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基于风险感知的老年驾驶人行为特性研究

【摘要】:目前,人口老龄化已经成为我国一个较为严峻的社会问题,影响着我国社会、经济等各方面的发展。随着人口老龄化的加剧我国驾驶人群也将进入“老龄化驾驶群体”。由于驾驶人进入老年阶段后就会出现生理机能下降、记忆力减退等特征,造成驾驶人在收集信息准确性、思维决策及时性以及操作行为有效性等方面的衰变,驾驶差错概率增加,从而增加导致交通事故的风险。因此研究老年驾驶人在风险驾驶环境下的生理心理、风险感知、操作行为等特性,将有助于对老年驾驶人的驾驶适宜性评价,并可为老年驾驶人安全驾驶出行及车辆辅助设备、交通环境的改善提供理论依据。在分析了老年人视觉注意、心理生理、风险感知、操作行为及影响老年驾驶人安全行车的各类行为特性指标基础上,以深入挖掘老年驾驶人的行为特性为目的,确定了以“基础理论分析-实验设计-虚拟建模-实验测试-相关性分析-模型构建-安全评价”为研究思路,应用认知能力测试技术、虚拟现实技术、图谱理论及灰色模糊理论等技术方法,通过测试平台、驾驶模拟实验测试不同风险情境下老年驾驶人各类行为特性指标数据,综合分析了测试数据,研究了视觉特性、操作行为特性、风险感知特性与心理生理特性的变化规律,建立了驾驶人行为安全性评价模型并进行了老年驾驶人的安全性评价。为了测试老年驾驶人视觉有效范围及风险情境下驾驶人行为特性数据,开发了可用于测试驾驶人视觉特性的测试软件(UFOV),搭建了测试驾驶人行为特性的综合实验系统;构建了包含5个风险长度为7km动静态虚拟实验场路段并进行了风险分级,招募了38位受试者(老年驾驶人和中青年驾驶人各半);通过实验测试提取了两组驾驶人的在静态和动态环境下的生理和心理等行为数据。通过静态环境下驾驶人的测试数据分析发现老年驾驶人的动视力、夜视力及深视力都出现了不同程度增龄性衰退,这种衰退增加了老年驾驶人因不能及时发现风险、距离判断失误及夜间行车而发生事故的概率;同时,随着年龄的增加,老年驾驶人的视觉认知能力、处理速度都有衰减的现象,且有效视野范围减小,注意能力及选择注意能力也较差,这些衰变现象降低了老年驾驶人快速准确获取交通信息的能力。基于动态驾驶模拟测试分析发现随着风险等级的增加驾驶人的注视持续时间、心率增长率、HRV频域指标LF、皮电相关指标及风险敏感度都随之会增加,而扫视指标、HRV时域指标SDNN、制动时间及风险反应时间都是随之降低的。这些指标的规律性变化说明风险越大驾驶人对其关注度和敏感度越大,同时心理也越紧张,需要付出努力越大进而做出的反应也就越早。通过行为数据的对比分析发现老年驾驶人的各类行为特性与中青年驾驶人均存在一定的差异;眼动行为中老年驾驶人扫视幅度、扫视速度及注视分布熵率,心理、生理行为中老年驾驶人HRV时域指标SDNN及频域指标TP、VLF、LF都出现了衰退的现象;老年驾驶人心率和皮电增长率均高于中青年驾驶人,且在风险等级最高的场景中心率增长率最大,表明面对风险时老年驾驶人更为紧张,且风险等级越高紧张程度越大;驾驶操作行为中老年驾驶人应激制动反应晚于中青年驾驶人,转向避撞操作少于中青年驾驶人,车辆运行行为中,老年驾驶人的平均车速均高于中青年驾驶人,同时老年驾驶人的车速标准差和变异系数高于中青年驾驶人,表明老年驾驶人应激状态下操作能力下降,且速度控制能力较差;风险感知行为中,老年驾驶人风险反应时间和对风险判断的阈值高于中青年驾驶人,风险敏感度普遍低于中青年人,表明老年驾驶人对风险判断和做出反应的时间要迟,老年人对风险的辨别力出现了衰退。基于动态实验测试数据构建了两类驾驶人在5个风险场景中的行为轨迹图谱,实现了风险情境下驾驶人各类行为特性变化过程的形象展现,分析了老年驾驶人行为轨迹与中青年驾驶人行为轨迹差异性,发现中青年驾驶人眼动、操作行为和车辆的运行行为节点出现较老年驾驶人早,同时发现虽然风险情境下两类驾驶人行为节点变化的基本进程都为眼动发现-操作反应-车辆响应-心理生理变化的顺序,但通过最长公共子序列轨迹相似性的计算发现两类驾驶人的各类行为轨迹的差异性较大。构建了风险情境下驾驶人行为安全性评价指标体系,综合各项指标建立了多层次的风险情境下驾驶人行为安全性的灰色模糊综合评价模型。以某一风险场景为例应用模型对老年驾驶人和中青年驾驶人在风险情境下的眼动行为、驾驶操作及车辆运行行为、生理反应情况和风险感知行为进行了行为安全特性的模糊综合评价,确定了中青年驾驶人行为等级为安全,老年驾驶人行为等级为一般。结合评价结果提出了从交通管理、安全培训及宣传、交通环境改善及交通设施布设、车辆及辅助系统设计等方面确保老年驾驶人安全出行的改善措施。

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