楊艷群, 黃 永, 姚羽珊, 鄭新夷

(1.福州大學(xué) 土木工程學(xué)院, 福州 350116; 2.福州大學(xué) 交通心理與行為國際聯(lián)合實驗室, 福州 350116;3.福州大學(xué) 人文社會科學(xué)學(xué)院, 福州 350116)

0 引言

山區(qū)公路受地形地質(zhì)、公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)資金等條件限制,彎道多、半徑小,事故率高且重大事故比例大[1]. 據(jù)統(tǒng)計,我國山區(qū)公路的交通事故率占全部公路的15%以上[2],近36%的事故發(fā)生在彎道路段[3],而駕駛?cè)送ㄟ^彎道時注意力分散及對速度和彎道感知的模糊性與事故密切相關(guān)[4]. 事實上,駕駛過程中80%的交通信息來自視覺搜索[5],而山區(qū)公路彎道普遍存在視距不足等問題,因此通常在彎道段設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施以保證駕駛?cè)思皶r感知道路線形變化,確保行車安全.

中外學(xué)者關(guān)于彎道路段的研究主要集中在駕駛員行車特性、心理影響等方面. A.CALVI[6]研究了彎道幾何因素對駕駛行為的影響,結(jié)論表明,曲線半徑和螺旋線顯著影響駕駛速度和軌跡. 戚培心[7]發(fā)現(xiàn)彎道方向不會對視覺及行駛特性產(chǎn)生影響. Y.LI等[8]研究表明彎道半徑會影響駕駛?cè)藢Φ缆沸畔⒌母兄?反應(yīng)時間. 陳芳等[9]指出彎道半徑越小駕駛員的心理壓力越大,且左轉(zhuǎn)彎的心理壓力較右轉(zhuǎn)彎更大. H.GODTHELP等[10-12]發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)说囊曈X分布與道路線形有關(guān),曲線路段的注視點主要分布在內(nèi)側(cè)切點附近.

關(guān)于視線誘導(dǎo)設(shè)施的研究主要集中在視線誘導(dǎo)設(shè)施應(yīng)用與對駕駛?cè)诵纳?、駕駛行為等的影響方面. 常見的視線誘導(dǎo)設(shè)施包括線形誘導(dǎo)標(biāo)、合流誘導(dǎo)標(biāo)、輪廓標(biāo)、隧道輪廓帶、示警樁(墩)、道口標(biāo)柱等[13]. 其中,線形誘導(dǎo)標(biāo)、輪廓標(biāo)以及護欄對等對改善山區(qū)公路行車環(huán)境有重要作用[14-16]. WU Yipin等[17]研究了線形誘導(dǎo)標(biāo)對駕駛行為及心生理特性的影響,發(fā)現(xiàn)線形誘導(dǎo)標(biāo)會導(dǎo)致注視時間變長,心率和車速降低. Dario Babi’c等[18]研究了線形誘導(dǎo)標(biāo)的顏色對行駛速度和橫向位移的影響,發(fā)現(xiàn)熒光底與白底的紅色箭頭對彎道降速最明顯且橫向位移最小. 趙曉華等[19]研究了隧道反光環(huán)、輪廓標(biāo)、突起路標(biāo)對駕駛行為和視覺行為的綜合影響,為隧道視線誘導(dǎo)設(shè)計提供參考. 陳君朝等[20]通過實車實驗探究了輪廓標(biāo)反光面大小對駕駛?cè)俗⒁晻r間和眼跳幅度的影響,發(fā)現(xiàn)反光膜的尺寸為15 cm效果最佳. YANG Yanqun等[21]研究了高速公路出口黃色護欄帶對駕駛?cè)四X電、眼動和駕駛行為的影響,發(fā)現(xiàn)黃色護欄帶顯著提高了駕駛?cè)说木栊? Salar Sadeghi等[22]研究了護欄對公交司機駕駛行為的影響,發(fā)現(xiàn)護欄降低了駕駛?cè)诵旭偹俣群蜋M向位移. GUAN Wei等[23]指出平曲線的減速行為與駕駛員的反應(yīng)與獲得的信息量相關(guān). 張程程等[24]分析了草原公路曲線段指示標(biāo)志對駕駛員腦電的影響,發(fā)現(xiàn)指示標(biāo)志對駕駛員的腦電信號β、(θ+α)/β有顯著影響.

綜上,中外學(xué)者在公路彎道以及視線誘導(dǎo)設(shè)施對駕駛?cè)诵纳砗托旭偺匦缘挠绊戇M行了一定的研究,但大多研究從單個視線誘導(dǎo)設(shè)施的有效性出發(fā),很少涉及不同視線誘導(dǎo)設(shè)施組合設(shè)置對山區(qū)彎道安全的影響;其次,我國JTGD—2017《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》[25]、GB 5768.2—2022《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線 第2部分:道路交通標(biāo)志》[26]等相關(guān)規(guī)范缺乏山區(qū)公路視線誘導(dǎo)設(shè)施的詳細(xì)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn);同時,大多研究都是單獨針對視覺、腦電或駕駛行為的定性研究,國內(nèi)外對山區(qū)公路彎道視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置綜合效用的評價研究相對缺乏.

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis,DEA)具有無需確定各個指標(biāo)權(quán)重[27]、客觀性強、不必量綱歸一化處理等優(yōu)點,目前在資源配置[28]、交通運輸[29]、醫(yī)療衛(wèi)生[30]等方面的效率評價應(yīng)用廣泛. 楊艷群等[31]利用DEA方法評價了標(biāo)志版面信息量對駕駛?cè)苏J(rèn)知反應(yīng)的影響,為標(biāo)志版面地名數(shù)設(shè)置提供參考. 徐建閩等[32]將DEA方法引入交叉口信號控制效率的評價,為信號控制效率評價提供了新方法. 戴學(xué)臻等[33]構(gòu)建了快速路車流運行狀態(tài)安全性評價DEA模型,為快速路的交通安全分析與設(shè)施設(shè)計提供指導(dǎo). 綜上所述,為了確定最佳的山區(qū)公路彎道視線誘導(dǎo)設(shè)施的設(shè)置方案,本文基于駕駛模擬實驗獲得眼動、駕駛行為和腦電數(shù)據(jù)構(gòu)建評價指標(biāo)體系,引入DEA中的超效率BCC模型求解得到不同場景的綜合效率值,以此探究最優(yōu)布設(shè)方案,同時對指標(biāo)進行指標(biāo)敏感性分析,探討不同決策單元失效的原因,為山區(qū)公路彎道路段的視線誘導(dǎo)設(shè)計提供依據(jù).

1 駕駛模擬實驗

1.1 實驗儀器設(shè)備

實驗采用DSR-1000TS2.0型駕駛模擬系統(tǒng)作為測試平臺,主要由駕駛艙和控制臺,外加由3臺60寸4K液晶顯示器組成,用于采集被試的駕駛行為特征、汽車動力學(xué)特性等;眼動數(shù)據(jù)和腦電數(shù)據(jù)分別采用Dikablis眼動儀和NE無線腦電儀獲取. 其中眼動儀采樣頻率為60 Hz,精度為0.1～0.3°;腦電可實現(xiàn)32通道、500SPS采樣頻率、24 bit分辨率的腦電數(shù)據(jù)采集.

1.2 視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置方案及場景

1.2.1 實驗場景以及方案

以日間雙車道山區(qū)公路作為實驗研究場景,設(shè)計速度為60 km/h,仿真對象為1段典型彎道,如圖1所示,實驗路段由直線和曲線2部分組成,其中彎道路段的曲線半徑約250 m,直線路段長1 km.

圖1 實驗場景平面

1.2.2 實驗場景設(shè)計

本文根據(jù)JTGD—2017《公路交通安全設(shè)施設(shè)計規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范選取線形誘導(dǎo)標(biāo)、護欄以及輪廓標(biāo)作為研究對象,但相關(guān)規(guī)范針對視線誘導(dǎo)標(biāo)志的設(shè)置位置并不明確,綜合考慮國內(nèi)外研究,視線誘導(dǎo)標(biāo)志的設(shè)置起點選擇在緩圓點[34-35],組合設(shè)置時以護欄為基準(zhǔn)輪廓標(biāo)和線形誘導(dǎo)標(biāo)分別設(shè)置在護欄內(nèi)外邊線,間距、顏色、高度等其他參數(shù)均按照國家規(guī)范設(shè)置. 綜上,本文研究以線形誘導(dǎo)標(biāo)、護欄以及輪廓標(biāo)單獨或者組合設(shè)置形成的7種實驗方案,并以空白組作為對照組共形成8組實驗方案如表1所示.

表1 視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置方案

1.3 實驗被試

本次實驗共招募46名被試,要求駕齡2 a以上,男女比例1∶1,年齡區(qū)間為22～28歲,平均年齡24歲,矯正后視力均在1.0以上,無色盲色弱.

1.4 實驗過程

駕駛模擬實驗過程如下:

1)為被試講解實驗注意事項,要求被試填寫基本信息;

2)在非實驗場景中試駕10 min;

3)正式實驗時,實驗人員為被試佩戴眼動儀和腦電儀,駕駛?cè)俗杂蛇x擇8個場景實驗的順序進行實驗,為避免疲勞駕駛,場景切換時要求被試休息5 min.

1.5 數(shù)據(jù)采集

在1.2.2中設(shè)計了8個場景,分別收集各個場景的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)收集段為第1次觀察到視線誘導(dǎo)設(shè)施到通過整個彎道部分.

2 評價方法

2.1 BCC模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析由Charnes等[36]提出,是采用數(shù)學(xué)規(guī)劃模型評價具有多輸入和多輸出的同類決策單元(decision making unit,DMU)相對效率的方法. Banker等[37]在此基礎(chǔ)上提出了BCC模型,BCC-DEA模型具體計算方法為,假設(shè)系統(tǒng)有n個DMU,每個DMU有m個輸入指標(biāo)和s個輸出指標(biāo). 則評價第j0個DMU的BCC-DEA模型為:

(1)

(2)

2.2 超效率DEA

上述BCC-DEA模型可判斷DMU的有效性,但當(dāng)決策單元出現(xiàn)同時有效時并不能對其進行比較和分析. Andersen為解決這一問題在傳統(tǒng)DEA模型的基礎(chǔ)上提出了超效率DEA模型[38],該模型允許計算出的效率值超過1,從而達(dá)到對DMU進行充分的比較和排序的目的. 其表達(dá)式為式(3).

此外,DEA方法還可通過對單個輸入或輸出指標(biāo)的剔除從而計算出各指標(biāo)對系統(tǒng)綜合效率的影響情況,識別導(dǎo)致系統(tǒng)效率相對無效的關(guān)鍵因素.設(shè)D為原始完整的評價指標(biāo)集,Di為剔除指標(biāo)i之后新的評價指標(biāo)集,θa(D)和θa(Di)分別為DMUa在指標(biāo)集D和指標(biāo)集Di下的綜合效率值.Sa(i)為DMUa在剔除指標(biāo)i之后的綜合效率指數(shù),Sa(i)的計算式見(4)[39].

在無效的DMUh中,若指標(biāo)i1和指標(biāo)i2分別滿足Sh(i1)=minSh(i)和Sh(i2)=maxSh(i),說明i1對DMUh的無效性影響最小,i2對DMUh的無效性影響最大.若i1和i2為輸入指標(biāo),說明i2所對應(yīng)的投入較大,i1所對應(yīng)的投入相對較小;若i1和i2為輸出指標(biāo),說明i2所對應(yīng)的產(chǎn)出較小,i1所對應(yīng)的產(chǎn)出相對較大.

(3)

(4)

2.3 評價指標(biāo)

2.3.1 眼動指標(biāo)

1)累計注視時間:注視者對某一目標(biāo)在一段時間內(nèi)的注視時間,表征視線誘導(dǎo)設(shè)施的醒目性和警覺性.

2)瞳孔面積:駕駛期間瞳孔大小平均值,可表征駕駛?cè)嗽诓煌瑘鼍爸行旭倳r的緊張程度.

2.3.2 駕駛行為指標(biāo)

1)橫向位移:指車輛在彎道行駛時于道路中線的橫向偏移量,表征車輛行駛的平穩(wěn)程度,同時反映出駕駛?cè)说木X程度,該值越大,危險越高. 本文將遠(yuǎn)離中線的偏移設(shè)置為正值,靠近中線的偏移量為負(fù)值,計算在每100 ms單位時間內(nèi)車輛行駛時的車道偏移量絕對值的平均數(shù).

2)車速:指測量時間段內(nèi)的平均速度,車輛速度可反映出視線誘導(dǎo)設(shè)施的控速效果,速度越小,表明減速效果越好.

2.3.3 腦電指標(biāo)

1)θ波:腦電波中的慢波,對稱出現(xiàn)在大腦雙側(cè),本文通過Matlab得到腦電指標(biāo)的絕對功率值,θ波絕對功率越大表明駕駛?cè)俗⒁饬υ郊?

2)β波:腦電波中的快波,β波絕對功率值越大表征駕駛?cè)耸艿酵獠康拇碳?警惕性越高,本文將β絕對功率值波取其倒數(shù)1/β作為輸入指標(biāo).

2.4 評價體系構(gòu)建

利用DEA對決策單元進行效率評價時,輸入輸出指標(biāo)需要具有同向性,即系統(tǒng)投入越低而產(chǎn)出效益越高時當(dāng)前的決策單元效率越高;故輸入輸出指標(biāo)在選取時應(yīng)分別符合越小越優(yōu)和越大越優(yōu)的特點. 因此,建立模型前需要根據(jù)模型原理及研究目標(biāo)對輸入、輸出指標(biāo)值進行標(biāo)準(zhǔn)化,本文將指標(biāo)β波絕對功率值標(biāo)準(zhǔn)化為1/β. 綜上,本文輸入指標(biāo)選取1/β、速度和橫向位移,輸出指標(biāo)選取累計注視時間、瞳孔面積和θ波絕對功率值. 由此構(gòu)建了山區(qū)公路彎道視線誘導(dǎo)設(shè)施的效率評價指標(biāo)體系,如圖2所示.

圖2 山區(qū)彎道視線誘導(dǎo)設(shè)施有效性評價體系

3 實驗結(jié)果與分析

實驗過程中,有6名被試由于駕駛模擬引起身體不適、儀器脫落及腦電信號不穩(wěn)定等原因?qū)е聰?shù)據(jù)無法使用,最終獲得40名被試數(shù)據(jù). 經(jīng)K-S檢驗,數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布(p>0.05). 當(dāng)數(shù)據(jù)不符合球形檢驗結(jié)果時,使用“Greenhouse&Geisser”方法進行校正取值. 數(shù)據(jù)集使用SPSS 26.0軟件進行單因素重復(fù)測量方差分析研究視線誘導(dǎo)設(shè)施對各指標(biāo)的影響,如表2和圖3所示.

表2 各場景下指標(biāo)均值及顯著性分析結(jié)果

圖3 不同場景下各個指標(biāo)值

3.1 眼動數(shù)據(jù)

不同視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置方案對累計注視時間(F=904.07;P<0.001)及瞳孔面積(F=50.7;P<0.001)均呈顯著影響. 數(shù)據(jù)表明,與空白組相比設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施后累計注視時間和瞳孔面積呈升高趨勢. 累計注視時間較大表明視線誘導(dǎo)設(shè)施能引起駕駛?cè)说淖⒁?使駕駛?cè)颂崆案兄肪€形的變化;視線誘導(dǎo)設(shè)施會引起駕駛?cè)说男睦砭o張感,對駕駛?cè)水a(chǎn)生警醒作用,以致瞳孔面積增大. 單獨設(shè)置時,場景4(線形誘導(dǎo)標(biāo))的累計注視時間與瞳孔面積大于場景2(輪廓標(biāo))和場景3(護欄),即相較于護欄和輪廓標(biāo),線形誘導(dǎo)標(biāo)會吸引駕駛?cè)烁嗟淖⒁朁c,視覺刺激效果更強,誘導(dǎo)效果更明顯. 通過對比場景2～4與場景5～8的眼動數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),組合設(shè)置較于單獨設(shè)置的累計注視時間更大,全組合設(shè)置大于兩兩組合設(shè)置,表明組合設(shè)置能提高駕駛?cè)司X性以及對視線誘導(dǎo)設(shè)施的感興趣程度. 這與韓磊關(guān)于草原公路彎道不同視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置下的駕駛?cè)似骄⒁晻r間的研究結(jié)果一致[40],其研究結(jié)果表明,視線誘導(dǎo)設(shè)置為“線形誘導(dǎo)標(biāo)志+示警樁”的路段相較于單獨設(shè)置線形誘導(dǎo)標(biāo)路段的駕駛?cè)似骄⒁晻r間更長. 兩兩組合設(shè)置時的瞳孔面積較單獨設(shè)置時的更大,表明彎道段視線誘導(dǎo)設(shè)施的增加會影響駕駛員的心理狀態(tài),提高駕駛?cè)说木X性;全組合設(shè)置時的瞳孔面積相較兩兩設(shè)置時的更低,這可能是全組合設(shè)置能給駕駛?cè)颂峁┑男畔⒏鼮槌浞?使其對視野范圍內(nèi)更遠(yuǎn)方的道路有心理準(zhǔn)備,導(dǎo)致駕駛?cè)说木X性降低.

3.2 駕駛行為數(shù)據(jù)

不同設(shè)置方案對橫向位移(F=123.681;P<0.001)及速度(F=54.729;P<0.001)均呈顯著影響. 在平均車速指標(biāo)方面,與空白組相比,場景2減速效果較場景3、4更差,這表明輪廓標(biāo)對駕駛?cè)嗽诰€形預(yù)告以及警示方面的效果較差,這可能是由于輪廓標(biāo)在夜間以及光線不足等場景下通過逆反射以提示線形,從而達(dá)到減速的效果,而本試驗場景為晴朗的白天,駕駛?cè)藢ζ潢P(guān)注度可能較小. 在組合設(shè)置方面,兩兩組合設(shè)置減速效果優(yōu)于單獨設(shè)置,但全組合設(shè)置時減速效果低于場景7(線形誘導(dǎo)標(biāo)+護欄),而全組合的減速效果又優(yōu)于場景1～6,表明場景7減速效果最優(yōu),場景8(線形誘導(dǎo)標(biāo)+輪廓標(biāo)+護欄)減速效果方面較場景7有下降趨勢. 這可能是由于全組合設(shè)置時會增加駕駛?cè)藢π畔⑻幚淼碾y度和時間,導(dǎo)致注意力分散,降低了其減速效果. 但總體上場景8減速效果優(yōu)于場景6(護欄+輪廓標(biāo))與場景5(線形誘導(dǎo)標(biāo)+輪廓標(biāo)),即全組合設(shè)置時雖然增加了駕駛?cè)说恼J(rèn)知負(fù)荷,但認(rèn)知負(fù)荷不是降低駕駛?cè)诉^彎駕駛績效的主要原因.

在橫向位移指標(biāo)方面,總的來看,趨勢和速度指標(biāo)一致,空白組的橫向位移最大,場景8的橫向位移僅略低于場景7,而兩兩組合設(shè)置的橫向位移較單獨設(shè)置更低. 視線誘導(dǎo)設(shè)施的存在使得駕駛?cè)颂崆案兄缆肪€形,產(chǎn)生視覺預(yù)警,在通過彎道前車速降低,增強了車輛平穩(wěn)行駛的保持能力,使得駕駛?cè)丝拷曳嚨乐行木€行駛. 在沒有視線誘導(dǎo)設(shè)施的情況下,過彎時車速較大,駕駛?cè)说臋M向控制能力減弱,車輛容易發(fā)生偏移. 隨著視線誘導(dǎo)設(shè)施的增多,預(yù)警信息傳遞更為準(zhǔn)確有效,駕駛?cè)藢€形把握更加精準(zhǔn),橫向位移有降低的趨勢.

3.3 腦電數(shù)據(jù)

不同設(shè)置方案對θ波(F=282.361;P<0.001)和β波(F=213.363;P<0.001)均存在顯著影響. 由圖3可知,設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施會提高β波和θ波絕對功率值;與單獨設(shè)置相比隨著視線誘導(dǎo)設(shè)施的增多β波和θ波絕對功率值而變大. 設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施時增加了視覺刺激,駕駛?cè)俗⒁饬Σ粩嗵岣?警惕性隨之提高,從而誘導(dǎo)駕駛?cè)烁鶕?jù)環(huán)境刺激做出判斷后調(diào)整駕駛行為;視線誘導(dǎo)設(shè)施的增多時會加劇駕駛員的精神緊張與警覺性,從而導(dǎo)致大腦β波的顯著變化;兩兩組合設(shè)置時θ波絕對功率值相較于單獨設(shè)置更高,表明單獨設(shè)置時駕駛?cè)藟毫^大,注意力集中度不高,威脅行車安全. 單獨設(shè)置時β波絕對功率值低于兩兩組合設(shè)置,視線誘導(dǎo)設(shè)施的適當(dāng)增多引起駕駛員的精神緊張與警覺. 場景8的θ波和β波的絕對功率值又低于場景7,這可能是隨著視線誘導(dǎo)設(shè)施的增多,駕駛?cè)藢澋蓝蔚牡缆沸畔@取越充分,情緒波動小,警覺性會有所降低.

以上分析表明,在山區(qū)公路彎道設(shè)置不同視線誘導(dǎo)設(shè)施會對駕駛?cè)说囊曈X效果、駕駛行為、腦電等方面產(chǎn)生不同的影響. 然而,這些指標(biāo)數(shù)據(jù)無法說明其對駕駛?cè)说木C合影響效果,因此需要1個綜合評價模型量化各個設(shè)置方案對駕駛?cè)说木C合影響.

4 交安設(shè)施綜合作用效用評價

4.1 綜合效率分析

本實驗共獲得40名有效被試數(shù)據(jù),故將40個DMU在8種場景下的輸入和輸出指標(biāo)值匯總,代入超效率BCC-DEA模型,本文通過DEA-SOLVER Pro5.0程序計算得到綜合效率值如表3所示.

表3 不同場景各DMU效率評價結(jié)果

根據(jù)模型計算結(jié)果,場景1～8效率均值分別為0.824,0.867,0.877,0.897,0.976,0.987,1.060,1.000. 場景1～6效率值低于1,為非DEA有效,而場景7、8≥1,DEA有效,其中場景7的效率值最大,為最有效DMU. 通過各場景的效率均值可看出,與空白組相比,設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施的場景下的總體效率呈增大的趨勢;單獨設(shè)置場景較組合設(shè)置的綜合效率值均更低;場景8效率值僅低于場景7,但仍然是有效的決策單元.

與空白組相比,設(shè)置視線誘導(dǎo)設(shè)施的場景會改善駕駛?cè)说鸟{駛績效,其中線形誘導(dǎo)標(biāo)志的效率值最高,但仍然<1,說明單獨設(shè)置對駕駛績效改善是有限的;與單獨設(shè)置相比,兩兩組合設(shè)置的綜合效率值均大于單獨設(shè)置,表明兩兩組合形式對改善駕駛?cè)说陌踩⒎€(wěn)定性等方面的效果更優(yōu);其中場景7的效率均值最大,說明場景7能充分滿足駕駛?cè)说囊暰€誘導(dǎo)需求,使駕駛?cè)思皶r采取合理的行為反應(yīng),提高行車警覺性并保持平穩(wěn)行駛;場景8的效率均值為1,表明隨著視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置種類的增多,增加了視線誘導(dǎo)、警示等效果的同時,駕駛?cè)双@得的道路環(huán)境信息更為充分,全組合設(shè)置可能會使駕駛?cè)说木栊砸约白⒁饬档?從而導(dǎo)致速度感知以及橫向控制等駕駛績效降低,從而在一定程度上降低視線誘導(dǎo)效果,但整體上該組合設(shè)置依舊為DEA有效,說明雖然全組合設(shè)置降低了其綜合效率值,但對駕駛?cè)艘暰€誘導(dǎo)綜合效果影響不大.

4.2 指標(biāo)投影分析

接著繼續(xù)運用DEA-SOLVER Pro5.0程序?qū)Ω鱾€剔除指標(biāo)集下的綜合效率值進行求解,得到剔除后的綜合效率值后,通過式(4)計算各場景下被試的綜合效率指數(shù)Sa(i),匯總得到結(jié)果如表4所示.

表4 不同指標(biāo)集之下的綜合效率指數(shù)和∑Sa(Xi)

從視線誘導(dǎo)設(shè)施有效性評價體系的輸入輸出指標(biāo)看,當(dāng)視線誘導(dǎo)設(shè)施不設(shè)置或單獨設(shè)置時,指標(biāo)X2的綜合效率指數(shù)最大,單獨設(shè)置時對駕駛?cè)说挠绊懼饕w現(xiàn)在速度上,當(dāng)未設(shè)置或者單獨設(shè)置時,駕駛?cè)巳菀椎凸劳ㄟ^彎道的速度,會以較高的車速通過彎道,即車速是影響駕駛?cè)税踩^彎的關(guān)鍵因素;組合設(shè)置時,X2綜合效率值呈現(xiàn)下降趨勢,即視線誘導(dǎo)效果有所改善,駕駛?cè)顺浞值玫骄€形信息后在通過彎道時減速效果較為明顯.組合設(shè)置時X3的綜合效率指數(shù)最大,其次是Y2,這表明組合設(shè)置時影響駕駛績效的關(guān)鍵因素在于橫向位移,其次是瞳孔面積;組合設(shè)置時視線誘導(dǎo)設(shè)施的增多導(dǎo)致對駕駛?cè)说囊曈X刺激變大,增加了駕駛?cè)送ㄟ^彎道時的緊張感與警覺性,有效提升了橫向控制能力,車輛橫向位移減小.

4.3 山區(qū)公路彎道視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置建議

駕駛?cè)送ㄟ^山區(qū)公路彎道時會對彎道狀態(tài)進行感知、判斷、決策,然而山區(qū)彎道不良的行車環(huán)境會影響駕駛?cè)说囊暰?、視區(qū),以致方向、距離以及速度的誤斷,從而進一步影響駕駛?cè)藢τ谒俣瓤刂?、橫向控制能力等駕駛?cè)蝿?wù)的操作與執(zhí)行. 因此,從人因與駕駛?cè)蝿?wù)出發(fā)的山區(qū)公路彎道的行車環(huán)境的改善應(yīng)著重于視線誘導(dǎo)設(shè)施的合理設(shè)置,使駕駛?cè)藢η胺叫熊嚟h(huán)境判斷正確,保證在可視范圍內(nèi)得到良好的誘導(dǎo),安全有效地引導(dǎo)駕駛?cè)送ㄟ^彎道. 對于視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置而言,不同種類以及不同組合設(shè)置的視線誘導(dǎo)設(shè)施對駕駛?cè)诉^彎時的感知、判斷、決策不同. 設(shè)置過少會導(dǎo)致誘導(dǎo)信息不足,使駕駛?cè)藢π熊嚨肋吔缒：?彎道線形輪廓視認(rèn)不清,駕駛?cè)艘滓蛞暰€不良、車速較快、操作不當(dāng)?shù)葐栴}導(dǎo)致交通安全事故;設(shè)置過多會給予駕駛?cè)溯^強的視覺沖擊,此時駕駛?cè)税踩ㄟ^彎道時的信心可能就越大,降低了警覺意識,分散了駕駛?cè)说淖⒁饬?往往采取較高的車速通過彎道,對行車安全不利. 根據(jù)指標(biāo)敏感性分析結(jié)果,應(yīng)該從改善駕駛?cè)藢囁俑兄c控制和橫向控制的角度,提高決策單元的有效性.

根據(jù)模型計算結(jié)果,在晴朗的白天,線形誘導(dǎo)標(biāo)志的效率均值為0.897大于輪廓標(biāo)(0.867)與護欄(0.877)的效率均值,即在單獨設(shè)置時,線形誘導(dǎo)標(biāo)志的效果相對更優(yōu);組合設(shè)置中的效率均值從大到小排序依次為“線形誘導(dǎo)標(biāo)志+護欄”(1.060)、“線形誘導(dǎo)標(biāo)志+輪廓標(biāo)”(0.987)、“輪廓標(biāo)+護欄”(0.976)及“線形誘導(dǎo)標(biāo)志+護欄+輪廓標(biāo)”(1.000). 綜上分析,本文基于駕駛模擬實驗,構(gòu)建基于超效率BCC-DEA的山區(qū)公路視線誘導(dǎo)設(shè)施有效性評價體系,利用駕駛?cè)说难蹌?、腦電以及駕駛行為指標(biāo)綜合分析評價,建議山區(qū)公路彎道視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置方案為“線形誘導(dǎo)標(biāo)志+護欄”.

5 結(jié)論

1)單獨設(shè)置時,線形誘導(dǎo)標(biāo)志的效率均值大于輪廓標(biāo)與護欄,即線形誘導(dǎo)標(biāo)志較其他2種視線誘導(dǎo)設(shè)施在晴朗的白天效果更優(yōu).

2)兩兩組合的線形誘導(dǎo)效果優(yōu)于單獨設(shè)置. 其中“線形誘導(dǎo)標(biāo)志+護欄”組合的行車環(huán)境最佳,使得駕駛?cè)吮３至己玫鸟{駛績效通過彎道. 因此從駕駛?cè)私嵌瘸霭l(fā),建議山區(qū)公路彎道視線誘導(dǎo)設(shè)置方案為“線形誘導(dǎo)標(biāo)志+護欄”.

3)當(dāng)視線誘導(dǎo)設(shè)施設(shè)置數(shù)量超過2個時,一定程度上會降低警示與誘導(dǎo)效果,但全組合設(shè)置仍屬于有效決策單元,視線誘導(dǎo)設(shè)施增多帶來的認(rèn)知負(fù)荷增大不是導(dǎo)致效率值下降的主要原因;根據(jù)指標(biāo)敏感性分析,車速感知控制與橫向控制能力為影響DMU效率的關(guān)鍵因素.

4)本文僅針對晴朗的白天進行模擬實驗,尚未考慮其他實驗環(huán)境條件,如黑夜、雨霧、雪天等場景;此外,本文僅考慮部分常見的視線誘導(dǎo)設(shè)施進行組合,在今后的研究中可考慮如標(biāo)線等其他交通安全設(shè)施進一步探討更多的設(shè)置形式對山區(qū)公路彎道安全性的影響;同時,本文的被試人員均為在校學(xué)生,后續(xù)的研究中可進一步針對駕駛?cè)四挲g、職業(yè)等變量進行擴充被試范圍,進行更深入的研究.

致謝：感謝福建省科學(xué)技術(shù)協(xié)會、福建省公路學(xué)會、福建省交通安全研究國際聯(lián)合實驗室以及福州大學(xué)土木工程學(xué)院對本研究的支持.