不同类别驾驶员的驾驶行为特性差异实验研究

房曰荣

(福建船政交通职业学院经济与管理学院，福建 福州 350007)

随着经济的发展和国民收入的提高，汽车保有量日益增加，与之相应地也造成了大量的交通事故。据统计，交通事故已成为危害人们生命和财产安全的主要事故类型[1]。已有相关研究表明，在交通事故致因中，人因占到90%以上[2-3]，特别是驾驶员因素，因此国内外学者针对驾驶员驾驶行为特性开展了大量的研究[4-6]。如张圆等[7]依据广东省海量小型轿车交通事故数据，对不同性别驾驶员的交通事故特征进行了对比分析；史晨军等[8]采用问卷调查的方式，研究了影响驾驶员疲劳驾驶行为的心理因素以及各因素之间的相关关系；唐智慧等[9]基于模糊信号检测理论对新老驾驶员危险感知差异性进行了致因分析；蒋祖华等[10]通过设计仿真驾驶环境，根据跟车速度、反应时间、碰撞时间和事故概率4个指标，对不同经验驾驶员跟车驾驶行为进行了分析；章倩等[11]利用驾驶模拟器，从速度、车道保持、险情感知能力和事故频率四个方面，对中韩两国青年驾驶员的驾驶绩效进行了对比分析。近年来，交通领域出现了很多热点问题，如“女司机”“路怒症”和“开车使用手机”等，针对这些热点问题，吴超仲等[12]、雷虎等[13]对汽车驾驶愤怒情绪进行了研究，在充分考虑我国实际交通环境的基础上，得出一份含有21个项目的驾驶愤怒表现量表，为研究驾驶愤怒与交通安全的关系提供了依据；李宏汀等[14]则对驾驶员驾驶中使用手机对其行为安全绩效的影响进行了研究，指出驾驶员驾驶过程中使用手机会延长反应时间和增加认知负荷。

以上研究大多是利用模拟驾驶仿真系统或进行问卷调查，这与真实驾驶体验会存在一定的偏差。鉴于此，本研究优选了一段城市道路，召集36名驾驶员开展实车检验实验，利用V-box系统、眼动监测仪等设备采集最高速度、交叉口前速度、变道次数等指标，并通过对实验数据进行统计学检验，从驾驶员年龄、驾龄和性别三个因素对驾驶员的驾驶行为特性差异进行对比研究，以期为驾驶员驾驶行为研究提供参考。

1 实验方案设计

1. 1 实验对象

本次实车检验实验共召集40名志愿者作为驾驶员，均为高校教师，持有中华人民共和国机动车驾驶证(C1)。其中男性20名、女性20名，平均年龄为38.7岁，平均驾龄(从实际驾车时间起算，非指持有驾照时间，下同)为8.3年。本次实验选取的驾驶员总体受教育程度较高，处于中青年年龄层次，均具有一定的驾驶经验。

1. 2 实验设备

本实验采用V-box系统，主要用于记录车辆行驶过程中车辆的速度、加速度、制动频率等数据。该系统通过GPS模块以及距离、车速的显示装置持续记录车辆的行驶距离和瞬时速度；在刹车时，当驾驶员踩下制动踏板，绑扎在制动踏板上的信号采集开关立即被触发，系统就保留了制动次数的记录。所有测量参数都被存储在系统SD卡上，实验结束后可用专门软件读取。

本实验还采用驾驶员眼动监测仪，主要用来监测驾驶员行车时获取的瞬时视觉信息，用于观察并记录车辆的变道次数和驾驶员观察左右后视镜的次数。实验设备示意图见图1。

图1 实验设备示意图Fig.1 Diagram of the experimental equipment

1. 3 实验路线与设计

本研究选取一段城市内道路作为实验路线，为了减少实验误差，主要考虑以下因素：①尽量选择不含红绿灯的路段；②尽量选择交通量不大、道路状况较好的路段，以便能够真实反映不受限条件下的车速。

综合考虑，优选一段以城市快速路(二环路)为主的实验路线，全程约为8 500 m，实验路线设置见图2。其中，线段CD为城市快速路，路程约为2 800 m，在E点为城市快速路辅路的一个十字交叉路口(见图3)，未启用红绿灯，在本实验中作为一个险情点。

图2 实验路线设置图Fig.2 Experimental roadmap

图3 未开启信号灯的十字交叉路口Fig.3 Crossroads with signal light off

本研究选择的实验线路为A→B→C→D→E→F→G，实验开始前，由实验工作人员为实验驾驶员佩戴设备，告知实验驾驶线路，要求实验者按照交通规则放松心态正常驾驶，实验工作人员跟车在同一地点启动实验设备。

1. 4 测量指标

已有研究表明[15-16]，车速对道路交通安全的影响显著，车速越快，造成的交通事故数量越多、事故率越高，以及事故后果的严重性越大。因此，将车辆速度作为主要测量指标，选择车辆的最高速度、平均速度、交叉口前速度、交叉口前速度与平均速度之比(以下简称速度比)4个指标，其中最高速度、平均速度主要考察驾驶者的驾驶习惯，交叉口前速度、速度比主要考察驾驶者对潜在危险点的谨慎程度。另外，为了考察驾驶者操作频繁程度，还选取了制动触发次数、左右后视镜观察次数和变道次数3个指标。

因此，本研究通过V-box、眼动监测仪等实验设备采集了最高速度、平均速度、交叉口前速度、速度比、变道次数、制动触发次数、左右后视镜观察次数7个指标。

(1) 最高速度：是指在全程实验过程中，车辆瞬时的最大速度，均在CD快速路上测出。

(2) 平均速度：是指在CD快速路实验路段上车辆行驶的平均时速。

(3) 交叉口前速度：是指在城市快速路辅路的一个十字交叉口前测量的车辆瞬时速度，测试地点为交通标线停止线前。

(4) 制动触发次数：是指当驾驶员踏下制动踏板，触发信号采集开关，V-box系统记录的信号采集次数。

(5) 左右后视镜观察次数：是指采用眼动监测仪监测驾驶员观察左右后视镜的次数。

(6) 变道次数：指记录的车辆变更车道的次数，选择在快速路上记录，以尽可能排除差异化的干扰。

(7) 速度比：是指用交叉口前速度与平均速度之比计算出的数据指标，平均速度代表驾驶员正常的驾驶速度，交叉口为一个交通风险点，采用速度比指标主要是用来衡量相比正常行驶驾驶员在交通风险点前驾驶速度的降低幅度。

为了最大程度地消除不同交通状况造成的干扰，本次实验时间段集中在工作日的12∶00—14∶00，此时本区域交通量较小，交通流基本稳定。

2 实验数据分析方法

本实验共采集了40组数据，剔除了异常堵车、个别仪器故障等导致的一些异常指标，保留了36组数据(男性18组、女性18组，平均年龄为39.0岁，平均驾龄约为8.3年)。为了对比不同类别驾驶员驾驶行为特性的差异，采用统计学检验方法对不同样本数据进行了差异显著性检验。

T检验是样本差异显著性检验的常用方法，它适用于样本容量较小的情况，但要求样本来自正态总体或近似正态总体。而Kolmogorov-Smirnov检验(以下简称K-S检验)是一种利用样本数据推断样本来自的总体是否服从某一理论分布的检验方法，可以对样本数据进行正态性检验。Mann-Whitney U检验是与独立样本T检验相对应的方法，当正态分布、方差齐性等不能达到T检验的要求时，可以使用该检验方法进行样本差异显著性检验。

因本实验样本容量不多，故样本数据分析的主要步骤为：采用K-S检验对样本数据进行正态分布检验，除变道次数指标不符合正态分布外，其他指标均符合正态分布；对符合正态分布的指标数据采用独立样本T检验，对不符合正态分布的变道次数指标数据采用Mann-Whitney U检验。

数据相关检验分析均采用95%的置信水平，利用软件SPSS 20进行运算。

3 实验结果与分析

3.1 不同年龄段驾驶员驾驶行为特性实验数据对比分析

本次研究对象年龄跨度为27～52岁，将其分为2个组：青年组(27～39岁，样本数为21人)、中年组(40～52岁，样本数为15人)，不同年龄段驾驶员驾驶行为特性指标的统计结果见表1。

表1 不同年龄段驾驶员驾驶行为特性指标的统计结果(均值)

由表1可知，从最高速度、平均速度和交叉口前速度指标的均值来看，青年组均大于中年组，且在最高速度和交叉口前速度上两者样本数据之间呈现显著性差异；从制动触发次数和变道次数两个指标的均值来看，青年组均大于中年组，且两者样本数据之间呈现显著性差异，说明在行驶速度上，青年组比中年组更加快速，同时青年组的操控频次更多。

3.2 不同驾龄段驾驶员驾驶行为特性实验数据对比分析

本次研究对象驾龄跨度为3～15年，将其分为2个组：短驾龄组(3～8年，样本数为20人)、长驾龄组(9～15年，样本数为16人)，不同驾龄段的驾驶员驾驶行为特性指标的统计结果见表2。

由表2可知，从交叉口前速度和速度比两个指标的均值来看，长驾龄组均小于短驾龄组，且两者样本数据之间呈现显著性差异。本实验中，辅路上的十字交叉路口未启用红绿灯，且左右视线均有一定阻挡，平时有一定的交通量，在该实验中将其视为一个险情点。速度比越小，说明驾驶员在交叉口的降速幅度更大，也表明长驾龄组对道路上危险点的认知更加警觉，主动防范的意识更强。与行驶速度和操纵次数相关的其他5个指标并未因驾龄不同而呈现显著性差异。

表2 不同驾龄段驾驶员驾驶行为特性指标的统计结果(均值)

3.3 不同性别驾驶员驾驶行为特性实验数据对比分析

不同性别驾驶员驾驶行为特性指标的统计结果见表3，其中男性组样本数为18人、女性组样本数为18人。

表3 不同性别驾驶员驾驶行为特性指标的统计结果(均值)

由表3可知，除速度比指标之外的其他6个指标，男性驾驶员的均值均高于女性驾驶员；除交叉口前速度指标之外，在其他6个指标方面，男性驾驶员与女性驾驶员样本数据之间呈现显著性差异；在行驶速度上，男性驾驶员比女性驾驶员更加快速；在车辆的操纵程度上，男性驾驶员变道次数、制动触发次数和观察左右后视镜次数明显增多，说明男性驾驶员对车辆的操控更加频繁；在交叉口前速度上，虽然男性驾驶员和女性驾驶员的均值相当，但若参考速度比指标，则会发现相比正常驾驶速度，男性驾驶员在交叉口(险情点)的降速幅度更大，其交叉口前速度降为平均速度的0.74，而女性驾驶员在交叉口的降速幅度更小，其交叉口前速度降为平均速度的0.85，说明男性驾驶员在险情点前采取的降速措施力度更大，从而也间接反映了其主动防范意识更强。

4 结论与建议

为了研究不同类别驾驶员的驾驶行为特性差异，通过以上实车检验实验与数据采集和分析，得到如下结论：

(1) 在不同年龄段方面，青年组相比中年组，最高速度均值高4.29 km/h、平均速度均值高1.89 km/h、制动触发次数均值高3.7次、变道次数高1.4次，且两者样本数据之间呈现显著性差异，说明青年组驾驶员驾驶速度更加快速，制动、变道的操控更多，其更习惯增加操纵车辆次数实现驾驶意图，而中年组驾驶员驾驶速度相对较慢，变道少，驾驶行为更加稳健。

(2) 在不同驾龄段方面，不同驾龄段在与行驶速度和车辆操控相关的指标上无显著性差异，说明具有一定驾驶经验(3年以上实际驾龄)驾驶员的驾驶风格与操控习惯无太大差异；但长驾龄组相比短驾龄组，交叉口前速度均值低2.09 km/h、速度比均值低0.05，说明长驾龄组驾驶员对行驶过程中的危险点的判别显然更加警觉，采取措施也更加主动。

(3) 在不同性别方面，男性驾驶员相比女性驾驶员，最高速度均值高6.93 km/h、平均速度均值高6.60 km/h、制动触发次数均值高5.0次、后视镜观察次数均值高10.4次、变道次数均值高1.6次，说明男性驾驶员在行驶速度上比女性驾驶员更快，也更善于主动运用制动和观察后视镜等方式来控制驾驶行为，对车辆的操控动作更多；女性驾驶员在选择车道上更倾向于保持原有车道，驾驶心理较谨慎，而男性驾驶员变道、超车的次数更多；在速度比均值上，男性驾驶员比女性驾驶员低0.11，说明面对路况中存在的险情点，男性驾驶员识别危险的意识更强，主动降速的幅度更大。

本实验选用年龄、驾龄和性别三个因素对不同类别驾驶员的驾驶行为特性差异进行了初步探索研究，但实验还存在样本容量不大、样本不够全面(如缺少0～3年驾龄驾驶员、25岁以下驾驶员等)、选取的测量指标较少等问题，下一步研究可考虑增加实验样本数量，选择更加优化的交通实验环境，设计更加全面的测量指标，以促进该方向的研究更加深入和全面。