基于駕駛員視覺的林區道路路側景觀信息調查分析

李航天* 盧 楊 王笑男 袁杰銀

（1、內蒙古農業大學能源與交通工程學院，內蒙古 呼和浩特010018 2、中鐵十九局集團有限公司國際建設分公司，北京100176）

隨著道路交通系統的迅猛發展以及人均汽車保有量的激增，交通事故越來越頻繁[1]。在駕駛過程中，信息量不足或者信息量過載都會影響到駕駛員的認知、判斷、決策和駕駛行為，進而嚴重威脅到行車[2]。駕駛員80%-90%的信息都要依靠視覺獲得，因此從駕駛員視覺角度研究道路信息是必要的。東北林區道路在森林培育、火災與病蟲害防治、木材生產和促進林區社會經濟發展等方面都發揮著重要作用，但林區道路具有特殊的地勢地貌，多為企業自建，其特點是道路等級低、線形變化較大、駕駛員視距不足，并且路側遍布高大樹木，使道路的路側景觀環境呈半封閉狀態，導致東北林區道路駕駛員的視覺及心理狀態受到影響[3]。國內外學者對高速公路、山區道路、草原公路等進行了大量研究，取得了很多有價值的成果[4-8]，對林區道路環境的研究集中在線形和冰雪路面方面[3]，林區道路路側景觀研究還較為少見。基于以上的背景，本次研究針對東北林區道路路側景觀環境狀況，從駕駛員視覺角度運用實駕調查試驗的研究方法，揭示林區道路路側景觀信息的類型、分布和特征，為今后林區道路路側景觀信息量化模型提供基本要素和理論依據，為林區道路景觀設計、對減輕駕駛員疲勞、為其提供適宜的信息量、增強行車安全都有著重要意義和實用價值[10]。

1 林區道路環境調查

考慮到自然環境、人文因素、地勢地貌、地理位置等條件，選取了大興安嶺森工集團根河林業局的企業自建林道作為研究對象，這段道路全長50km，設計車速為30-40km/h，道路直線長度與曲線長度之比為2.63，試驗期間交通量較小，為典型東北林區道路。

調查車輛為豐田4500 越野車型，采用車載攝像機全程記錄林區道路信息，同時選取5 名經驗駕駛員佩戴德國SMI 眼動儀，記錄在實際駕駛過程中對于各種目標物注視的眼動數據。

2 結果與分析

2.1 林區道路路側景觀類型、分布和特征分析

通過對東北林區道路信息環境全程錄像和駕駛員關注的眼動錄像進行提取和統計，可將林區道路路側景觀類型可劃分為6 類，分別為雙側喬木林帶、左側喬木林帶、右側喬木林帶、雙側灌木林帶、橋梁和房屋建筑，部分信息如圖1 所示。通過對比分析，從景觀性質出發，這6 類景觀可具體劃分為3 種類型，分別為封閉式景觀（雙側喬木林帶）、半封閉式景觀（左側喬木林帶、右側喬木林帶、雙側灌木林帶）和開放式景觀（橋梁和房屋建筑）。

進一步對6 類路側景觀類型的長度分布進行統計，結果為雙側喬木林帶長度分布比例最高約占48%，其余景觀占比從大到小依次為左側喬木林帶（16%）、右側喬木林帶（14%）、雙側灌木林帶（12%）、橋梁（8%）和房屋建筑（2%）。通過計算，封閉式景觀占比為48%，半封閉式景觀占比為42%，開放式景觀占比為10%。

圖1 林區道路路側景觀類型

2.2 基于駕駛員視覺的林區道路路側景觀信息要素分析

在對林區道路全程路側景觀統計基礎上，考慮到駕駛員關注每類景觀的程度是有差異的，進一步對5 位駕駛員在實際駕駛過程中對于各種目標物注視的眼動數據進行統計和分析，綜合得出駕駛員對6 類路側景觀關注程度比值，如表1 所示。

從表1 可以得出，駕駛員對路側景觀關注程度從大到小依次為橋梁、房屋、左側喬木林帶、右側喬木林帶、雙側喬木林帶和雙側灌木林帶。通過計算，駕駛員對3 種景觀性質的關注程度分別為封閉式景觀5%，半封閉式景觀35%，開放式景觀占比為60%。

表1 駕駛員對6 類路側景觀關注程度

2.3 結果與討論

基于以上結果分析，調查東北林區道路路側景觀類型占比最大的為雙側喬木林帶，而駕駛員對其關注程度是最低的，橋梁和房屋的占比最小，而駕駛員的關注程度最高；從景觀性質來看，封閉式景觀占比最高，而駕駛員關注程度最低，開放式景觀占比最小，而駕駛員的關注程度最高。數據表明，林區道路路側景觀信息量化模型問題中，路側景觀基本要素為雙側喬木林帶、左側喬木林帶、右側喬木林帶、雙側灌木林帶、橋梁和房屋建筑；在以雙側高大喬木林帶為主的東北林區道路路側景觀環境下，駕駛員更多的關注突然出現的人文景觀或非林木景觀，對開放式景觀的關注程度較大，其次是半封閉式景觀，最少的為封閉式景觀。此研究結果得出，依據駕駛員視覺特性，在東北林區路側景觀設計時，應著重考慮開放式景觀和半封閉式景觀，減少封閉式景觀，增加景觀的異質性，特別是適當增加非林木類型景觀，使駕駛員視覺與心生理狀態較為舒適。

3 結論

通過以上研究，得出本文結論如下：

3.1 林區道路路側景觀類型可劃分為6 類，分別為雙側喬木林帶、左側喬木林帶、右側喬木林帶、雙側灌木林帶、橋梁和房屋建筑，主要以雙側喬木林帶為主，同時這6 類景觀可作為林區路側景觀量化模型中的基本要素。

3.2 林區道路路側景觀性質劃分為3 種類型，分別為封閉式景觀（48%）、半封閉式景觀（42%）和開放式景觀（10%）。駕駛員對開放式景觀（60%）的視覺關注程度最高，其次是半封閉式景觀（35%），而封閉式景觀（5%）最低。

3.3 建議在以雙側高大喬木林帶為主的東北林區道路路側景觀環境下，路側景觀設計時，應著重考慮開放式景觀和半封閉式景觀，減少封閉式景觀，增加景觀的異質性，特別是適當增加非林木類型景觀，使駕駛員視覺與心生理狀態較為舒適。