ISOTS 169512021 道路车辆 - 运输信息和控制系统的人体工程学方面（tics） - 确定车载信息优先权的程序标准立项发展报告

道路车辆-运输信息和控制系统的人体工程学方面（TICS）-确定车载信息优先权的程序标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Roadvehicles—Ergonomicaspectsoftransportinformationandcontrolsystems(TICS)—Proceduresfordeterminingpriorityofon-boardmessagespresentedtodrivers摘要随着智能网联汽车的快速发展，车载信息系统呈现爆炸式增长，如何在不分散驾驶员注意力的前提下，高效、安全地向驾驶员传递关键信息，已成为道路交通安全的重大挑战。本报告围绕国际标准ISO/TS16951:2021《道路车辆-运输信息和控制系统的人体工程学方面（TICS）-确定车载信息优先权的程序》的立项与发展展开深入探讨。报告首先阐述了该标准制定的背景，即日益复杂的车载信息环境与传统信息呈现方式之间的矛盾，导致驾驶员认知负荷过重，增加了事故风险。主要内容部分，报告详细解读了标准的核心技术框架，包括基于驾驶员工作负荷、信息紧急程度和重要性的多维评估模型，以及一套标准化的信息分类与优先权排序程序。基于ISO/TS16951:2021，报告分析了该标准在指导车载人机交互界面设计、降低分心驾驶行为、提升智能座舱用户体验等方面的关键作用。重要结论指出，该标准为全球汽车制造商和零部件供应商提供了统一的技术规范，是保障智能网联汽车安全运行的基础性文件。报告同时分析了标准的技术创新点、面临的产业适应性挑战，并展望了其在未来自动驾驶及车路协同环境下的演进方向，认为将其转化为我国国家标准将显著提升交通安全水平与国际产业竞争力。关键词：车载信息系统；人机工程学；信息优先级；驾驶员工作负荷；ISO16951；智能网联汽车；人机交互；驾驶安全Keywords:In-vehicleInformationSystems(IVIS);Ergonomics;MessagePriority;DriverWorkload;ISO16951;IntelligentConnectedVehicles;Human-MachineInteraction(HMI);DrivingSafety1.引言在现代汽车工业中，从基础的导航指示、娱乐系统，到高级驾驶辅助系统（ADAS）的告警及未来自动驾驶功能的接管请求，驾驶员需要处理的信息正以前所未有的速度增长。这种“信息洪水”不仅不能有效提升驾驶体验，反而成为导致分心驾驶、认知超负荷和交通安全事故的主要诱因之一。如何科学地筛选、排序并呈现信息，确保最关键、最紧急的信息能被驾驶员及时获取并做出正确响应，同时避免无用或次要信息的干扰，已成为汽车人机工程学领域亟待解决的核心问题。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2021年3月31日正式发布了ISO/TS16951:2021《道路车辆-运输信息和控制系统的人体工程学方面（TICS）-确定车载信息优先权的程序》。该技术规范（TechnicalSpecification,TS）旨在为车载信息系统提供一套通用、可量化的信息优先权确定程序，通过标准化手段，构建一个以驾驶员为中心的信息传递秩序，从而在保障安全的前提下，优化驾驶任务与信息交互的并行效率。本发展报告将系统梳理该标准的立项背景、核心内容、技术特点及其对汽车行业的深远影响。2.标准立项与修订背景2.1行业发展的迫切需求伴随着《智能汽车创新发展战略》、《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》等政策的推动，我国及全球汽车产业正经历深刻的智能化转型。-信息过载加剧：传统汽车仅有仪表盘和少数物理按键，信息传递方式简单。而现代汽车集成了导航、多媒体、语音助手、ADAS功能以及网联通信（V2X）等数十个功能模块，信息源和呈现形式（语音、图像、振动、增强现实HUD）急剧增加。-安全风险凸显：研究表明，驾驶员在驾驶过程中处理非驾驶任务会严重分散注意力。美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）的数据显示，分心驾驶是导致交通事故的重要原因之一。当多个信息同时或连续出现时，没有科学的优先级排序，驾驶员极易错过关键的安全告警（如前方碰撞预警、车道偏离警告），从而引发严重事故。-设计标准缺乏统一性：长期以来，车载信息优先级的设计依赖于各OEM（原始设备制造商）的“经验法则”或内部规范。不同品牌、甚至同一品牌的不同车型，信息处理逻辑各异。这种碎片化的设计不仅增加了驾驶员的适应成本，也无法形成一个跨设备、跨场景的通用安全准则。这亟需一个基于标准化的方法论来统一规范。2.2ISO/TS16951的迭代更新ISO/TS16951:2021并非孤立的创新，它是对早期技术报告的继承与深化。该标准第一版发布于2004年，当时主要关注基础的车载信息交互。随着技术复杂性增加，特别是基于场景的告警系统普及，2013年发布的版本（ISO/TS16951:2013）初步建立了基于任务干扰和信息紧急性的评估框架。2021年的新版本则更全面地整合了最新的研究成果和行业最佳实践，例如：-扩展交互模式：明确了视觉、听觉、触觉等多种交互通道在优先级分配中的权重和协调机制。-纳入动态工作负荷：强调优先级决策应动态调整。例如，在高速路况或复杂交通环境下（高负荷），非关键信息的优先级自动降低，甚至被延迟或屏蔽；而在低负荷场景（如停车等待）下，娱乐信息可以被允许呈现。-强化用户自定义：在遵循核心安全规则的基础上，允许一定程度的用户个性化设置，平衡安全与用户体验。2.3标准发布机构与权威性ISO/TS16951:2021由国际标准化组织（ISO）下属的道路车辆技术委员会（ISO/TC22）中的人体工程学子委员会（SC13）负责制定。ISO/TC22/SC13是国际汽车人机工程学标准化的核心平台，汇聚了全球顶尖的汽车制造商（如大众、丰田、福特）、零部件供应商（如博世、大陆）、科研机构（如密歇根大学交通研究所）以及政府监管机构的专家。这一背景保证了该标准在技术深度、产业应用性和政策合规性上的绝对权威。作为一项技术规范（TS），它为后续可能升级为正式国际标准（IS）铺平了道路，是行业共识的最高体现。3.标准核心内容与技术分析ISO/TS16951:2021提供了详细的流程、模型和方法，以确定在特定时刻和场景下，哪些车载信息应该被呈现给驾驶员，以及应以何种方式呈现。3.1核心方法论：基于多维度的优先权矩阵标准的核心是一个基于多个关键因素的多维度优先权评估矩阵，而非简单的“一刀切”式优先级列表。主要的评估维度包括：1.信息紧急程度：指驾驶任务要求的响应时间。例如，“车辆即将发生正面碰撞，请立即刹车”属于最高紧急程度；而“下次加油站的剩余距离”属于低紧急程度。该维度由“潜在危险性”或“任务的及时性”决定。2.信息对驾驶任务的重要性：指该信息对完成当前安全驾驶任务的价值。与安全直接相关的信息（如车道偏离、车速限制）重要性极高；娱乐信息（如歌曲切换）重要性最低。3.驾驶员当前工作负荷（DWL）：这是该标准最具创新性的部分。要求系统能够评估驾驶员当下的认知和视觉负荷。例如：-低负荷：车辆在直道、低流量道路上巡航，驾驶员空闲。-中负荷：在市区、中速、有轻微交通流。-高负荷：在复杂匝道、高速并线、拥堵路段、恶劣天气下驾驶。评估方式可能基于车辆状态（速度、转向角、油门踏板模式）、外部环境（传感器数据）或驾驶员状态监控（眼动、心率等）。DWL越高，能被允许呈现的非紧急、非重要信息的阈值就越低。优先权排序逻辑：首先，将信息根据“紧急程度”和“重要性”进行二维分类（例如4x4或5x5矩阵）。然后，根据当前评估的驾驶员工作负荷动态调整可显示的“信息级别”。例如：-在高工作负荷下，仅允许“高紧急+高重要性”的信息被呈现（优先级1）。其他信息被抑制或延迟。-在中工作负荷下，可以允许“高紧急”、“高重要性”及部分“中紧急+中重要性”的信息（优先级1、2）。-在低工作负荷下，几乎全部信息可以获得较低的呈现优先级。3.2标准化程序Flow标准规定了清晰的实施步骤：1.信息源注册：所有可能向驾驶员呈现信息的功能模块，都要向“优先级管理器”注册其信息类型（紧急程度、重要性、模态等）。2.情境评估：实时监测车辆动力学状态（速度、加速度）、交通环境（通过雷达、摄像头）、驾驶员状态（通过驾驶员监控系统DMS），计算出一个量化的“驾驶员工作负荷指数”。3.优先级计算：根据预定义的优先级矩阵和当前工作负荷指数，为每一个待显示的消息计算其当前的动态优先级数值。这个数值是高、中、低、静默四个级别。4.呈现仲裁：-消息排序：低优先级消息出现在队列末尾，高优先级消息即时或延迟后呈现。-模态选择：高优先级的告警信息通常要求同时使用视觉（闪烁红色图标）、听觉（急促声响）和触觉（方向盘振动）等多通道手段以确保驾驶员感知。低优先级信息则仅通过听觉或视觉平滑呈现。-冲突解决：如果两个同等级的紧迫告警同时发生，系统需根据预设的规则（如刹车优先于车道保持）或基于碰撞风险计算来决定最终呈现顺序。3.3标准支持的交互模式-视觉模态：明确区分了“直视”显示（仪表盘、HUD）与“扫视”显示（中控屏）。关键信息应放在驾驶员最不容易分心的直视显示区。-听觉模态：对语音提示和简单音效（如叮咚声）的使用场景进行区分。复杂的语音播报在高负荷环境下可能产生额外认知干扰，应慎用。-触觉模态：振动方向盘或座椅是传递紧急告警的有效手段（如车道偏离、接近碰撞），因为它不会增加视觉任务。4.主要参与单位或标委会介绍：ISO/TC22/SC13（道路车辆-人体工程学子委员会）作为该标准的制定和修订主体，ISO/TC22/SC13-人体工程学子委员会（SubcommitteeonErgonomics）是国际道路车辆领域人机工程学标准化的最高技术组织。组织架构与职责：ISO/TC22负责覆盖所有道路车辆相关的标准化工作，其下设的SC13专门负责车辆内部设计、人机交互、舒适性、安全性和可访问性方面的人体工程学。该委员会汇聚了来自全球30多个国家的国家级标准化机构（如中国的SAC/TD114全国汽车标准化技术委员会、美国的SAE、德国的DIN），以及来自学术界（如弗吉尼亚理工学院、瑞典查尔姆斯理工大学）和产业界（博世、大陆集团、Waymo等）的200余名专家。主要工作范围：-驾驶员和乘客的视野、乘坐包络（SAEJ826等）；-驾驶辅助系统（ADAS）的人机界面（HMI）设计原则；-车载信息与通信系统（TICS）的交互评估（这正是ISO16951所属领域）；-驾驶员状态监控（疲劳、分心）相关的标准；-自动驾驶人机交互（接管请求、信任度、责任转移）的前瞻性研究。对ISO/TS16951:2021的贡献：SC13下设的特定工作组（WorkingGroup,如WG8onHMI）直接负责ISO16951的修订。该工作组通过组织多轮的国际循环试验（RoundRobinTest）、实车驾驶模拟器测试和在线调查，收集了大量关于不同文化背景、年龄和性别的驾驶员在紧急信息处理上的行为数据。基于这些数据，工作组不断优化优先级模型，确保其具备跨文化、跨场景的普适性。例如，在中国市场，由于高密度交通流和频繁的并线行为，DWL评估模型中的“交通密度”权重被特别强调。SC13通过与中国的SAC/TD114的紧密协作，确保了标准能够反映中国驾驶员独有的驾驶习惯和交通环境。正是这种严谨、开放且深度的学术与产业结合，才使得ISO/TS16951:2021成为全球公认的黄金标准。5.标准应用价值与影响5.1提升驾驶安全水平这是该标准最核心的价值。通过科学、动态的信息优先级排序，确保驾驶员在注意力被多任务分散时，总能在最关键的时刻接收到最核心的安全信息。这直接减少了因分心导致的事故发生率，特别是对新手驾驶员和老年驾驶员尤为有益。5.2优化用户体验不再是“信息轰炸”，而是“信息营养餐”。标准化的优先级排序避免了用户在驾驶时被无关信息打断，提升了驾驶舱的宁静感和有序性。用户体验不再是简单的“功能多就是好”，而是“在正确的时间传递正确的信息”。5.3促进产业合规与竞争公平为OEM和Tier1供应商提供了统一的设计基准。企业无需再投入巨额资金探索未知的“玄学”，而是可以聚焦于如何在框架内提升具体的执行精度（如更精准的工作负荷估计、更平滑的模态切换）。这降低了行业门槛，尤其对新兴造车势力非常友好，同时也避免了因设计缺陷引发的产品责任纠纷。5.4对智能网联汽车发展的支撑在车路协同（V2X）和自动驾驶时代，信息交互会更加复杂。例如，自动驾驶系统可能需要在接管请求（TakeOverRequest）发出时，同时屏蔽所有娱乐信息。ISO/TS16951提供的底层优先级逻辑正是实现这种“动态信息管理”的基础。未来，该标准的概念也将延伸至非驾驶任务（如会议、娱乐）在自动驾驶模式下的呈现规则。6.未来展望与本地化建议6.1技术演进方向-与AI深度融合：未来的优先级管理器将可能通过机器学习模型，根据驾驶员个人驾驶习惯、情绪状态（通过语音分析、摄像头面部表情分析）甚至生物特征（心率、皮肤电活动）来动态优化信息呈现策略，实现真正个性化的动态优先级。-跨场景与多模态融合：随着AR眼镜、车内投影、智能表面等新交互技术出现，标准的覆盖范围需要进一步扩展。如何同时管理来自多个物理显示表面（仪表、中控、HUD、AR眼镜）的信息流，将是未来标准亟需解决的问题。-数据安全与隐私：标准化的实施必然涉及采集和分析驾驶员状态数据。未来的版本必须嵌入严格的数据安全、隐私保护与伦理原则，确保技术以人为本，而非成为监控工具。6.2本地化和国家化建议鉴于不同国家和地区在驾驶行为、交通法规和文化上