（森林工程专业论文）基于人体生理与心理反应的公路绿化频闪现象研究.pdf

摘要 随着公路交通事业的发展，人们对于交通环境的认识逐渐加深，在考虑行车安 全性的同时，行车舒适性己越来越受到人们的关注，对公路环境的服务能力要求也 越来越高。公路光环境作为公路交通环境的一部分，对驾驶员行车舒适性也会产生 一定程度的影响。公路绿化形式影响着公路光环境，尤其对于普通公路来说，行道 树距离行车道较近，在光照条件下，光线会在行车道范围内产生明暗交替变化的现 象，驾驶员行驶在这种光环境下，眼睛要不断地适应光线的变化，一定时间后会影 响行驶的舒适性，产生视觉疲劳现象，进而会影响到行车安全。因此，从驾驶员的 生理心理反应角度考虑光线变化的频闪现象的影响，对于研究驾驶员行车舒适性， 减少交通事故的发生，提高公路服务性能至关重要。 本文以普通公路绿化光环境的频闪现象为研究对象，针对在光照下路侧行道树 在行车道范围内所产生明暗交替的阴影现象，选用眨眼频率、心率增长率作为研究 指标，研究驾驶员行车视觉舒适性、眼动及心率变化与其影响因素的关系。通过现 场行车实验和室内模拟实验结合的方法，证实频闪现象确实对驾驶员的视觉舒适性 和心理感受有影响。通过偏相关分析，最终确定不同公路光环境情况下，影响骂驶 员视觉舒适性的主要因素，同时归纳出不同频闪频率和光照标准差条件下驾驶员眨 眼频率峰值及其出现时刻，分别建立驾驶员眨眼频率及眨眼频率峰值出现时刻与光 照标准差、频闪频率的多元回归模型。 初步实验表明，随着光照标准差越大，即有频闪现象时光照的明暗照度值据平 均值离散程度越大，驾驶员视觉越不舒适，越容易达到视觉疲劳，视觉疲劳出现时 间越早，心理感受越明显，平均心率增长率越大。随着频闪频率越大，即光线明暗 变化越快，驾驶员视觉越不舒适，越容易达到视觉疲劳，视觉疲劳出现时间越早。 通过偏相关分析得出，光照标准差和频闪频率都会对驾驶员视觉感受产生影响， 且光照标准差对驾驶员视觉影响大于频闪频率。光照标准差对心率增长率的影响较 明显，随着光照标准差的增大，驾驶员心率增长率越大。此外还得出了频闪频率与 心率变化的相关性不明显。 关键词：行道树：频闪现象：眨眼频率；驾驶员心率；频闪频率；光照标准差 。r e s e a r c h ，o ng l i t t e rp h e n o m e n o no fh i g h w a yg r e e n i n g b a s e do np e o p l e sp h y s i o l o g i c a la n dp s y c h o l o g i c a lr e f l e c t i o n a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fr o a dt r a n s p o r t a t i o nc a u s e ，t h ei m p o r t a n c eo ft r a n s p o r t a t i o n e n v i r o n m e n ti sd e e p l yu n d e r s t a n d e d d r i v i n gs a f e t yi sc o n s i d e r e d a tt h es a m et i m e ， d r i v i n gc o m f o r ti sp a i dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o nt o ；a l s op e o p l eh a v eh i g h e ra n dh i g h e r d e m a n do ft h es e r v i c ec a p a c i t yo fr o a de n v i r o n m e n t r o a dl i g h te n v i r o n m e n t ，a sap a r to f r o a dt r a n s p o r t a t i o ne n v i r o n m e n t ，h a sa l s oac e r t a i ne x t e n te f f e c to nd r i v i n gc o m f o r to f d r i v e r s t h ef o r mo fr o a dg r e e n i n ge s p e c i a l l yf o rc o m m o nh i g h w a yg r e e n i n ga f f e c tt h e r o a dl i g h te n v i r o n m e n t b e c a u s et h ed i s t a n c eb e t w e e ns t r e e tt r e e sa n dc a r r i a g e w a yi s c l o s e ，l i g h t w i l le m e r g eg l i t t e rp h e n o m e n o no nc a r r i a g e w a y sa r e au n d e rs u n l i g h t c o n d i t i o n w h e nd r i v i n gi n t h i sl i g h te n v i r o n m e n t ，d r i v e r s e y e sh a v et oa d a p tt ot h i s c h a n g eo fg l i t t e rp h e n o m e n o n a f t e rac e r t a i nt i m ei t w i l la f f e c tt h ed r i v i n gc o m f o r t ， r e s u l ti nv i s u a lf a t i g u e ，a n dt h e nw i l la f f e c td r i v i n gs a f e t y t h e r e f o r e ，i ti si m p o r t a n tt o c o n s i d e rt h ee f f e c to f g l i t t e rp h e n o m e n o n f r o mt h ed r i v e r s p h y s i o l o g i c a la n d p s y c h o l o g i c a lr e a c t i o ni no r d e rt os t u d yd r i v i n gc o m f o r t ，r e d u c i n gt r a f f i ca c c i d e n t sa n d i m p r o v i n gr o a ds e r v i c ep e r f o r m a n c e t a k i n gg l i t t e rp h e n o m e n o no fl i g h te n v i r o n m e n to fc o m m o nh i g h w a yg r e e n i n ga s s t u d yo b je c t ，a i m i n ga tg l i t t e rp h e n o m e n o nw h i c h c a m ef r o ms t r e e tt r e e si nc a r r i a g e w a y s a r e a sa ts u n l i g h tc o n d i t i o na n ds e l e c t i n gb l i n k i n gf r e q u e n c y , g r o w t hr a t eo fh e a r tr a t ea s r e s e a r c hi n d i c a t o r s ，t h i sp a p e rs t u d i e dt h er e l a t i o na b o u tv i s u a lc o m f o r t ，b l i n k i n g f r e q u e n c ya n dc h a n g eo fh e a r tr a t ew i m t h e i ri n f l u e n c i n gf a c t o r s t h r o u g hac o m b i n a t i o n o fa c t u a ld r i v i n ga n di n d o o rs i m u l a t i o ne x p e r i m e n t s ，t h es t u d yv e r i f i e dt h a tg l i t t e r p h e n o m e n o nh a se f f e c to nd r i v e r v i s u a lc o m f o r ta n dp s y c h o l o g i c a lf e e l i n g si n d e e d b y p a r t i a lc o r r e l a t i o na n a l y s i s ，t h es t u d ys h o w e dt h a tt h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o r so fd r i v e r s v i s i o n a lc o m f o r ti nd i f f e r e n tr o a dl i g h te n v i r o n m e n ti sl i g h ts t a n d a r dd e v i a t i o na n dg l i t t e r f r e q u e n c y , b yt h ec r a v eo fb l i n k i n gf r e q u e n c y , t h ep e a ko fd r i v e r s b l i n k i n gf r e q u e n c y a n dt h em o m e n to ft h ep e a k a p p e a r i n gt i m ew e r es u m m e du p b a s e do nl i g h ts t a n d a r d d e v i a t i o na n dg l i t t e rf r e q u e n c y , m u l t i p l er e g r e s s i o nm o d e l sa b o u tb l i n k i n gf r e q u e n c ya n d a p p e a r e dt i m eo fp e a kw e r es e t - t e du p t h ei n i t i a le x p e r i m e n ts h o w e dt h a t 、析mt h ei n c r e a s eo fl i g h ts t a n d a r dd e v i a t i o n , t h e f e l l i n go fd r i v e r s v i s i o nw a sm o r ea n dm o r eu n c o m f o r t a b l e ，a n dd r i v e r sv i s u a lf a t i g u e w a so c c u r r e de a s i e ra n ds o o n e r t h ep s y c h o l o g i c a lf e e l i n gw a sm o r ea n dm o r eo b v i o u s a n dt h eg r o w t hr a t eo fd r i v e r sh e a r tr a t ew a sg r e a t e r w i t ht h eg r o w t ho fg l i t t e rf r e q u e n c y , t h a ti s ，t h ef a s t e ro fs u n l i g h tc h a n g e s ，t h ef e e l i n go fd r i v e r s v i s i o nw a sm o r ea n dm o r e u n c o m f o r t a b l e a n dd r i v e r sv i s u a lf a t i g u ew a so c c u r r e de a s i e ra n ds o o n e l i tw a s + f o u n db yp a r t i a lc o r r e l a t i o na n a l y s i st h a tt h ef e l l i n go fd r i v e r s v i s i o nw a s a f f e c t e db yb o t hs u n l i g h ts t a n d a r dd e v i a t i o na n dg l i t t e rf r e q u e n c y s u n l i g h ts t a n d a r d d e v i a t i o nh a dm o r ee f f e c to nv i s i o nc o m f o r t s u n l i g h ts t a n d a r dd e v i a t i o nh a dm o r e o b v i o u se f f e c to nt h eg r o w t hr a t eo fd r i v e r sh e a r tr a t e w i t ht h ei n c r e a s eo fs u n l i g h t s t a n d a r dd e v i a t i o n ，d r i v e r s g r o w t hr a t eo fh e a r tr a t eg o ti n c r e a s e t h ec o r r e l a t i o nb e t w e e n g l i t t e rf r e q u e n c ya n d h e a r tr a t ew a sn o to b v i o u s 。 k e yw o rds ：a r b o r ；g l i t t e rp h e n o m e n o n ；b l i n k i n gf r e q u e n c y ；。所f w ，h e a r tr a t e ； g l i t t e r f r e q u e n c y ；b r i g h t n e s ss t a n d a r dd e v i a t i o n d ir e c t e db y ：p r o # q lc h u n h u a a p pi ic a n tf o rd o c t o rd e g r e e ：s u nd in g jin g ( f o r e s te n g i n e e r i n g ) ( c o l l e g eo fe n e r g ya n dt r a n s p o r t a t i o ne n g i n e e r i n g i n n e rm o n g o l i aa g r i c u l t u r a lu n i v e r s i t y h o h h o t0 10 0 18 c h i n a ) 插图和附表清单 图1 技术路线。8 图2 行道树产生的频闪现象1 1 0 图3 行道树产生的频闪现象2 1 0 图4 实验车辆19 图5 照度计19 图6s o n y 摄录机19 图7p o l a rs 810i 型心率表19 图8 生理信号采集仪输出曲线示意图1 9 图9 心率图输出窗口2 0 图1 0h r v 心率变异性分析输出窗口2 0 图l1 眼电放电直方图统计输出窗口2 0 图12 速度6 0 k m h 的照皮值2 3 图13 速度为4 0 k m h 的照度值2 3 图1 4 模拟实验环境2 7 图1 5r m 6 2 4 0 b 多道生理信号采集仪2 7 图】6 视频眼镜2 7 图1 7 对模拟实验台的舒适性调查3 3 图1 8 不同频闪频率下受试者主观评价舒适性得分均值3 4 图1 9 不同光照标准差下受试者主观舒适性评价表3 4 图2 0 有、无频闪现象对受试者眨眼频率的影响图3 7 图2 1 频闪频率为2 8 时眨眼频率图( 光照标准差5 0 3 8 7 2 l x ) 3 8 图2 2 频闪频率为4 2 时眨眼频率图( 光照标准差5 0 3 8 7 2 l x ) 3 8 图2 3 频闪频率为5 6 时眨眼频率图( 光照标准差5 0 3 8 7 2 l x ) 3 9 图2 4 频闪频率为7 时眨眼频率图( 光照标准差5 0 3 8 7 2 l x ) 3 9 图2 5 频闪频率为2 8 时眨眼频率图( 光照标准差1 0 5 7 9 2 2 l x ) 4 0 图2 6 频闪频率为4 2 时眨眼频率图( 光照标准差1 0 5 7 9 2 2 l x ) 4 0 图2 7 频闪频率为5 6 时眨眼频率图( 光照标准差1 0 5 7 9 2 2 l x ) 4 1 图2 8 频闪频率为7 时眨眼频率图( 光照标准差1 0 5 7 9 2 2 l x ) 4 1 图2 9 在两个光照标准差下的四种频闪频率受试者眨眼增加值4 2 图3 0 有、无频闪现象对受试者心率变化图5 1 图3 l 频闪频率为2 8 和4 2 时心率变化图( 光照标准差5 0 3 8 7 2 l x ) 5 2 图3 2 频闪频率为5 6 和7 时心率变化图( 光照标准差5 0 3 8 7 2 l x ) 5 2 l z 王 屯 i & & 殳 m n 屹 b m ：2 m 墙 挎 加 扒 龙 乃 m 笱 弱 勰 掳 如 孔 记 3 3 图3 3 3 4 图3 4 频闪频率为2 8 和4 2 时心率变化图( 光照标准差10 5 7 9 2 2 l x ) 5 3 频闪频率为5 6 和7 时心率变化图( 光照标准差1 0 5 7 9 2 2 l x ) 。5 3 在两个光照标准差下的四种频闪频率受试者心率变化图5 4 表1 视野范围与车速的关系9 表2 各类检测方法比较1 2 表3 受试者平静时心率与眨眼频率1 5 表4 多道生理信号采集仪参数设置18 表5 现场行车实验人员基本资料2 1 表6 公路光环境照度数据2 3 表7 现场实验眼电数据2 4 表8 现场实验眼电数据t 检验统计结果2 4 表9 现场实验心率增长率数据( ) 2 5 表10 现场实验心电数据t 检验统计结果。2 5 表1 1 初步模拟实验眼电数据2 8 表1 2 初步模拟实验心率增长率数据( ) 2 9 表1 3 初步模拟实验眼电数据t 检验统计结果2 9 表1 4 初步模拟实验心电数据t 检验统计结果2 9 表l5 受试者主观感受主要影响因素比例。3 3 表1 6 眼电及心率信号与主观调查结果的相关系数。3 6 表1 7 有、无频闪现象眼电数据独立样本t 检验3 7 表1 8 不同情况下眨眼频率相关资料统计4 3 表1 9 眨眼频率和光照标准差的偏相关系数4 4 表2 0 眨眼频率和频闪频率的偏相关系数4 5 表2 1 回归模型1 的拟合优度评价。4 6 表2 2 回归模型1 的方差分析表4 6 表2 3 回归模型1 的回归系数估计及其显著性检验4 6 表2 4 眨眼峰值时刻和光照标准差的偏相关系数4 7 表2 5 眨眼峰值时刻和频闪频率的偏相关系数。4 8 表2 6 回归模型2 的拟合优度评价4 8 表2 7 回归模型2 的方差分析表4 8 表2 8 回归模型2 的回归系数估计及其显著性检验4 9 表2 9 有、无频闪现象心电数据的独立样本t 检验5 1 表3 0 不同情况下心率增长率相关资料统计。5 4 表3 1 心率增长率和光照标准差的偏相关系数5 5 6 7 8 9 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 王 禾 生 邑 z 吼 吼 良 l 乙 k 钆 爻 t ” 鲳 如 钔 铊 钙 钌 铂 钾 锝 的 乱 鸵 够 钳 钌 筇 卯 锯 锣 n 酡 钌 钒 觚 缸 6 7 表3 2 心率增长率和频闪频率的偏相关系数5 5 内蒙古农业大学研究生学位论文独创声明 本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 括为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名：丕i ：盐扇 日期： 兰呈2 ：! 笪：竺 导师指导研究生学位论文的承诺 本人承诺：我的研究生型：重复重量所呈交的学位论文是在 我指导下独立开展研究工作及取得的研究结果，属于我现任岗位职务 工作的结果，并严格按照国家及学校有关学术道德规范的规定要求而 获得的研究结果。如果违反，我必须接受按国家及学校有关规定的处 内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书 本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，即：研 究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学。本 人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部 分内容( 保密内容除外) ，采用影印、缩印或其他手段保存论文。 论文作者签名：玉：盈指导教师签名： 日 辫 内蒙古农业大学硕士学位论文 1 1 引言 1 1课题的研究的背景及意义 随着公路交通事业的发展，人们对于交通环境的认识逐渐加深，在考虑行车安 全性的同时，行车舒适性也越来越受到人们的关注，对公路环境的服务能力要求也 越来越高。公路绿化是对以公路为主体的相关部分空地进行绿化美化的行为，作为 公路交通环境的组成部分，其优劣程度影响着公路的服务能力和服务水平。公路绿 化对减少污染、美化环境、改善景观、防御自然干扰因素、保持生态系统的稳定性 起着重要的作用，且可以产生相应的社会效益和经济效益n 1 。 不同的公路等级有着不同的绿化形式。对于高等级公路来说，绿化目的主要是 分隔带防眩绿化、路堤边坡行道树防护绿化、服务区环境绿化等。普通公路( 本文 将除高速公路以外的公路称为普通公路) 绿化形式则比较简单，以行道树绿化为主。 行道树绿化是公路绿化的主体部分，它是指栽植于公路两侧，给车辆及行人遮阳并 构成公路景观，具有一定间隔的树木。行道树树种的选择受不同的地域、气候环境 等因素影响：北方行道树树种主要有：毛白杨、法桐、栾树、槐树、悬铃木、白蜡、 银杏等；南方行道树树种主要有：香樟、广玉兰、杜英、银杏、桂花、栾树等嘲。 目前行道树的功能主要侧重于以下几个方面嘲： ( 1 ) 景观功能。行道树大都体形高大、枝叶茂密且具有丰富的形态、线条、色 彩和季相变化，是构成公路景观的重要要素之一。良好的行道树绿化给驾驶员提供 绿荫连绵、舒适的乘车环境，并且绿色能起到稳定心情的作用，使驾驶员心情舒畅。 ( 2 ) 改善小气候、净化空气、减轻噪音功能。行道树的树冠可以反射、阻截太 阳辐射，降低地表温度，减少土壤水分蒸发，增加空气湿度，拦阻空气流动，减弱 风速；同时行道树可以通过光合作用调节空气中的碳氧平衡、吸收大气中的s 0 2 、 c 1 2 、h 2 s 等有害气体；同时由于汽车噪音是噪声公害的来源，噪音常使人紧张、疲 劳或耗费精神，长期的噪音甚至会危及人们的听觉系统。行道树绿化的目的也在于 降低汽车噪音对环境造成的危害，这是因为林木有散射声波的作用，能够把投射到 叶片上的噪音投射到各个方向，造成声能消耗使其减弱。研究表明，栽植行道树， 可以使噪声减弱2 0 左右，尤其成排的树木效果更佳。 ( 3 ) 保护路面、组织交通、视线诱导的功能。行道树可以降低路面温度，减小 昼夜温差，减少路面的热胀冷缩程度，从而延长了路面的使用寿命；高大的行道树 有助于增强公路的连续性和方向性，起到诱导视线的作用；同时行道树的合理选择 更可以增加交通的顺畅安全性，可以指示前方公路的线性变化、在小转弯、陡坡或 狭窄等险要路段，可配合路标起到提示和护栏的作用。 ( 4 ) 保持水土、凸显地方特色的功能。树木的根系纵横交织，十分发达，能有 效地增加土壤固着能力，对提高防蚀、抗冲、保持水土和稳固路基都非常有效。它 可截流、阻挡雨水直接冲击坡面，加大坡面的粗糙度，减少地表径流，防止路基变 2 基于人体生理与心理反应的公路绿化频闪现象研究 形及坡面坍塌。另外，路基的稳定和含水量有很大关系，路基含水量过大，是造成 路面破坏的重要原因之一，植物可以通过蒸发作用，不仅能消耗土壤中的有效含水 量，而且能通过毛细管的输导作用，大量地消耗地下水，从而抑制了地下水的上升， 增加了路基的强度和稳定性；同时我国地域辽阔，跨寒、温、热三个气候带，由于 温度及雨量关系，导致各个地区的行道树品种各不相同，那么行道树就代表了一个 区域或一个城市的气候特点及文化内涵。如北京的国槐、天津的绒毛白蜡、海南的 椰树、桂林的桂花及武汉的银杏等都具有代表性。 目前针对公路绿化的研究主要是针对其景观效益和生态效益方面，随着人们对 公路绿化重视的逐渐加深，在绿化设计过程中应该考虑到不同绿化环境对驾驶员驾 驶舒适性及驾驶行为的影响。因为驾驶员作为公路的直接使用者，驾驶行为同时受 到车辆内部环境和车辆外部的公路交通环境的双重影响，公路光环境作为车辆外部 交通环境的一部分，对驾驶员舒适性也会产生一定程度的影响。不同的公路绿化形 式对公路的光环境会产生不同程度的影响。对于高等级公路来说，由于路侧行道树 绿化带距离行车道较远，所以对行车道区域内的光环境影响不显著；对于普通公路 绿化来说，绿化形式比较简单，以行道树绿化为主。例如我国北方地区大部分普通 公路绿化是“一条路两行树 的对称绿化，且树种比较单一，以杨树和桐树为主“1 。 普通公路绿化由于行道树距离行车道较近，所以在光照条件会在行车道范围内形成 光线明暗交替变化的现象。驾驶员以一定的速度行驶的时候，这种现象就会形成以 一定频率出现的光线频闪现象，驾驶员的眼睛要不断地适应这种光线的变化，在积 累到一定时间后会产生视觉疲劳现象，影响了驾驶舒适性，进而可能影响到行车安 全。 驾驶员在行车过程中，有8 0 9 0 的信息依靠视觉获得“钉。所以，视觉环境对 驾驶员的影响很大。绿化光环境主要是对驾驶员视觉的影响。而现今的技术规范中 对于行道树种植标准的规定大都是基于生态效益和景观效益，绿化设计还未考虑对 驾驶员的视觉舒适性影响。因此，在公路绿化设计中应尽可能的使绿化光环境满足 驾驶员正常的生理、心理要求，使其不会影响到驾驶员行车舒适性，甚至良好的公 路绿化环境可以愉悦身心、缓解驾驶员的疲劳现象，从而保障行车安全。 从驾驶员的生理与心理反应的角度进行普通公路行道树的绿化设计，对于研究 驾驶员行车舒适性、减少交通事故的发生，提高公路服务能力至关重要。 1 2 国内外相关研究进展 目前基于测量人体各种生理指标( 脑电、心率、眼电等) 的方法来研究公路绿 化问题，所能查到的国内外已有的文献较少。早期对公路绿化问题的讨论，主要集 中在考虑绿化与周围景观环境的协调性、生态环境效益和经济效益等方面，而没有 考虑到绿化光环境对驾驶员造成的生理及心理的影响。 内蒙古农业大学硕士学位论文 3 1 2 1国外相关研究进展 ( 1 ) 国外公路绿化研究进展 国外对绿化设计的研究较早。公路绿化设计规范从2 0 世纪6 0 年代出台。高速 公路发展较早的国家的交通行业部门，如美国、日本、德国、法国、瑞士等，在注 重公路绿化的同时，综合考虑生态学功能，美化景观功能、同周边环境协调功能、 交通附属设施功能等多功能的完美结合，使公路建设与大自然融为一体钔。 日本于1 9 6 5 年颁布了日本干线公路环境保护法规，又在1 9 7 6 年制定了公 路绿化技术基准。日本对绿化的效果要求天然化，尽量减少人工痕迹。保存中央分 隔带和路旁的原有林，并把人行道边界的栽植和中央分隔带的栽植作为一个整体考 f 瞥【5 】 ，卧o 1 9 8 0 年，联邦德国制定的新的道路设计规范增加了道路景观设计规范 f r a s l g l 9 8 0 ) ，1 9 9 2 年出台了道路事业自然保护道路结构指南景观保护。德 国在高速公路规划设计之初就十分注重自然及景观保护，选择线形、车道回避、减 缓可预测影响，无可回避的情况下就进行影响补偿，再现或重建周边景观隋3 。 美国高速公路的中央分隔带很宽，对向行驶的车辆夜间行驶不会产生眩光问题， 因此不提倡新栽树木，主张应用抗逆性强、管理养护成本最低的草坪草、地被植物 或野花旧。美国佛罗里达州公路景观设计指南规定乔木种类应该限制使用一种基调 树种( t h e m et r e e ) 、一种或两种配置树种( s e c o n d a r yt r e e ) ，使公路种植达到一种标志性 的特征n 】。 加拿大的公路绿化也强调生态管理( e c o l o g i c a lm a n a g e m e n t ) ，采用本土植物 ( i n d i g e n o u sv e g e t a t i o n ) 代替草坪( 1 a w n s ) ，创造接近自然的景观( n a t u r a ls e t t i n g ) ，能够 给人以更多的美感，具有更大的生态效益订1 。 瑞士在修建高速公路时尽可能的保护公路沿线所有的植物，并根据动物出没路 线，给动物修建专门的跨线桥，在桥上覆土种植与周围环境中相似的乔灌草，以利 动物的通过璐1 。 自2 0 0 1 年开始举行的国际生态和道路会议( i c o e t ) 每两年一次集中讨论与道 路相关的各种生态问题。纵观欧美各国在公路绿化中的发展演变，可知其绿化亦经 历了从美化路域环境到重视生态恢复的转变。 ( 2 ) 国外基于驾驶员生理心理反应的道路交通问题研究进展 目前为止，已经有一些应用医学、心理学、生理学方面的仪器和方法研究道路 交通问题的例子。陆续有些利用各种生物电( 如脑电、心电、皮电、肌电等) 的测 量研究道路设计和交通安全问题的国内外文献。 1 9 7 2 年，d u r e m a n ，e i 和b o d e n ，c h 从生理、心理的角度研究驾驶员的疲劳 问题钔。 1 9 7 9 年，瑞士的z e i e r ，h 研究了手动变速器和自动变速器对驾驶员和乘车人 4 基于人体生理与心理反应的公路绿化频闪现象研究 员的多项生理指标的影响旧1 。 b r o o k h u i s 等人用心电图结合脑电图研究了分别在城市拥挤的快速环线和畅通 无阻的高速公路上行车时驾驶员的心理压力们。 1 9 9 4 年，俄罗斯的e l i z a r o v a ，v v 和s h a r d a k o v a ，e f 等人利用肌电图仪，研 究了以非正常姿势进行工作的装货机操作员的紧张程度和疲劳严重度1 。 1 9 9 8 年，德国的m a t t h i a sg o b e l ，j o h a n n e ss p r i n g e r ，j o a c h i ms c h e r f f 等人通过 测量短途往返公共汽车驾驶员的心电图( e c g ) 和眼动数据，得出经过改造和重新 设计后的驾驶员工作舱给驾驶员带来的劳动负荷等级明显低于改造前的结论n 羽。 1 9 9 8 年，d v a ic r u n d a l l 和g e o f f r e yu n d e r w o o d 通过在实验中引入不同类型的 道路，以改变受试驾驶员的认知负荷水平，从而对熟练驾驶员和新驾驶员视觉搜索 策略的差异进行了研究n 帕。 19 9 9 年，美国的h e a l e y ，j e n n i f e r 和s e g e r ，j u s t i n 等人开发了一套用来分析和 研究驾驶员情绪压力生理学特征系统羽。 2 0 0 1 年，韩国的m y u n g s o o nc h a n g 和j u y o u n gk i m 等人用脑电图对匝道进口处 不同部位驾驶员行车紧张状况进行了研究；次年b o n g j oc h u n g 等人用脑电图研究 了不同的道路线形( 如同样长度的直线段和曲线段) 对驾驶员行车疲劳的影响d 町。 2 0 0 2 年，日本的f u r u i c h i ，t o m o k i 和1 w a s a k i ，m a s a t o 等人为了研究两种同样 线形参数的“s ”形道路所导致交通事故量截然不同的问题，测量了驾驶员在这些 道路上行车时的车速、眼睛运动情况和心率等参数，并对这两种道路的测试结果进 行了对比分析n 5 】。 2 0 0 2 年，g e o f f r e yu n d e r w o o d ，d a v i dc r u n d a l l 和p e t e rc h a p m a n 通过实验，对 新驾驶员水平方向搜索广度比熟练驾驶员小的原因进行了研究。对熟练驾驶员和新 驾驶员在三种路段上的注视次数、总的观察时间、注视持续时间，以及回头看的次 数等等这些量进行了分析，发现新驾驶员更依赖车内的后视镜来观察交通状况，甚 至当用车外的后视镜观察效果更好的时候，新驾驶员仍然常常用车内的后视镜来观 察交通状况。当然随着驾驶的需要，新驾驶员观察车外后视镜的次数也在增多，表 明他们对车外的后视镜有一定程度的注意力。 ，2 0 0 2 年，g e o f f r e yu n d e r w o o d ，p e t e rc h a p m a n ，k r r e nb o w d e n 和d a v i dc r u n d a l 在实验室内，通过让受试驾驶员观看在真实交通环境中摄制的场景录像，对熟练驾 驶员与新驾驶员的视觉搜索特性进行了研究。结果发现，即使是在实验室观看录制 的驾驶场景录像而不是进行实际驾驶( 即排除了“需要控制车辆”这个因素的影响) ， 新驾驶员的视觉搜索的广度仍然没有熟练驾驶员广泛，尤其是在信息量较大的有混 合交通的双车道上的时候，这一差别更加明显町。 2 0 0 5 年，j t o d d a m e d t 等人使用了脑电图、肌电图和眼动图研究了驾驶疲劳产 生后，研究得出主观调查问卷与人体生理信号有一定的关系n 叼。 内蒙古农业大学硕士学位论文5 1 2 2 国内相关研究进展 ( 1 ) 国内公路绿化研究进展 在我国，公路绿化发展的较晚。2 0 世纪9 0 年代以后，高速公路的绿化才开始 受到重视，交通部先后制定了公路环境保护设计规范( 1 9 9 8 年1 2 月1 日起施行) 公路绿化规范等行业标准，这些规范对高速公路建设的生态环境保护、景观与 绿化设计等做了原则性的规定。例如：“应充分调查沿线的工程地质、地形地貌、气 候条件、植被种类及覆盖率、水土保持现状等，综合采用生物防护和工程防护措施， 做好水土保持工作 、“应重视高速公路绿化设计，选用适合当地生长的花草、灌木、 乔木等植物，对路堤边坡、弃土等进行绿化，防止水土流失”等n 一。 同时，一些研究机构和大专院校的研究人员也展开了大量高速公路绿化环保和 生物防护等方面的研究。例如：被誉为我国“客土喷播第一人”的交通部科学研究 院绿化环保专家杜鹃于2 0 世纪9 0 年代初参与了从瑞士引进普通喷播技术，并成功 运用于云南昆曲高速公路全线边坡，此后又致力于研究、推广该项技术和公路绿化 环保的多方面课题。 关于行道树种植规范相关规定只是给定了株距范围，公路工程技术标准 j t j 0 0 1 9 7 第1 0 0 6 条规定行道树，通常速生乔木株距4 - - 6 m ，行距3 - - 4 m ：冠大 慢生的株距8 l o m ，行距4 6 m ；灌木密植株行距以l m 为宣n 卫。 ( 2 ) 国内基于驾驶员生理心理反应的道路交通问题研究进展 潘晓东博士第一次应用检测人体生理反应信息对山区公路的平面线形展开了较 大规模研究，并得到了平曲线半径、行车视距、平曲线转角和平曲线长度的组合等 与驾驶员行车时生理心理反应需求之间的关系模型陇一。 1 9 9 7 年，台湾学者纪佳芬等人，针对许多驾驶员视觉搜寻模式研究中，没有同 时考虑注视时间和频率分布的问题，提出了一种新的称为“加权搜索区域法 的方 法，经过研究认为该方法在对比不同驾驶环境下的眼动数据十分有效，从而可以用 来定量研究驾驶员的整体视觉负荷，以改善人机系统的界面设计等渊。 1 9 9 8 年，林英姿等人测试了车辆转向操作过程中驾驶员的心跳次数、皮肤电反 射、血压等指标，并以其为依据判定驾驶员的生理、心理状态，并指出入的生理心 理状态对其操作行为有着重要的影响。 2 0 0 1 年，李增勇等人分析了造成驾驶疲劳的环境因素，指出视觉、听觉、人一 座椅、人操纵等界面是影响驾驶疲劳的主要人机界面，并从人机界面设计方面提 出了防止和缓解驾驶疲劳的有效措施【2 6 】；张开冉等人研究了道路边缘线和标线对驾 驶员疲劳的影响，结果表明在有边缘线的道路上行驶不易疲劳阻力。 2 0 0 3 年，郑柯博士通过不同驾驶员在同一高速公路上的生理反应的检测，得出 适合驾驶员行车时生理心理需求的高速公路线形的关键指标渊。 2 0 0 4 年，马国忠等人针对驾驶座椅，从人体测量、生物力学、心理学、机械振 6 基于人体生理与心理反应的公路绿化频闪现象研究 动、作业空间等角度分析驾驶疲劳的成因，论述了汽车驾驶座椅的人机工程设计。 王炳浩等人记录了驾驶员行驶时的动态脑电波，并与静止条件下的脑电波进行对比。 结果表明当驾驶员动作幅度不大时，其脑电波与静止时的脑电波大致相同。 2 0 0 4 年，长安大学的张建峰在对汽车驾驶员动态视觉对“感知一决策一校正 模式的影响研究中，验证了驾驶员驾驶过程中“感知一决策一校正 模式的存在并 提出了简单的三个阶段的划分方法。并通过实验得到有关注视点与障碍物之间的关 系，驾驶员注视时间、注视频度与障碍物通道宽度之间的关系钉。 2 0 0 5 年，长安大学的郭海龙运用眼动仪等设备，对驾驶员在不同路肩宽度的山 区高速公路上行驶时，其眼动行为及心理紧张度进行了测量，分析了路肩宽度对驾 驶员视觉行为及心理紧张度的影响，并建立了驾驶员行车紧张度模型，给出了山区 高速公路合理路肩宽度的推荐值n 幻。 2 0 0 5 年，长安大学的方鼎在对驾驶员的动态视觉特性的研究中，分析了影响驾 驶员动态视觉特性的因素以及驾驶员操作行为模式，并通过实验，对影响驾驶员动 态视觉特性的各因素进行了定性分析3 。 2 0 0 5 年，西安交通大学的杨建国、肖永剑和王兆安通过驾驶员视觉关注焦点的 移动规律、视场范围和障碍物遮挡等3 个方面的研究，提出了一