【正文】 在此，我謹向各位老師表示崇高的敬意 和衷心的感謝。本論文的全部工作是在導師張俊友老師的悉心指導下完成的。取得的主要成果有如下兩點： 本系統(tǒng)創(chuàng)建的真實場景是從實際駕駛環(huán)境中選取并處理過的，無需計算機系統(tǒng)根據(jù)像素信息重新創(chuàng)建畫面，簡單、效率高且具有較強的現(xiàn)實感；場景中的 來往人員、車輛、安全設施等交通環(huán)境較虛擬仿真場景更逼真；同時場景可以隨意選擇、加工，并可創(chuàng)造出多種路段、多種交通環(huán)境的場景，具有高度的可擴展性。 第四章 仿真試驗設計 31 表 試驗者在不同道路狀況下對交通標志注意的人數(shù)統(tǒng)計 道路狀況 影響因素 注意到 未注意到（遮擋） 未注意到（炫光） 未注意到（走神） 未注意到（疲倦） 未注意到（標志位置原因） 山區(qū)道路轉(zhuǎn)彎處交通標志 部分遮擋 10 6 0 1 2 0 無遮擋 10 0 0 3 7 0 炫光 0 0 20 0 0 0 隧道交通標志設置位置 90米處 4 0 0 0 0 16 150米處 18 0 0 1 1 0 表 試驗者在不同道路狀況下采取各種措施的人數(shù)統(tǒng)計 道路狀況 影響因素 減速 沒有采取措施 注意到山區(qū)道路轉(zhuǎn)彎處交通標志 部分遮擋 12 8 無遮擋 16 4 炫光 18 2 注意到到隧道預告標志采取的措施 90米處 20 0 150米處 18 2 在山區(qū)道路狀況下，試驗者對前方虛擬交通標志位置評價統(tǒng)計見表 ： 表 試驗者在不同道路狀況下對交通標志位 置評價的人數(shù)統(tǒng)計（人） 道路狀況 距離 應近些 合適 應遠些 隧道交通標志的位置 90米處 0 0 20 150米處 0 20 0 GB57681999《道路交通標志和標線》中規(guī)定，車速在 40~70 千米 /小時的前提下，警告標志離危險點的距離應在 50~100 米之間。 在山區(qū)道路狀況下，試驗者見到前方虛擬交通標志采取措施的情況見表 所示： A、在交通標志被部分遮擋的轉(zhuǎn)彎道路狀況下：有 30% 的人注意到前方的轉(zhuǎn)彎限速標志而采取了減速措施； 30%的人因標志被部分遮擋而沒注意到限速標志但在轉(zhuǎn)彎潛意識下采取了減速措施； 20%的人注意到前方有交通標志但被 遮擋看不清標志內(nèi)容而沒有采取措施； 20%的人沒因自身走神或疲倦沒注意到交通標志從而沒采取任何措施；在交通標志被無遮擋的轉(zhuǎn)彎道路狀況下： 50%的人清楚看清了交通標志的內(nèi)容而采取了減速措施； 30%的因自身走神或疲倦沒注意到交通標志從而沒采取任何措施但在看到轉(zhuǎn)彎時潛意識下而采取了減速措施； 20%的人因自身疲倦或走神狀態(tài)而沒有注意到限速標志沒有采取任何措施； 在對象道路引起炫光的轉(zhuǎn)彎山區(qū)道路狀況下： 70%的人因炫光干擾失去視野沒注意到限速標志沒有采取任何措施； 20%的人因炫光干擾沒有注意到限速標志但在自身危險意識下 采取了減速措施； 10%的人因炫光干擾沒有注意到限速標志沒有采取任何措施，由此可見在炫光、遮擋。 試驗者的選取 本試驗挑選了不同年齡、不同駕齡的 20 名 試驗者為試驗對象，他們的信息見表 ： 表 試驗者基本信息統(tǒng)計表 第四章 仿真試驗設計 28 編號 年齡 性別 駕齡 是 否 職 業(yè)駕駛員 01 47 男 12 是 02 48 男 10 是 03 26 男 4 否 04 26 男 3 否 05 27 女 4 否 06 26 女 2 否 07 25 男 1 否 08 28 女 3 否 09 26 女 4 否 10 27 男 4 否 11 29 男 3 否 12 32 男 6 否 13 40 男 8 否 14 27 女 3 否 15 29 男 4 否 16 26 男 2 否 17 28 女 1 否 18 28 女 2 否 19 27 男 2 否 20 26 男 1 否 試驗調(diào)查問卷的設計 虛擬仿真視景駕駛?cè)俗⒁饨煌酥菊{(diào)查問卷 為了更好地評價該虛擬仿真視景駕駛?cè)藢煌酥咀⒁獾挠行?、真實性，通過對本試驗試驗后情況進行調(diào)查。來調(diào)查駕駛?cè)嗽谝曇罢趽跸挛纯吹剿淼狼皩λ淼捞崾緲酥镜淖⒁?。所以我們需要在道路旁合適的位置設置隧道預告標志，使標志能及時被駕駛?cè)税l(fā)現(xiàn)并在車輛駛?cè)胨淼揽跁r將車速控制在合理范圍之內(nèi)。但是駕駛?cè)嗽诘缆飞闲旭倳r，尤其是前方道路是彎道加隧道，視線不良，隧道預告標志未能被駕駛?cè)思皶r發(fā)現(xiàn)，不僅不能達到提示的作用，反而因倉促采取措施而造成交通事故。如圖 所示： 第四章 仿真試驗設計 24 圖 A 場景 （ 2）山區(qū)道路路段場景（ B）是在 A 場景的基礎(chǔ)上清理交通標志遮擋物， 使駕駛?cè)丝梢郧宄辞鍢酥九频娜績?nèi)容，用來調(diào)查駕駛?cè)嗽跓o遮擋情況下是否因自身疲倦等原因注意到該標志。雖然目前限速交通標志的應用效果不錯，但是駕駛?cè)嗽诘缆飞闲旭倳r，如果車速過快且前方道路上的標志牌因數(shù)目遮擋、炫光、駕駛?cè)俗陨項l件等原因未能被駕駛?cè)思皶r發(fā)現(xiàn)，不能使車輛達到減速的目的，從而造成交通事故。 圖 山區(qū)道路轉(zhuǎn)彎處試驗路段 圖 隧道試驗路段 為了較準確的分析山區(qū)道路轉(zhuǎn)彎和隧道兩典型路段交通標志對駕駛?cè)说挠绊懸约案迷u價用交通標志虛擬仿真試驗來研究駕駛?cè)藢煌酥咀⒁獾挠绊懸蛩剡@種方法是否可行。 第四章 仿真試驗設計 22 第四章 仿真試驗設計 試驗設計 試驗場景的選取應具有典型性，以便為探討交通標志對駕駛?cè)俗⒁獾挠绊懱峁┹^為理想的素材。這種影響主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，由于環(huán)境的復雜性，駕駛?cè)瞬灰籽杆侔l(fā)現(xiàn)交通標志，搜索時間加長：第二，靠近交通標志的光源在駕駛?cè)搜壑行纬裳９?，對駕駛?cè)碎喿x交通標志內(nèi)容造成干擾，交通標志的視認距離受到影響。夜間和雨天都會間接的導致交通標志的視認性降低。 如果是漫反射，司機就不會覺得標志牌特別亮 。因而在虛擬視景中更加應該對交通標志的信息量進行合理化設計。其設置的目的是為了滿足駕駛員行車中對信息的需求，消除疑惑，使其能夠安全有效地完成行車任務。因此，紅色一般用于禁令標志：黃色比較醒目，在心理上產(chǎn)生警戒的感覺，易引起人 們的注意，一般用于警告標志；綠色給人以和平安寧的感覺，一般用于指路標志。對比色為黑白兩種顏色，黃色的對比色為黑色，其余三種安全色的對比色均為白色，黑白色互為對比色?？吹骄G色，人們就會聯(lián)想到生機、希望。視角 a用絕對視力和相對視力乘積的倒數(shù)即 相對絕對 AAa ??1 （以分表示）。 圖形符號與漢字 圖形符號的交通標志具有形象、直觀的特點，適合不同國家、不同語言文字的駕駛?cè)耍瑲W洲的圖形符號交通標志受到聯(lián)合國的推薦。 形狀知覺是復雜的視覺現(xiàn)象，輪廓是形狀知覺中最基本的因素，其次還有形狀的大小。非彩色為無色，黑色、白色和二者之間的灰色系列；彩色指除了非彩色之外的各種顏色。 第二章 駕駛?cè)藢煌酥镜男畔⒆⒁? 17 在駕駛?cè)税l(fā)現(xiàn)標志和識讀標志信息階段，即圖中的 AB 段，主要研究交通標志的三要素：顏色、形狀與符號設計對駕駛?cè)说倪m應性。 圖 駕駛?cè)私咏煌酥镜淖⒁庑睦砑跋鄳{駛操作過程 在 圖 中， A 點為駕駛?cè)税l(fā)現(xiàn)標志的地點， B 點為完成標志識讀點， AB 段為從發(fā)現(xiàn)標志到識讀完畢的階段； C 點是 駕駛?cè)送瓿尚畔⑻幚砼c決策點， BC 段第二章 駕駛?cè)藢煌酥镜男畔⒆⒁? 16 為標志識別完畢之后的信息處理與決策階段； D 點為反應結(jié)束點， CD 段為駕駛?cè)藳Q策完畢至具體操作之間的反應時間階段； E 點為交通標志從駕駛?cè)艘曇爸邢诺狞c， E 點必須出現(xiàn)在 B 點之后，而不一定出現(xiàn)在 C、 D 點之后； F 點為標志設置的位置； G 點為與標志信息相關(guān)的地點，即需要前置交通標志給駕駛?cè)颂峁┬畔⒌牡攸c， DG 階段是駕駛?cè)藶橥ㄟ^ G 點所進行的操作序列階段。且依據(jù)定勢論，在未設置標志處駕駛?cè)藢ζ湮ｋU性的判斷通常會建立在與前一個設置標志的危險點的危險性進行第二章 駕駛?cè)藢煌酥镜男畔⒆⒁? 15 比較的基礎(chǔ)之上。目前定勢一詞廣泛地運用于各種心理活動，在日常活動中定勢有時起促進作用，使心理活動完成既快又好，有時卻阻礙了人的正常發(fā)揮，影響人心理活動的加工效率，甚至引起“定勢錯覺”。 駕駛?cè)硕▌莘治? 定勢的概念最初是由心理學家 繆勒和舒曼（ ）于 1889 年概括重量錯覺實驗而提出來的。此外，假使頻繁的在路段上設置交通標志，駕 駛?cè)藢ξ?險點程度的判斷標準會反復的與記憶中的標準作比較，導致判斷標準的不斷修改，容易造成駕駛?cè)藢ξｋU點的判斷偏移，或者造成駕駛?cè)烁杏X的麻木性，由此造成的駕駛?cè)藳Q策的失誤并對駕駛?cè)诵熊嚢踩珟淼挠绊懼档靡鹬匾?。如果在信號呈現(xiàn)的同時，直接呈現(xiàn)作比較的標準，就不會發(fā)生這種感受性下降現(xiàn)象。在警戒作業(yè)過程中作業(yè)任務的新異性隨著時間的延續(xù)并多次呈現(xiàn)而減小，作業(yè)人員漸漸產(chǎn)生疲勞，對作業(yè)任務本身的注意力也漸漸下降，容易受其他刺激的影響而注意力不能完全集中，偶爾無關(guān)刺激也能通過過濾裝置，而信號刺激未能通過或延遲一段時間通過。但這些理論在解釋已有的實驗數(shù)據(jù)時都存在一些困難，沒有一種理論在排除其他理論情況下能完滿地解釋警戒下降現(xiàn)象。眾多試驗研究對注意的各種品質(zhì)進行了多方面探討，取得了大量意義重大的成果。它是心理活動的一種積極狀態(tài)，使心理活動具有一定的方向，也是保證人能夠及時地反映客觀事物及其變化，以便更好地適應環(huán)境。此外，行駛在道路系統(tǒng)中的駕駛?cè)诉€接受著來自外界各種信息的干擾，其中包括道路信息（道路狀況）、其他車輛信息（如前車或后車的行駛狀態(tài)）、也包括環(huán)境信息（如能見度、環(huán)境污染）等。而對女性駕駛?cè)?，其駕駛經(jīng)驗 的不同與她們對標志的理解沒有明顯的相互作用。其研究結(jié)果表明，駕駛?cè)四苷_識別的交通標志只占總標志的 50％～ 60％左右。在道路系統(tǒng)中，交通標志用各種圖形、符號、文字以及各種顏色，通過編碼變成信號與道路中其他信源共同向駕駛?cè)祟A報道路信息狀況。見圖 ： 第二章 駕駛?cè)藢煌酥镜男畔⒆⒁? 11 圖 駕駛?cè)诵畔⑻幚磉^程的概念模型 人腦對信息處理的模型研究已越來越被人們所關(guān)注。工作記憶機制是依據(jù)人腦復雜的認知過程，在完成當前的信息加工步驟的同時，還要儲存一定的信息為隨后的認知加工能順利完成提供保障。也就是說這些模型都是擅長分析、推理的一系列的串行的信息處理方式，而無法清晰的描述經(jīng)驗、直覺的作用。后者的觀點目前已得到諸多心理學家的贊成和驗證。注意模型則是描述人的注意過程即人的信息獲取、存儲、處理及輸出等過程的理論模型，根據(jù)對注意系統(tǒng)描述的難易程度可分為早期的生理性模型、注意風格理論模型，現(xiàn)在的動態(tài)注意模型、基于系統(tǒng)工程的信息處理模型等。駕駛?cè)送ㄟ^分析處理環(huán)境中的信息、準確安全地駕駛車輛在道路上行駛，完成貨物或人員在空間上的移動，以此實現(xiàn)道路交通的功能。因此，如何創(chuàng)造出安全、簡單、科學、實用的方法來第一章 緒論 8 研究交通標志設置有效性是亟待解決的問題。但是我國缺乏對交通標志設置方面的基礎(chǔ)研究 ,部分標準和規(guī)范直接引用國外的成熟經(jīng)驗 ,導致工程設計人員只是依據(jù)規(guī)范來設計交通標志，不能完全掌握交通標志在交通系統(tǒng)運行過程中的作用機理 ,在部分特殊路段或特殊環(huán)境下不能靈活運用 ,不能有效地進行交通安全設施設計。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié) 國內(nèi)外學者對于標志的研究主要是從駕駛員的生理、心理角度出發(fā)并結(jié)合標志的視認性等指標對標志設計的技術(shù)參數(shù)進行研究，包括文字的大小和字體、標志版面的布設、標志的顏色、圖形符號、標志設置位置等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：指路標志的路名數(shù)與視認反應時間呈顯著線形正相關(guān)，目標路名標志視認時間明顯小于非目標路名，指路標志路名數(shù)以不超過 5 個為宜。 2021 年吉林大學曹鵬利用信息論也建立了交通標志的信息傳輸模型，并運用信息熵方法將標志信息量進行量化，該信息度量方法 可以有效的衡量標志的設計質(zhì)量，有助于設計人員從認知角度出發(fā)，改善交通標志的工效性。 同濟大學的潘曉東、林雨等，從影響交通標志視認性的外部因素出發(fā)，將眼動儀應用到交通安全研究領(lǐng)域中，以大量的現(xiàn)場行車實驗為研究手段，探討第一章 緒論 6 了在不同行車速度下，光線條件對交通標志可視距離的影響。除了標準之外，國內(nèi)學者也針對標志的設計與設置問題展開了廣泛的研究，取得了一定的成果，主要有以下幾個方面： 1）標志設計的技術(shù)參數(shù)研究 1993 年張伯明從人的視覺因素考慮，提出了利用標準視標 E 與漢字兩者認讀之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系來計算標志中漢字的字高公式 。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國對于交通標志的研究起步比較晚， 20 世紀 80 年代初交通部制定了《公路標志及路面標線》，各大城市分別制定了道路交通管理暫行規(guī)定， 1986 年第一次頒布我國統(tǒng)一的標志標線的標準《道路交通標志和標線》（ GB 57681986）。 2021 年美國國家公路交通安全局研究了駕駛員在跟車時的眼睛注視