高原公路驾驶员视觉特性分析

阿布都克依木·阿吾提，艾力·斯木吐拉

（新疆农业大学 机械交通学院，新疆 乌鲁木齐830052）

高原公路特殊的地理环境和极端恶劣的自然环境条件，对驾驶员的生理和心理影响较大，这种影响会关联到驾驶员的驾驶行为，造成交通事故频发，所以有必要研究高原低氧环境下，驾驶员的视觉特性，以寻求减少交通事故的方法及措施。驾驶员的视力直接影响着驾驶员本身及乘客的生命安全，视力好的驾驶员交通事故发生率较小，而视力差的驾驶员交通事故发生率较高。本文通过使用检测仪器，采集不同海拔高原公路驾驶员的静视力、动视力等数据，对驾驶员视觉特性检测结果进行汇总整理，以寻求高原公路驾驶员驾驶特性与驾驶员的年龄、海拔、连续驾驶时间以及行车经历的相关关系及其变化特征。

适宜性（aptitude）是指人具有可能圆满完成某一工作所必须的最低限度生理、心理特征及技能。由于个体差异的存在，对于不同性质的工作，不同的人都存在是否适应的问题。驾驶适宜性，一般表示比较完全地完成对汽车驾驶工作所必须具备的素质。驾驶人员的驾驶适宜性是驾驶人员的先天素质与后天的学习技术相结合而构成的互相补充的整体。事实上，造成驾驶员驾驶技能不同的主要原因取决于驾驶人员的先天素质，也就是生理和心理状态。

汽车驾驶人员驾驶适宜性检测是筛选合格驾驶人员的有效和必要手段，同时也是对驾驶员安全性评价的理论基础。驾驶适宜性检测指标是指静动体视力、处置判断能力、速度估计能力、选择反应能力、深度直觉及暗适应能力。

1 实验方案设计

高原公路驾驶员视力检测选用日本兴和株式会社生产的AS－4C型驾驶员动体视力检测仪，该仪器的主要功能在于检查驾驶员对运动物体的辨别能力，可分别检测静视力和动体视力。

1.1 方法

受检驾驶员坐在仪器前，用双眼通过观察孔，观察由远而近且以一定速度移来的英语字母“C”形视标。当刚能看清楚英语字母“C”的开口方向时，立刻按下应答开关，并指出“C”形视标方向。每位受检查者练习2次，正式检测6次。

1.2 检测对象

受地理环境和各种不同因素的影响，经课题人员决定，不同海拔的旅游车辆为主，以使能够全面地对高原区交通安全性进行初步评价。

1.3 检测内容

根据高原公路驾驶员特性研究需要，选择驾驶员视觉特性中对行车安全至关重要的静视力和动体视力进行重点检测。该方法不仅可以根据沙漠公路驾驶员的静、动体视力随海拔、年龄、开车时间、行车经历等的分布规律，而且有助于分析动视力相对于静视力的变化情况进行检测。

2 实验数据分析

对G314道路从喀什到红旗拉普路段四个监测点，总共1 277名驾驶员进行了驾驶员适宜性检测。依据统计学数据处理方法对原始数据进行筛选，考虑到检测数据的可靠性、统计分析方面的要求和代表性等因素，对检测数据中填写驾驶员基本信息不完整和检测项目指标不全和异常数据所涉及的198个样本进行剔除，最后把1 079个样本确定为进行统计分析的标准样本。

1）剔除检测项目不全和填写不完全的数据。通过检测数据初步处理发现有20个驾驶员的检测表信息不完全以及检测项目不全，不能反映驾驶员的真实情况。

2）剔除非稳定数据。被检测者的某一项检测数据出现不稳定，反映不了驾驶员对应指标的素质，所以要剔除这些异常数据。用方差计算来衡量相应指标的数据稳定性，按照数据稳定性分析剔除的方法，其公式为

式中:Xi为某驾驶员某项重复检测数据的方差；Ui为第Xi项重复监测数据方差的均值；σi为第Xi项重复监测数据方差的标准差；αi为设定的第Xi项的概率。用上面的方法，共剔除了57名驾驶员。

3）剔除异常数据。根据稳定性剔除后的检测数据，只表明了驾驶员在驾驶行为中的视觉特性。为了检测数据能够反映驾驶员检测指标体系和驾驶员队伍整体素质，需要对样本进行进一步的处理，要剔除整个驾驶员样本在检测数值方面的不同点，确保剔除后的样本检测数据能够反映高原公路驾驶员的整体素质水平

式中:X为某驾驶员某项重复检测数据的方差；U为第X项重复监测数据方差的均值；σ为第X项重复监测数据方差的标准差；α为设定的第X项的概率。

按照此方法，共121名驾驶员被剔除。按照数据处理方法对原始数据进行处理，考虑到数据稳定、代表以及统计的完全性，选出1 079个样本作为数据分析用的最终标准样本

3 检测结果总体分析

3.1 检测结果总体分析

通过对统计数据的分析发现，高原区公路驾驶员动视力在0.3～1.0间变化，趋势平缓，高原公路受检驾驶员中静体视力0.7以上标准的驾驶员占总样本的88.9%，并且其中72.47%以上的静体视力在1.0以上。高原公路驾驶员群体中动体视力0.7以上标准的占总样本的37%，而达到1.0以上的驾驶员仅占总数的17%。通过静、动视力数据对比发现，高原公路驾驶员动体视力比静体视力的总体下降幅度高于一般水平的25%左右（见表1）。因此，在高原特殊环境中驾驶员的动视力更易受到影响，其下降幅度随海拔的变化波动较大。另外，驾驶员在生理方面受到一定的影响，最直接的表现在视力方面，这种现象会威胁到驾驶员的行车安全。图1为高原公路受检驾驶员总体静视力和动视力值的分布情况。

表1 高原公路驾驶员视力检测结果汇总表

图1 高原公路受检驾驶员视觉特性分布

3.2 海拔对视觉特性的影响

对不同海拔情况下驾驶员的视觉特性（静视力、动视力）进行分析，如图2所示，可以看出随着海拔的升高而趋于平缓下降，静视力和动视力的变化规律:海拔1 000m时最大，海拔2 000m次之，海拔4 000m最小。其中静视力均值分别为1.30，1.24，1.22 和 1.16，而动视力均值分别为 0.74、0.62、0.62和0.59。在高原低氧环境中，驾驶员的动体视力受到的影响比静体视力更大，且最大降幅为50.53%，其分布情况如图3所示。

3.3 连续驾驶时间与视觉特性的关系

驾驶员的生理机能随着驾驶时间增加而明显下降，同时产生的心理疲劳也会导致驾驶员视力下降，分析表明，高原公路驾驶员的速度明显小于标准时间。由图4和图5可知，在高原公路驾驶员连续驾驶时间4h以内，静视力没有明显变化，而连续驾驶时间超过4h以上时，随着驾驶时间的增加，驾驶员的静视力和动视力下降，降低后的数值分别为1.11和0.31，说明连续驾驶时间对动视力的影响比较明显。

图2 不同海拔视力均值

图3 不同海拔视力降幅分布

图4 不同连续驾驶时间视力均值

图5 不同连续驾驶时间视力降幅分布

3.4 年龄对视觉特性的影响

一般情况下年龄大的驾驶员其驾龄也会大，而且其驾驶技术水平也较高。调查表明，驾驶人员年龄小于30岁时，驾驶反应时间会随着年龄的增加而缩短，而大于30岁以后就会逐渐增加，随着年龄的增长，驾驶员反应时间的快慢程度也在逐渐减弱。另外，年龄差异所导致的违法行为中年龄小的比年龄大的数量多。

根据受检驾驶员的年龄，并结合样本的实际数量，划分为≤20，20～29，30～39，40～49、≥50五个区间，根据这5项检测指标对不同年龄组的驾驶员进行分析。

图6和图7是不同年龄段驾驶人员视觉特性（静视力、动视力）的分析结果。驾驶员的静视力、动视力和年龄密切相关，且随着年龄的增大驾驶员的静视力和动视力表现出明显的降低趋势，同时静视力和动视力的降幅也服从年龄对视觉特性影响的规律。分析结果表明，30岁以下驾驶员的视力降幅约为47%，45岁以上驾驶员的降幅约为52%，其最高降幅为56.15%。

图6 不同年龄视力均值

图7 高原公路驾驶员动视力降幅值分布

4 高原公路驾驶员心理、生理特性与影响因素相关性分析

4.1 灰色评估方法

在灰色分析方法中，关联分析是一种确定量化的比较分析方法，并且是通过统计分析的曲线状况图对所研究的内容进行分析。由曲线状况图分析可得，其曲线状况图的形状越相似，它们的关联性越强。

4.2 灰关联分析

1）根据灰分析理论我们确定母子列为原始分析因素序列，子序列为相关因素的生理指标序列，得出各指标的检测值母序列为

对母子列和子序列的初值化指标作无量纲处理。

式中:n＝5；k＝1，2，…，5。

4）求关联系数和关联度。计算关联度系数如表2所示。

表2 驾驶员视觉特性影响因素关联度表

由表2可知，海拔、驾驶员的年龄、驾驶时间对驾驶员的视觉特性均有不同程度的影响，影响度在0.730以上。海拔对驾驶员视觉特性影响最大，它与静视力和动视力的关联度分别为0.859和0.812，其他因素的影响大小依次为年龄和驾驶时间。静视力相对于动视力来说，更容易受到驾驶员自身因素和环境因素的影响。

5 结束语

根据对检测的驾驶员视觉特性数据统计分析，高原公路驾驶员静视力和动视力分别为1.18和0.59，处于B级水平。比全国平均水平1.21和0.57低，也低于沙漠区驾驶员平均为1.37和0.8的值。在高原特殊环境中驾驶员的动视力更易受到影响，其下降幅度随海拔的变化波动较大。另外，驾驶员在生理方面受到一定的影响，最直接表现在视力方面，这种现象会影响到驾驶员的行车安全。对各因素分析可知，驾驶员的年龄、驾龄和持续驾驶时间对驾驶员的视觉特性均有影响，在高原驾驶员身上表现出的波动较大。根据对数据的相关性分析，驾驶员的年龄、驾龄、驾驶时间对驾驶员的视觉特性均有较大的相关性。总的来说，在高原低氧区，受低氧、道路条件的影响，相对其他几项因素，海拔对驾驶员的视觉特性影响最大，其次是年龄。

［1］ 朱兴琳，艾力·斯木吐拉，王宇.高原地区公路交通安全现状及事故特征分析［J］.公路与汽运，2013（6）:78－82.

［2］ 游小青，万义国.浅析驾驶适宜性检测对驾驶培训的重要性［J］.山西科技，2010（5）:127－128.

［3］ 李百川，孙建宏，肖利军.中国职业汽车驾驶员适宜性检测标准制订研究［J］.安全与环境学报，2001（3）:7－10.

［4］ 姬生强，艾力·斯木吐拉.高原驾驶员特性对交通安全设施的影响分析［J］.交通科技与经济，2014，16（5）:5－9.

［5］ 李百川.汽车驾驶员适应性检测及评价［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［6］ 艾力·斯木吐拉.浅谈特殊地区道路交通系统研究问题［C］.21世纪中国西部交通发展战略学术研讨会论文集，2000.

［7］ 胡江碧，曹新涛.道路交通事故肇事驾驶员特征分析［J］.中国公路学报，2009（6）:106－110.

［8］ 李宏艳.关于灰色关联度计算方法的研究［J］.系统工程与电子技术，2004（9）:1231－1233，1270.