交通指路標(biāo)志信息量化分析

張 偉

(1.北京工業(yè)大學(xué)城市交通學(xué)院，北京100124；2.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司市政工程設(shè)計(jì)院，北京102600)

交通指路標(biāo)志信息量化分析

張 偉1,2

(1.北京工業(yè)大學(xué)城市交通學(xué)院，北京100124；2.中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司市政工程設(shè)計(jì)院，北京102600)

交通指路標(biāo)志信息認(rèn)知的水平直接影響出行者尋路的安全性和舒適性。對不同信息組織形式的交通指路標(biāo)志進(jìn)行標(biāo)志信息理解實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)交通指路標(biāo)志版面信息的位置及字符排列方向?qū)π畔⒌睦斫馑酱嬖陲@著性影響。當(dāng)標(biāo)志上信息的位置與在路網(wǎng)中的相對位置相同，且字符排列方向沒有旋轉(zhuǎn)、與道路線形保持一致時，信息的理解水平較高；當(dāng)標(biāo)志上信息被移動或旋轉(zhuǎn)時，信息的理解水平將降低42%～66%。

交通工程；指路標(biāo)志；認(rèn)知實(shí)驗(yàn)；信息量化

0 引言

交通標(biāo)志是交通信息的載體，以圖形、文字的形式向出行者(參與交通活動的自然人，主要包括機(jī)動車駕駛?cè)恕⒎菣C(jī)動車駕駛?cè)撕托腥?傳遞信息，以滿足出行者的信息需求，消除疑惑，使其安全、舒適地完成交通行為[1]。交通標(biāo)志傳遞的信息是否適量、準(zhǔn)確，將直接影響出行者完成交通行為的安全性和舒適性。1935年，為滿足出行者對交通標(biāo)志的巨大需求，美國率先出版了第一版《交通控制設(shè)施手冊》(Manual on Uniform Traffic Control Devices,MUTCD)，首次系統(tǒng)規(guī)定了交通標(biāo)志設(shè)置應(yīng)當(dāng)遵循的要求。交通標(biāo)志不應(yīng)包含任何與此目的無關(guān)的信息，如廣告信息，同時應(yīng)能夠引起注意、滿足需求、含義清晰、便于遵守并給予適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)時間等[2]。

出行者在完成交通行為時經(jīng)歷獲取信息、處理信息、選擇行動方案、實(shí)施行動方案和觀察決策結(jié)果5個階段[3]，其認(rèn)知交通標(biāo)志的過程主要分為搜索、識別、閱讀和理解4個階段[4]。在閱讀交通標(biāo)志時，信息過載導(dǎo)致標(biāo)志難以閱讀，信息缺失又難以滿足閱讀者的信息需求[5]。在理解交通標(biāo)志時，多義性無形中增加了標(biāo)志的理解難度[6]。認(rèn)知負(fù)荷能夠排除外界無關(guān)因素的干擾，同時也會影響駕駛?cè)俗⒁饬Φ募衃7]。適度的認(rèn)知負(fù)荷能夠幫助出行者保持良好的駕駛狀態(tài)[8]。

根據(jù)信息數(shù)量的不同，出行者在駕駛時對交通標(biāo)志傳遞信息的合理接收時間為1.5～4.1 s[9]。在接收信息時，信息的易于理解程度決定其接收難度[10]，縱向排列的信息比橫向排列的信息更加易于接收[11]，圖案化的信息相比文字更加易于理解[12]。

國內(nèi)外研究交通標(biāo)志的常用方法有：室內(nèi)限制標(biāo)志圖片出現(xiàn)時間的PPT放映方法、室內(nèi)車輛駕駛模擬方法、交通現(xiàn)場視頻放映方法，這些方法評價標(biāo)志理解水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近。其中，限制標(biāo)志圖片出現(xiàn)時間的PPT放映方法在研究交通標(biāo)志傳遞的信息質(zhì)量時較為經(jīng)濟(jì)、可靠，是目前較為可行的方法[13]。

本文針對出行者對道路交叉口交通指路標(biāo)志版面的認(rèn)知反應(yīng)，采用限制標(biāo)志圖片出現(xiàn)時間的PPT放映方法，研究交通指路標(biāo)志信息的“理解”問題，量化標(biāo)志版面上道路信息和地點(diǎn)信息[12]不同組織形式的理解水平，為進(jìn)一步規(guī)范交通指路標(biāo)志傳遞交通信息的種類和方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)對象

實(shí)驗(yàn)選取駕齡不足1年的44名青年駕駛?cè)?平均年齡23歲)，男女各22人[1,14]。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

圖1至圖9是實(shí)驗(yàn)標(biāo)志代表不同組織形式的版面信息，使用AutoCAD繪制，中文字體為黑體，數(shù)字字體為Arial，顏色及形式借鑒《道路交通標(biāo)志和標(biāo)線》(GB 5768.2—2009)的 有 關(guān) 規(guī) 定[15]。 道 路 14，19，20，25，26，31，32和37被挑選作為實(shí)驗(yàn)道路信息設(shè)置在實(shí)驗(yàn)標(biāo)志上。為研究被試者對交通指路標(biāo)志版面上道路信息不同組織形式的理解水平，建立表達(dá)信息組織形式的坐標(biāo)值并賦予各個實(shí)驗(yàn)標(biāo)志，其中：I為橫向偏移量，取值范圍道路25向右移動1個單位，故i取值1(見圖2a)；J為縱向偏移量，取值范圍{-1,0,1}，道路25向上移動1個單位，故 j取值1(見圖3a)；K為旋轉(zhuǎn)量，取值范圍道路14逆時針旋轉(zhuǎn)個單位，故k取值(見圖4b)。

圖1 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志信息位置與路網(wǎng)位置一致Fig.1 Experimental signs with the same direction and locations as the actual road network

圖2 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志信息位置橫向移動1個單元Fig.2 Experimental signs with the letters moving one unit horizontally

圖3 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志信息位置縱向移動1個單元Fig.3 Experimental signs with the letters moving one unit vertically

圖4 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志字符排列方向旋轉(zhuǎn)π/2Fig.4 Experimental signs with the letters rotating π/2

如圖9所示，飛機(jī)場被挑選作為實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)信息，分別設(shè)置在實(shí)驗(yàn)標(biāo)志右上方4個象限中。

2 實(shí)驗(yàn)方法

依據(jù)9組實(shí)驗(yàn)標(biāo)志(圖1～圖9，共41塊標(biāo)志)的信息數(shù)量(道路信息或地點(diǎn)信息個數(shù)的總和)，設(shè)置PPT放映實(shí)驗(yàn)標(biāo)志出現(xiàn)的時間依次為1.5 s(信息數(shù)量為1)、3 s(信息數(shù)量為2)、4.5 s(信息數(shù)量為3)。要求44名被試者在認(rèn)真觀察每塊標(biāo)志后將其給出的道路或地點(diǎn)信息標(biāo)記到空白路網(wǎng)(見圖10)中[14]。

對比含道路信息路網(wǎng)(見圖11a)和含地點(diǎn)信息路網(wǎng)(見圖11b)，實(shí)驗(yàn)組織者統(tǒng)計(jì)41塊實(shí)驗(yàn)標(biāo)志給出的道路或地點(diǎn)信息分別被正確標(biāo)記的數(shù)量，并計(jì)算各自的正確概率(理解正確率)[14]。

3 數(shù)據(jù)分析

當(dāng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)志上的道路信息位置與實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)中的位置相同，且字符排列方向沒有旋轉(zhuǎn)時，道路信息最容易被標(biāo)記正確，平均正確率高達(dá)85%(見表1)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)志上的道路信息位置被橫向和縱向移動且旋轉(zhuǎn)π/2時，平均正確率降至1%(見表1)。

設(shè)置在實(shí)驗(yàn)標(biāo)志右上方4個象限中的地點(diǎn)信息(以飛機(jī)場為例)被標(biāo)記正確的概率為9%～91%(見表2)。由于實(shí)驗(yàn)標(biāo)志右上方第三象限最接近飛機(jī)場在實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)中的位置，故設(shè)置在實(shí)驗(yàn)標(biāo)志右上方第三象限中的飛機(jī)場的正確率最高。

通過單因素方差分析得出實(shí)驗(yàn)標(biāo)志上的道路信息位置和字符排列方向?qū)Φ缆沸畔?biāo)記正確率有顯著影響(p＜0.05)。橫向移動、縱向移動、旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)標(biāo)志上的道路信息將分別降低此條信息的平均標(biāo)記正確率43%，42%和66%(見表3)。

交通指路標(biāo)志的多義性使其難以理解。基于被試者對交通指路標(biāo)志信息的理解實(shí)驗(yàn)，得出以下分析結(jié)果：

1）交通指路標(biāo)志版面信息的位置及字符排列方向?qū)π畔⒌睦斫馑酱嬖陲@著影響；

2）當(dāng)標(biāo)志上信息的位置與路網(wǎng)中的相對位置相同，且字符排列方向沒有旋轉(zhuǎn)、與道路線形保持一致時，被試者更加容易理解其期望表達(dá)的含義[16]，信息的理解水平較高，可達(dá)85%；

3）當(dāng)標(biāo)志上信息被移動或旋轉(zhuǎn)一次時，信息的理解水平將降低42%～66%。

4 結(jié)語

本文對不同信息組織形式的交通指路標(biāo)志進(jìn)行理解實(shí)驗(yàn)，明確了標(biāo)志版面信息的位置及字符排列方向與信息理解水平的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)標(biāo)志上信息的位置與在路網(wǎng)中的相對位置相同，且字符排列方向沒有旋轉(zhuǎn)、與道路線形保持一致時，信息的理解水平較高。這可為進(jìn)一步優(yōu)化交通指路標(biāo)志版面形式及內(nèi)容提供理論基礎(chǔ)，在提高道路交通服務(wù)水平方面發(fā)揮積極作用。

圖6 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志信息位置橫向移動1個單元且字符排列方向旋轉(zhuǎn)π/2Fig.6 Experimental signs with the letters moving one unit horizontally and rotating π/2

圖7 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志信息位置縱向移動1個單元且字符排列方向旋轉(zhuǎn)π 2Fig.7 Experimental signs with the letters moving one unit vertically and rotating π/2

圖8 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志信息位置橫向和縱向各移動1個單元且字符排列方向旋轉(zhuǎn)π 2Fig.8 Experimental signs with the letters moving one unit horizontally and vertically,and rotating π/2

圖9 實(shí)驗(yàn)標(biāo)志“飛機(jī)場”位于實(shí)驗(yàn)標(biāo)志右上方4個象限Fig.9 Experimental signs of airport with the signal on the four phases of the sign

圖10 空白實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)Fig.10 Roadway network without proposed experiments

圖11 實(shí)驗(yàn)路網(wǎng)Fig.11 Experimental roadway network

表1 實(shí)驗(yàn)道路信息的標(biāo)記正確率Tab.1 Accuracy rate of successfully marking experimental road information%

表2 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)信息的標(biāo)記正確率Tab.2 Accuracy rate of successfully marking experimental location information%

表3 95%置信水平下顯著性影響分析(單因素方差分析)Tab.3 Significance at 95%confidence level(one-wayANOVA)

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Quantitative Analysis of Guide Signs Information

Zhang Wei1,2
(1.College of Metropolitan Transportation,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;2.Municipal Engineering Design Institute,China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.Ltd.,Beijing 102600,China)

The cognitive level to guide signs makes directly impact on road safety and convenience of travelers.Through a series of experiments for understanding the information on guide signs with different organization forms,the paper reveals that the position and orientation of the information presented on the signs have a significant impact on information understanding.A high level of cognition is targeted in case of a consistency between information position on the signs and corresponding position within the real network,and a consistency between the arrangements of letters on signs and the moving direction of traffic,otherwise,the cognitive level would decrease by 42%to 66%.

traffic engineering;guide signs;cognition experiment;information quantization

1672-5328（2017）01-0072-06

U491.5+2

A

10.13813/j.cn11-5141/u.2017.0111

2015-01-28

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)“城市交通行為過程的基礎(chǔ)理論研究”(2012CB723303)

張偉(1988—)，男，北京人，碩士，主要研究方向：交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理。

E-mail:zhangwei1003@126.com