草原道路交通标志对驾驶员视觉的作用范文

摘要：为了保证草原道路的行车安全，研究草原道路交通标志对驾驶员视觉特性的影响，文章选择具有代表性的草原道路为研究对象，利用眼动仪采集驾驶员的眼动数据并进行分析，揭示不同交通标志对驾驶员视觉的影响变化规律。结果表明：禁令交通标志对驾驶员的视觉影响最大，其次是指示标志和混合标志，警告标志影响最小。因此，合理设置交通标志是保证草原道路行车安全的前提。

关键词：草原道路；交通标志；眼动指标；影响研究

1引言

道路交通标志是重要的交通安全设施，能为驾驶员提供准确的道路交通信息，保证行车安全。有研究表明，交通标志、标线与交通事故的相关率高达70%，合理设置标志标线可以提高30%运输效率[1]。草原道路线形结构简单，景观环境单一，行驶车辆较少，交通标志设置不完善，驾驶员长期处于单调环境中行驶，获取信息量少，致使驾驶员注意力及警觉性降低，从而造成较为严重的交通事故[2-4]。因此，完善道路交通标志标线设置，给驾驶人员提供必要的交通安全信息，是减少交通事故的有效途径之一[5，6]。本文选择具有代表性的草原道路，针对草原道路交通标志的现状，通过研究草原道路交通标志对驾驶员视觉的影响，可为今后完善交通标志的设计提供科学合理的依据。同时对规范驾驶员在草原道路上行驶行为，提高驾驶员注意力及警觉性，保障行车安全意义重大。

2研究方法

2.1试验路段和交通标志的选取

选择锡林郭勒盟境内的S101赛罕塔拉—满都拉图段的二级草原道路作为试验路段，设计车速为70km/h，总里程152.5km。取其中18km作为本文的研究对象，统计该路段指示标志共13个，警告标志共9个，禁令标志和混合交通标志各2个。由于内蒙古地广人稀，沿线城镇、村落较少，需要提醒驾驶员的交通标志的种类也相对单一。因此调查选取指示标志、警告标志、禁令标志及混合交通标志作为研究对象。

2.2试验人员及试验设备选择

试验选取5名驾驶员，其中男性3人、女性2人，平均年龄38.6岁（SD=5.32），平均驾龄8.2年（SD=4.5），驾驶经验丰富，身体健康，没有任何眼部疾病，视力及矫正视力应达到1.0，对该试验路段较熟悉。试验采用德国SMI生产的IviewXHED型头戴式眼动仪，采集驾驶员眼动指标。根据研究需要将数据的采样频率设定50Hz/s，数据处理采用与之配套的BeGaze2.4数据分析软件对试验数据进行提取和分析；采用日本SONY生产的便携式摄像机DCR-DVD803E对路域交通标志进行全程拍摄；由于草原道路上行驶的车辆80%左右都为小型轿车，因此试验车辆选取具有代表性的小型轿车，试验车速采取以保证行车安全为前提的自由车速。

2.3驾驶员眼动指标的选择

驾驶员的视觉特性主要通过眼动指标来反映，驾驶员注视行为指标包括注视持续时间、注视点位置、瞳孔大小等，其中注视持续时间反映驾驶员对观察对象的关注程度。瞳孔大小受光的照度、驾驶员的紧张程度和所看物体的远近等外界环境的影响。扫视指标中的扫视幅度是指驾驶员视觉信息搜索的范围。眨眼行为能够反应驾驶员在行驶过程中的疲劳状态。由于本研究不是疲劳研究，故不选眨眼指标。因此，结合本研究的实际情况，确定注视持续时间、瞳孔大小和扫视幅度3个指标对驾驶员的视觉特性进行研究。

3试验结果与分析

3.1交通标志对注视持续时间的影响

由图1和表1可知，禁令标志对驾驶员的注视持续时间影响较大，均值为445.48ms，最大值为713.44ms，驾驶员会反复持续关注，注视持续时间更长。指示标志的注视持续时间均值为366.81ms，因为草原道路指示标志信息较多，驾驶员能清晰地认读标志牌信息，注视持续时间分布在300ms～500ms之间，注视持续时间波动相对稳定。警告标志对驾驶员的注视持续时间均值为318.48ms，相对较小，说明驾驶员对警告标志的认知时间较短，能很快引起驾驶员的警觉。混合标志注视持续时间均值为404.37ms，混合标志的信息相对于其他交通标志更多，驾驶员在注视过程中信息处理会越难。因此，禁令标志对驾驶员的注视持续时间影响最大，其次是混合标志和指示标志，影响最小的是警告标志。

3.2交通标志对瞳孔直径的影响

由图2和表2可知，警告标志对驾驶员瞳孔直径影响较大，均值为3.35mm，相比其他交通标志略高，说明驾驶员在看到警告标志时心理较紧张。指示标志瞳孔直径平均值为3.29mm，数据波动不大，驾驶员需要通过指示标志判断接下来的行车路线，所以驾驶员会努力注视指示标志。禁令标志瞳孔直径均值为3.17mm，说明禁令标志相比其他标志更容易辨认，但也会增加驾驶员的紧张程度。混合标志瞳孔直径变化相对较平稳，说明混合标志较容易辨认。因此，警告标志对驾驶员的瞳孔直径影响最大，其次是指示标志和混合标志，影响最小的是禁令标志。

3.3对扫视幅度的影响

由图3和表3可知，驾驶员在10.5s前对各种交通标志的扫视幅度都相对较大，特别是禁令交通标志对驾驶员的扫视幅度影响最大，均值为17.18°，最大值为25.61°。指示标志扫视幅度波动较大，说明驾驶员要通过扩大搜索范围获得更多信息。警告标志扫视幅度均值为11.97°，说明驾驶员获取的警告标志信息量较少。混合标志的扫视幅度均值为12.7°，总体变化趋势较平稳。因此，禁令标志对驾驶员的扫视幅度影响最大，其次是指示标志和混合标志，影响最小的是警告标志。

4结语

本文针对草原道路交通标志对驾驶员视觉的研究，探讨不同交通标志对驾驶员视觉的影响，得出以下结论：

①禁令标志的注视持续时间最长，说明驾驶员注视过程中信息处理最困难，同时也最能引起驾驶员的反复注意。警告标志下的注视持续时间最短，说明驾驶员能够更容易的处理警告标志信息。

②警告标志下的瞳孔直径最大，说明驾驶员需要更加努力注视警告标志牌的内容，避免发生危险。禁令标志的瞳孔直径最小，说明禁令标志较容易被驾驶员认读。

③禁令标志下的扫视幅度波动最大，说明驾驶员会反复多次地关注此标志。其次是指示标志和混合标志，说明这两种标志给驾驶员提供的信息较多。总之，驾驶员在草原道路行驶过程中，禁令标志相比于其他交通标志对驾驶员视觉特性的影响更大，其次是指示标志和混合标志。驾驶员在看到禁令标志和警告标志时心理负荷明显增加，更能引起驾驶员的警觉感，从而提高行车的安全性。

作者：解松芳 栾传宝 杨锋 李航天 赵婷 单位：内蒙古农业大学 能源与交通工程学院 内蒙古交通设计研究院有限责任公司