不同類別駕駛員的駕駛行為特性差異實驗研究

房曰榮

(福建船政交通職業學院經濟與管理學院，福建 福州 350007)

隨著經濟的發展和國民收入的提高，汽車保有量日益增加，與之相應地也造成了大量的交通事故。據統計，交通事故已成為危害人們生命和財產安全的主要事故類型[1]。已有相關研究表明，在交通事故致因中，人因占到90%以上[2-3]，特別是駕駛員因素，因此國內外學者針對駕駛員駕駛行為特性開展了大量的研究[4-6]。如張圓等[7]依據廣東省海量小型轎車交通事故數據，對不同性別駕駛員的交通事故特征進行了對比分析；史晨軍等[8]采用問卷調查的方式，研究了影響駕駛員疲勞駕駛行為的心理因素以及各因素之間的相關關系；唐智慧等[9]基于模糊信號檢測理論對新老駕駛員危險感知差異性進行了致因分析；蔣祖華等[10]通過設計仿真駕駛環境，根據跟車速度、反應時間、碰撞時間和事故概率4個指標，對不同經驗駕駛員跟車駕駛行為進行了分析；章倩等[11]利用駕駛模擬器，從速度、車道保持、險情感知能力和事故頻率四個方面，對中韓兩國青年駕駛員的駕駛績效進行了對比分析。近年來，交通領域出現了很多熱點問題，如“女司機”“路怒癥”和“開車使用手機”等，針對這些熱點問題，吳超仲等[12]、雷虎等[13]對汽車駕駛憤怒情緒進行了研究，在充分考慮我國實際交通環境的基礎上，得出一份含有21個項目的駕駛憤怒表現量表，為研究駕駛憤怒與交通安全的關系提供了依據；李宏汀等[14]則對駕駛員駕駛中使用手機對其行為安全績效的影響進行了研究，指出駕駛員駕駛過程中使用手機會延長反應時間和增加認知負荷。

以上研究大多是利用模擬駕駛仿真系統或進行問卷調查，這與真實駕駛體驗會存在一定的偏差。鑒于此，本研究優選了一段城市道路，召集36名駕駛員開展實車檢驗實驗，利用V-box系統、眼動監測儀等設備采集最高速度、交叉口前速度、變道次數等指標，并通過對實驗數據進行統計學檢驗，從駕駛員年齡、駕齡和性別三個因素對駕駛員的駕駛行為特性差異進行對比研究，以期為駕駛員駕駛行為研究提供參考。

1 實驗方案設計

1. 1 實驗對象

本次實車檢驗實驗共召集40名志愿者作為駕駛員，均為高校教師，持有中華人民共和國機動車駕駛證(C1)。其中男性20名、女性20名，平均年齡為38.7歲，平均駕齡(從實際駕車時間起算，非指持有駕照時間，下同)為8.3年。本次實驗選取的駕駛員總體受教育程度較高，處于中青年年齡層次，均具有一定的駕駛經驗。

1. 2 實驗設備

本實驗采用V-box系統，主要用于記錄車輛行駛過程中車輛的速度、加速度、制動頻率等數據。該系統通過GPS模塊以及距離、車速的顯示裝置持續記錄車輛的行駛距離和瞬時速度；在剎車時，當駕駛員踩下制動踏板，綁扎在制動踏板上的信號采集開關立即被觸發，系統就保留了制動次數的記錄。所有測量參數都被存儲在系統SD卡上，實驗結束后可用專門軟件讀取。

本實驗還采用駕駛員眼動監測儀，主要用來監測駕駛員行車時獲取的瞬時視覺信息，用于觀察并記錄車輛的變道次數和駕駛員觀察左右后視鏡的次數。實驗設備示意圖見圖1。

圖1 實驗設備示意圖Fig.1 Diagram of the experimental equipment

1. 3 實驗路線與設計

本研究選取一段城市內道路作為實驗路線，為了減少實驗誤差，主要考慮以下因素：①盡量選擇不含紅綠燈的路段；②盡量選擇交通量不大、道路狀況較好的路段，以便能夠真實反映不受限條件下的車速。

綜合考慮，優選一段以城市快速路(二環路)為主的實驗路線，全程約為8 500 m，實驗路線設置見圖2。其中，線段CD為城市快速路，路程約為2 800 m，在E點為城市快速路輔路的一個十字交叉路口(見圖3)，未啟用紅綠燈，在本實驗中作為一個險情點。

圖2 實驗路線設置圖Fig.2 Experimental roadmap

圖3 未開啟信號燈的十字交叉路口Fig.3 Crossroads with signal light off

本研究選擇的實驗線路為A→B→C→D→E→F→G，實驗開始前，由實驗工作人員為實驗駕駛員佩戴設備，告知實驗駕駛線路，要求實驗者按照交通規則放松心態正常駕駛，實驗工作人員跟車在同一地點啟動實驗設備。

1. 4 測量指標

已有研究表明[15-16]，車速對道路交通安全的影響顯著，車速越快，造成的交通事故數量越多、事故率越高，以及事故后果的嚴重性越大。因此，將車輛速度作為主要測量指標，選擇車輛的最高速度、平均速度、交叉口前速度、交叉口前速度與平均速度之比(以下簡稱速度比)4個指標，其中最高速度、平均速度主要考察駕駛者的駕駛習慣，交叉口前速度、速度比主要考察駕駛者對潛在危險點的謹慎程度。另外，為了考察駕駛者操作頻繁程度，還選取了制動觸發次數、左右后視鏡觀察次數和變道次數3個指標。

因此，本研究通過V-box、眼動監測儀等實驗設備采集了最高速度、平均速度、交叉口前速度、速度比、變道次數、制動觸發次數、左右后視鏡觀察次數7個指標。

(1) 最高速度：是指在全程實驗過程中，車輛瞬時的最大速度，均在CD快速路上測出。

(2) 平均速度：是指在CD快速路實驗路段上車輛行駛的平均時速。

(3) 交叉口前速度：是指在城市快速路輔路的一個十字交叉口前測量的車輛瞬時速度，測試地點為交通標線停止線前。

(4) 制動觸發次數：是指當駕駛員踏下制動踏板，觸發信號采集開關，V-box系統記錄的信號采集次數。

(5) 左右后視鏡觀察次數：是指采用眼動監測儀監測駕駛員觀察左右后視鏡的次數。

(6) 變道次數：指記錄的車輛變更車道的次數，選擇在快速路上記錄，以盡可能排除差異化的干擾。

(7) 速度比：是指用交叉口前速度與平均速度之比計算出的數據指標，平均速度代表駕駛員正常的駕駛速度，交叉口為一個交通風險點，采用速度比指標主要是用來衡量相比正常行駛駕駛員在交通風險點前駕駛速度的降低幅度。

為了最大程度地消除不同交通狀況造成的干擾，本次實驗時間段集中在工作日的12∶00—14∶00，此時本區域交通量較小，交通流基本穩定。

2 實驗數據分析方法

本實驗共采集了40組數據，剔除了異常堵車、個別儀器故障等導致的一些異常指標，保留了36組數據(男性18組、女性18組，平均年齡為39.0歲，平均駕齡約為8.3年)。為了對比不同類別駕駛員駕駛行為特性的差異，采用統計學檢驗方法對不同樣本數據進行了差異顯著性檢驗。

T檢驗是樣本差異顯著性檢驗的常用方法，它適用于樣本容量較小的情況，但要求樣本來自正態總體或近似正態總體。而Kolmogorov-Smirnov檢驗(以下簡稱K-S檢驗)是一種利用樣本數據推斷樣本來自的總體是否服從某一理論分布的檢驗方法，可以對樣本數據進行正態性檢驗。Mann-Whitney U檢驗是與獨立樣本T檢驗相對應的方法，當正態分布、方差齊性等不能達到T檢驗的要求時，可以使用該檢驗方法進行樣本差異顯著性檢驗。

因本實驗樣本容量不多，故樣本數據分析的主要步驟為：采用K-S檢驗對樣本數據進行正態分布檢驗，除變道次數指標不符合正態分布外，其他指標均符合正態分布；對符合正態分布的指標數據采用獨立樣本T檢驗，對不符合正態分布的變道次數指標數據采用Mann-Whitney U檢驗。

數據相關檢驗分析均采用95%的置信水平，利用軟件SPSS 20進行運算。

3 實驗結果與分析

3.1 不同年齡段駕駛員駕駛行為特性實驗數據對比分析

本次研究對象年齡跨度為27～52歲，將其分為2個組：青年組(27～39歲，樣本數為21人)、中年組(40～52歲，樣本數為15人)，不同年齡段駕駛員駕駛行為特性指標的統計結果見表1。

表1 不同年齡段駕駛員駕駛行為特性指標的統計結果(均值)

由表1可知，從最高速度、平均速度和交叉口前速度指標的均值來看，青年組均大于中年組，且在最高速度和交叉口前速度上兩者樣本數據之間呈現顯著性差異；從制動觸發次數和變道次數兩個指標的均值來看，青年組均大于中年組，且兩者樣本數據之間呈現顯著性差異，說明在行駛速度上，青年組比中年組更加快速，同時青年組的操控頻次更多。

3.2 不同駕齡段駕駛員駕駛行為特性實驗數據對比分析

本次研究對象駕齡跨度為3～15年，將其分為2個組：短駕齡組(3～8年，樣本數為20人)、長駕齡組(9～15年，樣本數為16人)，不同駕齡段的駕駛員駕駛行為特性指標的統計結果見表2。

由表2可知，從交叉口前速度和速度比兩個指標的均值來看，長駕齡組均小于短駕齡組，且兩者樣本數據之間呈現顯著性差異。本實驗中，輔路上的十字交叉路口未啟用紅綠燈，且左右視線均有一定阻擋，平時有一定的交通量，在該實驗中將其視為一個險情點。速度比越小，說明駕駛員在交叉口的降速幅度更大，也表明長駕齡組對道路上危險點的認知更加警覺，主動防范的意識更強。與行駛速度和操縱次數相關的其他5個指標并未因駕齡不同而呈現顯著性差異。

表2 不同駕齡段駕駛員駕駛行為特性指標的統計結果(均值)

3.3 不同性別駕駛員駕駛行為特性實驗數據對比分析

不同性別駕駛員駕駛行為特性指標的統計結果見表3，其中男性組樣本數為18人、女性組樣本數為18人。

表3 不同性別駕駛員駕駛行為特性指標的統計結果(均值)

由表3可知，除速度比指標之外的其他6個指標，男性駕駛員的均值均高于女性駕駛員；除交叉口前速度指標之外，在其他6個指標方面，男性駕駛員與女性駕駛員樣本數據之間呈現顯著性差異；在行駛速度上，男性駕駛員比女性駕駛員更加快速；在車輛的操縱程度上，男性駕駛員變道次數、制動觸發次數和觀察左右后視鏡次數明顯增多，說明男性駕駛員對車輛的操控更加頻繁；在交叉口前速度上，雖然男性駕駛員和女性駕駛員的均值相當，但若參考速度比指標，則會發現相比正常駕駛速度，男性駕駛員在交叉口(險情點)的降速幅度更大，其交叉口前速度降為平均速度的0.74，而女性駕駛員在交叉口的降速幅度更小，其交叉口前速度降為平均速度的0.85，說明男性駕駛員在險情點前采取的降速措施力度更大，從而也間接反映了其主動防范意識更強。

4 結論與建議

為了研究不同類別駕駛員的駕駛行為特性差異，通過以上實車檢驗實驗與數據采集和分析，得到如下結論：

(1) 在不同年齡段方面，青年組相比中年組，最高速度均值高4.29 km/h、平均速度均值高1.89 km/h、制動觸發次數均值高3.7次、變道次數高1.4次，且兩者樣本數據之間呈現顯著性差異，說明青年組駕駛員駕駛速度更加快速，制動、變道的操控更多，其更習慣增加操縱車輛次數實現駕駛意圖，而中年組駕駛員駕駛速度相對較慢，變道少，駕駛行為更加穩健。

(2) 在不同駕齡段方面，不同駕齡段在與行駛速度和車輛操控相關的指標上無顯著性差異，說明具有一定駕駛經驗(3年以上實際駕齡)駕駛員的駕駛風格與操控習慣無太大差異；但長駕齡組相比短駕齡組，交叉口前速度均值低2.09 km/h、速度比均值低0.05，說明長駕齡組駕駛員對行駛過程中的危險點的判別顯然更加警覺，采取措施也更加主動。

(3) 在不同性別方面，男性駕駛員相比女性駕駛員，最高速度均值高6.93 km/h、平均速度均值高6.60 km/h、制動觸發次數均值高5.0次、后視鏡觀察次數均值高10.4次、變道次數均值高1.6次，說明男性駕駛員在行駛速度上比女性駕駛員更快，也更善于主動運用制動和觀察后視鏡等方式來控制駕駛行為，對車輛的操控動作更多；女性駕駛員在選擇車道上更傾向于保持原有車道，駕駛心理較謹慎，而男性駕駛員變道、超車的次數更多；在速度比均值上，男性駕駛員比女性駕駛員低0.11，說明面對路況中存在的險情點，男性駕駛員識別危險的意識更強，主動降速的幅度更大。

本實驗選用年齡、駕齡和性別三個因素對不同類別駕駛員的駕駛行為特性差異進行了初步探索研究，但實驗還存在樣本容量不大、樣本不夠全面(如缺少0～3年駕齡駕駛員、25歲以下駕駛員等)、選取的測量指標較少等問題，下一步研究可考慮增加實驗樣本數量，選擇更加優化的交通實驗環境，設計更加全面的測量指標，以促進該方向的研究更加深入和全面。