驾驶员安全驾驶行为监测指标与方法研究

张家铭

北京市第九中学 北京市 100041

1 引言

随着科技的发展，人们选择驾驶车辆作为出行方式越来越普遍。但随之而来的交通隐患愈来愈多，交通安全问题日趋显著亟待解决。发生道路交通事故往往是由于人、车、路等多方面影响。有研究表明人为因素导致的驾驶事故可达90%，其中驾驶员驾驶行为不规范是导致此类事故发生的重要原因之一。驾驶员作为道路交通的重要参与者，即扮演者决策者的身份也是交通的调控者和信息处理者。其行为对整个交通系统都有着极为重大的影响。

驾驶员安全驾驶行为是现代交通科学研究中十分重要的组成部分。国内外的研究人员对于驾驶员行为及状态也做了不少的努力。国外的研究人员以行车实验为基础建立较为完善的驾驶行为模型，得到了一定的成果，并将得到的研究结论用于辅助驾驶系统的智能化设计。国内的研究人员针对不同的驾驶行为，利用驾驶模拟器作为实验基础进行定性和定量的分析，从车辆运行情况、路段建设情况、驾驶员状态等分析驾驶员的驾驶行为[1]。但是大多只关注于片面，缺乏对于驾驶员行为动作的连续性考察。

因此本文建立驾驶员安全驾驶行为监测指标与方法，旨在连续的观测驾驶员行为动作，形成模型化评价体系，对驾驶行为安全性的提升提供技术支持。本文选择四种类型的指标对驾驶员安全驾驶行为进行监测，分别为感知型指标、决策型指标、操纵型指标和状态型指标[2]，可以较为全面的对驾驶员安全驾驶行为进行监测。通过上述指标，量化驾驶员行为、行车状态，可以借此评价指标指导驾驶员培训，改善驾驶员培训的质量，有效的从源头上避免交通事故的发生。同时可以为车辆安全性、道路安全性及后续研究提供理论基础。利用定量指标还可以对驾驶员行为进行监控督导，培养良好的驾驶习惯，有效提升道路整体的交通安全情况，见图1。

2 感知型指标

驾驶员视线范围和注视焦点是影响车辆行驶位置以及驾驶员对周边环境感知的重要因素。因此建立视点分布范围指标是对驾驶人注视点空间分布范围大小进行描述，指示驾驶人对周边环境的感知情况。

图1.1 驾驶人注视区域划分

驾驶人针对自身的驾驶任务和不同的交通场景，通过观察不同的注视点，利用不同区域的注视点获取相对应的驾驶信息。因此将驾驶员视线分布范围划分为几个区域，每个区域呈现出的信息都有各自的用途和使用条件。驾驶员集中注视区域主要包括三大类，分别用来观测道路环境因素，如前挡风玻璃一侧关注前方道路情况、左右两侧车窗外的环境；观测道路上的交通因素，如路上的行人以及前方、侧方、后方来车等情况；观测驾驶室内情况，如车辆左右及右上方后视镜、仪表盘指示情况[3]。

因此划分7个注视区域，利用眼动仪可以实时观测驾驶员的视觉信息，并对其注视区域进行标定，记录相应的数据。在数据处理的过程中将视点数据与交通场景进行关联性分析。可以得到驾驶人在不同交通场景下的注视点区域。

3 决策型指标

利用驾驶决策行为表征指标来指示驾驶人决策。驾驶决策行为是驾驶员通过感知型指标，感知到外界道路条件、车辆当前行驶状况以及周边交通情景，经过大脑综合分析之后决定如何进行驾驶行为的改善。出于驾驶行为受人的主观因素影响较多。因此驾驶人个人属性和不同情景下的驾驶任务对驾驶决策行为也有一定的影响。对于决策型指标的研究，可以通过描述性的分析方法，了解驾驶决策的感知性因素和分析后的决策行为之间的对应关系，来体现驾驶员的行为规则。也可以从心理学的角度，分析驾驶员驾驶决策的形成过程，刻画人物心理，发掘其对驾驶决策的影响。

本文更倾向于选择利用描述性分析找寻外在环境对驾驶行为的影响，因此选择针对一个特定的交通场景进行分析，提取其驾驶决策规则，分析其中规律，判断不同驾驶人对于相同驾驶环境之下行为的差异性。但是对于不同的行为决策模式，其中有些行为是合理的，但是有些行为是不合理的甚至会影响到驾驶安全。对此提出依靠一定载体，如实际的交通环境场景进行分析，并针对特定交通情景的决策规则和决策反应时间来确定驾驶决策行为的表征指标。

4 操纵型指标

操纵行为是驾驶人执行决策的动作。操纵行为可分为两类，纵向操纵行为，如对离合、档位、刹车、油门等操作行为；以及横向操纵行为，如对方向盘、转向灯的操作。[4]

4.1 纵向操控行为表征指标

1）换档频率：利用换挡频率做纵向操纵行为的一项指标，其代表单位时间内换档的次数它受驾驶任务、驾驶的熟练程度以及交通环境等因素影响。当交通场景固定时，驾驶人换档频率相对稳定。

2）空档滑行比率：空档滑行是极为不安全的一种驾驶行为，尤其在长下坡路段，长时间的空档滑行容易造成车辆制动系统失灵存在较大的安全隐患。因此利用空档滑行时间比例做驾驶人纵向操控行为的另一指标。

4.2 横向操纵行为表征指标

利用转向灯使用频率作为横向操控行为表征指标，单位时间内驾驶人使用转向灯的次数。正确使用转向灯，可以确保侧方或后方车辆及时发现该车辆的变道行为，便于其他车辆及早的预警以及规避转向车辆，是确保行车安全的一项重要举措。提前开启转向灯可以有效的避免刮擦，碰撞等事故的发生。

5 状态型指标

状态型指标往往是指车辆的运行状态，其受驾驶人操纵行为指标影响较大，因此也分为车辆纵向运动状态表征指标以及横向运动状态表征指标。

5.1 车辆纵向运动状态表征指标

利用车速变异性指标表示车辆的纵向运动状态。车速变异性指标可以定量的表示车辆运行速度变化情况。可以通过定点测量或跟车测量进行测定。定点测量，即在一个固定点对多辆车的地点速度进行连续记录，分析相邻车辆的速度差异性；跟车调查，即针对同一辆车连续测定其运行速度，分析同一辆车不同运行时间其运行速度之间的差异性。可以准确的描述车辆的速度变化规律。

5.2 车辆横向运动状态表征指标

驾驶人操纵方向盘会导致车辆的横向运动。因此，利用方向盘转角作为车辆横向运动状态的指标。有助于对车辆的偏移量、横向偏差的描述。对交通安全的评估也有极为重要的影响。

6 结语

综合上述设计评价指标，对车辆的运行情况有较为全面的评估。用视点分布范围代表驾驶员感知周边环境的指标、用驾驶员经历场景变化进行驾驶行为的改变作为驾驶决策指标、用驾驶人对决策反馈到车辆上的纵向和横向操纵过程作为驾驶操纵型指标、用驾驶人操控后的车辆的横向纵向运动状态指标作为车辆运行状态指标。各指标之间层层递进，相互关联，从驾驶人感知危险到改变车辆运行情况都有相应的指标进行标定，对未来的研究以及对驾驶员行为的督导都有极为重要的作用。