（应用心理学专业论文）旅游城市指路标志的要素选择及呈现方式研究.pdf

浙江理工大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 学位论文作者签名： 日期：) 口i 。年1 7 保密口，在 不保密。 年解密后使用本版权书。 日 害哆 嘉日 瘛n 月 浙江理一i = 大学硕士学位论文 摘要 指路标志的作用在于向道路使用者提供沿途的地名、方向和距离等信息以保证道路使 用者能够快速畅通、准确地到达目的地。在旅游城市中指路标志主要为非本地驾驶者提供 信息，如果不能合适的提供信息，就会影响到驾驶者的出行质量或造成驾驶分心。因此， 标志的可用性的问题直接影响到驾驶者的出行情况和驾驶安全。但是，目前对于这方面 的实证研究还是比较缺乏。 本研究将对旅游城市指路标志的要素选择和呈现方式进行实证研究，为旅游城市指路 标志的设计提出建议。 本研究分为四个实验，实验一：通过主观问卷调查，了解驾驶者对现有指路标志的评 价和增加地方性要素必要性；实验二：通过对增加要素后的指路标志与现有的指路标志的 认知绩效比较，了解增加要素后的指路标志是否会降低驾驶安全性；实验三：采用时分制 和空分制两类分显方式进行比较研究，探讨不同的指路标志呈现方式是否能提高驾驶安全 性；实验四：采用主指路标志和辅助指路标志不同的颜色突显方式进行比较研究，进一步 探讨指路标志的突显方式是否能提高驾驶安全。 本研究的主要结果： 在现有旅游城市指路标志中最受关注的要素为路名、地名、距离。并且是必须设 置的要素。但是，现有指路标志中的要素并不能满足驾驶者出行的需要，需要在 指路标志中增加设置旅游景点名、交通服务设施和到达景点的距离要素。 当指路标志中包含要素过多时，会造成驾驶者认知负荷过重而引起驾驶分心。 0当指路标志中需要呈现的要素过多时，可以采用时分制的分显方式来作为指路标 志的呈现方式。 在指路标志中使用颜色突显的呈现方式可以提高驾驶者的认知绩效，并且，当相 继呈现的指路标志采用的突显方式一致时，可以得到较好的驾驶安全性。 本研究与以往研究的不同： 采用定性和定量分析对旅游城市指路标志进行实证性研究； 尝试对我国的旅游城市指路标志的要素选择和呈现方式做系统性研究； 提出旅游城市指路标志的要素设计建议。 i 浙江理工大学硕士学位论文 关键词：指路标志；驾驶分心；要素选择；分显方式；突显。 a b s t r a e t t h ef u n c t i o no fr o a ds i g ni st op r o v i d ed r i v e r sw i t hi n f o r m a t i o nr e g a r d i n gp l a c e s ，d i r e c t i o n a n dd i s t a n c e ，i n s u r i n gt h ed r i v e r st oa c h i e v et h e i rd e s t i n a t i o n se f f i c i e n t l y i ft h es i g nc a n n o t p r o v i d ei n f o r m a t i o ne f f e c t i v e l y , i tw i l lc a u s ed r i v i n gd i s t r a c t i o n t h u s ，t h eu t i l i t yo fr o a ds i g n d i r e c t l yi n f l u e n c e t h er o a ds i t u a t i o na n dd r i v i n gs a f e t y h o w e v e r , l i t t l er e s e a r c hh a dp a i d a t t e n t i o no nt h i si s s u e t h ec u r r e n ts t u d yc o n d u c t e das e r i e so fe x p e r i m e n t st oi n v e s t i g a t et h ec h o i c eo fe l e m e n t s a n dd i s p l a y i n gm e t h o do fr o a ds i g nt op r o v i d es u g g e s t i o n st ot h ed e s i g n i n go fr o a ds i g n si n t o u r i s tc i t i e s t h ec u r r e n tr e s e a r c hc o n s i s t e do ff o u re x p e r i m e n t s ：e x p e r i m e n t1 ：d a t aw e r ec o l l e c t e dt o u n d e r s t a n dw h a tt h ed r i v e r s o p i n i o n sa b o u tt h em o s ti m p o r t a n te l e m e n t si nr o a ds i g n sv i a s u b j e c t i v e r e p o r t q u e s t i o n n a i r e s e x p e r i m e n t2 ：w ea d d e dt h ee l e m e n t so nt h em o d i f i e dr o a d s i g nb a s e do nt h ed a t ao b t a i n e di ne x p e r i m e n t1a n dc o m p a r e dt h em o d i f i e dr o a ds i g nw i t ht h e o r i g i n a lr o a ds i g nr e g a r d i n gc o g n i t i v ep e r f o r m a n c e ；e x p e r i m e n t3 ：b a s e do nf i n d i n g s f r o m e x p e r i m e n t2 ，w el e a r n e dt h a ta f t e ra d d i n ge l e m e n t s ，t h en e ws i g nw i l lc a u s ed r i v i n gd i s t r a c t i o n a n dd e c r e a s et h es a f e t yi nd r i v i n g t h u s ，i ti sn e c e s s a r yt oc h a n g et h ed i s p l a y i n gm e t h o d so f e l e m e n t so nr o a ds i g nt od e c r e a s et h ed i s t r a c t i o n s t h i se x p e r i m e n tt h e r e f o r ec o m p a r e dt w o d i s p l a y i n gm o d e s ：t e m p o r a l - s e p a r a t ed i s p l a y i n ga n ds p a t i a l s e p a r a t ed i s p l a y i n g e x p e r i m e n t 4 ： b a s e do nt h ef i n d i n g so fe x p e r i m e n t3 ，w ef u r t h e rm o d i f i e dt h ed i s p l a y i n gm e t h o d su s i n gc o l o r h i g h l i g h tt oi m p r o v et h er e s e a r c hs a f e t y t h e m a i nf i n d i n g so ft h ec u r r e n tr e s e a r c h ： 1 ，t h em o s ti m p o r t a n te l e m e n t si nt h ec u r r e n tr o a ds i g n so ft o u r i s tc i t ya r en a m e o fr o a d ， n a m eo fp l a c ea n dd i s t a n c e h o w e v e r ，t h ec u r r e n tu s e de l e m e n t sc a nn o tf u l f i l lt h ed r i v e r s n e e dw h e nd r i v i n gi nt o u r i s tc i t y a l s o ，i ti sn e c e s s a r yt oa d dn a m eo ft o u r i s ts p o t s ，s e r v i c e f a c i l i t i e so ft r a n s p o r t a t i o na n dt h ed i s t a n c et ot h et o u r i s ts p o t s 2 ，w h e nt h en u m b e ro f e l e m e n t si n c r e a s e d ，t h ec o g n i t i v ew o r k l o a dw o u l db eo v e r l yh e a v y i i 浙江理工大学硕士学位论文 a n dc a u s e dd r i v i n gd i s t r a c t i o n ； 3 ，w h e nt h ee l e m e n t sw e r e t o om a n y , i tc o u l db es u g g e s t e dt h a tr o a ds i g n sa d o p t e d t e m p o r a ls e p e r a t e dd i s p a l y i n gm o d e ； 4 ，u s i n gc o l o rh i g h l i g h td i s p l a y i n gm o d ec o u l de l e v a t et h ec o g n i t i v ep e r f o r m a n c eo f t h e d r i v e r s m o r e o v e r , w h e nt h eh i g h l i g h t i n gm e t h o dw a sc o n s i s t e n tb e t w e e nt h et w os e p a r a t e d r o a ds i g n s ，t h ec o g n i t i v ep e r f o r m a n c eo fd r i v e r sw e r em a x i m i z e d t h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h ec u r r e n ta n dt h ep r e v i o u sr e s e a r c h ： 1 ，c o m b i n i n gq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v em e t h o d st oa n a l y s i st h eu t i l i t yo fr o a ds i g n si n t o u r i s t s c i t i e s ； 2 ，a t t e m p tt om a k eas y s t e m a t i cr e s e a r c ho n t h ee l e m e n t so ft h es e l e c t i o na n dp r e s e n t a t i o n o ft h et r a f f i cs i g n si nc h i n a st o u r i s tc i t i e s ； 3 ，p r o p o s e ds o m ed e s i g nr e c o m m e n d a t i o n so f t h et r a f f i cs i g n si nt h et o u r i s tc i t y k e yw o r d s ：r o a ds i g n s ；d r i v i n gd i s t r a c t i o n ；e l e m e n t c h o i c e ；s e p a r a t ed i s p l a y i n g ； h i g h l i g h t i n g i i i 浙江理_ j = 人学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 前言1 1 研究背景2 1 1 道路标志的相关研究2 1 1 1 道路标志的识别研究2 1 1 2 动态道路标志的研究3 1 1 3 道路标志文化差异的研究4 1 1 4 道路标志呈现信息的研究5 1 2 驾驶分心研究6 1 2 1 驾驶中手机使用的研究7 1 2 2 车载导航系统的研究9 1 3 分显的研究l o 1 4 突显的研究1 1 2 研究目的和构思1 3 2 1 问题的提出和研究目的1 3 2 2 研究构思1 4 2 3 研究意义和创新点1 6 3 实验一1 7 3 1 调查目的1 7 3 2 调查方法1 7 3 2 1 问卷设计：1 7 3 2 2 问卷实施1 8 3 3 问卷结果1 9 3 3 1 旅游城市现有指路标志要素选择结果1 9 3 3 2 旅游城市指路标志增加要素的评价结果2 0 3 3 3 旅游城市指路标志要素的主观评价结果2 1 3 4 结果分析讨论2 2 4 实验二2 3 4 1 研究目的2 3 4 2 研究方法j 2 3 4 2 1 被试2 3 4 2 2 实验装置2 3 4 2 3 实验材料2 3 4 2 4 实验任务2 6 4 2 5 实验操作流程2 7 4 3 研究结果2 7 4 3 1 视觉搜索任务的结果2 7 4 3 2 记忆信息任务结果2 8 4 3 3 完成任务操作时间2 9 4 4 结果分析讨论。2 9 5 实验三3 1 i v 6 2 5 实验操作流程4 1 6 3 研究结果4 1 6 3 1 判断方向任务结果? ，4 2 6 3 2 记忆信息任务结果4 2 6 3 3 完成任务操作时间结果4 3 6 4 结果分析讨论4 3 7 研究结论和展望4 4 7 1 研究结论4 4 7 2 研究展望4 6 参考文献：4 7 致谢5 l 附录5 2 附录一：驾驶分心研究的分类5 2 附录二：驾驶分心研究的评估方法及相关指标5 4 1 2 1 驾驶分心研究的主观评估法5 4 1 2 2 驾驶分心研究的客观评估法5 5 附录三：旅游城市指路标志中要素的评价问卷5 7 攻读学位期间的研究成果6 0 v 浙江理工大学硕士学位论文 】j 4 一 刚百 指路标志的作用在于向道路使用者提供沿途的地名、方向和距离等信息以保 证道路使用者能够快速畅通、准确地到达目的地【l 】。指路标志是正确引导交通的 信息载体，是保证道路交通畅通的安全设施。但是现有的指路标志在交通管理中 没有发挥应起的作用，仍存在较高的交通事故率【2 l 。 据国家统计局2 0 0 9 年2 月发布的数据，2 0 0 8 年末，全国民用轿车保有量2 4 3 8 万辆，增长2 4 5 ，其中私人轿车1 9 4 7 万辆，增长2 8 0 【引。私家车的使用不但 为人们的日常生活提供了便利，也改变了以往的旅游方式。随着私家车保有量的 不断攀升，自驾车旅游的需求也在不断增加，如长沙中国国际旅行社2 0 0 9 年端午 期间旅行社的自驾游增长了4 0 以上；今年十一期间合肥市旅游局的统计数据显 示，合肥主要天柱山景区“十一 黄金周的前三天，自驾游客占了9 0 以上。而 当外地自驾车进入旅游区后，旅游城市的指路标志成为人们获取路径信息的主要 来源。但是遗憾的是现有的旅游城市的指路标志难以满足旅游出行的需求 4 1 ，我 们认为这主要是因为指路标志设置的容量过少，不够完善，或版面内容标注不能 给驾驶者通往目的地的清晰指示等原因【l j 。 。 但是，在( g b 5 7 6 8 - 1 9 9 9 道路交通标志和标线标准中并没有对旅游城市指 路标志中的要素做出具体规定，并且，在2 0 0 9 年1 0 月通过旅游城市、指路标志关 键词对维普，知网，万方，s c i e n c e d i r e c t 、e l s e v i e r 、g o o g l es c h o l a r 等数据库检 索未发现有关于旅游城市指路标志的实证研究。 本文通过实验心理学方法对旅游城市指路标志的要素选择及其呈现方式进 行研究，并根据实验结果对旅游城市指路标志的设计提出建议。 浙江理工人学硕士学位论文 1 1 道路标志的相关研究 1 研究背景 2 0 0 9 年1 0 月检索知网、维普、s c i e n c e d i r e c t 、e l s e v i e r 、g o o g l es c h o l a r 等国 内外知名数据库，均未找到旅游城市指路标志的要素选择及呈现方式的研究成 果。与此相关的文献主要集中在道路标志的研究、驾驶分心的研究、分显研究和 突显研究等领域。下面主要介绍这四个方面的研究。 1 1 1 道路标志的识别研究 为道路车辆提供的基于视觉的导航系统主要有三个方面：道路识别，障碍物 识别和标志识别5 1 。由于以往对前两类识别的研究较多，因此近年来研究者将研 究重点转向道路标志识别的研究。道路标志为驾驶者的安全驾驶和有效导航提供 了多种信息，自动识别交通标志对驾驶是重要的。道路标志识别系统的目的是帮 助驾驶者在交通状况下识别道路标志并使其做出驾驶决策的过程【6 】。而在道路标 志识别中最常见的技术就是颜色分类方法；另一个方法是相关，也就是规范类 标志，然后运用到一些其他类似的标志中【7 1 。 近年来关于道路标志识别的研究主要关注标志识别的方法，相关研究主要有 以下两类： 借助科技产品的标志识别方法 使用实时系统的研究首先通过颜色，形状信息等，用广角镜头识别出可能的 道路标志。然后，使用长焦镜头对这些可能的道路标志进行精确的位置预测，并 获取更大尺寸的图像。研究结果表明这种实时道路系统具有可行性【6 】。研究者在 使用实时系统对道路标志的识别进行研究，发现道路标志的颜色，形状有其重要 性f 引。 也有使用矢量支持机器( s u p p o r tv e t o rm a c h i n e s ，s v m s ) 对道路标志的察 觉和识别系统进行研究。该研究分三个阶段：根据像素的颜色进行细分：使用线 性的矢量支持机器利用标志的形状分类对道路标志进行察觉；基于 b a u s s i a n k e r n e l 矢量支持机器对道路标志进行识别【9 1 。 2 浙江理工大学硕士学位论文 未借助科技产品的标志识别方法 使用匹配追踪过滤( m a t c h i n gp u r s u i t ( m p ) f i i t e r s ) 系统研究道路标志识 别。该系统包括两个部分：一部分是察觉，在该部分中系统会使用早前的知识、 形状和颜色信息在原始的距离图像中找到道路标志的相对位置，并捕捉更清晰的 图像；然后，按照约定的匹配模板从这些图像中提取出道路标志的图像。另一部 分是识别，其中识别包括了训练和测试两个阶段，在训练阶段学会适用于每个道 路标志的匹配追踪过滤；在测试阶段，往不同的过滤系统中放入新的道路标志， 并未它们找到最好的匹配【1 0 1 。 另外一种新的方法能有效完整的测试正方形，三角形和八角形的道路标志。 这种方法是利用这些图形的对称属性，以及这些等角多边形的边呈现的模式和边 的条数这些已知条件，来确定图形的中心位置。这种方法能稳定的察觉到道路标 志的位置和大小，并且察觉率在9 5 以上【1 1 】。 但是在标志识别的大多数研究中，研究者只关注识别一些特定的道路标志， 如停止标志，区域标志等，而p p a c l i k 认为任何形式的道路标志识别法则都应 该被研究川。 1 i 2 动态道路标志的研究 动态信息标志( v a r i a b l em e s s a g es i g n s ，s ) 是一种新型的道路指示标 志，这种标志通过电子显示器代替传统标志的金属板，动态的呈现相关的道路指 示信息。m w a r d m a n 等人( 1 9 9 7 ) 指出，驾驶者对路径的选择在很大程度上受 到动态信息标志指示的影响，因此，动态信息标志系统是交通管理和控制系统中 重要的部分【12 1 。虽然动态信息标志能提高驾驶的执行，但是在一些环境中却降 低了驾驶安全【1 3 j 。 动态道路标志提高驾驶执行的研究 p i r k k or a m a r is t ok u l m a l a ( 2 0 0 0 ) 对警告湿滑地面和限速标志的动态 信息标志进行研究。结果表明，受到动态信息标志警告的驾驶者在经过湿滑地面 时，比仅仅因为地面状况恶劣而减速的时候要更慢卜2 k m h 。同样的，限速标志 使得车速减少了i k m h 。但是，这种效应在第二年冬天减少了【1 4 】。 另外，v i r p ia n t t i l a 等人( 2 0 0 0 ) 对动态信息标志的双语应用做了研究， 浙江理： 人学硕士学位论文 实验中分别对三种类型的信息标志做了比较：在标志中相继呈现芬兰语和瑞典 语；在标志中同时出现芬兰语和瑞典语的信息；只用芬兰语呈现空气和道路信息 的标志。结果表明，相继呈现两种语言并不比同时呈现两种语言造成更大的驾驶 分心【15 1 。 动态道路标志降低驾驶安全的研究 a l e n ae r k e 等人( 2 0 0 7 ) 的实验研究了两类动态信息标志，在高速公路上 路段封锁信息标志和替换路线建议信息标志。结果表明，驾驶者对动态信息标志 提供的信息有很高的服从性，并听从建议改变了路线。但是，驾驶者在该类道路 标志前出现了显著的减速和刹车现象，并且，这种刹车会造成连锁反应。研究者 认为，动态信息标志会对驾驶者造成注意负荷过大，而产生驾驶分心，造成交通 事故，并且会因为前一个驾驶者的分心而间接降低了后面车辆的安全性【1 6 1 。 1 1 3 道路标志文化差异的研究 文化也会造成驾驶者对道路标志的认知差异。近年来道路标志文化差异的研 究主要有以下两类： 国际文化差异对道路标志影响的研究 d a v i ds h i n a r 等人( 2 0 0 3 ) 对加拿大，芬兰，爱尔兰和波兰的驾驶者做了 道路标志的跨文化研究。结果表明，当道路标志符合人类工效学的显示设计原则 时得到了最好的理解，这些设计原则是空间兼容性，概念理解性，按规律呈现， 熟悉性和标准化【1 7 1 。 中国文化差异对道路标志影响的研究 a n n i ew y n g & a l a nh s c h a n ( 2 0 0 6 ) 利用中国大陆的道路标志对道路标 志中的认知设计要素进行了研究，这些认知设计要素包括熟悉性，明确性，简易 性，理解性和语义切合性。结果表明，理解性和对标志的熟悉性有强烈的相关， 而且熟悉性也和语义切合性显著相关，其他的属性并没有表现出相关。通过研究， 研究者建议在设计人性化的道路标志中使用认知设计要素能够为驾驶者及时提 供关于前方道路状况更清晰的信息【1 8 】。 次年，a n n i ew y n g a l a nh s c h a 又利用认知设计要素中的明确性要素 研究了文化对道路标志可用性的影响。结果表明当一些特定的文化要素参与到道 4 浙江理t 大学硕士学位论文 路标志中时，这些标志应该增加一些补充文字来减少文化差异造成的影响。在研 究中发现，当非当地驾驶者理解一些形状类似但表达不同含义的图形标志时出现 了抑制效应，但是，当这些形状类似的图形标志表达相同的含义时，对非当地的 驾驶者有正向的效果【19 1 。 1 1 4 道路标志呈现信息的研究 关于道路标志呈现信息方面的研究有很多，近年的研究主要有以下三个方 面。 道路标志呈现信息的机制研究 研究认为道路标志在传递认知信息时存在启动效应，m e h m e tk o y u n c u s o m aa m a d o ( 2 0 0 7 ) 对道路标志的启动效应和如何影响刺激的位置和持续时间 做了研究，结果表明在控制背景下，与重复启动相比语义启动的反应时间更短， 在语义背景下的文字标志和在控制背景下的符号标志的反应时间最短。而且，最 合适的反应时间是将文字和符号相结合的道路标志。实验的结论认为，当道路标 志同时包含文字和符号信息，并将呈现时间延长时会使语义启动增加，造成更少 的交通碰撞事故【2 0 1 。 道路标志呈现信息的容量研究 在我国，韩凤春( 2 0 0 7 ) 认为指路标志设置的容量过少，或不够完善，以 及版面内容标注不能清晰的指示驾驶者到达目的地。而且，指路标志的不完善、 不清晰，不连续可能带来以下的危害：l 、造成驾驶员因方向不明，在路口犹豫 或减速，而影响交通通畅甚至造成交通事故。2 、造成驾驶员的错向行驶，引发 强行并线、掉头、转向，加大了对交通的影响和交通事故发生的概率。3 、造成 驾驶员的错向行驶后，不得以绕路行驶，对个人增加了出行成本，对社会加大了 对道路的占用。4 、由于路线不清，造成驾驶员停车问路，产生对交通的影响以 及燃料和时间的浪引。 道路标志呈现信息的设计研究 从以往研究我们还了解到道路标志能够有效的为驾驶者传递标志信息不仅 仅和这些驾驶者的个性有关，更重要的是标志本身的设计【18 1 。何灿群等人( 2 0 0 4 ) 也提出要将知觉组织原则运用到标志的设计中【2 l 】。 浙江理工大学硕士学位论文 1 2 驾驶分心研究 近年来，无论是在人类的多任务行为的理论研究中，还是在发展和规范驾驶 行为的实践研究中，驾驶分心都已经成为这些领域的研究重点【2 2 1 。 驾驶分心被美国公路交通安全管理局( n h t s a ) 定义为能够使驾驶者从驾 驶任务中分散注意力的任何的活动。n h t s a 的交通事故数据表明，驾驶分心， 看到但是未注意，和驾驶疲劳是驾驶者注意疏忽的三个主要部分，而驾驶者的注 意疏忽是造成交通事故的最主要的原因，至少占了总交通事故的2 5 p a & t 2 3 | 。 另外，j a n ec s t u t t s 等人认为分心是指当驾驶者因为一些事件而延迟察觉了 能够保证安全驾驶的信息，这些事件如活动、事物、在车内或者在车外的人等迫 使驾驶者将注意力转移而偏离了驾驶任务【2 4 1 。 对于偏离驾驶任务，c h i s t o p h e rd w i c k e n s 给出了更精确的定义，指出在 驾驶中最主要的任务为车道保持和道路危险的监控，这两者都主要依赖信息加工 过程中的主要视觉注意带( p r i m a r yv i s u a la t t e n t i o nl o b e ，p v a l ) ，就是指 从车前几米延伸到几百米的区域。驾驶安全最关注的是任何使视觉注意力离开 p v a l 区域的任务。因为视觉通道是驾驶者最重要的通道，任何同时发生的任务一。 ( 听觉、认知、运动) 都会使监控、加工和p a v l 领域的视觉信息产生一些冲突。 而强认知活动或听觉信息加工会与视觉通道所需的感觉认知资源产生竞争【2 引。 也就是k a h n e m a n ( 1 9 7 3 ) 的能量分配模型中指出的注意是用于执行任务的数量 有限的能量或资源。因此，当超过可得到的能量，人如果同时进行两种或多种活 动，就会相互干扰。另外，在电生理方面的证据说明，p 3 0 0 反映了被试的注意 力投入程度，其波幅和任务可得注意资源成正比。在e r p 实验中发现，当主任务 的难度增大，次任务诱发的p 3 0 0 减小，反映了注意力被主任务吸引从而降低了 次任务的绩效【2 6 1 。也就是这些注意资源的竞争造成驾驶者的注意力偏离了驾驶 任务，而造成了驾驶分心。虽然，驾驶能训练驾驶者分散注意力的能力，但是这 种能力会在驾驶行为需求注意力增加时受到很大的限制，而且，即使将视线离开 路面发生在相对短的时间里，都会造成刹车反应时间的增加和碰撞事故发生的几 率f 2 7 1 。驾驶分心的分类和评估方法详细参照附录一、二。 n h t s a 最初的驾驶分心研究开始与研究卡车司机的工作负荷。由于卫星导 航系统，道路指示系统和无线电话的普遍使用，n h t s a 认为有必要设置一套方 浙江理工大学硕+ 学位论文 法来衡量使用一些车内系统的安全性。t i j e r i n a 等人( 1 9 9 6 ) 的研究就是为了 确定工作负荷和驾驶安全性的关系，以及建立一套衡量驾驶中的安全工作负荷的 方法。该项研究的主要结论是发展一套使用驾驶者的工作负荷建立的量化模型来 预测交通事故的方法是不可行的。因为，在确定工作负荷与交通事故之间的关系 有其复杂性，如造成驾驶者工作负荷增加的因素过多，当时有限的数据支持等。 因此，该研究建议，比较于其他任务，驾驶的基本工作负荷可以定义为一种相对 的衡量标准，也就是基线。自此，一些超过驾驶基本工作负荷的行为如调节收音 机，就被定义为分心f 2 3 】。 近年来，对驾驶分心的研究主要有驾驶中手机的使用和车载导航系统的研究 两类。 1 2 1 驾驶中手机使用的研究 近年来，由于手机的普及使用，在驾驶分心的中使用手机的研究越来越受到 研究者的重视。s v e n s o n p a t t e n ( 2 0 0 5 ) 指出，在驾驶中使用手机会显著削弱 驾驶的安全性【2 引。并且有研究证明如果在驾驶过程中使用手机，那么发生交通 事故要比不使用手机高3 8 【2 9 】。d a v idl s t r a y e r & f r a n ka d r e w s ( 2 0 0 6 ) 在 研究中也发现在驾驶过程中使用手机进行谈话会抑$ , j e r p s 释放出与交通有关的 信息，表明该行为会造成大脑处理信息效率的下降【3 0 l 。关于驾驶中手机的研究主 要有以下三个方面： 驾驶中使用手机造成驾驶分心的研究 p a t t e ne ta 1 ( 2 0 0 4 ) 检测了使用手机对驾驶者的认知分心的影响。被试 在车辆操作和信息处理的形式下完成在低复杂程度下的高速公路的驾驶操作。实 验结果表明，在乡间公路和高速公路上，当交谈开始时，被试的反应时明显增加， 但是并没有发现免提电话比非免提电话有明显增益。因此，可以看出，在高速公 路及相似公路上驾驶时，相对于手机来说，交谈造成的驾驶分心远远超过的手机 的使用模式，交谈的内容越复杂，造成的驾驶分心就越大【3 1 1 。从这个实验中可 以看到手机造成的驾驶分心更加依赖于交谈内容的复杂程度。 驾驶中使用手提手机和免提手机的比较研究 t s r n r o s b o l l i n g ( 2 0 0 5 ) 对免提和非免提手机造成驾驶分心的认知负荷 浙江理t 大学硕士学位论文 进行了实验，他们在驾驶模拟器中进行了手机拨号和交谈的实验。实验结果表明， p d t 的完成绩效在拨号和交谈任务中都有所下降，研究者认为这是认知负荷增加 的缘故。同时，在当拨号位置越偏离时，驾驶的绩效也越下降。而在免提手机中 拨号时，驾驶的速度降到最低。交谈也一样会使驾驶速度降低，但是只在非免提 手机中会有这样的结果。研究者也同样把行驶速度的降低归因于认知负荷的增 加。实验最后结合被试的主观报告得出，在交谈实验中，使用免提手机比非免提 手机有更好的驾驶绩效，而在拨号实验中，两种不同的手机模式对驾驶绩效的影 响没有显著差异【3 2 】。从实验中我们还是可以看出，手机的使用，无论是否免提， 都会增加驾驶者的认知负荷，对驾驶的绩效造成不利的影响。 次年，t i s r n r o s & b o l l i n g 又对使用手机造成的驾驶分心做了更进一步的研 究。结果表明，在任何环境下使用手机都会降 氐p d t 的绩效。但是在复杂的市内 环境中，即使不使用手机，p d t 的绩效也非常低。当使用非免提手机时在任何环 境中进行交谈都会造成减速，而在使用免提手机时只在限速9 0 k m h 的乡间环境和 复杂的市内环境中才会出现减速的情况。研究者认为减速是认知负荷增加的表现 【3 3 】。这个实验进一步证实了使用手机对驾驶分心的影响之大，但是，从实验还 是可以看到免提手机带来的一些优势。 d a v i dl s t r a y e r 等人( 2 0 0 3 ) 也对免提手机使用而造成的驾驶分心进行了 研究。研究者通过视觉注意来对使用手机的驾驶者进行测量，得出以下结论：1 当驾驶者在驾驶过程中使用手机时，如果在前方有车辆出现刹车，该驾驶者的反 应减慢。2 当驾驶者使用免提手机时，对环境中出现的广告牌的再认记忆降低。 3 当驾驶者使用免提手机时，对出现在注视点的词语的内隐记忆降低。也就是说， 在驾驶过程中使用免提手机不仅会造成驾驶者对外部环境的分心，也会造成驾驶 者内部认知的分心【州。并且，他们在随后的研究中( d a v i dl s t r a y e re ta 1 ， 2 0 0 6 ) 排除了在使用免提电话的一些操作过程，如：拨号，接听等，依然发现使 用免提电话并不显著优于使用手提电话1 35 1 。 驾驶者年龄对驾驶中使用手机影响的研究 d a v i dl s t r a y e r f r a n ka d r e w s ( 2 0 0 4 ) 研究了驾驶者在驾驶过程中 使用免提手机进行通话的效果。研究表明，无论是年轻人还是年长者都会因为在 驾驶过程中进行手机通话而影响到驾驶安全。与不使用手机的驾驶者相比，在驾 8 浙江理工人学硕士学位论文 驶过程中使用手机会造成反应速度变慢1 8 ，跟车距离增2 h 1 2 ，而且当驾驶者需 要将车速恢复到刹车前的速度时，所需的时间增加了1 7 。该研究虽然没有发现 在年长者和年轻人中使用手机后对驾驶的影响有显著差异，但是，该研究发现使 用手机后，年轻人的反应时延长到与年长者相当的水平p 6 1 。同样的p e t e rj c o o p e r y v o n n ez h e n g ( 2 0 0 2 ) 也发现，在驾驶过程中，当驾驶者没有被分心 时，年龄差距会对驾驶绩效造成显著的差异，但是，当分心发生时，这种显著性 反而消失了【3 7 】。但是，在d a v i ds h i n a r 等人( 2 0 0 4 ) 的研究中，在驾驶中使用手 机进行谈话出现的干扰效应在年长者中更突出，在需要更多的驾驶投入时亦然 【3 8 1 。 1 2 2 车载导航系统的研究 随着汽车业的不断发展，车辆内部系统的也越来越复杂，这些内部系统虽然 为驾驶者带来一定的便利，但是，有时也会带来一些安全隐患。近年来对车内信 息系统( i v i s ) 的研究也是驾驶分心研究中的一项热门研究，主要有以下两个方 面：。 不同模式的车载导航系统的研究 ， h a r m p a t t e n ( 2 0 0 3 ) 对不同的道路导航系统信息模式进行了研究，在实验 中车内安装了导航用的车内信息系统( i v i s ) 。结果表明驾驶者的变速和刹车行 为与导航系统的信息模式无关。而对p d t 的反应时在没有导航系统时更长，但这 种显著性只体现在用视觉和听觉结合的导航系统时，对p d t 的击中率只在视觉导 航时显著高于没有导航系统【3 9 1 。 m e r a t j a m s o n 也对两种车内信息系统的绩效进行了比较研究。实验结果 表明，在使用i v i s 时所有的察觉任务反应时都延长了近2 0 0 毫秒，没有影响到安 全驾驶，并且三种察觉任务之间并没有显著差异。m e r a t 等人认为，可以在不同 的驾驶环境中分别使用这些察觉任务，如在阳光刺眼的环境下可以用听觉察觉任 务来代替p d t ，而在吵闹的环境中也可以使用触觉察觉任务来进行测量【删。 不同环境中使用车载导航系统的研究 j a h n 等人( 2 0 0 5 ) 在道路导航系统的认知负荷研究中完成了瑞典、德国合 作中的德国部分。他们使用道路导航系统在市中心道路中进行驾驶的同时使用 9 浙江理工大学硕士学位论文 p d t 。市中心道路由需要高资源认知和低资源认知两部分道路组成，并且使用两 种不同的道路导航系统，它们的区别在于显示屏的大小和显示内容的不同结构。 驾驶者的认知负荷还同时记录了主观指标和客观指标。实验结果表明，认知负荷 的高低由道路的不同复杂度决定，与道路导航系统的不同模式没有显著关系 【4 l 】 o 虽然，现有许多关于车内导航系统的研究，并且也有不少系统符合一些安全 原则和经过一些人类工效学的评估，但是，c h i s t o p h e rn o w a k o w s k i 认为在一些 导航系统中还是不断的出现许多安全性和可用性的问题。这些问题主要分别出现 在目的地设定和路径导航中： 目的地设定的问题： 1 控制和菜单的布局和标记； 2 听觉和视觉的反馈； 3 输入目的地信息的顺序。 路径导航的问题： 1 导航的开始和结束； 2 视觉显示的设计和可读性； 3 声音导航和出现声音导航的时机； 4 重新规划路径。【4 2 】 1 3 分显的研究 在信息可视化中分显信息的方式主要有时分制和空分制两种。时分制主要是 指在空间维度恒定的前提下，在时间维度上分显信息；而空分制是指在时间维度 恒定的前提下，在空间维度上分显信息4 3 1 。近年来关于道路指示标志分显的研 究主要有以下两方面： 道路指示标志分显的机制研究 信息的呈现是设计道路标志的一个重要的先决要素【删。y u n g c h i n gl i u ( 2 0 0 5 ) 对道路标志的信息量进行了研究。驾驶者完成一个视觉搜索和问题回答 的任务。结果表明，道路标志的信息会对被试的视觉搜索产生影响，信息量越大， 驾驶者的视觉搜索越慢。但是，当驾驶者在记忆单纯的图片标志时得到最高的正 1 0 浙江理工大学硕士学位论文 确率，这些标志含有最小的信息量但是却花了驾驶者相对长的搜索时间。另外， 研究者发现，不同的搜索策略会造成不同的效果。来回扫视策略优于注视策略。 通过实验，研究者建议，当道路标志上的信息过多时，可以使用分散信息的方式， 将信息分置在不同的标志中，并且使这些标志存在一定的间隔【4 5 】。 但是，以往有研究认为一个大的目标出现在一个小的目标之前时，会造成被 试对其后出现的小目标的反应时延长。因此，d o n a l dl k i n g 等人( 1 9 9 1 ) 对 两块指路标志和一块指路标志的认知绩效做了比较研究。结果表明，无论是一块 指路标志还是两块指路标志，小的指路标志的识别反应时并没有因为之前出现指 路标志的形状大小而减慢。结果还发现，当两个相继出现的指路标志使用同一个 刺激时，无论后出现的标志的形状大小，先出现的大标志都对标志识别反应时起 到增益效果【4 6 1 。 道路指示标志分显的实践研究 杜志刚等人( 2 0