接打电话时驾驶人的应激反应特征分析＊

何子钦，贾丙硕，李腾飞，朱辉

（陕西工业职业技术学院，陕西 咸阳 712000）

引言

驾驶人的应激反应特征在很大程度上取决于其自身固有特性，但是接打电话在一定程度上会影响驾驶人的应激反应能力，引发交通事故。接打电话时驾驶属于认知分心驾驶，而当驾驶人在紧急情况下发生认知分心时，其应激反应能力会受到很大影响。因此，对接打电话时驾驶人应激反应特征进行分析有重要意义。

国内外大学和科研机构对驾驶人相关研究已经开展了50 多年，并取得了丰硕的研究成果。例如：Rosenbloom 等人研究了驾驶人执行不同时间长短的打电话分心次任务对驾驶人注意力的影响。结果表明，短时间通话对车辆行驶速度影响不大，但长时通话会使车辆的车速越来越快[1]。Beck KH等人研究了开车打手机对驾驶人行为的影响。统计结果表明：驾驶时接听手机是一种不安全驾驶行为，驾驶人更容易发生疲劳驾驶、攻击型驾驶、超速驾驶等行为[2]。Jeff K.Caird 等人对行车过程中使用手机对驾驶绩效的影响进行了整合分析。分析结果表明：在进行所有与电话相关任务时驾驶人的反应时间（RT）平均增加了0.25 秒[3]。徐伟等人基于驾驶人对开车打手机产生的危害及危害机理进行了分析[4]。李宏汀等人通过系统梳理近10 的国内外研究发现，驾驶时使用手机会增加驾驶人的认知负荷，导致驾驶人的反应时间延长15%～40%，车道保持能力下降[5]。

国内外研究者对于接打电话时驾驶人进行了反应时间、车道保持等数据进行分析，从而得出接打电话对于驾驶行为的影响。本文在前者的数据采集分析基础上，提出使用驾驶人驾驶过程中的眼动及驾驶行为数据作为驾驶人认知分心指标，其中采用注视点分布、扫视幅度作为眼动特性评价指标，使用方向盘操作、加速踏板操作和应激反应时间作为驾驶行为指标开展研究，为在驾驶时接打电话会增加交通事故率提供有力证据。

1 实验设计

1.1 实验被试

试验共招募6 名非营运驾驶人作为被试，被试驾驶人身心健康，矫正视力均为1.0，持有的驾照类型均为C1。

1.2 实验设备

根据试验目的，选取驾驶行为特征提取平台驾驶模拟器和Facelab 眼动仪为试验设备。该驾驶模拟器搭载了德国Ergoneers 公司开发的SILAB 场景仿真软件，驾驶模拟器的硬件系统由驾驶舱、视景计算机系统、视屏、音响设备组成，Facelab5 眼动仪用于记录驾驶人的眼动数据，其具有免佩戴、性能好、精度高的特点。

1.3 实验任务和实验设计

交通事故形态主要有侧面相撞、正面相撞、刮撞行人、尾随相撞四种，根据代表性、多样性、全面性的选取原则，针对每一种道路类型特点，共设计了12 种具有代表性、对交通安全有严重影响的典型应激场景（如公交车前方突然有行人窜出、对向车辆占道超车、高速路口有车辆驶入、前车紧急换道、车道前方有故障车辆等待救援等）。

根据是否接打电话，将实验分成A、B 两组，6 个人均完成对照实验。其中，A 组中每位驾驶人依次完成表1 试验，B 组中每位驾驶人依次完成表2 试验。

表1 A 组试验场景

表2 B 组试验场景

1.4 实验步骤

实验前对实验者进行实验说明，同时让其进行无任何任务的10km 练习驾驶。实验过程中，结合试验条件和研究目的，主要将注视点分布和扫视作为眼动指标，方向盘转向操作和加速踏板操作作为驾驶行为指标[6]。其中，注视点分布影响驾驶人视角变化，扫视行为影响驾驶人注意深度，转向操作影响到车辆横向运行状态，加速踏板操作影响到车辆纵向运行状态。

2 数据分析

本实验主要使用两项数据指标进行是否接听电话的驾驶对比，其中驾驶行为指标使用平均值与标准差的指标来对比。

2.1 注视点分布

将6 名驾驶人的不同驾驶环境下无接打电话和有接打电话驾驶时的注视点视角位置绘制成散点图（以城市道路驾驶为例，如图1、图2）。通过上下两图对比发现，驾驶人在接打电话时水平方向、垂直方向视野均变窄。由此说明，接打电话对驾驶人眼动产生影响，专心开车时，视野范围宽，获取的道路环境信息更多，而接打电话时，关注的区域变小，注视点分布较集中，视角的位置主要集中在道路前方，而两侧较远位置的目标被忽略。在垂直方向上，正常驾驶时驾驶人关注的目标较远，认知分心后注视点位置变低，注视距离较近，不能及时获知前方较远处潜在的危险信息，对安全驾驶构成一定威胁。

图1 城市道路上正常驾驶时驾驶人注视点分布图

图2 城市道路上驾驶时接打电话时驾驶人注视点分布图

2.2 驾驶行为特性分析

在实验中分别采集了6 位驾驶者的加速踏板开度值，对数据进行前后对比，正常驾驶时加速踏板开度变化既少又小，非常平稳，但是认知分心时加速踏板开度波动幅度较为显著（如图3 所示）。这可能是因为认知分心次任务对驾驶人分配剩余注意力资源的能力产生不利影响，容易导致驾驶人反应迟钝、判断不准确和操作不精确，造成的结果就是驾驶人需要频繁、大幅度地操作加速踏板，以保持所需要的行驶车速。无论正常驾驶与否，加速踏板开度变化都存在明显波动，且其波动幅度、频率相差不大（如图4 所示）。这可能是因为在高速公路上，由于车速相对较高，驾驶人需要全神贯注才能保证行车安全，故驾驶人有意识的忽略认知分心次任务，将大部分认知资源用于驾驶主任务。

图3 城市道路上正常与拨打电话时加速踏板变化情况

图4 高速公路上正常与拨打电话时加速踏板变化情况

3 结论

（1）驾驶人正常驾驶时，其注视范围宽，获取的道路信息也更多，而接打电话时关注的区域很小，注视点分布比较集中，视角的位置主要集中在道路前方，而两侧较远位置的目标被忽略。

（2）驾驶人在正常驾驶时，能够长时间比较精准的把控踩合加速踏板力度，在接打电话时，对加速踏板的控制能力都会减弱。