驾驶员注意力分散问题的整体分析

作者：QNX软件系统公司 Andy Gryc

欢迎访问e展厅 展厅 4 汽车与公路设备展厅 乘用车/客车, 电动/混合动力汽车, 卡车/货车, 专用车, 交通安全设备, ... 驾车时使用手机毫无疑问是危险的。但不幸的是，法律本身并不会杜绝种现象：总有那么一些人会无视事实和法律，不计后果。 其实在与驾驶员注意力分散有关的事故中，手机仅仅是这个问题的一小部分原因：导致受伤的有5%是由手机引起，导致死亡的有18%是由手机引起；因此很明显，对驾驶员注意力分散这个问题进行整体的分析，比任何的禁止法令，比如禁止使用手机更重要。因此，本文将对状况感知 (SA) 进行阐述，并提出如何提供一个框架来了解以及减少驾驶员注意力分散的现象，深入分析其中各种原因。 I驾驶员注意力分散的问题 自Radiolinja公司于1991年首次推出2G移动电话网络以来，手机已变得无处不在，并且引起了相当大的争议，特别是当它成为了引起驾驶员注意力分散的一个显著原因之后。立法者作出的反应是，禁止在驾车的时候发短信和使用手提（甚至免提）电话。然而，简单地禁止措施并不会使这种现象消失。总有那么一些人会无视法律，他们总有侥幸心理，试图瞒天过海，而这使自己的行为更加危险。 虽然手机的使用与交通事故之间的确切因果关系尚在研究之中，但毫无疑问，在驾车时使用手机是危险的。例如，夏威夷立法参考局公布的一项研究承认，证明手机的使用与交通事故之间存在因果关系是困难的，但其确实指出，“在驾车时使用手机使人更加容易对交通状况以及驾驶模拟器和道路测试轨道上的交通信号不做反应，或反应迟钝。同时，并没有迹象表明免提电话比手提电话更加安全。 ◆不仅仅是电话 需要着重说明的是，手机仅仅是这个问题的冰山一角；美国运输部2009的统计数据显示，在与注意力分散有关的事故中，导致受伤的仅有5%是由手机引起，导致死亡的也仅有18%是由手机引起。相比而言，诸如阅读地图、吃东西、打扮等其他分散注意力的行为，占这两项的比重却分别达到了95％和82％。 考虑到这些统计数字，我们认为，减少与注意力分散有关的事故的最佳策略是进行一个整体的分析，以在更大范围内解决驾驶员注意力分散的问题，而不仅仅是解决任何一个引起注意力分散的单一原因。我们的努力方向不仅是要降低诸如手机这样的单一原因所引起的注意力分散问题，而更是要根据驾驶条件以及驾驶员的各项任务来优化整个汽车驾驶室。 状况感知（SA）的概念为这种优化提供了一个极好的框架。其可用来1）增强驾驶员对重要物体和事件的察觉能力，以及2）模拟各种具体任务对驾驶员的影响，以动态地适应车内设备的用户界面。 II 状况感知 状况感知是指“在某个时间和空间之内察觉环境中的各种因素，理解它们的意义，并预测它们接下来的状态”。图1说明了状况感知的各个因素之间的关系。 状况感知模拟了所有有助于驾驶的重要因素，以及这些因素之间的关系。这也难怪军事和航空业会使用状况感知来了解飞行员的表现。 安全驾驶的根本是对道路环境的感知。例如，驾驶员必须观察到交通信号灯已经变成红色，必须准确地锁定迅速接近的急救车的位置，必须知道到在山坡后方出现的交通停顿。如果驾驶员能够感知到当前的驾驶状况，则其便具有较高的状况感知能力，应能迅速采取适当的行动来防止事故的发生。驾驶员注意力分散问题的症结在于，使人注意力分散的行为和较大的工作负荷阻碍了驾驶员及时地产生较强的状况感知。 III 状况感知模式和驾驶员注意力分散的类型 在我们的讨论中，我们必须考虑注意力分散的四个基本类型 ：视觉上的、听觉上的、认知上的和生物机械/物理上的。 视觉上的注意力分散干扰了在当前状况下对物体的察觉（状况感知的第一级）。例如，如果驾驶员查看位于乘客座位上的手机，他可能无法检视到一辆正驶向路面的车辆，而这一疏忽可能会导致事故发生。 状况感知模型显示了视觉上的注意力分散是如何干扰状况感知的，并提供了有关的方式来补救视觉上的注意力分散。具体来说，该模型一开始便至少表明了，察觉事件要比看到事件重要。这种区别意味着，可以由声音警告来促进对事件的察觉，从而增强状况感知——在这个例子中指的是促进对正驶向路面的车辆的察觉。 听觉上的注意力分散可以干扰对物体和事件的察觉（状况感知的第一级）。例如，位于中央显示器上的声音提示可能会干扰驾驶员对路面的观察，使其无法检视到正在靠近的车辆。 认知上的注意力分散干扰了对当前状况的理解（状况感知的第二级）。其消耗了共有的认知能力，如状况感知所需的工作记忆和注意力。例如，一次电话连线质量较差的通话可能会影响驾驶员的工作记忆和注意力，使其错过或较晚检视到重要的物体或事件。 生物机械/物理上的注意力分散可能会干扰对物体或事件的察觉（状况感知的第一级），或是干扰驾驶员依据当前的状况感知进行纠正的能力（状况感知的行为表现阶段）。例如，驾驶员如果感到有即将落地的物体，就可能会将视线移开道路，或是发短信时不停地盯着膝盖，那么很可能会无法做出防范性操作（行为表现）。 最后我们应该注意，通过框架分析驾驶员注意力分散的问题，并以状况感知模型制定出解决方案，有助于我们找到提高驾驶员的驾驶表现和安全性的办法，而且更严格地说，即使没有出现注意力分散，也能达到优化作用。例如，由于地形引起的视线受阻一般不认为是注意力分散。然而，该技术（使用车对车通讯的防撞系统）可以增强驾驶员的状况感知，从而提高其驾驶表现。 IV 通过一个与网络互联且集成的驾驶室优化状况感知 现在应该很明显，所谓的驾驶员注意力分散问题，其实关键不在于注意力分散，而在于状况感知。而且，技术可以增强驾驶员对物体和事件的察觉，对状况的理解可以提高驾驶员的状况感知能力，从而提高驾驶表现。 我们认为，“驾驶员注意力分散”的解决方案是使用一个与网络互联且集成的汽车驾驶室来优化状况感知。这一驾驶室（图2）监测了路面的环境、与车辆相关的信息以及驾驶员的状态，还管理驾驶员与驾驶室之间的信息流，并考虑到人为因素的对这些信息进行多模式的优化。 ◆监测路面环境 监测路面环境的车辆可以提高驾驶员察觉车辆周围环境的能力，从而增强驾驶员的状况感知。基于来自传感器的信息，并通过与其他车辆和固定路边站的通信，可以辅助驾驶员的眼睛和耳朵去察觉重要的指标和警告。例如，如果当前的车速表明驾驶员可能没有注意到前方桥梁上的冰雪，车辆可以发出一个适当的危险警报。 ◆监测车辆信息 对状况感知系统有用的车辆信息包括：音频电平和来源、车辆的移动、有效的仪器和媒体，简而言之，就是任何可能会分散驾驶员注意力或增加其认知负荷以及降低其状况感知的信息。还包括诸如转向角度、转向信号状态、车速等有关车辆运行情况的数据。这些数据可以用来改变应用程序的接口和输出，以优化状况感知。例如，如果车辆的信息表明，由于车辆即将发生碰撞或驾驶员当前正在操作其他应用程序而使得认知负荷较大，那么非关键的应用程序提示将被推迟。 ◆监测驾驶员状态 由于驾驶员的状况感知能力最终依赖于其对信息的察觉、理解和处理，所以状况感知系统应包含第三个数据集，用于描述驾驶员的状态。其数据来源于响应时间、驾驶模式，甚至还包括由对着驾驶员的摄像机采集到的驾驶员疲劳指标器信息。这些描述将用来估算驾驶员的状况感知能力，并在必要时确定其认知负荷是否应该减少。 状况感知也可以用来应对受到刺激时的状况。例如，如果同时出现持续地高速行驶、多变的转向角，而且对着驾驶员的摄像机检测到睡意，则会向驾驶员发出一个声音警告。如果检测到驾驶员处于烦闷或心不在焉的状态，则会向其提供娱乐选项。 V 优化了状况感知的汽车驾驶室有何好处 优化了状况感知的汽车驾驶室将汇集通过监测路面环境、车辆和驾驶员状态获得的信息，从而： ·识别潜在的道路危险和驾驶错误，并辅助驾驶员的感官来增强其状况感知。 ·预测由车载应用和其他因素造成的认知负荷和注意力分散，如车内哭闹的儿童和车外的交通条件。 ·估算驾驶员的状况感知，以确定状况感知的增强是否能帮助其进行更加安全的驾驶操作。 车辆的状况感知系统接着会整合这些监测数据源的信息，以采取行动提高操作的准确性，并减少察觉物体和理解情况的反应时间。这些行动包括： ·基于当前的情况格式化应用程序的多模式信息。 ·管理驾驶员与驾驶室之间的信息流。 ·生成能够增强驾驶员状况感知能力的多模式信息。 对驾驶员注意力分散问题进行整体的分析，并通过状况感知模型设计出解决方案，可以为我们提供方法来监测和优化驾驶员的状况感知能力和水平，从而提高驾驶员的安全。这不仅有助于适当地管理驾驶员的认知负荷和注意力分散的各种形式，而且能延长驾驶员的感受，使其可以更好、更快地了解任何特定的情况，并作出正确、安全的驾驶决策。

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (1/11/2013)