道路监控补光灯对青年驾驶员夜间行车安全影响研究*

2022-09-15 07:31黄琼焦朋朋赵鹏飞王健宇
交通信息与安全 2022年4期
关键词:光灯瞳孔行车

黄琼 焦朋朋 赵鹏飞 王健宇

(北京建筑大学通用航空技术北京实验室 北京 100044)

0 引言

道路交通安全是道路交通领域重点关注的内容之一。据统计,2020年中国有86%的伤亡事故由机动车肇事导致,道路交通安全形势十分严峻[1]。相比于日间,夜间的行车环境更为恶劣,相关研究表明,夜间交通事故发生率是日间的3倍[2],驾驶员在面对复杂的夜间道路交通状况时,易因光线不足及视野差等因素发生交通事故。在影响夜间行车安全的因素当中,道路照明带来的光线不足及眩光问题是导致交通事故的重要原因。因此,研究道路照明或眩光对交通安全的影响是交通安全领域的研究热点之一。唐旭[3]建立了日光的眩光值评价模型,采用行车记录仪获取驾驶员视野范围内的日光数据,并通过典型场景试验验证了模型的准确性。黄义贤[4]应用DIALux软件对城市典型路段的不同照明方式进行了模拟计算,并优化照明指标,提出了城市各级道路照明设计方法。González-hernández等[5]分析了黄昏时刻的光线变化对驾驶员反应时间及行人道路安全的影响。Uttley等[6]利用回归分析及视觉指标分析了不同交叉口类型的照明对事故的影响。Boadi-kusi等[7]研究了眩光与夜间驾驶操作表现之间的关系,对比不同光环境的视觉敏锐度,该研究表明眩光影响后的视觉敏锐度可以预测夜间驾驶行为表现。

除了日光和道路照明的影响外,道路监控补光灯(以下简称补光灯)所带来的眩光影响也不容忽视。补光灯是辅助摄像机拍摄道路交通情况而设置的补光装置,其光照强度普遍较大,在夜间行车时容易对驾驶员造成干扰,严重情况下甚至会使驾驶员短暂失明,难以辨别道路情况,给夜间行车带来严重的安全隐患。2014年,公安部制定的行业标准GA/T 1202—2014《交通技术监控成像补光装置通用技术条件》[8]提出了监控成像补光装置的技术要求、试验方法,以及检验规则等,规定了常亮型补光灯基准轴光照强度应小于50 lx。然而,现有标准中考虑补灯光对驾驶员的影响相对较少,实际应用中缺少补光灯设置的具体指导方案,造成补光灯的实际效果差异较大,部分地区甚至存在因补光灯亮度过大造成的“亮瞎眼”等情况。因此,量化研究补光灯对驾驶员夜间行车安全的影响,使补光灯光照强度设置更趋于合理化、人性化,进而提高夜间行车安全性尤为重要。

目前,补光灯的相关研究多围绕其产生的眩光危害进行评价。如全利等[9]基于眩光原理,对重庆地区补光灯存在的问题进行了分析,通过控制补光灯的眩光作用降低夜间道路交通事故的发生率。许巧云[10]使用数码相机采集了补光灯图片,并结合光学分析软件,应用成像式亮度测量法提出了补光灯的阈值增量(TI)及GI等眩光评价指标。黄磊等[11]从补光灯的安装设置条件、光源类型、补光距离等方面提出了眩光控制方法,规定了不同抓拍条件下补光装置的眩光阈值,实现了补光灯的眩光定性、定量控制。除了对光具本身产生的眩光评价研究外,部分学者研究了补光灯眩光对驾驶员的驾驶行为影响,如Cai等[12]根据视觉效能理论,确定了补光灯眩光条件与反应时间的关系,表明在补光灯前20~30 m的残余眩光最强烈,对驾驶员的影响最大。

综上所述,国内外针对补光灯的研究多关注补光灯眩光阈值的评价,对驾驶员的操作行为影响分析相对薄弱。此外,在考虑补光灯对驾驶员影响的相关研究中,提出的反应时间并非驾驶员在行车过程中遇到交通事件的应激反应时间,导致试验场景与实际补光灯场景存在较大差距。补光灯造成的驾驶员视野光线突变不仅会使驾驶员产生瞳孔变化等视觉反应,同时还会影响驾驶员的生理和心理状态,而这些均是影响驾驶员在面对复杂道路状况时对周边信息的感知能力及驾驶操作平稳性的重要因素。尤其是青年驾驶员因其抽象思维和假设性较浅,认知和预见能力较弱,行车过程中往往凭借个人直觉,缺乏对道路险情等突发状况的应对策略,更易发生交通事故。因此,本文使用眼动仪、生理记录仪及驾驶模拟器采集青年驾驶员夜间行车时受到补光灯影响的注视、心电、脑电、制动操作等数据,以此研究补光灯对青年驾驶员视觉特性、生理特性及应激场景的驾驶操作行为影响,为补光灯光照强度的设置提供参考。

1 试验设计

补光灯根据补光方式分为常亮型、频闪型及脉冲型。脉冲型补光灯因其光照强度大,甚至可使驾驶员瞬间致盲等原因,规范已限制其在夜间使用;频闪型补光灯闪烁频率一般不小于50 Hz,肉眼几乎感受不到闪烁的影响,其亮度对驾驶员的影响与目前应用广泛的常亮型补光灯较为相似。本文通过搭建仿真场景进行模拟驾驶试验,并采用眼动仪、生理记录仪等设备采集试验数据,以此研究常亮型补光灯的不同光照强度对青年驾驶员夜间行车状态及危险系数较高的应激场景产生的影响。

1.1 试验设备

驾驶模拟器广泛应用于各类场景的驾驶行为研究。试验使用FORUM8驾驶模拟器对车辆内部及操作进行模拟,该驾驶模拟器由座舱外壳、车辆操作部件、点式安全带、声音系统、显示器,以及配件组成。其中,座舱外壳驾驶空间能满足驾驶员正常的驾驶操作;车辆操作部件采用实际车辆部件,主动力反馈转向盘能够有效反馈驾驶方向操作;声音系统能再现车辆引擎、周边环境声音;座舱外壳前方是3个分辨率为1 920×1 080的LED显示器,模拟驾驶员的行车视野。驾驶模拟器可获得制动和油门踏板行程时间、方向偏移量、速度等驾驶数据。

试验使用UC-win/Road三维虚拟现实软件搭建城市道路环境,由于显示器屏幕亮度限制,通过软件添加补光灯的方式无法实现对不同光照强度的模拟效果,为此,采用可调节照度LED灯及照度计模拟不同光强强度的补光灯。眼动数据由德国SMI公司生产的Iview HED型眼动仪获得,其采样频率为50 Hz,将带有注视点的视频文件导入BeGaze3.0软件,可得到注视时间、瞳孔直径等眼动数据。生理记录仪采用美国BIOPAC公司生产的MP150多通道多导生理记录仪,使用Acqknowledge4.2软件分析可得到心电、脑电等数据,试验设备见图1。

图1 试验设备Fig.1 Equipments used in the simulation

1.2 试验人员

相关研究表明,试验样本量过小会影响试验结果的可信度[13]。试验主要考虑误差和置信水平确定最小样本量,计算见式(1)。

式中:n为样本量;Z为置信水平的标准正态分布统计量;s为标准差;d为容许误差。

试验选择10%显著性水平,在90%置信水平下Z=1.25;式(1)中s通常取0.25~0.5,本文选取式(1)中s=0.35,d=10%。最小样本量为19。

试验共招募20名青年驾驶员,其中男性12人,女性8人,年龄20~28岁,平均年龄25.75岁(标准差1.92岁),驾龄2~10年,平均驾龄6.15年(标准差1.88年)。裸眼视力或佩戴眼镜后的矫正视力(对视视力表均可达4.9)能正常开展模拟驾驶试验。试验人员身心健康,未经历重大交通事故,且在试验前未饮酒或服用药物,睡眠质量良好。

1.3 试验方案

在道路交通事故中,因行人横穿道路导致的行人致命交通事故达60%。为探究补光灯对驾驶员夜间行车常规状态及应激状况的驾驶行为影响,本次试验设置2个变量,即不同的光照强度和是否存在行人横穿道路行为。光照强度用来表示光照的强弱和物体表面被照明的程度。试验使用可调节亮度的LED灯,使得驾驶员眼部感受到的光照强度为10,30,50,70,90 lx,试验时用光照度计测量环境光照为10 lx。夜间道路环境复杂,行人横穿道路等应激场景危险程度较高,通过UC-win/Road仿真软件设置有无行人横穿道路场景作为试验变量,以得到驾驶员在应激状态下的视觉、生理及驾驶操作的影响。试验共10种场景,见表1。为减小重复测量试验带来的学习效应对试验结果的影响,试验场景非重复性地随机出现,直到试验人员依次完成全部场景。

表1 试验场景中变量参数的设置Tab.1 Parameter setting of variables in tests cenes

试验道路为双向6车道的城市道路,行车环境为夜晚,两侧设置有路灯照明,限速60 km/h。道路共分为5个路段,每个路段600 m,路段间设置有信号交叉口,全长3 km。为避免场景设置过于密集,每个路段在距离路段起点200~400 m处随机设置1个试验场景,每次驾驶会随机经历5个场景。试验人员需要驾驶2次,共计经历10个场景,每次驾驶间隔休息20 min。考虑到车辆行驶速度及行人步行速度,行人横穿道路场景触发点设为场景发生地前50 m处,补光灯开启点设为场景发生地前20 m处,光照时长2 s,场景布设示意图见图2。各场景开始时间根据眼动仪采集的视频录像进行确定,数据采集时长为场景开始后5 s的短时间场景。

图2 场景布设示意图Fig.2 Schematic diagram of test scenes

1.4 试验流程

试验正式开始之前,试验人员需要试驾以熟悉驾驶模拟器操作和适应道路仿真环境。试验人员戴上眼动仪并进行校准,贴上生理记录仪电极片,通过调试使驾驶模拟器、眼动仪及生理记录仪,校准无时间差,以确保数据的同步和准确。各仪器设备均调节校准后,试验人员保持驾驶姿势坐正,工作人员在试验人员眼睛高度的位置使用照度计测试光照。调试光照强度后,要求试验人员保持调试好的位置,短暂休息并调整好状态,正式开始试验。

当出现行人横穿道路场景,试验人员需采取避让措施,此时工作人员将记录试验人员的应激反应情况,如是否顺利避让行人等。试验结束后,导出驾驶模拟器、眼动仪及生理记录仪数据进行分析。试验环境见图3。

图3 试验环境Fig.3 Test environment

1.5 试验可靠性分析

实际场景的补光灯无法调节光照强度,同时实车试验不便模拟行人横穿道路等危险情况。为此,考虑到试验的安全性和可行性,本研究采用模拟驾驶仿真平台进行补光灯光照强度对驾驶员影响的研究。由于外设补光灯的模拟驾驶试验无法完全模拟实际的补光灯效果,需要对该试验的可靠性进行论证。

道路监控补光灯一般设置的高度为6 m,补光距离为17~20 m。因环境的限制,模拟试验可按一定比例缩放设置试验场景。如李玮晟[14]搭建了1∶2比例的补光灯模拟场景,通过自制可调节功率眩光源,以瞳孔面积为指标量化驾驶员的主观感受强度和舒适度,以此分析补光灯对驾驶员视觉行为影响。此外,驾驶模拟器屏幕难以调节和控制对应场景的光照强度变化,因此试验使用外接补光灯的方法。研究表明[15],驾驶员在视觉上受到补光灯的最强光照为距离补光灯8 m处,此时普通小轿车受到的最大光照强度一般为40 lx,大客车受到的最大光照强度一般为80 lx。为此,本文选取某城市道路路段的补光灯进行光照强度标定,并于每天20:00—21:00对该补光灯的光照强度进行测量。以距离补光灯20 m处为起点,每隔1 m测量1次,测量高度分别为1.2 m及1.8 m,连续测量3 d,取平均值,其中测量高度以小汽车及货车正常驾驶的驾驶员眼睛高度为依据。测量现场道路环境照度为12 lx,测量结果见图4。

图4 现场道路光照强度测量结果Fig.4 The light intensity from on-site detections

本文从驾驶员的行车安全性出发,研究补光灯对驾驶员威胁最大的光照强度。因此,在距离试验人员1.7 m,距离地面1.3 m处设置可调节亮度的LED灯,并通过照度计多次测量试验人员眼睛位置的光照强度,以增加试验的准确性,其中光照强度的设置范围为10~90 lx。

2 视觉特性分析

行车过程中80%以上的驾驶信息来自眼睛获得的视觉信息[16],注视等视觉特性直接影响驾驶员的信息感知过程,对行车安全有着重要影响。眼动数据能够客观体现驾驶员行车过程中的视觉特性[17]。为此,本文使用眼动仪获取驾驶人员的眼动数据,并应用BeGraze3.0软件进行处理,获得的视觉特性指标包括注视时间和瞳孔面积变化率。

2.1 注视时间

注视行为中超过99%的单次注视时间小于1 000 ms,为此,剔除单次注视时间大于1 000 ms的数据以减小试验误差。将各试验人员的注视时间累加后取平均值,以表示驾驶员的注意力水平。试验人员的注视时间统计结果见图5。

图5 不同场景下的注视时间Fig.5 Gaze duration of different scenes

由图5可见:光强增加,试验人员注视时间减小,且光照强度从10 lx变化到30 lx时,变化幅度较大(有行人横穿道路时注视时间减小了0.38 s);同一光照强度下,有行人横穿道路时的注视时间略大于无行人横穿道路场景。可见,驾驶员受到补光灯的刺激后,会因注意力分散而导致注视时间显著减小,且光照强度越大,注意力受到的干扰越强。当遇到行人横穿道路等应激场景的视觉信息时,驾驶员需将视线短暂停留在目标上以做出识别[18],进而导致注视时间增加。由此可见,夜间道路环境光线较暗,驾驶员受到强光影响后对周边道路的交通信息感知能力降低,注意力受到干扰,可能无法准确判断行人横穿道路等危险场景情况,进而发生交通事故。

重复测量方差检验结果表明:光照强度与行人横穿道路行为无交互作用,不同光照强度对试验人员注视时间有显著性差异(F=23.148,p<0.05),统计分析结果见表2。

表2 不同光照强度注视时间方差统计分析Tab.2 Post-hoc analysis of gaze duration in different light intensities

2.2 瞳孔面积变化率

瞳孔是外部光线反射到眼睛的通道,当环境突然变亮时,自主神经系统会调节瞳孔括约肌收缩,使瞳孔面积变小。瞳孔面积变化能够较好地表征驾驶员行车过程中的视觉适应性及驾驶负荷程度[19]。

以试验人员在补光灯开启前2 s的瞳孔面积平均值作为基准值,以补光灯开启期间2 s的瞳孔面积平均值与基准值的差值作为变化值,定义变化值与基准值的比值为瞳孔面积变化率。重复测量方差分析结果表明光照强度对瞳孔面积变化率有显著性差异(F=277.934,p<0.05),光照强度与行人横穿道路行为对瞳孔面积变化率的交互作用无显著性差异。瞳孔面积变化率统计结果见图6。由图6可见:光照强度增大,试验人员的瞳孔面积变化率的绝对值逐渐增大,且光照强度从10 lx变化到30 lx时,瞳孔面积变化率变化幅度较大;同一光照强度下,有行人横穿道路时的瞳孔面积变化率略大于无行人横穿道路场景。

图6 不同光照强度的瞳孔面积变化率Fig.6 Change rate of pupil area under different light intensities

当光照强度为10 lx时,试验人员的瞳孔仅受到屏幕的光线环境影响,其瞳孔面积变化范围较小,此时遇到行人横穿道路场景时,仅有部分试验人员会产生紧张情绪,造成瞳孔小幅度变大。研究表明:驾驶员瞳孔面积变化率大于40%会处于很紧张的状态[20]。本试验中,当光照强度为90 lx且有行人横穿道路场景时,试验人员的瞳孔面积变化率大于40%,表明驾驶员在强光刺激下瞳孔会急剧缩小,产生不舒适的眩光反应,尤其在遇到行人横穿道路等突发情况时,试验人员极易处于紧张状态。

3 生理特性分析

夜间行车光线环境的突变会对驾驶员的情绪和驾驶负荷产生影响,进而影响驾驶操作的平稳性及行车安全。心电信号可用于情绪识别,脑电信号记录大脑活动过程中的电波变化。为此,本文采用生理记录仪获取试验人员的心电(ECG)的心率、脑电(EEG)的α波、β波、θ波等数据。在采集试验人员生理信号过程中,为降低外界因素的影响,剔除肌电信号对心电信号的干扰,采用低通滤波过滤得到脑电的α波、β波、θ波数据。

3.1 心率增长率

心率增长率(heart rate growth rate,HRGR)能够实时有效反映驾驶员的心率波动规律。本文以试验人员平静状态下的静息心率平均值作为基准心率,以试验场景下的心率平均值作为观测值,HRGR数据见图7。

由图7可见:随着光照强度的增大,HRGR呈递增趋势,且有行人横穿道路时试验人员的HRGR大于无行人横穿场景,当光照强度大于50 lx后,HRGR增长较为显著。由此可见,当光照强度大于50 lx时,补光灯会显著影响驾驶员的视觉舒适性,高亮度的照射使驾驶员产生抵触情绪;结合试验记录情况发现,当光照强度大于70 lx后,部分试验人员的视线发生短暂模糊,难以辨别目标,撞到行人的危险程度明显增大,试验人员情绪波动显著。

图7 不同光照强度的心率增长率Fig.7 Heart rate growth rate of different light intensities

对HRGR做统计分析,结果见表3。分析表明:当光照强度大于50 lx后,试验人员的HRGR有显著性差异,说明光照强度达到一定程度变化才易引起试验人员的情绪波动。

表3 不同光照强度HRGR方差统计分析Tab.3 Post-hoc analysis of HRGR in different light intensities

3.2 脑电负荷

脑电α波频率为8~13 Hz,β波频率为14~30 Hz,θ波频率为4~7 Hz。α波和θ波出现表明人处于放松无压力状态,β波变大说明处于注意力集中、警觉性较强的紧张状态[21]。当驾驶员处于警觉、有压力的状态时,α波和θ波均减小,β波增大,故(α+θ)/β值可表征生理的警觉水平变化。为此,本文选取(α+θ)/β值衡量驾驶员受到补光灯刺激后的大脑压力变化指标,(α+θ)/β值越大,驾驶员较为放松,更能从容应对道路突发情况,对行车安全更有利。重复测量的方差分析结果显示光照强度对脑电(α+θ)/β有显著性差异(F=12.166,p<0.05),行人横穿道路场景对脑电(α+θ)/β有显著性差异(F=43.304,p<0.05)。脑电(α+θ)/β值见图8。

图8 不同光照强度的(α+θ)/β值Fig.8(α+θ)/β Values of different light intensities

由图8可见:当光照强度小于50 lx时,脑电(α+θ)/β值的变化较缓和(变化率在6%以内),但该值在光照强度大于50 lx后呈急剧下降趋势(变化率大于10%);有行人横穿道路场景时,试验人员的脑电(α+θ)/β值较小。由此可见,当光照强度过高时,驾驶员警觉性显著提高,遇到行人横穿道路等危险情况时,警觉性会进一步提升,驾驶员会更加注意道路交通环境的变化,以及时做出反应。结合视觉指标的分析结果,当光照强度大于50 lx,试验人员因瞳孔急剧变小导致视线模糊,判断道路状况的难度增大,警觉性和注意力被迫提高,脑电负荷增大,此时更易引发交通事故。

4 驾驶操作特性分析

光照强度对驾驶员的注视时间、瞳孔面积等视觉特性有显著影响,进而会影响驾驶员的注意力水平和视觉舒适性。心率和脑电负荷的显著变化会影响驾驶员的情绪和警觉性。行车过程中驾驶员的生理和心理变化将直接影响其遇到危险情况时的应激操作执行过程,高效且正确的驾驶操作能有效避免交通事故发生。为此,本文采用驾驶模拟器获取驾驶员在补光灯影响下的避让行人操作特性数据,探究补光灯对驾驶员驾驶操作行为的影响,分析指标包括制动踏板深度比例和制动反应距离。

4.1 制动踏板深度比例

驾驶员在应激场景下的制动踏板深度比例可以有效反映驾驶负荷程度及操作平稳性[22]。试验人员制动踏板深度比例结果见图9。

图9 不同光照强度的制动踏板深度比例Fig.9 Brake pedal depth ratio ofdifferent light intensities

由图9可见:光照强度增大,制动踏板深度比例增大;当光照强度小于50 lx时,制动踏板深度比例变化幅度较小,光照强度从50 lx变化到70 lx时,制动踏板深度比例明显增大(增大0.12)。由此可见,补光灯引起的光线突变会使驾驶员的紧张程度及警惕性增加,驾驶操作平稳性降低。结合脑电分析结果可知,当光照强度小于50 lx时,试验人员的脑电(α+θ)/β值变化较缓和,脑电负荷变化较小,光刺激带来的不舒适感受对驾驶操作影响较小,驾驶员遇到行人横穿道路时可采取较为平稳的制动操作。结合视觉特性分析结果可知,当光照强度大于50 lx时,试验人员的瞳孔面积变化率绝对值达到33%,瞳孔难以在短时间内准确聚焦,视看能力下降,试验人员易处于较为紧张状态,导致其采取的制动措施力度更大,驾驶操作的舒适性和平稳性更差,易引发事故[23]。

将有行人横穿道路场景的制动踏板深度比例做均值处理,使用重复测量方差分析,统计分析结果见表4。结果表明:不同光照强度的制动踏板深度比例有显著性差异(F=8.901,p<0.05),且光照强度为70,90 lx时显著性更高。

表4 制动踏板深度比例方差统计分析Tab.4 Post-hoc analysis of brake pedal depth ratio

4.2 制动反应距离

反应时间可在一定程度上反映驾驶安全的可靠性[24]。本文的驾驶场景均在限速60 km/h下行驶,并不能保证试验人员在场景数据提取点处为同一速度。为了更好体现驾驶员操作特性,本文使用制动反应时间与速度的乘积,即制动反应距离作为驾驶员操作分析指标,该指标可反映避让行人操作的安全性。数据处理过程中,根据眼动仪逐帧记录的视频,确定注视点落在行人出现区域的时刻,结合驾驶模拟器的数据确定试验人员踩下制动踏板的时刻,以2个时刻的时间差作为制动反应时间,行驶速度由驾驶器获取。不同光照强度场景的避让行人成功率见表5,当光照强度为50 lx时开始发生未能成功避让行人的事故,且光照强度为90 lx时避让行人成功率仅为85%,表明在强光影响下,视觉的不舒适性会引起紧张情绪,易使驾驶员的感知信息产生偏差,造成驾驶操作失误,进而引发交通事故。

表5 不同光照强度的避让行人成功率Tab.5 Pedestrian avoidance success rate of different light intensities

图10显示了不同光照强度的制动反应距离分布。由图10可见:随着光照强度的增大,制动反应距离逐渐变大;且光照强度大于50 lx后制动反应距离的变化较为明显,此时制动反应距离达到13.40 m以上。结合视觉特性分析结果可知,光照强度的增大使得驾驶员的注视时间减小,注意力下降,且在光照强度为70,90 lx时影响较为明显;当光照强度大于50 lx时,驾驶员的驾驶舒适性显著降低,紧张情绪上升,导致驾驶反应灵敏性降低。由此可见,在遇到行人横穿道路时,补光灯引起的光线突变易导致驾驶员的感知危险能力下降,难以快速准确辨认行人的移动方向,不能及时采取避让操作,导致制动反应距离变大,甚至无法成功避让行人,造成交通事故。尤其当光照强度为90 lx时,试验人员的制动反应距离显著增大,注视时间减小至3.61 s,并且通过眼动仪的记录视频发现,部分试验人员此时存在视线躲闪情况。在复杂的夜间行车环境下,该现象极大增加了交通事故的风险,对夜间行车安全十分不利。

图10 不同光照强度的制动反应距离Fig.10 Braking response distance of different light intensities

重复测量方差分析结果见表6,光照强度为10 lx与其他光照强度制动反应距离有显著性差异(p<0.05),光照强度为30,50,70 lx与90 lx的制动反应距离有显著性差异(p<0.05)。

表6 制动反应距离方差统计分析Tab.6 Post-hoc analysis of braking response distance

5 结束语

1)光照强度从10 lx变化到50 lx时,光照强度对试验人员的视觉影响较弱,注意力水平差异性较小,情绪波动较小,制动踏板深度比例在0.5以下,驾驶操作较为平稳。

2)光照强度从50 lx变化到90 lx时,试验人员注视时间减小至3.74~3.51 s之间,瞳孔面积变化率大于30%,警觉性及驾驶负荷明显增大,而且在有行人横穿道路场景下生理波动更大。此时试验人员对危险信息的感知能力显著下降,提前辨别行人横穿道路行为难度增大,驾驶操作稳定性降低(制动踏板深度比例大于0.5及制动反应距离显著增大),制动操作力度较大,避让行人成功率下降,发生交通事故的风险增加。

3)高亮度补光灯会使道路的光照环境发生突变,使其干扰驾驶员的注意力,降低驾驶员对道路的交通信息感知能力及行车舒适性,甚至导致驾驶员产生紧张情绪,影响其避让行人、紧急制动等驾驶操作,进而引发交通事故。为此,建议在非机动车及行人流量较大的地方提升整体环境照明,或增设不小于50 m的补光缓冲区,以降低高亮度补光灯对驾驶员夜间行车安全的影响。

4)驾驶经验不同的驾驶员在面对复杂道路状况时的生理变化和驾驶操作有一定差异。与驾龄较短的青年驾驶员相比,驾驶经验丰富的驾驶员在面对补光灯的刺激时心理变化可能较小,驾驶操作更为从容,但高光照强度对眼动的影响是自发行为,补光灯造成的视觉特性影响一般与驾驶经验的相关性较小。

5)本文以驾驶经验较少的青年驾驶员作为研究对象,样本量较小,试验结果可能因样本量、试验人员年龄分布和驾驶经验的影响存在一定差异;同时,实际道路监控补光灯对驾驶员的影响是1个动态连续过程,试验仅选取了补光灯影响程度最大时的照度数值,且保持该照度2 s,试验结果可能会因补光灯的照射角度、补光时间等因素与实际存在一定差异。未来可招募年龄分布更广的驾驶员,扩大样本量,以驾驶经验进行分组研究补光灯对驾驶行为的影响规律,同时,还可结合实车试验,将实证数据与模拟驾驶数据进行对比,进一步提升研究成果的可靠性精度和应用价值。

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