交叉十字路口限速交通标识牌对不同驾驶人危险知觉的影响

张长路，蔡宇琼，常若松

(1.辽宁师范大学 心理学院，辽宁 大连 116029；2.沈阳师范大学 教育科学学院，辽宁 沈阳 110034)

1 引言

危险知觉(Hazard Perception)，指驾驶人对交通情境中的潜在道路危险进行识别并做出反应的能力[1]。例如，驾驶人正在向前行驶，有一个行人从前方道路右侧横穿马路。此时，该行人对驾驶人来说就是一个潜在危险。为了保证驾驶安全，驾驶人在识别这个行人之后需要做出减速或其他规避动作。这种能力就是危险知觉。驾驶中，危险知觉对驾驶人的驾驶安全十分重要。截止目前，研究者已经系统地考察了人口学因素、驾驶经验、人格[2]因素对不同驾驶经验驾驶人危险知觉的影响。然而，尚无研究关注交通标志对驾驶人危险知觉的影响[3]。

研究发现，有经验驾驶人对标识牌的识别速度较慢，但对交通标识牌信息的处理相对较快，而新手驾驶人能够更早的发现标识牌，但是处理信息的速度慢[4]。当模拟交通视频中存在交通标识牌时，有经验驾驶人对危险的首次注视时间比新手短,注视次数比新手多。当交通标识牌不明显时，新手识别的危险数目比有经验驾驶人少[5]。然而，该研究结果是否可以推广到真实的交通情境视频中去，是一个非常值得研究的问题。另一个重要问题是，以往对于交通标识牌的研究并未将标识牌进行分类研究，不能排除不同标识牌的意义对危险知觉的潜在影响[6]。例如，看到限速标志后，年轻新手是否也可以像有经验驾驶人一样快速地识别危险并做出反应？研究发现，如果驾驶人对一个潜在道路危险的首个注视点的持续时间较短。这会导致驾驶人的注视行为提前终止而看不到这个危险[7]。那么，如果新手驾驶人不能及时地看到限速标志，他们是否还能对随后出现的危险做出适当反应？

此外，以往研究中并未考察特殊道路场景(交叉路口)中驾驶人的危险知觉能力，实验中都未对道路场景进行特殊限定[8]。因此，本研究采用眼动和反应时方法考察特殊道路环境中(交叉路口)年轻驾驶人的危险知觉能力，并首次考察交通限速标志牌对驾驶人危险知觉的影响。本研究假设，有交通限速标志会促进驾驶人对危险的反应时间，但限速标志牌不会加快驾驶人对危险的视觉搜索时间。

2 对象与方法

2.1 被试

通过辽宁大连交通广播电台随机招募75名私家驾驶人参加实验，被试年龄在18-25岁之间。其中，年轻新手驾驶人43名(男17名)，32名年轻有经验驾驶人(男10名)，所有被试视力正常，且以前从没参加过类似实验。两组驾驶人的详细信息，见表1。统计分析发现，两组被试的性别比差异不显著。与年轻新手相比，年轻有经验驾驶人的年龄大，驾驶经验更丰富。

2.2 方法

2.2.1 实验材料

实验材料包含10个真实的交通情境视频，所有视频均来自与孙龙的危险知觉测试[9]。本研究中测试的信度较好(Cronbach's α=0.85)。所有情境视频均是在白天晴朗的天气下，从驾驶人的视角在大连市各个交叉十字路口上拍摄的。每个视频的长度在10-20 S，分辨率为1 024×768像素。其中5 个视频包含一个限速标识牌，其他5个均不包含限速标识牌。每个视频中均有一个危险引发者，6个汽车和4个行人。在危险出现之前被试有充足的时间看指示牌。危险知觉测试视频内容描述，见表2。在这两种标识牌出现的视频中，被试看到牌子出现的时间到危险第一次出现的时间差异不显著。

表1 被试人口学信息

表2 危险知觉测试情境视频描述

2.2.2 实验工具

采用瑞典Tobii Technology公司开发的Tobii T120型眼动仪来记录眼动数据。该眼动仪的采样率为120 Hz，精度为5度。计算机显示器的大小为17英寸，分辨率为1 024×768像素。使用Tobii Studio 3.0来划分兴趣区域。其中，危险所在兴趣区的大小为360×260像素。

2.2.3 实验设计

采用驾驶经验2(年轻有经验驾驶人、年轻新手)× 标志牌类型2(有限速标识牌后的危险、无限速标识牌后的危险)的混合实验设计。因变量包括反应时、首次注视时间、首个注视点的时间和平均注视时间。

2.2.4 实验程序

实验前，被试首先需要签署知情同意书，然后对被试进行眼动校标后，被试进行2个练习测试。实验指导语是“欢迎参加本次试验，实验开始屏幕中央会出现“+”，接着屏幕会显示一张交通标识牌的图片，然后会为你呈现一段视频。当你接近十字路口时，如果你觉得有危险，并且需要制动或转变方向盘，就快速点击鼠标左键一次。”最后，在一个17英寸电脑屏幕上向被试随机呈现10个测试视频，开始正式实验。实验持续10分钟左右，每名被试实验后可以获得15元被试费。

2.3 数据分析

使用SPSS 20.0对数据进行统计分析。第一，采用重复测量方差分析考察两组驾驶人在反应时间，首个注视点时间，首次注视时间和平均注视时间的差异。反应时，指从危险出现到被试按键反应之间的时间；首个注视点时间，在兴趣区中出现的第一个注视点的持续时间；首次注视时间，被试首次注视兴趣区的时间；平均注视时间，指被试所有注视点的持续时间之和与该兴趣区中所有注视点个数的比值。反应时的缺失值用该视频下所有被试的平均值加三个标准差代替[9]。本研究中所有眼动数据的缺失率<10%，因此统计时保留所有被试数据，见表3。

3 结果

3.1 反应时间

重复测验方差分析表明，标识牌类型的主效应显著，F(1,75)=2057.26,P<0.01，η2= 0.966；驾驶人注意到没有限速标识牌后的危险的反应时间比有限速标识牌长。驾驶经验的主效应边缘显著，F(1,75)=3.57,P=0.063；有经验驾驶人注意到有限速标识牌后对危险的反应时间比新手驾驶人短。驾驶经验与标识牌类型的交互作用显著，F(1,75)=4.253,P<0.05，η2= 0.055。

对交互作用进行简单效应检验发现，在有限速标识牌后危险的条件下，驾驶经验的主效应显著，F(1,75)=5.18,P<0.01,η2= 0.066，有经验驾驶人对有限速标识牌后的危险比新手驾驶人快；另外，在没有限速标识牌后危险的条件下，驾驶经验的主效应不显著，F(1,75)<0.01,P>0.05。

3.2 平均注视时间

重复测量方差分析表明，标识牌类型的主效应显著，F(1,75)=30.177,P<0.01,η2=0.292；驾驶人看到限速标识牌后对危险的平均注视时间比看到没有限速标识牌后长。驾驶经验的主效应显著，F(1,75)=4.526,P<0.05，η2=0.058。新手驾驶人对危险的平均注视时间比有经验驾驶人短。标识牌类型与驾驶经验的交互作用不显著，F(1,75)=0.064,P>0.05。

3.3 首次注视时间

重复测验方差分析表明，标识牌类型的主效应不显著，F(1,75)=1.421,P>0.05。驾驶经验的主效应不显著，F(1,75)=1.636,P>0.05。标识牌类型与驾驶经验的交互作用不显著，F(1,75)=0.051,P>0.05。

3.4 首个注视点时间

重复测验方差分析表明，标识牌类型的主效应显著，F(1,75)=24.014,P<0.01,η2=0.248，驾驶人注意到没有限速标识牌后的危险的首个注视点时间比注意到有限速标识牌后的危险长。驾驶经验的主效应不显著，F(1,75)=2.271,P>0.05。有无限速标识牌与标识牌类型的交互作用不显著，F(1,75)=1.056,P>0.05。

4 讨论

4.1 驾驶经验对年轻驾驶人危险知觉的影响

本研究发现，年轻驾驶人对危险的反应时间存在经验优势效应。有经验的驾驶人比新手驾驶人更早的注意到危险，在危险上停留的时间长。这是因为，有经验驾驶人相对于新手驾驶人视觉搜索模式更强，灵活度更高，所以更容易注意到危险，并会多次注意危险出现的区域。随着驾驶人获得更多的驾驶经验，情况感知能力会发展，并引导他们的视觉注意力到潜在危险可能发生的关键区域，从而促进他们的危险检测和反应[9]；而新手驾驶人不会持续地监控和搜索危险可能出现的区域[10]，并且年轻的新手驾驶人不能从刺激中提取足够的信息，也不能像年轻的有经验的驾驶人那样更快地将视觉信息转化为行动[11]。这说明，有经验驾驶人在实际驾驶中会比新手驾驶人更早的减速、制动或改变行驶方向。也就是说，有经验驾驶人比新手驾驶人对危险的反应时间更短。然而，两组驾驶人对有无限速标识牌后出现的潜在标识牌类型的反应时差异不显著。这可能是因为，本实验选取的两组被试都是年轻驾驶人，部分年轻驾驶人往往会高估自身的驾驶能力。虽然他们很快能够注意到危险，但是在危险上停留时间短，对危险信息处理时间短，导致对危险的反应时间长[12]。

4.2 限速标识牌对年轻驾驶人危险知觉的影响

本研究发现，两组驾驶人注意到限速标识牌后出现的危险比没有限速标识牌后的危险快。在有限速标志牌下，有经验的年轻驾驶人对危险的反应时更短。这是因为驾驶人将限速标识牌作为可能发生危险的线索，所以驾驶人会提早减慢行驶速度，扩大视觉搜索模式，更早的注意到道路中的潜在危险，并迅速做出制动或者规避的驾驶行为来避免发生交通事故。而没有限速标识牌的情况下，没有提醒驾驶人可能有危险的线索，所以驾驶人不会减慢驾驶速度，发现潜在危险的速度也比较慢，对危险的反应时间也较长[13-14]。

本研究具有重要的现实意义。在实际驾驶中，如果交通标志牌成功地将其所传递的信息传达给驾驶人[15]，则交通标志是有效的。根据驾驶人对有无限速标识牌危险的反应时间和眼动指标，研究者可以通过选择特定的交通情境和危险场景，开发出一系列更有针对性的危险知觉训练，以提高驾驶人，尤其是新手驾驶人对潜在道路危险的视觉搜索能力和反应能力。

5 结论

本研究首次考察了交叉十字路口有无限速标志牌对驾驶人危险知觉的影响。驾驶经验越丰富的驾驶人危险知觉能力越好，有限速标志牌会加快驾驶人对危险的反应速度，但不会加快他们对危险的视觉搜索时间。