影响驾驶安全的驾驶员注意模式研究述评(1)
摘要 驾驶员的视觉注意模式对于汽车安全驾驶具有非常重要的意义。本文主要从驾驶员的路面视觉扫描模式和整体视觉场景的注意模式两个方面对国内外有关研究进行了概览。主要包括：(1)视觉扫描模式对驾驶安全的影响研究；(2)驾驶员视觉注意分配模型研究；(3)以及针对驾驶员视觉扫描模式的培训研究。并提出进一步研究有待于深入探讨影响驾驶员视觉注意模式的影响因素以及开展适合我国汽车驾驶特点的本土化研究。
关键词 驾驶员；汽车；视觉注意模式
分类号 B842
1 引言
道路交通安全事故的原因追究起来百分之八十以上属于驾驶员的过失所造成，而影响驾驶员驾驶安全的主要因素有驾驶员本身的心理素质以及在特定行车环境中的心理活动(刘贵萍，2009)。国外研究分析表明，驾驶员的注意分散(Distraetion)或者注意疏忽(Inattention)是引起汽车交通事故的重要原因，大约25%～37%的撞车事故与此有关。
, http://www.100md.com
驾驶员视觉注意模式主要是指驾驶过程中的视觉扫描特征(Underwood，2007)。人类从外界获得的信息约有75%来自视觉系统，视觉信息是与道路安全最为相关的信息源，驾驶员对于路面的视觉注意模式对于驾驶员的注意分散或注意疏忽有着重要的作用和影响。通过研究驾驶员的视觉注意模式规律，找到影响其注意模式的相关因素，并通过合理的培训和方法来改善驾驶员的注意模式，将是减少相应交通事故的有效途径。目前。有关驾驶员驾驶过程中的视觉扫描研究主要有两大类，一类有关视觉扫描的研究主要是对驾驶员路面情景的视觉扫描模式研究；另一类是有关驾驶员对整体视觉场景(即除了道路路面还包括汽车后视镜、仪表盘等车内设备)的视觉扫描时间分配和注意模式。相对国外在该领域已经取得了大量研究成果(如Cumdall，Chapman，Phelps，&Underwood，2003)，国内有关此领域研究还并不多见，本文希望通过对这两类驾驶行为的视觉注意模式研究现状的介绍，为国内研究者开展相关研究提供借鉴。
2 视觉扫描模式与驾驶安全
, 百拇医药
统计数字表明新手驾驶员(Novice driver)引发的交通事故比率要明显高于有经验驾驶员(Advanced driver)。如英国3年以下的新手驾驶员发生事故比例是有20年驾龄的驾驶员的3倍(Cnmdall et al.，2003；Pradhan，Pollatsek，Knodler，&Fisher，2009)。早在1994年，Lestina等人的研究就表明年轻的新手驾驶员没有正确地搜索路面是其高事故率的最主要原因(Lestina&Miller，1994)。Klauer等人(Klauer，Dingus，Neale，Sudweeks，&Ramsey，2006)采用在汽车内安装传感器和摄像头的方式进行了现场试验研究，结果也表明78%的碰撞都与驾驶员没有注意有关，并且18-20岁的年轻驾驶员由于缺乏注意引起的撞车比例是年老驾驶员的5倍。
那么，新手驾驶员在注意模式上和有经验驾驶员的差异主要体现在哪些方面?Deery(1999)通过对以往研究的总结，提出与有经验的驾驶员比较，新手驾驶员在路面水平面的搜索范围更小；更少看后视镜：对整个路面扫描的频率更低；使用外周视觉效率更低以及会更多地集中注视少数路面目标。Pmdhaa等人(Pradhan，Hammel，Deramus，Pollatsek。Noyce，&Fisher，2005)采用眼动仪进行的研究支持了Deery等人的观点，研究表明新手驾驶员对于路面水平面的扫描模式会随着驾驶经验的增加而不断发展和提高，同样，这一结果也被Underwood(2007)的研究结果所支持。
, 百拇医药
此外，Chapman和Underwood(1998)的研究发现，在不太拥挤的路面上，新手驾驶员和有经验驾驶员的视线都主要保持注意正前方。当没有在注视正前方时，有经验驾驶员的视觉注意大多数是偏向左边或右边，来检查行人、停着的汽车以及其它可能潜在的危险，因此形成一个椭圆形的检查窗口，即会更多注意水平面(Horizontal plane)而不是垂直面(vertical plane)。而新手驾驶员的注视点更多在垂直面而不是水平面。这说明视觉扫描模式在水平面上的偏向可能是随着驾驶经验而产生的，而且驾驶员会更加注意行人带来的潜在危险。
随驾驶经验变化的另一个特征主要反映为视觉扫描频次的增加(Visual scan)。在道路路况对视觉扫描模式的影响上，Falkmer和Gregersen(2001)的研究结果表明，新手驾驶员相对于有经验驾驶员来说，对于路面交通状况变化更加不敏感。在需要利用旁边道路信息时，有经验驾驶员会更加多的扫描后视镜，相反新手驾驶员的扫描模式改变却很少。
, 百拇医药
在最近一个研究中，Atsuo，Takehito和Makoto(2009)考察了新手驾驶员(Noviee)，专家驾驶员(Expert)以及无驾驶经验的人(Non-licensed person)在KYT训练(Kiken Yoehi Training，危险因素预警训练)中的视觉信息加工特征。使用眼动仪记录了被试在一个静态交通场景图片搜索潜在危险部分的注视点和注视时间序列。采用对危险区域注视时间长度以及不同图片区域注视时间分配进行比较发现，不同被试组的视觉加工模式存在显著差异，结果发现非驾驶员对危险区域的注视时间要长于有经验驾驶员。
对于解释新手驾驶员对道路复杂度增加后的视觉扫描模式变化并不敏感的原因，主要有两类不同的观点：第一类研究者认为新手驾驶员对于道路上可能出现危险的心理模型还不够健全，因此在危险环境下(如交叉道路)没有意识到潜在的危险，同时对其他车辆和行人的可能行为缺乏充足的预判(如Horswill&Mckenna，2004)；而另一类研究者认为可能是由于新手驾驶员的驾驶操作自动化程度不高，因此没有多余的认知资源来收集路面更多的相关信息(如Recarte&Nunes，2003)。比如Nocera，Couyoumdiian和Ferlazzo(2006)采用PC机上模拟驾驶游戏任务进行的研究表明，在不同的心理负荷(Mental workload)水平下，被试的注视点分布模式存在显著差异，随着心理负荷增大，注视点的分布特征越来越趋于集中。
但是，Underwood，Crundall和Chapman(2002)的研究中通过简化被试的操作来降低由于复杂操作带来的心理负荷，即以按键代替模拟刹车反应。结果支持了新手驾驶员和有经验驾驶员在视觉扫描模式上的差异并非是由于心理负荷或认知资源不足造成的，更主要是由于其对潜在危险的心理模型不成熟所造成的。
此外，不同经验驾驶员的路面视觉注意模式, 百拇医药(李宏汀 徐伟丹 葛列众 李文书)
关键词 驾驶员；汽车；视觉注意模式
分类号 B842
1 引言
道路交通安全事故的原因追究起来百分之八十以上属于驾驶员的过失所造成，而影响驾驶员驾驶安全的主要因素有驾驶员本身的心理素质以及在特定行车环境中的心理活动(刘贵萍，2009)。国外研究分析表明，驾驶员的注意分散(Distraetion)或者注意疏忽(Inattention)是引起汽车交通事故的重要原因，大约25%～37%的撞车事故与此有关。
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驾驶员视觉注意模式主要是指驾驶过程中的视觉扫描特征(Underwood，2007)。人类从外界获得的信息约有75%来自视觉系统，视觉信息是与道路安全最为相关的信息源，驾驶员对于路面的视觉注意模式对于驾驶员的注意分散或注意疏忽有着重要的作用和影响。通过研究驾驶员的视觉注意模式规律，找到影响其注意模式的相关因素，并通过合理的培训和方法来改善驾驶员的注意模式，将是减少相应交通事故的有效途径。目前。有关驾驶员驾驶过程中的视觉扫描研究主要有两大类，一类有关视觉扫描的研究主要是对驾驶员路面情景的视觉扫描模式研究；另一类是有关驾驶员对整体视觉场景(即除了道路路面还包括汽车后视镜、仪表盘等车内设备)的视觉扫描时间分配和注意模式。相对国外在该领域已经取得了大量研究成果(如Cumdall，Chapman，Phelps，&Underwood，2003)，国内有关此领域研究还并不多见，本文希望通过对这两类驾驶行为的视觉注意模式研究现状的介绍，为国内研究者开展相关研究提供借鉴。
2 视觉扫描模式与驾驶安全
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统计数字表明新手驾驶员(Novice driver)引发的交通事故比率要明显高于有经验驾驶员(Advanced driver)。如英国3年以下的新手驾驶员发生事故比例是有20年驾龄的驾驶员的3倍(Cnmdall et al.，2003；Pradhan，Pollatsek，Knodler，&Fisher，2009)。早在1994年，Lestina等人的研究就表明年轻的新手驾驶员没有正确地搜索路面是其高事故率的最主要原因(Lestina&Miller，1994)。Klauer等人(Klauer，Dingus，Neale，Sudweeks，&Ramsey，2006)采用在汽车内安装传感器和摄像头的方式进行了现场试验研究，结果也表明78%的碰撞都与驾驶员没有注意有关，并且18-20岁的年轻驾驶员由于缺乏注意引起的撞车比例是年老驾驶员的5倍。
那么，新手驾驶员在注意模式上和有经验驾驶员的差异主要体现在哪些方面?Deery(1999)通过对以往研究的总结，提出与有经验的驾驶员比较，新手驾驶员在路面水平面的搜索范围更小；更少看后视镜：对整个路面扫描的频率更低；使用外周视觉效率更低以及会更多地集中注视少数路面目标。Pmdhaa等人(Pradhan，Hammel，Deramus，Pollatsek。Noyce，&Fisher，2005)采用眼动仪进行的研究支持了Deery等人的观点，研究表明新手驾驶员对于路面水平面的扫描模式会随着驾驶经验的增加而不断发展和提高，同样，这一结果也被Underwood(2007)的研究结果所支持。
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此外，Chapman和Underwood(1998)的研究发现，在不太拥挤的路面上，新手驾驶员和有经验驾驶员的视线都主要保持注意正前方。当没有在注视正前方时，有经验驾驶员的视觉注意大多数是偏向左边或右边，来检查行人、停着的汽车以及其它可能潜在的危险，因此形成一个椭圆形的检查窗口，即会更多注意水平面(Horizontal plane)而不是垂直面(vertical plane)。而新手驾驶员的注视点更多在垂直面而不是水平面。这说明视觉扫描模式在水平面上的偏向可能是随着驾驶经验而产生的，而且驾驶员会更加注意行人带来的潜在危险。
随驾驶经验变化的另一个特征主要反映为视觉扫描频次的增加(Visual scan)。在道路路况对视觉扫描模式的影响上，Falkmer和Gregersen(2001)的研究结果表明，新手驾驶员相对于有经验驾驶员来说，对于路面交通状况变化更加不敏感。在需要利用旁边道路信息时，有经验驾驶员会更加多的扫描后视镜，相反新手驾驶员的扫描模式改变却很少。
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在最近一个研究中，Atsuo，Takehito和Makoto(2009)考察了新手驾驶员(Noviee)，专家驾驶员(Expert)以及无驾驶经验的人(Non-licensed person)在KYT训练(Kiken Yoehi Training，危险因素预警训练)中的视觉信息加工特征。使用眼动仪记录了被试在一个静态交通场景图片搜索潜在危险部分的注视点和注视时间序列。采用对危险区域注视时间长度以及不同图片区域注视时间分配进行比较发现，不同被试组的视觉加工模式存在显著差异，结果发现非驾驶员对危险区域的注视时间要长于有经验驾驶员。
对于解释新手驾驶员对道路复杂度增加后的视觉扫描模式变化并不敏感的原因，主要有两类不同的观点：第一类研究者认为新手驾驶员对于道路上可能出现危险的心理模型还不够健全，因此在危险环境下(如交叉道路)没有意识到潜在的危险，同时对其他车辆和行人的可能行为缺乏充足的预判(如Horswill&Mckenna，2004)；而另一类研究者认为可能是由于新手驾驶员的驾驶操作自动化程度不高，因此没有多余的认知资源来收集路面更多的相关信息(如Recarte&Nunes，2003)。比如Nocera，Couyoumdiian和Ferlazzo(2006)采用PC机上模拟驾驶游戏任务进行的研究表明，在不同的心理负荷(Mental workload)水平下，被试的注视点分布模式存在显著差异，随着心理负荷增大，注视点的分布特征越来越趋于集中。
但是，Underwood，Crundall和Chapman(2002)的研究中通过简化被试的操作来降低由于复杂操作带来的心理负荷，即以按键代替模拟刹车反应。结果支持了新手驾驶员和有经验驾驶员在视觉扫描模式上的差异并非是由于心理负荷或认知资源不足造成的，更主要是由于其对潜在危险的心理模型不成熟所造成的。
此外，不同经验驾驶员的路面视觉注意模式, 百拇医药(李宏汀 徐伟丹 葛列众 李文书)