营运驾驶人应激反应能力研究＊

吴初娜 曾 诚

（1.交通运输部公路科学研究院汽车运输技术研究中心 北京 100088；2.长安大学汽车学院 西安 710064）

0 引言

驾驶人的应激状态是1种特殊的情绪表现形式，是驾驶人的机体内部在遭遇突如其来的危险时的1种情绪认知和肢体反应。而驾驶人的应激反应能力是指驾驶人在应激状态下，能够及时做出正确的措施来应对该突发状况的能力。

因我国交通组成成分复杂，混合交通现象严重，交通参与者安全观念比较淡薄，使得营运驾驶人在行车过程中经常会遭遇一些突发情况：如前方路侧的行人突然横穿马路，同车道前方车辆突然紧急制动等。当遇到以上状况时，营运驾驶人必须迅速做出正确的避让反应，以保证人车的安全，稍有失误就有可能酿成交通事故。由此可见，应激状态下驾驶人采取措施的速度和准确度，对道路交通事故的发生与否以及事故严重程度有着决定性的影响。有研究学者指出，13%的交通事故是由于驾驶人的心理活动功能低下，反应迟钝造成的［3］。营运驾驶人肩负着全国大部分的道路客货运输任务，他们在紧急状况下的应激反应能力对道路交通安全有着重要的影响。因此，提升营运驾驶人的应激反应能力对减少道路交通事故率，提高道路行驶安全性有着重要的现实意义。

针对驾驶人应激反应能力的重要性，国内外研究学者对其进行了深入研究，Seyed、于鹏程等人［1－2］研究了驾驶人在应激状态下的感知、决策和操作的反应时间，J.Zhai、赵炜华等人［3－4］研究了驾驶人在应激状态下的生理变化特性，Hidehisa、王颖等人［5－6］研究了驾驶人在应激状态下的操作行为特性，M.Justin、张展宏等人［7－8］研究了驾驶人应激反应能力的影响因素。

纵观国内外这方面的研究，主要是集中在从反应时间、影响因素、生理变化、操作特性这几方面展开，而鲜有学者依据应激反应的产生机理对驾驶人的应激反应能力提升方法进行研究。基于此，笔者从应激反应产生机理的角度出发，研究驾驶人应激反应的表现特征、影响因素，以及相应的提升方法等，以期有助于提高营运驾驶人行车时的应激反应能力，减少交通事故发生机率，降低交通事故的严重程度。

1 驾驶人应激反应分析

1.1 驾驶人信息处理机理

驾驶人在行车过程中，需要循环往复地在短时间内对交通信息进行采集、加工和处理，从而控制车辆正确的行驶，而这些都是通过认知资源的响应来完成的。认知资源通常分为静态认知资源和动态认知资源，静态认知资源主要用于对各种感官所获取的信息进行初级响应，动态认知资源则主要用于对所需处理的信息或者所需形成的决策、操作控制等进行响应。对驾驶人而言，感知阶段主要占用的是静态认知资源，而判断和执行阶段主要占用的是动态认知资源。

对于静态认知资源来说，其符合注意力多源理论模型［9］，大脑给每种感官都划分了容量不等的静态认知资源区，因此驾驶人可以同时接受来自视觉、听觉、嗅觉等感官的信息。但是对于动态认知资源来说，却符合注意力单源理论［9］，也就是说大脑只分配了1 个容量有限的动态认知资源区，所有的感官共享这一资源区。该资源区可以参与不同的信息处理任务，但是1种任务在一段时间内具有独占性。即同一时刻只能处理1个任务，如果多个任务需要同时处理，则需采用分时复用的方法，不可同时复用。

因此当驾驶人需要其同时执行2种任务时，由于分配给其中任1个任务的认知资源都会比单独执行时的少，导致所完成的任务的质量下降，其执行效能见图1。

图1 动态认知资源执行效能Fig.1 The executive function of dynamic cognitive

1.2 应激反应产生机理

驾驶人的内部认知模式是其根据外界事物的客观规律，经过大脑的反复加工和提炼后所形成的一些固定程序，集合起来就称之为驾驶经验。驾驶人在日常的行车过程中，往往是将当前的交通情景与其内部的认知模式去匹配，然后依据匹配结果做出特定的反应，对车辆进行相应的操作。例如，当看到相邻车道的前车开启右转向灯时，驾驶经验告诉驾驶人前车将要右转向，自己需要减速，然后进行减速操作。这个过程在行车中会经常重复出现，基本上是形成了1种习惯。然而当相邻车道的前车在未开启转向灯的情况下直接进行右转向时，原本由转向形成的内部模式与当下所发生的情景不吻合，使得后续的反应也被当前所发生的状况所“阻断”。

这种外部情景与驾驶人内部认知模式不吻合的状况的发生，一部分是因为所产生的情景在过去的驾驶中没有遇到，因此驾驶经验无法提供的正确指导去处理该事件；另一部分是因为实际发生的情景与驾驶人的预期不一致，有一定的出入。

当驾驶过程中出现与内部认知模式不符合的外部情景时，就需要驾驶人在短时间内对当前的情况重新进行认知，并做出决策对车辆进行操控。由于受动态认知资源容量和大脑信息传递能力的限制，使得所需要处理的信息数量和速度超出了大脑的接收、传递和加工能力，从而导致出现了对某些信息的歪曲、迟滞、遗漏、放弃处理等现象，以致不能正确的完成相应的驾驶任务，此时驾驶人所产生的反应即为应激反应。

综上所述，驾驶人产生应激反应的主要原因是内部认知模式被阻断，而单位时间内所需要处理的信息量超过了动态认知资源的容量，其产生机理如图2所示。

图2 应激反应产生机理Fig.2 The generating mechanism of critical response

另外，由于应激是1种特殊情绪的唤醒，基于人的信息加工机理和心理活动规律，情绪唤醒状态容易导致减少在特定情景中可以利用的各种信息的数量。如果驾驶人排除的都是重要的信息，而所感知的一些无用的附加信息还会竞争有限的动态认知资源，从而增加信息加工负载，导致信息加工效率的全面下降。由此，应激状态的本身会更进一步的加重应激的程度，从而将驾驶人引向更强烈的应激反应。

1.3 应激反应特征

有学者研究表明，人类的行为可表达为

式中：B为人类的行为；P为个体因素；E为环境因素。

由式（1）可见，人类的行为是个人因素和环境因素共同作用的结果。当出现紧急情况，驾驶人处于应激状态时，其自身的激活水平会发生显著改变，从而引起情绪的高度应激化和行动的高度积极化，以致驾驶人的感知、判断和操作出现偏差和不当。驾驶人的应激反应特征主要表现为以下几点［10］。

1）心率、血压、皮肤电等生理参数发生显著上升或下降。

2）感知能力下降，难于全面感知交通信息，认识变得狭窄、不充分。

3）注意力集中于一点，无法合理分配和及时转移。

4）判断能力下降，难以对交通状况做出程度和数量的判断。

5）动作准确性下降，容易出现错误操作和多余操作。

6）动作稳定性下降，难以保持平衡，容易习惯性的用力过大。

7）动作协调性下降，难以正确协调两个以上的动作。

8）极端情况下，甚至失去感知、判断或操作能力。

2 应激反应能力影响因素分析

不同驾驶人的应激反应的具体表现有显著的差异性。有些驾驶人的应激反应只表现了上述特征中的1～2项，而有些驾驶人的应激反应的表现为失去驾驶车辆的能力。驾驶人应激反应的不同，体现了他们在应激反应能力方面所存在的差异性。由于驾驶人的行车工作是由感知－决策－操作这3个阶段的循环往复完成的，驾驶人在各个阶段的能力都会对应激反应能力产生影响，因此笔者从心理素质、注意品质、决策能力和驾驶技能这4个方面分析影响驾驶人应激反应能力的一些因素。

2.1 心理素质

人的心理素质小部分由先天决定，大部分是在后天的学习和实践中，随着社会经历和实践活动的增加而提升。良好的心理素质可以使驾驶人在应激时保持镇定，从而提升避让危险的成功性。

驾驶人的心理素质受性别、社会经历、驾驶经验等因素的影响。通常男性驾驶人的心理素质要好于女性驾驶人；驾驶经验丰富的驾驶人，由于所经历的危险情景比较多，容易与内部认知模式相吻合，因此其心理素质要强于驾驶经验不足的驾驶人［11］。

驾驶人心理素质的强弱往往会通过一些生理参数表现出来，例如皮肤电、心率、血压等。通常驾驶人的心理素质越好，因危险状况引起的紧张情绪的程度就越低，皮肤电、心率或血压的变化幅度也就越小。

2.2 注意品质

注意品质是指驾驶人在行车过程中全面获取有效交通信息的能力。良好的注意品质可以使驾驶人及早发现异常情况，从而可以争取到更多的时间来处理危险。

注意品质除了受年龄和性别的影响外，疲劳、驾驶分心、药物、饮酒等因素也会造成驾驶人注意力分散或丧失。通常，年龄小的驾驶人的注意品质要优于年龄大的驾驶人［12］，见表1。

女性驾驶人的注意力持续时间和转移速度均优于男性，但由于容易分心走神，从而降低了整体的注意品质。

表1 年龄与注意品质的关系Tab.1 The relationship between age and attention

另外，由于人的感官对不同的颜色、形状、强度的感受力不同，由此危险事件的不同表现形式对注意品质也会造成一定的影响。例如，相对于光形式的刺激来说，驾驶人更容易感受到声音形式的刺激。

驾驶人注意品质的优劣可以通过一些眼动参数表现出来，例如注视点位置、注视时间等。

2.3 决策能力

决策能力是指驾驶人基于采集到的交通信息迅速的给出正确应对指示的能力。良好的决策能力可以保证驾驶人对交通信息的高效处理，从而为采取措施争取更多的时间。因此决策能力的好坏主要体现在驾驶人的反应速度上。

决策能力除了受年龄、性别、驾驶经验等因素制约外，也受到疲劳、药物、饮酒［13］等因素的影响。通常情况下，由于男性驾驶人比较果断，其决策能力要优于女性驾驶人。年龄与决策能力的关系见表2。人的决策能力，通常在18～29岁时达到巅峰状态；30岁以后，开始呈现下降的趋势，年龄越大，下降的剧烈［12］。

相比于驾驶经验欠缺的驾驶人来说，由于驾驶经验丰富的驾驶人所经历的危险情景比较多，容易与内部认知模式相吻合，因此其的决策能力要较好。

表2 年龄与决策能力的关系Tab.2 The relationship between age and decision making

疲劳、药物或饮酒［14］会导致神经系统迟钝，影响观察判断力和反应灵敏度，从而降低驾驶人的决策能力。疲劳前后驾驶人的反应时间见表3［15］。

表3 疲劳前后驾驶人的反应时间Tab.3 The reaction time before and after driving fatigue

2.4 驾驶技能

驾驶技能的好坏对能否正确的实施应对措施有着重要的影响。驾驶人只有具备良好的驾驶技能才能控制车辆在极短的时间内成功避让危险。驾驶技能的好坏可以通过在应对危险时的操作准确性和稳定性上表现出来，其主要是受驾驶经验的影响，但也受年龄和运动速度的制约。因为随着年龄的增大，动作灵活性、协调性、平稳性都会有所下降。肢体反应能力与年龄的关系见表4［16］。

表4 年龄与肢体反应能力的关系Tab.4 The relationship between age and body reaction

另外，操作的准确性通常与动作的速度、力量等因素有关。菲茨定律表明，定位运动时间与目标范围成反比［12］。目标范围越大，定位运动的误差容限越大，所需定位时间越短。运动速度与操作准确性之间也存在着类似关系，通常速度越快时错误率高，而速度慢时错误率低。也就是说降低运动速度换取操作准确性，或者降低操作准确性换取运动速度。运动速度与操作准确性的特性曲线如图3所示。

图3 运动速度与操作准确性曲线Fig.3 The relationship between movement speed and operation accuracy

如上所述，驾驶人的应激反应能力不仅受性别（S）、年龄（A）、驾驶经验（DE）的影响，同时也受社会经历（SE）、疲劳（F）、饮酒（D）、药物（M）、驾驶分心（DD）、危险事件形式（DF）等因素的影响，因此驾驶人的应激反应能力（CC）可以表述为

3 应激反应能力提升对策

综上所述，驾驶人之所以产生应激反应，其根本原因是由于外部情景与驾驶人的内部认知模式不匹配，也就是说因驾驶人的驾驶经验不足而导致的。

在人－机系统中，驾驶人是其中的1 个环节，其传递函数w（s）为［10］

式中：t为选择反应时间；T为记忆时间；T0为神经肌肉系统滞后时间；α为加速度感知系数；k为驾驶人生理、经验综合参数。

由式（3）可见，在相同的外界信息输入时，如果k值不同，则输出的信息会表现出截然不同的性质。因此，影响应激状态下驾驶人的操作行为改变的重要因素是与经验和生理条件有关，即人脑中的那些固定模式。

由于人的大脑皮层具有系统性的活动机能，能够把“刺激”有规律的协调成为1个条件反射链索系统，形成习惯定型。人往往可以通过训练完成之前不能完成的任务，能缩短反应的潜伏期，并且能稳定化。因此后天训练是提高驾驶人应激反应能力的最有效的办法。

由于驾驶人的应激反应能力受心理素质、注意品质、驾驶技能等方面密切的影响，因此，对于采用适当训练的方法来提升营运驾驶人的应激反应能力时，应有针对性的对上述这几方面的影响因素进行训练和提升。

1）强化注意品质，提高危险预见能力。危险事件的出现是具有一定的规律性的。驾驶人在行车中如果能对可能出现的危险事件作出预见性的判断，则能提前采取相应的应对措施，避免应激状态的出现。

2）加强应激场景训练，提高心理素质。通过在驾驶模拟器上进行一定次数的应激场景训练，可以使驾驶人熟悉应激状态下的心理感受，从而在其的信息加工系统中建立对应的“习惯定型”，适应对应的突发事件。

3）训练驾驶技能，提高技术素质。娴熟的驾驶技能可以实现驾驶的“自动化”，从而使得突发事件出现时，能最大化的采取正确操作，保障行车安全。

4 结束语

营运驾驶人的应激反应能力的好坏对于交通事故的避免和伤害的降低有着重要的影响，笔者基于对驾驶人信息处理理论的分析，得出驾驶人在紧急情况下的内部认知模式不匹配和信息接收和处理的有限性是产生应激反应的直接原因。基于驾驶人的应激反应特征和感知—决策—操作的驾驶过程，分析了影响驾驶人应激反应能力的内在因素和外部因素。基于习惯定型理论提出了用于提升营运驾驶人应激反应能力的对策措施。

由于本文中是通过对驾驶人应激反应产生机理和应激反应能力影响因素的分析后，从理论的角度提出了一些用于提升驾驶人应激反应能力的改善措施。考虑到理论联系实际，下一步需要选取一定量样本的营运驾驶人，基于驾驶模拟器对所提出的改善措施进行试验，根据试验结果，一方面可以验证应激反应能力提升措施的有效性和可行性，另一方面可以研究更为有效的改善措施。

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