駕駛人風險感知評價場景風險度影響因素研究*

于鵬程，胡偉超，張奇

(公安部道路交通安全研究中心，北京 100062)

駕駛人的安全風險感知能力是指駕駛人在行車過程中發現風險、評估風險等級，并據此通過轉向或制動調整車輛行駛狀態以保證行車安全的一種駕駛行為能力。該能力是一種特殊的安全風險管理行為，對道路交通安全有重要影響。相關研究表明，如果駕駛人能提前1 s感知到交通環境中的風險，則能避免30%的正面碰撞事故。鑒于駕駛人安全風險感知能力對道路交通安全的重要性，學者們研發了多種評價方法來評價駕駛人的安全風險感知能力。Vanlaar W.等采用量表的形式，讓駕駛人對一些可能引起交通事故的安全風險場景進行打分，實現安全風險感知能力評價。張茜、郭應時等采用電腦或觸摸屏播放含有安全風險的交通情景圖片和視頻，讓駕駛人評定圖片和視頻的風險等級、風險發展趨勢或在發現安全風險時進行相應操作，實現安全風險感知能力評價。Underwood G.等依托駕駛模擬器，依據駕駛人應對安全風險時的駕駛操作數據進行安全風險感知能力評價。但采用上述評價方法得出的評價結果的信效度受到質疑。

影響評價結果信效度的因素有很多，如評價方法、評價指標、評價模型等，另外，所采用評價場景的風險度也是一個重要影響因素。場景的風險度是指該場景可能造成交通事故的嚴重程度，如果場景中的安全風險很難被駕駛人感知，則駕駛人無法及時采取避讓措施，更易造成嚴重交通事故。因此，場景的風險度越高，駕駛人感知難度越大，如果采用不同風險度的評價場景對不同駕駛人進行安全風險感知能力評價，但未在評價模型中引入評價場景風險度這一因素，勢必影響最終評價結果的信效度。鑒于此，該文就影響駕駛人安全風險感知能力評價場景風險度的因素進行系統梳理和探討，為進一步完善駕駛人安全風險感知能力評價方法、提升評價方法的信效度提供支持。

1 交通環境特性

1.1 環境復雜度

車輛行駛過程中，駕駛人對交通環境的觀察和判斷受到一定時間的限制。環境復雜度越高，駕駛人在單位時間內感知的交通信息量越多，分配給每個交通信息的觀察和判斷時間越少。例如在高速公路上行車時，駕駛人感知的交通信息主要為周邊車輛的行駛動態、道路交通標志標線及道路線形變化；而在城市道路上行車時，駕駛人除感知上述交通信息外，還會感知到非機動車和行人的動態等交通信息。

相關研究表明，人類每秒只能有意識地感知到16個單位的信息，且只有具有一定刺激強度和足夠作用時間的目標物才會引起駕駛人的視覺反應。因此，當單位時間內感知的交通信息量超過人類能力時，駕駛人只能憑經驗有選擇性地感知和判斷其中對行車最有用的交通信息，并將其他交通信息直接忽略。評價場景中呈現的交通環境復雜度越高，駕駛人從眾多交通信息中準確感知安全風險的難度越大，評價場景的風險度也越高。

1.2 道路線形

交通環境中的道路線形主要有直道、彎道、坡道、交叉路口等。彎道、坡道和交叉路口都會對駕駛人造成視野盲區，視距不足導致駕駛人無法提前感知和預判前方交通狀況，進而縮短安全風險感知和判斷的時長。另外，由于交叉路口的交通流會產生交叉、合流、分流等變化，車輛行駛動態呈現多樣化，駕駛人在單位時間內需感知和判斷的交通信息量增加。因此，當評價場景中呈現的交通環境為彎道、坡道、交叉路口時，駕駛人從眾多交通信息中準確感知安全風險的難度增大，評價場景的風險度也增大。

1.3 環境照度

駕駛人在行車過程中感知交通信息的途徑主要有視覺、聽覺和觸覺，其中90%以上交通信息通過視覺感知。人眼的感光細胞接收交通目標物反射的光線后，在視網膜上形成交通目標物的倒像，人腦通過接收視網膜所傳送的信息感知交通目標物的形狀、顏色、大小、遠近等細節信息。當交通環境的照度減弱時，通過交通目標物反射進入駕駛人眼睛的光線逐漸減少，在視網膜上形成的交通目標物的倒像越來越模糊，也就是說，駕駛人越來越看不清交通目標物。相關研究表明，在漆黑的夜晚，駕駛人的視覺感知能力只有白天的30%～50%。另外，交通環境中的雨、雪、煙、霧具有吸收光線和使光線散射的作用，交通目標物反射的光線被吸收或被散射，進入駕駛人眼睛的光線減少，駕駛人自然也就看不清交通目標物。因此，評價場景中呈現的交通環境照度越低，駕駛人從眾多交通目標物中準確感知安全風險的難度越大，評價場景的風險度也越高。

2 安全風險線索特性

安全風險在交通環境中出現之前，通常會提前出現一些提示安全風險的線索類信息，稱之為安全風險線索。如果在安全風險出現之前沒有出現安全風險線索，則定義該風險為突發事件，而非安全風險。駕駛經驗豐富的駕駛人在感知到安全風險線索后，往往可提前推斷出接下去可能會出現怎么樣的安全風險，進而提前采取避讓措施，避開風險。

安全風險線索一般分為行為類、環境類和綜合類3種。行為類安全風險線索往往是安全風險本身，如路側停靠的機動車突然打開車門這一安全風險，安全風險線索和安全風險都是路側停靠的機動車。環境類安全風險線索的主體一般是交通環境，但其與出現的安全風險有著強關聯，如人行橫道有行人闖紅燈這一安全風險，安全風險線索是人行橫道，安全風險是闖紅燈的行人。綜合類安全風險線索包含2個以上安全風險線索，可以是2個以上的行為類安全風險線索，也可以是2個以上環境類安全風險線索或行為類安全風險線索加環境類安全風險線索。如道路左前方行駛的出租車突然變更車道靠右側停車這一安全風險，左前方行駛的出租車和右前方招手的乘客都是安全風險線索，出租車突然變更車道靠右側停車是安全風險。

駕駛人最容易感知的安全風險線索是行為類安全風險線索；環境類安全風險線索由于其往往是靜態的，具有隱蔽性，相對于行為類安全風險線索，駕駛人感知難度大；對于綜合類安全風險線索，駕駛人需觀察到多個安全風險線索，對駕駛人的注意力分配有著較高的要求，感知難度有所提升。

從安全風險線索推斷出安全風險往往與安全風險的出現頻率有關。如行人闖紅燈，由于這一安全風險常常出現，雖然人行橫道是環境類安全風險線索，但駕駛人能快速感知這一安全風險；而對于路側騎車人摔倒，雖然是行為類安全風險線索，但由于該場景不太常見，駕駛人感知安全風險的難度會有所增加。因此，評價場景的風險度需綜合考慮安全風險線索類型、安全風險線索與安全風險的相關度及安全風險的常見程度等因素確定。

3 安全風險特性

3.1 運動狀態

安全風險的運動狀態可分為動態和靜態，如出租車突然變更車道靠右側停車為動態類安全風險，而停在道路上的故障車輛為靜態類安全風險。由于動態類安全風險反射的光線會發生變化，而人眼的感光細胞對變化的光線更敏感，因而駕駛人更易感知動態安全風險。因此，當評價場景中呈現的安全風險線索或安全風險為動態時，駕駛人準確感知安全風險的難度降低，評價場景的風險度也降低。

3.2 所在位置

相關研究表明，行車過程中駕駛人注意力主要集中在車輛前方的中間區域，車輛前方的左側區域和右側區域的關注次之，對車輛后方區域的關注最少。一般而言，駕駛人對某一區域的關注越少，越不容易感知到安全風險。因此，當評價場景中呈現的安全風險線索或安全風險處于車輛后方等駕駛人關注較少區域時，駕駛人準確感知到安全風險的難度增加，評價場景的風險度也增加。

3.3 顏色

安全風險的顏色具有色調、明度和飽和度3個基本特征。明度是指顏色的明暗程度，它決定從遠處看顏色是否易見，因為明度越高的顏色對光線的反射率越大，進入人眼的光線越多，在視網膜上形成的倒像也就越清楚。

除安全風險本身顏色的明度外，安全風險的顏色與交通環境的明度差對安全風險的視認性也有重要影響，兩者的明度差越大，視認性越好。不同顏色比對的視認性見表1。相關研究也表明，車輛行駛中駕駛員從遠處辨識顏色的先后順序分別為紅>綠>黃>白。

表1 不同顏色比對的視認性

評價場景中呈現的安全風險線索或安全風險的顏色的明度越高，且與交通環境的明度差越大，駕駛人準確感知安全風險的難度越低，評價場景的風險度也越低。

3.4 大小

人眼的視敏度通常有一個限值，往往感知不到過小的物體。相關研究表明，在充足的光照條件下，如果在視網膜上形成的倒像小于2 μm，則人眼感知不到。因此，評價場景中呈現的安全風險線索或安全風險的體積越大，在視網膜上形成的倒像越大，駕駛人準確感知安全風險的難度越低，評價場景的風險度也越低。

4 車輛行駛速度

由前述可知，只有具有一定刺激強度和足夠作用時間的目標物才會引起駕駛人的視覺反應。行車過程中，隨著行駛速度的增加，交通信息在駕駛人視野內停留的時間縮短。如果停留時間小于1 s，則駕駛人無法分辨細節；如果停留時間小于0.14 s，則駕駛人無法發現目標物。相關研究也表明，駕駛人的視覺特性，如視認距離、視野范圍、視敏度都隨著行駛速度的增加而降低，視認距離的縮短、視野的縮小、視覺觀察能力的下降，都會降低駕駛人的安全風險感知能力。

所呈現的評價場景變化速度過快或駕駛人在評價場景中模擬駕駛速度過大，駕駛人準確感知安全風險的難度越高，評價場景的風險度也越高。

5 結論

評價場景的風險度對于駕駛人的安全風險感知能力評價結果的信效度有重要影響。該文基于近年來國內外交通安全領域有關駕駛人視覺感知特性、視覺搜索特性等方面的研究成果，系統梳理影響駕駛人安全風險感知能力評價場景風險度的主要因素，主要結論如下：1) 依據駕駛人視覺感知特性和視覺搜索特性，交通環境特性、安全風險線索特性、安全風險特性及車輛行駛速度是影響評價場景風險度的主要因素。2) 交通環境特性主要受環境復雜度、道路線形和環境照度的影響，安全風險特性主要受安全風險運動狀態、所在位置、顏色和大小的影響。

由于各影響因素之間存在相互耦合關系，各影響因素對評價場景風險度的綜合影響還需深入研究。