【正文】 s sense of perception, consciousness, memory, and other characteristics, by means of driver39。去年全國共發(fā)生道路交通事故 210812 起，造成 62387 人死亡。在以往的交通事故分析中，更多的是注重事故后的事故率統(tǒng)計，關(guān)注的更多的是道路的設(shè)計、車輛的狀況等外部因素，而駕駛員本身的原因則沒有得到足夠的重視。它直接影響著高速公路“快速、安全、舒適”功能的發(fā)揮以及經(jīng)濟(jì)效益的實現(xiàn)，對減輕事故的嚴(yán)重性、排除各種縱橫向干擾、提供視線誘導(dǎo)、增強(qiáng)道路景觀起著重要的作用。公路交通標(biāo)志的服務(wù)對象主要是不熟悉路線或所在路網(wǎng)、地區(qū)、并對行駛路線有一定規(guī)劃的公路使用者。 然而隨著我國公路網(wǎng)的快速發(fā)展，交通標(biāo)志應(yīng)用環(huán)境的變化，標(biāo)志在具體應(yīng)用過程中出現(xiàn)了一系列的新問題： 1）交通標(biāo)志被遮擋問題。 2）標(biāo)志版設(shè)置位置不當(dāng)?shù)膯栴}。 上述公路交通標(biāo)志設(shè)置中暴露出來的新問題，在導(dǎo)致標(biāo)志布設(shè)不合理的同時，增加了駕駛員的視認(rèn)負(fù)擔(dān)，分散了駕駛員注意力，進(jìn)而影響到車輛的行駛安全。最后從保障駕駛員安全行車的第一章 緒論 2 角度提出公 路交通標(biāo)志信息量布設(shè)的建議，為我國公路標(biāo)志設(shè)計和駕駛安全理論研究提供技術(shù)理論支持。 采用動態(tài)仿真技術(shù)對交通標(biāo)志注意的安全性進(jìn)行研究意義主要有以下幾點： 1） 診斷交通標(biāo)志設(shè)計所存在的問題，減少事故隱患，降低事故率 交通標(biāo)志布設(shè)以及在 惡劣環(huán)境下駕駛員對標(biāo)志的視認(rèn)性較差等問題影響著駕駛員的行車安全性，增加了交通安全隱患。 2） 為改善標(biāo)志設(shè)計提供參考并為標(biāo)志的安全性研究奠定理論基礎(chǔ) 通過仿真試驗，得出在不同行車條件下，駕駛員注意交通標(biāo)志時其注意行為變化指標(biāo)（識別時間、注視時間和注視次數(shù)）和車輛狀態(tài)變化指標(biāo)（加速度變化、汽車偏移變化）。 目前對于 標(biāo)志注意的安全性研究還有待深入，標(biāo)志布設(shè)的好壞與駕駛員的行車安全有著密切的關(guān)系，因此，展開標(biāo)志注意安全性的研究對于提高標(biāo)志布設(shè)的安全性有著重要的意義。此研究有利于利用駕駛虛擬仿真來研究信息的傳遞，提高了虛擬仿真應(yīng)用的有效性。 駕駛模擬器能夠控制試驗影響因素，從駕駛員的細(xì)微表現(xiàn)來分析交通事故機(jī)理。本文利用駕駛模擬艙進(jìn)行交通標(biāo)志的視認(rèn)仿真試驗，推動仿真技術(shù)在交通安全領(lǐng)域中的應(yīng)用。 2021 年 Brian Wolshon 等分析了影響道路標(biāo)準(zhǔn)性能的各種環(huán)境因素，現(xiàn)場采集了大量數(shù)據(jù)，建立了不同顏色道路標(biāo)志的逆反射系數(shù)與道路標(biāo)志設(shè)立時間和道路標(biāo)志設(shè)置位置參數(shù)回歸關(guān)系模型。 2）標(biāo)志信息量過載研究 學(xué)者 Namba(1983)通過被試者對圖片、文字的記憶實驗，得出了信息量與信息呈現(xiàn) 時間之間的關(guān)系，即信息的呈現(xiàn)時間越長，被試者對信息的理解越全面，但與此同時，隨著信息呈現(xiàn)時間的增長，被試者的厭倦程度會加重。 美國的 MUTCD 里對于高速公路指路標(biāo)志字符數(shù)量有規(guī)定：指路預(yù)告和出口方向標(biāo)志上的地點或街道名不能超過 2 個，城市名和街道名應(yīng)避免出現(xiàn)在同第一章 緒論 4 一塊標(biāo)志上。 MUTCD 還特別指出：這里 的標(biāo)志字符包括符號、路線名、箭頭、主要方向、出口指示等。然后通過實車試驗，實時測量信息搜索與執(zhí)行駕駛操作任務(wù)對駕駛?cè)水a(chǎn)生負(fù)荷的大小，利用試驗結(jié)果建立實際交通環(huán)境下標(biāo)志群產(chǎn)生的信息負(fù)荷回歸模型。為了探討信息量與事故數(shù)之間的關(guān)系，將 8000 多次事 故與事故地點對應(yīng)的信息進(jìn)行對比。研究發(fā)現(xiàn)，過多與過少的信息量都容易導(dǎo)致事故發(fā)生，存在一個最佳信息量使得事故數(shù)最少。而其他人員則直接研究駕駛員的反應(yīng)時間（ Ellsamp。 有一些研究發(fā)現(xiàn)（ Dingus， 1989)，在接收標(biāo)志信息時，駕駛員會減少一次注視標(biāo)志的時間而增加注視的次數(shù)。 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行為，得出了駕駛員視線離開道路前方的時間分布和注視位置分布。 駕駛員在駕車過程中，其對特定物體的注視時間一般不超過 ~。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國對于交通標(biāo)志的研究起步比較晚， 20 世紀(jì) 80 年代初交通部制定了《公路標(biāo)志及路面標(biāo)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(biāo)志標(biāo)線的標(biāo)準(zhǔn)《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》（ GB 57681986）。 2021 年針對道路交通標(biāo)志和標(biāo)線的基礎(chǔ)部分進(jìn)行了第二次修訂， 2021 年 7 月 1 日實施。除了標(biāo)準(zhǔn)之外，國內(nèi)學(xué)者也針對標(biāo)志的設(shè)計與設(shè)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(biāo)志設(shè)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(biāo)準(zhǔn)視標(biāo) E 與漢字兩者認(rèn)讀之間的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系來計算標(biāo)志中漢字的字高公式 。 1999 年楊久齡年對國標(biāo) GB 57681999《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹，重點分析了標(biāo)志的三要素和漢字視認(rèn)性，標(biāo)志的設(shè)計、設(shè)置、制作、安裝等等。 同濟(jì)大學(xué)的潘曉東、林雨等，從影響交通標(biāo)志視認(rèn)性的外部因素出發(fā)，將眼動儀應(yīng)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(biāo)志可視距離的影響。 交通運(yùn)輸部北京公路科學(xué)研究院在西部交通科技建設(shè)項目《公路交通標(biāo)志視認(rèn)性及設(shè)置有效性研究》中，基于認(rèn)知心理學(xué)、生理學(xué)及人機(jī)工效學(xué)的角度，系統(tǒng)總結(jié)了交通標(biāo)志的認(rèn)知規(guī)律，對影響交通標(biāo)志視認(rèn)性的相關(guān)因素進(jìn)行了試驗研究。 2021 年吉林大學(xué)曹鵬利用信息論也建立了交通標(biāo)志的信息傳輸模型，并運(yùn)用信息熵方法將標(biāo)志信息量進(jìn)行量化，該信息度量方法 可以有效的衡量標(biāo)志的設(shè)計質(zhì)量，有助于設(shè)計人員從認(rèn)知角度出發(fā)，改善交通標(biāo)志的工效性。研究結(jié)果為：指路標(biāo)志的推薦最大路名數(shù)位 6 條，在每個路名漢字?jǐn)?shù)不超過 3 個時，視認(rèn)時間與漢字?jǐn)?shù)量關(guān)系不顯著。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：指路標(biāo)志的路名數(shù)與視認(rèn)反應(yīng)時間呈顯著線形正相關(guān)，目標(biāo)路名標(biāo)志視認(rèn)時間明顯小于非目標(biāo)路名，指路標(biāo)志路名數(shù)以不超過 5 個為宜。研究結(jié)論為：指路標(biāo)志信息量（路名數(shù)、漢字?jǐn)?shù)）與視認(rèn)時間之間存在一定相關(guān)性，但地名數(shù)與視認(rèn)時間之間的相關(guān)性比漢字字?jǐn)?shù)與視認(rèn)時間的相關(guān)性更好；在指路標(biāo)志版面設(shè)計方面，對于常規(guī)天氣、光線條件而言，指路標(biāo)志的信息量不應(yīng)多于 5 個； 不良天氣、光線條件下，指路標(biāo)志的視認(rèn)時間要比正常條件下的視認(rèn)時間長 20%，相應(yīng)信息量應(yīng)適當(dāng)減少。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié) 國內(nèi)外學(xué)者對于標(biāo)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(biāo)志的視認(rèn)性等指標(biāo)對標(biāo)志設(shè)計的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行研究，包括文字的大小和字體、標(biāo)志版面的布設(shè)、標(biāo)志的顏色、圖形符號、標(biāo)志設(shè)置位置等。 課題提出 交通標(biāo)志作為道路信息、交通管理信息發(fā)布的重要載體 ,對交通運(yùn)行狀態(tài)起著至關(guān)重要的影響作用。但是我國缺乏對交通標(biāo)志設(shè)置方面的基礎(chǔ)研究 ,部分標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范直接引用國外的成熟經(jīng)驗 ,導(dǎo)致工程設(shè)計人員只是依據(jù)規(guī)范來設(shè)計交通標(biāo)志，不能完全掌握交通標(biāo)志在交通系統(tǒng)運(yùn)行過程中的作用機(jī)理 ,在部分特殊路段或特殊環(huán)境下不能靈活運(yùn)用 ,不能有效地進(jìn)行交通安全設(shè)施設(shè)計。 目前交通標(biāo)志設(shè)置有效性的研究大部分都是通過實地觀測與調(diào)查，這樣往往需要花費大量的人力、物力和財力，在有些情形下是危險的甚至是不能的。因此，如何創(chuàng)造出安全、簡單、科學(xué)、實用的方法來第一章 緒論 8 研究交通標(biāo)志設(shè)置有效性是亟待解決的問題。 第二章 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的信息注意 9 第二章 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的信息注意 道路交通系統(tǒng)是由人、車、路、環(huán)境四要素組成的一個復(fù)雜大系統(tǒng)。駕駛?cè)送ㄟ^分析處理環(huán)境中的信息、準(zhǔn)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。注意心理學(xué)是以 信息加工觀點為核心的心理學(xué)，又稱為信息加工心理學(xué)。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(fēng)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。 人類的信息處理方式是注意心理學(xué)爭論的一個問題，它與計算機(jī)的信息處理方式 存在著本質(zhì)的區(qū)別。后者的觀點目前已得到諸多心理學(xué)家的贊成和驗證?！白韵露稀笔侵赣赏獠看碳ら_始的加工，是先對較 小的知覺單元進(jìn)行分析，然后是較大的知覺單元，經(jīng)過一系列連續(xù)階段的加工而達(dá)到對感覺刺激的解釋；與此相反，“自上而下”是由有關(guān)知覺對象的一般知識開始的處理，由此可以形成期望或?qū)χX對象的假設(shè)，這種期望或假設(shè)第二章 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的信息注意 10 制約著處理的所有階段或水平，從調(diào)整對特征的覺察到引導(dǎo)對細(xì)節(jié)的注意等。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。在注意要素中有兩 種注意選擇模型的存在，即反應(yīng)選擇模型和知覺選擇模型，其本質(zhì)區(qū)別是注意機(jī)制所處的位置不同，見圖 。工作記憶機(jī)制是依據(jù)人腦復(fù)雜的認(rèn)知過程，在完成當(dāng)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(rèn)知加工能順利完成提供保障。 圖 兩種選擇性注意機(jī)制的區(qū)別 信息處理過程及影響因素 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的信息處理過程是經(jīng)其感知和判斷等心理過程作用的結(jié)果。見圖 ： 第二章 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的信息注意 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。現(xiàn)介紹一個由 Wogalter and Laughery(1997),Trumbo(1999)和 Wo galter et al.(1999)等人提出的人腦信息傳遞模型（ CHIP），該模型結(jié)構(gòu)如圖 所示。在道路系統(tǒng)中，交通標(biāo)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(yù)報道路信息狀況。例如駕駛?cè)说哪挲g、婚姻狀況、事故數(shù)與駕駛經(jīng)歷等。其研究結(jié)果表明，駕駛?cè)四苷_識別的交通標(biāo)志只占總標(biāo)志的 50％～ 60％左右。并且，將駕駛?cè)税凑振{駛經(jīng)驗分類，那些年輕的沒有受過較好的教育并且收入較低的駕駛?cè)?，與那些中等年齡或是年齡較大的受過高等教育且收入高的駕駛?cè)讼啾葘?biāo)志的理解能力較差。而對女性駕駛?cè)?，其駕駛經(jīng)驗 的不同與她們對標(biāo)志的理解沒有明顯的相互作用。在性別方面，男性駕駛?cè)吮扰阅芨玫睦斫饨煌?biāo)志。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。 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的注意特性 駕駛?cè)藢?biāo)志的警戒變化分析 駕駛?cè)说男熊嚾蝿?wù)要求駕駛?cè)四軌蛟谝欢伪容^長的時間內(nèi)對連續(xù)重復(fù)的信息加工任務(wù)保持注意力。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(yīng)環(huán)境。 駕駛?cè)藢Φ缆窐?biāo)志的注意 是一個長時間的視覺搜索過程，但交通標(biāo)志的出現(xiàn)存在著特定性，但是卻難以預(yù)測其出現(xiàn)的時間和位置，因此駕駛?cè)藭r刻保持著準(zhǔn)備狀態(tài)，心理學(xué)稱這種連續(xù)性注意狀態(tài)為警戒。眾多試驗研究對注意的各種品質(zhì)進(jìn)行了多方面探討，取得了大量意義重大的成果。 依據(jù) Mackworth 的研究結(jié)果：長時間的視覺搜查作業(yè)將出現(xiàn)警戒下降。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。 過濾理論，又稱為注意理論、疲勞論。在警戒作業(yè)過程中作業(yè)任務(wù)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(wù)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。認(rèn)為在某些特定條件下，無論在聽覺和視覺警戒任務(wù)中，都可以發(fā)現(xiàn)感受性下降現(xiàn)象。如果在信號呈現(xiàn)的同時，直接呈現(xiàn)作比較的標(biāo)準(zhǔn)，就不會發(fā)生這種感受性下降現(xiàn)象。對于初次行駛在某一道路上的駕駛?cè)藖碚f，交通標(biāo)志對其的幫助最為顯著。此外，假使頻繁的在路段上設(shè)置交通標(biāo)志，駕 駛?cè)藢ξ?險點程度的判斷標(biāo)準(zhǔn)會反復(fù)的與記憶中的標(biāo)準(zhǔn)作比較，導(dǎo)致判斷標(biāo)準(zhǔn)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?。此外，過濾理論也指出，當(dāng)駕駛?cè)嗽谛熊嚟h(huán)境較為單調(diào)的道路中行駛，尤其是高速道路和城郊線路，駕駛?cè)俗⒁饬Σ患?，好打瞌睡，道路醫(yī)學(xué)中診斷為駕駛?cè)巳梭w功能“喪失警覺性”狀態(tài)。 駕駛?cè)硕▌莘治? 定勢的概念最初是由心理學(xué)家 繆勒和舒曼（ ）于 1889 年概括重量錯覺實驗而提出來的。蘇聯(lián)心理學(xué)家烏茲納捷采用多種感覺實驗反復(fù)研究，對這一理論加以改造發(fā)展而創(chuàng)立了 定勢理論，并形成蘇聯(lián)定勢心理學(xué)派。目前定勢一詞廣泛地運(yùn)用于各種心理活動，在日?；顒又卸▌萦袝r起促進(jìn)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”。 相似地，駕駛?cè)藢煌?biāo)志的設(shè)置 點處的危險性感知也同樣受到了駕駛?cè)硕▌莸挠绊?。且依?jù)定勢論，在未設(shè)置標(biāo)志處駕駛?cè)藢ζ湮ｋU性的判斷通常會建立在與前一個設(shè)置標(biāo)志的危險點的危險性進(jìn)行第二章 駕駛?cè)藢煌?biāo)志的信息注意 15 比較的基礎(chǔ)之上。 由此可見，科學(xué)合理的交通標(biāo)志設(shè)置，不僅應(yīng)結(jié)合道路線形特征，更應(yīng)該從人機(jī)工程學(xué)、交通安全心理學(xué)的角度出發(fā)，研究駕