道路交通驾驶行为研究进展及其展望(2)

　　２．１．１疲劳驾驶行为产生原因。

　　疲劳驾驶行为主要是指由于长时间行驶、大量工作、认知负荷或其他原因，导致驾驶人在反应、认知能力出现下降条件下的驾驶行为。疲劳驾驶行为产生的原因很多，主要集中在以下３个方面。

　　（1）长时间驾驶指连续驾驶时间过长或在１个单独作息周期内驾驶总时间过长；

　　（2）生理节律紊乱指驾驶人作息规律受到外界条件干扰下出现的生理节律混乱；

　　（3）睡眠不充足指驾驶人在１个独立作息周期内的睡眠时间过短。

　　当驾驶人由于上述原因产生驾驶疲劳时，其认知感知过程和决策行为上都出现了一定的变化，具体体现在驾驶人生理特征和车辆操作和运动特征方面，本文主要介绍了疲劳驾驶行为脑电和转向盘控制能力方面的变化特征。

　　脑电信号（ｅｌｅｃｔｒｏｅｎｃｅｐｈａｌｏｇｒａｍ：ＥＥＧ）在心理学和临床医学中的应用十分广泛，主要关注对象是频率在０．３～７０Ｈｚ之间，电压约为１００μＶ的脑电信号。不同频率的脑电信号与人们认知心理和状态之间的对应关系。

　　科学家不断尝试研究，不同波长的脑电频率与驾驶人疲劳程度之间耦合关系，通过大量实验，１９７７年Ｏ’Ｈａｎｌｏｎ和Ｂｅａｔｔｙ提出了随着驾驶人警觉性的不断下降，驾驶疲劳程度的不断增加，驾驶人脑电信号中的α波在整个脑电波中的出现概率明显增加，β波则出现了明显下降；ＴｏｒｓｖａｌｌａｎｄＡｋｅｒｓｔｅｄｔ通过对１１位驾驶人连续驾驶４．５ｈ的脑电进行观察，根据驾驶人的主观疲劳程度评价结果，将被试分成了疲劳和清醒２组，结果表明疲劳组驾驶人在α波（８～１２Ｈｚ）和θ（４～８Ｈｚ）出现了显著增加；同时ｄｅＷａａｒｄ和Ｂｒｏｏｋｈｕｉｓ等人提出了（θ＋α）／β比值与驾驶人疲劳程度之间的相关性。

　　脑电行为与疲劳程度之间的相关性程度较高，已经成为了用于标定驾驶人疲劳程度的重要指标，驾驶人疲劳程度进行定量标定的结果，可以作为研究其他疲劳行为的重要依据。

　　车辆运动方向控制能力是指驾驶人根据道路线形信息，控制车辆在车辆中间平稳驾驶的能力。

　　当驾驶人随着工作时长的增加，对于车辆的控制能力会出现一定程度的下降，由于车辆运动方向控制能力与车辆运动方位和姿态直接相关，其结果直接与交通风险存在很强的关联性，因此成为研究驾驶疲劳的１个热点。

　　关于转向能力变化特征的１个作为重要的指标是Ｍａｃｄｏｎａｌｄ和Ｈｏｆｆｍａｎｎ提出的转向盘逆转率（ｓｔｅｅｒｉｎｇｗｈｅｅｌｒｅｖｅｒｓａｌｒａｔｅ，ＳＲＲ）。转向盘逆转率是指在单位时间内，驾驶人转向盘在一定角度范围内，出现方向逆转的次数，一般将转向盘的角度范围定义为０．５°～１０°。大量的疲劳驾驶实验的数据分析结果表明，当驾驶人处于清醒状态时，驾驶人的车辆转向控制能力能够保证其变化较为灵敏和缓和，而当驾驶人疲劳时，驾驶人的操作会出现僵硬和突变，转向盘转角变化也会变得急剧。

　　车辆运动方向控制能力的研究中，除了直接研究驾驶人前轮转向角度之外，还有另一类是研究驾驶人车道偏离的频率。Ｂｉｓｈｅｌ在１９９８年利用图形算法开始研究车辆偏离横向位置以及超出车道边缘标线的次数（ｔｉｍｅ－ｔｏ－ｌｉｎｅ－ｃｒｏｓｓｉｎｇ，ＴＬＣ），用于分析驾驶行为特征，相关学者利用该方法研究驾驶人疲劳程度等级与驾驶人横向控制能力和偏移之间的关联性。

　　２．１．２愤怒及攻击性驾驶行为

　　针对愤怒和攻击性驾驶行为的研究主要集中在：该驾驶行为的诱发因素及车辆操作特征和运动表现，常用的分析方法是利用问卷调查的方法进行研究。

　　攻击性驾驶系列量表主要用于测试两方面的内容。

　　第一部分是针对驾驶人是否具有驾驶报复心理和暴力驾驶倾向：包括驾驶报复问卷，自测驾驶行为量表，暴力性驾驶问卷，用于直接评价攻击性驾驶行为；

　　第二部分包含驾驶愤怒量表、驾驶紧张量表，用于评价攻击性驾驶员的心理特征。这一系列问卷建立在情绪攻击模型的基础上，体现了攻击性驾驶是有意识地对驾驶环境中他人进行身体、心理或情感伤害的驾驶行为，强调了情绪唤起在攻击性行为发生中的作用。

　　２．２主要研究方法和实验手段

　　２．２．１研究方法

　　驾驶行为研究和其他科学实验的过程一致，应当首先明确实验目的，确定实验过程中的具体分析对象和要求，确定实验方案，采集并分析各种指标，最终得到所需要的结论，但驾驶行为研究由于需要考虑的对象较为复杂，同时又有驾驶人因素的影响，因此，已经逐渐形成了一种具有鲜明特征的研究方法，具体表现为变量确定和实验类型设计。

　　步骤一。确定实验研究变量。无论是哪种驾驶行为实验，至少在研究过程中需要确定２种指标：①因变量（如事故严重程度、行为特征等）；②自变量（能够影响驾驶行为或事故严重程度等内容的指标）。但具体到不同类型的驾驶行为，有可能会引入更多的参数和变量，这些参数和变量的作用，以疲劳驾驶为例对每种变量的涵义进行了解释。

　　1）自变量和因变量。大部分驾驶行为的研究都是某个或某些变量的变化对其他变量的影响。一般将对其他变量带来影响的变量称为自变量；因此这些变量需要能够根据实验的要求由实验人员进行控制。由于自变量的变化造成影响的变量称之为因变量。以疲劳驾驶为例，研究主要集中在驾驶疲劳程度与交通事故之间的关系方面，驾驶疲劳程度则是自变量，交通事故会随着疲劳程度的增加会发生变化，则被认为是因变量。

　　２）控制变量。驾驶行为研究过程中为了减少实验结果受到其他因素带来的影响，需要对这些因素进行控制，尽量保持在自变量变化前后，这些变量保持一致，这些变量则被称之为控制变量，如疲劳驾驶行为研究中实验道路路段应当保持一致，所采用的实验车辆应当一致，驾驶人被试年龄、驾龄和性别等应当相同或接近，这些变量的改变有可能影响疲劳程度和交通事故之间的关联性，因此需要进行控制。

　　３）中间变量。当自变量与因变量之间的关系不是很明确，很难通过实验研究，直接建立两者之间的关联性时，需要引进一种变量作为中间桥梁，该变量被称之为中间变量。如疲劳状态与交通事故之间不存在直接的联系，当驾驶人疲劳或瞌睡时，其驾驶操作行为和感知能力出现了下降，这些能力的下降导致车辆之间发生了碰撞，造成交通事故，则驾驶操作行为和感知能力这些变量被认为是疲劳程度与交通事故关系研究中的中间变量。

　　４）干扰变量。当对自变量的变化进行控制时，会造成某些变量会随着自变量的变化而变化，无法控制其所产生的干扰，这些变量在某种意义上被称为干扰变量。如进行疲劳研究时，需要综合考虑多种道路线形，但道路线形会对车辆运动的分析结果会造成一定的影响，因此道路线形会成为一种干扰变量，需要通过数学方法，消除这种干扰。

　　步骤二。实验类型设计。

　　１）实验研究和观察研究。实验研究是根据研究的目的，有针对性的通过设计实验，确定各种变量，进而获取实验数据进行分析的一种研究方法；观察研究是针对研究目标，对实际道路上的交通信息进行采集，通过获取这些信息后再进行分析的１种研究方法。实验研究能够减少干扰变量的影响，使分析过程和数据采集过程更有针对性，但于观察研究相比，所需要研究的实验数据有可能在实验控制条件下，与真实情况的对比有一定的差异。

　　２）被试间和被试内对比实验研究。被试间对比研究是指不同的被试分别在自变量取不同等级参数时进行的实验研究；被试内对比研究是指同１个被试在自变量取不同等级参数时分别进行的实验研究；两者的区别在于：前１种实验研究是将自变量的不同安排在了不同的被试个体上，可以同时开展实验，避免了实验顺序的影响，消除了被试在了解实验目的之后，后几次实验出现干扰的可能性；但和第２种实验研究相比，存在的最大问题是个体之间的差异不能有效消除。

　　２．２．２实验手段