原创《恶劣天气下驾驶人生理反应和行车安全关系》
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摘 要：在不同的天气情况下,驾驶人的生理反应是不同的,且其与行车安全之间存在一定的联系.因此,需要在不同天气环境下,对驾驶人的生理指标进行测试,并通过分析,确定出其与行车安全之间存在的具体关系.本文以试验的形式,选取20名驾驶人员,分别对不同天气状况下,驾驶人的生理反应与行车安全之间的关系进行探讨.
关键词：恶劣天气；驾驶人；生理反应；行车安全
在恶劣天气下,发生交通事故的频率要高得多,而最为常见的恶劣天气主要是指下雨、下雪、雾天等天气环境.在这些类型的天气环境下,能见度比正常天气下的能见度低,尤其是在雾天,能见度可能更会低于30米,这就会对驾驶员的视线造成干扰.
1试验
1.1试验对象
在本试验中总共选取了20名驾驶员,这些驾驶员的驾驶经验都不低于3年,且身体素质都比较好,20名驾驶员均为男性,平均年龄在32岁,平均驾龄为9年.所选择的驾驶员都持有Cl驾照,且驾驶习惯都比较好,视力正常,没有色弱、色盲的情况出现,也不存在生理缺陷.参加试验的20名驾驶员状态都比较好,拥有足够的睡眠,情绪正常,也没有出现过度疲劳的情况.在对20名驾驶员进行测试时,所选择的时间是白天,室内的温度、照明、空气等都处于良好状态.
1.2试验设备
在本试验中,所用到的设备有开发型的汽车驾驶模拟器,其主要作用是对相对复杂的道路交通情况进行模拟,既可对不同的天气情况进行模拟,也可对不同的道路状况进行模拟,还可对不同的车流量进行模拟.根据相关调查,此设备可模拟出实际的道路交通环境,利用这种模拟器,可以让人们感觉到就在实际的道路上行驶.此外,在本次试验中用到的仪器还有生理检测仪,型号为HF-2,是一种动态生理检测仪,能够对多项生理参数进行检测.除此之外,还有HED型头盔式眼动仪,利用这另种设备,可以长时间地采集到试验者的各项生理数据.这两种设备的精准度很高,十分轻便,佩戴方便.
1.3试验方法
在本试验中所选用的试验场景为城市道路,车道为双向6车道,速度控制为40km/h.在整个试验路段中,总共模拟了三种天气情况,一种是晴天,一种是雨天,一种是雪天.在正式试验前,20名参加试验的人员需要先熟悉汽车驾驶模拟器,然后由主持试验的人员分别为其佩戴上动态多参数生理检测仪和眼动仪.在试验人员进行试验的过程中,需要根据屏幕上的提示要求,严格按照规定的流程操作.在选择“城市道路场景”后,再选择“晴天”模式,就可以正式开始试验.整个试验需要在安静的环境下进行,被试人员不能受到任何干扰.在完成“晴天”模式的试验后,再分别选择“雨天”和“雪天”场景进行试验,在每种天气环境下,试验场景的道路都设置为闭环型.参加试验的20名驾驶员在每—种场景道路上都要行驶30分钟,为避免上次试验对本次试验造成干扰,两次试验之间,驾驶员应休息5分钟,并依次完成3种场景的试验.在整个试验过程中,应将以下内容记录下来：第一,眼动指标；第二,心率指标；第三,错误操作的类型和次数.在完成试验后,主试人要将试验设备取下来,并将其中记录的数据导出来,对这些数据进行处理和分析.
2结果与分析
2.1操作特性
根据设备中记录的数据,晴天天气下,驾驶人出现错误操作的比例均在10%以下.而在模拟雨雪天气情况下,对本次试验中的错误操作类型统计发现错,误类型主要有三种：第一种是超速,比例为40.3%；第二种是违规换道,比例为3 4.1%；第三种是未打灯,比例为25.6%.这说明在被测的20名驾驶员中,在恶劣天气情况下,出现错误操作的比例明显上升,一部分原因是驾驶员的驾驶习惯问题,另一大原因是在恶劣天气下驾驶员的应急反应能力薄弱,而导致违规操作的出现.这也是我国交通事故频发的主要原因之一.
2.2心率特性
在对心率特性进行研究时,本试验所选取的研究对象是20名被测人员在30分钟内,所表现出的心率变化率.在对数据进行分析时,所采用的工具是SPSS18.0统计分析软件.通过此软件,能够将错误操作的次数和平均心率变化率联系起来,建立起对应的函数关系.通过建立回归模型对其进行分析,可以得到较好的模型拟合效果.
在雨天和雪天条件下,驾驶人的心率变化率与操作错误次数之间具有一定的相关性,心率变化率与操作错误次数呈对数曲线增长趋势.当天气情况变复杂时,驾驶环境也会相应的变得更加复杂,驾驶人的生理状况和心理状况都会发生变化,使得其驾驶负荷明显增大,进而影响其判断和决策,这就是驾驶人操作失误次数增加的原因.
2.3眼动特性
根据相关研究结果,当连续注视的时间超过100ms时,被称作注视,当其低于lOOms时,被成为扫视.在本次试验中,20名被试人员爱每种天气状况下都有其对应的注视点,并将此注视点做为研究指标.注视范围是指驾驶人在行驶过程中,所关注到的目标物的范围大小,而注视时间则是指关注目标物所花费的时间.在对目标信息进行处理时,如果处理越困难,注视的范围就越小,注视时间越长.通过试验结果,可以发现驾驶人注视点分布范围最广的是在晴天,而在雨雪天气时,驾驶人注视点的分布则比较集中.由此可见,在天气情况变得复杂时,驾驶人的视觉特性会受到影响,因此,需要花费更多的时间来观察道路情况,以确保行车的安全.而在驾驶负荷增加的情况下,驾驶人就会缩小其对道路环境的观察范围,在突发情况下,驾驶人要在短时间内作出正确反应就比较困难.
从一次注视结束到下一次注视开始,这段时间内眼睛多跳跃的范围被称为驾驶人的扫视幅度,而这段时间就被称为扫视时间.当驾驶入在一次注视中,就能获取所需的全部信息,则当其转移到下次注视时,能跳过的距离就比较大,也就说扫视的幅度越大,扫视的时间就越长.在天气状况不同时,驾驶人的扫视幅度和扫视时间都会表现出明显的差异性.在天气为晴天时,驾驶入的扫视幅度是最大的,扫视时间是最长的.当驾驶人在雪天驾驶时,其扫视幅度最小,扫视时间最短.当驾驶人在雨天驾驶时,其扫视幅度介于晴天和雪天之间,扫视时间同样如此.由此可见,在晴天的时候,驾驶人的视觉条件是最好的,所获取的道路状况信息也是最准确的.并且,在晴天时,驾驶人还可以预留一点时间去获取其他信息.因此,当驾驶入向下一注视转移时,扫视幅度就会比较大.由于雨天和雪天的道路状况更加复杂,会增加驾驶人的负荷,其在一次注视中只能获取少量的信息,所以驾驶人要进过多次注视才能获取自己所需的信息.
3结语
综上所述,在不同的天气状况下,驾驶人的心理变化率会表现出较大幅度的波动,所以驾驶人出现错误操作的次数,也会随着天气情况的复杂而增加.所以,在雨天和雪天等多种恶劣天气下,驾驶人要对注视范围加强重视,尽可能的减少天气原因带来的不良影响,才能有效保证驾驶安全性、行车安全性.
行车安全论文参考资料：
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