥^低可以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),還存在多數(shù)老年駕駛?cè)宋催M(jìn)行減速來(lái)不及制動(dòng)的情況。為了更加清晰地對(duì)比老年駕駛?cè)撕椭星嗄犟{駛?cè)嗽谂R界狀態(tài)下的制動(dòng)情況,通過(guò)對(duì)兩組駕駛?cè)酥苿?dòng)踏板行程最大值和均值的計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如圖4和圖5所示。

圖4 風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景下駕駛?cè)酥苿?dòng)踏板行程均值Fig.4 Average value of driver’s brake pedal stroke under risk scenario

圖5 風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景下駕駛?cè)酥苿?dòng)踏板行程最大值Fig.5 Maximum value of driver’s brake pedal stroke in risk scenario

通過(guò)分析對(duì)比,兩組駕駛?cè)穗S著風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)的升高采取了不同的制動(dòng)方式,在RLS較低的三個(gè)場(chǎng)景中,通過(guò)制動(dòng)踏板行程的最大值和均值體現(xiàn)中青年駕駛?cè)硕急３种苿?dòng)踏板行程的最小值,用較短時(shí)間控制車輛速度在安全行駛范圍,從容地控制車輛保持平穩(wěn)車速規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。而老年駕駛?cè)擞捎陲L(fēng)險(xiǎn)感知的敏感性及對(duì)風(fēng)險(xiǎn)感知較為延后等原因則采取了較大程度的制動(dòng),從制動(dòng)踏板行程最大值可以看出,一些老年駕駛?cè)嗽谳^低風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的臨界制動(dòng)操作采取了全制動(dòng),老年駕駛?cè)嗽陲L(fēng)險(xiǎn)前的臨界反應(yīng)體現(xiàn)了較低的安全性。

場(chǎng)景3與場(chǎng)景5的風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)較高,分別為1.3與0.74,在風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)留給駕駛?cè)诉M(jìn)行臨界反應(yīng)操作的空間和時(shí)間都很小,通過(guò)制動(dòng)踏板行程的最大值可以看出,中青年駕駛?cè)撕屠夏犟{駛?cè)酥芯惺茉囌咦龀鲎顑?yōu)的制動(dòng)操作,老年駕駛?cè)巳后w中有受試者可以通過(guò)臨界制動(dòng)反應(yīng)高質(zhì)量地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。但通過(guò)兩組受試者制動(dòng)踏板行程的均值來(lái)分析駕駛?cè)伺R界制動(dòng)反應(yīng)的綜合情況,體現(xiàn)在兩個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景中的結(jié)果是中青年駕駛?cè)诉h(yuǎn)高于老年駕駛?cè)恕Ｖ星嗄犟{駛?cè)嗽谂R界制動(dòng)反應(yīng)中可以保持高度的風(fēng)險(xiǎn)敏感性及時(shí)利用制動(dòng)操作來(lái)控制車輛降速,老年駕駛?cè)藙t多數(shù)人來(lái)不及充分進(jìn)行制動(dòng)操作,甚至有受試者未及時(shí)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)反應(yīng)從而沒(méi)有制動(dòng)操作,造成了事故的發(fā)生。

2.2.2 制動(dòng)距離分析

在不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的駕駛場(chǎng)景中,駕駛?cè)嗽讷@取風(fēng)險(xiǎn)信息后處于臨界狀態(tài)時(shí),進(jìn)行緊急制動(dòng)是為了在與風(fēng)險(xiǎn)碰撞前以最短的時(shí)間降低車速,與沖突保持安全距離。駕駛?cè)嗽谂R界狀態(tài)下,制動(dòng)距離也可以客觀地反映駕駛?cè)艘?guī)避風(fēng)險(xiǎn)的情況,分別在各等級(jí)場(chǎng)景下,對(duì)駕駛?cè)说闹苿?dòng)距離與年齡進(jìn)行相關(guān)性分析,具體的函數(shù)表達(dá)式如表8所示。

表8 駕駛?cè)说闹苿?dòng)距離與年齡函數(shù)關(guān)系Table 8 Functional relationship between braking distance and age of drivers

由上述5個(gè)場(chǎng)景的相關(guān)性分析結(jié)果可知,在風(fēng)險(xiǎn)較小的場(chǎng)景1、2、4中,隨著駕駛?cè)四挲g的增加,制動(dòng)距離均呈上升趨勢(shì),即老年駕駛?cè)说呐R界制動(dòng)過(guò)程較中青年駕駛?cè)碎L(zhǎng),年齡越大,其制動(dòng)距離越長(zhǎng),規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的過(guò)程變長(zhǎng)導(dǎo)致事故出現(xiàn)的可能性增大。但是,通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知,在模擬場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較低的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中,老年駕駛?cè)说耐瓿啥染^好。在反應(yīng)情況及制動(dòng)操作均不及中青年駕駛?cè)说那闆r下,極少有碰撞事故發(fā)生,說(shuō)明老年駕駛?cè)嗽跁r(shí)間及空間充裕的情況下,在臨界狀態(tài)中有足夠的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避能力。在場(chǎng)景3和5兩個(gè)模擬場(chǎng)景風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中,制動(dòng)距離隨年齡的增加反向增長(zhǎng)。綜合分析試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),這種情況不完全是駕駛?cè)酥苿?dòng)造成的結(jié)果,在高風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)景下,老年組中有極大比例的駕駛?cè)嗽谥苿?dòng)過(guò)程中與風(fēng)險(xiǎn)目標(biāo)發(fā)生碰撞而被迫終止制動(dòng),還有部分老年駕駛?cè)擞捎诟兄蚍磻?yīng)等方面的問(wèn)題不能及時(shí)采取制動(dòng)措施。

2.3 縱向加速度特性分析

縱向加速度是描述車輛運(yùn)動(dòng)行為的重要參數(shù)[20],車輛行駛在道路上,駕駛?cè)烁兄斤L(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生,從而做出速度選擇,決定是否進(jìn)行加減速,最終影響車輛在道路上行駛的數(shù)據(jù)。各場(chǎng)景受試者加速度如圖6所示,在風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)值為0.1、0.38與0.3的場(chǎng)景中,兩類駕駛?cè)嗽谥本€行駛階段均保持勻速行駛,加速度基本為0,當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí),中青年駕駛?cè)讼啾壤夏犟{駛?cè)?提前進(jìn)行制動(dòng)減速,而老年人是當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)時(shí)才采取的緊急制動(dòng),尤其在場(chǎng)景4中,老年駕駛?cè)嗽?.48 s內(nèi)縱向的加速度就從0 m/s2降到-5.8 m/s2,故縱向加速度的波動(dòng)幅度很大,增加了事故發(fā)生的概率。在風(fēng)險(xiǎn)駕駛場(chǎng)景等級(jí)值為1.3與0.74的高風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景中,中青年駕駛?cè)嗽诟兄浇煌ōh(huán)境的變化后采取了2次制動(dòng)操作降低車速,從而保證行車安全;而老年人對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)的感知不夠敏感且制動(dòng)時(shí)間較晚,當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)緊急制動(dòng),減速度瞬間達(dá)到最大值,增加了事故發(fā)生的概率。

圖6 受試者縱向加速度Fig.6 Longitudinal acceleration of subjects

綜上分析所述,相較于中青年駕駛?cè)?在視野開闊,周圍障礙物較少的風(fēng)險(xiǎn)情境下,老年駕駛?cè)穗m沒(méi)造成交通事故,但較慢的反應(yīng)時(shí)間已經(jīng)增加了碰撞風(fēng)險(xiǎn);在周圍停滿車輛,行人較為密集的居民住宅區(qū)路段,視野受到遮擋,場(chǎng)景復(fù)雜且風(fēng)險(xiǎn)最高,在此場(chǎng)景下30名受試者中有14名駕駛?cè)伺c突然出現(xiàn)的自行車相碰撞,占所有受試者的比例為46.67%,其中,中青年駕駛?cè)?名(13.3%),老年駕駛?cè)?0名(33.3%),發(fā)生碰撞的駕駛?cè)司谂R近事故發(fā)生前未提前采取減速措施。

3 結(jié)論

以中青年和老年駕駛?cè)藶檠芯繉?duì)象,基于駕駛模擬試驗(yàn),在保證駕駛安全的同時(shí)對(duì)比分析了兩類駕駛?cè)嗽诔鞘薪徊婵诓煌L(fēng)險(xiǎn)條件下的應(yīng)激反應(yīng)情況,得出如下結(jié)論。

(1)采用 S-P-T表方法分別對(duì)老年駕駛?cè)撕椭星嗄犟{駛?cè)嗽谂R界狀態(tài)下操作行為的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行穩(wěn)定性及差異性分析,發(fā)現(xiàn)老年駕駛?cè)嗽谠囼?yàn)中面對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的反應(yīng)情況較中青年駕駛?cè)烁环€(wěn)定,且中青年和老年駕駛?cè)说姆磻?yīng)穩(wěn)定度間差異性顯著。

(2)由駕駛?cè)酥苿?dòng)踏板行程的均值與最大值的分析結(jié)果可知,中青年駕駛?cè)耸冀K保持著較小的制動(dòng)踏板行程,用較短時(shí)間控制車輛保持平穩(wěn)車速規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),而老年駕駛?cè)擞捎陲L(fēng)險(xiǎn)感知能力的衰退采取了較大程度的制動(dòng),老年駕駛?cè)嗽陲L(fēng)險(xiǎn)前的臨界反應(yīng)也體現(xiàn)了較低的安全性。

(3)通過(guò)選取風(fēng)險(xiǎn)觸發(fā)后10 s的縱向減速度數(shù)據(jù)分析兩組駕駛?cè)瞬僮魈卣鞯膮^(qū)別,發(fā)現(xiàn)中青年駕駛?cè)嗽趹?yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的臨界反應(yīng)更為從容,而老年駕駛?cè)伺R界狀態(tài)下的減速幅度更大,發(fā)生事故的概率也明顯增高。