张怀睿,刘 东,蒋茹芬
(中国人民公安大学 交通管理学院,北京 100038)
近年来,我国老年人口数量迅速增加,2020年,我国60 岁以上老年人口已达到26402 万人,占总人口的18.70%,与2010 年相比,我国60周岁及以上老年人口增加了8637 万人,占总人口的比重增加5.44%。2019 年,美国老年人口占比20.56%,日本老年人口占比27%,老龄化已成为许多国家需要面对的一个重要问题。在我国,随着 1962-1975 年生育高峰出生人口进入老年期,老年机动车驾驶人数量持续增加,截至2019年6 月,我国60 岁及以上机动车驾驶人约1221万人,是2009 年的4 倍(约303 万人)。随着2020 年公安部解除考取驾照最高年龄限制,老年机动车驾驶人数量将进一步增加,且随着社会的发展,老年人独自生活的比例逐渐提高,老年机动车驾驶人驾车出行频率将进一步增加。
由于老年人在心理、生理上发生的变化[1-3],贮备能力减少,适应能力减弱,耐力减退,驾驶人视觉敏锐度呈现出下降趋势[4-6],使得老年机动车驾驶人的反应速度、敏捷度等方面都不如年轻人[7],驾驶稳定性降低[8],执行力下降[9]。运动能力的下降使他们在处理复杂交通状况时力不从心,存在一系列的交通安全隐患[10-11]。据公安部交管局道路交通事故统计数据显示:近十年,我国60 岁以上驾驶人死亡交通事故起数逐年增加,2019 年达到5856 起,较2011 年增长了接近4 倍(1267 起),老年机动车驾驶人交通安全问题日益突出。
现阶段对于驾驶人交通安全的研究,主要分为驾驶行为研究和基于事故数据的驾驶人交通安全研究两大方面。对驾驶行为的研究,多借助于眼动仪和驾驶模拟器展开。通过眼动仪研究驾驶人在驾驶机动车时的视觉特性;通过驾驶模拟器模拟日常驾驶场景,以获得驾驶人的行为特性数据。基于事故数据的驾驶人交通安全研究,主要通过采集世界各地道路交通管理部门的交通事故数据,对交通事故数据进行分析与整合,以挖掘交通事故致因。
在老年机动车驾驶人驾驶行为研究中,多使用眼动仪测取驾驶人视觉行为相关的数据[12-13],使用驾驶模拟器获得驾驶人行为数据[14-15],基于实验数据对老年机动车驾驶人驾驶行为进行分析,寻找其存在风险的操作,对存在风险的驾驶人进行相应的培训学习,提高他们的素质,降低交通事故发生的概率。除此之外,调查问卷[16-17],迷宫测试[18]等方法也可以用于对老年机动车驾驶人的驾驶能力进行评估,通过发现老年机动车驾驶人的薄弱环节,采用针对性训练的方法,提高他们的驾驶能力。
1.眼动仪在分析老年机动车驾驶人行为中的应用
在引发交通事故的所有因素中,驾驶人是第一因素。交通事故总量的 90%以上涉及与驾驶人相关的因素。研究表明,由视觉系统获取的信息数占驾驶人获取信息总数的 80%~90%,故对驾驶人视觉方面特性的研究有着极其重要的地位。眼动仪可以根据计算机系统上呈现的视觉刺激,跟踪眼球位置和眼球运动,可以提取注视点、瞳孔大小等多种特征,并用注视、扫视、扫描路径、热图等可视化技术表示出来[19]。眼动仪可分为桌面式眼动仪、眼镜式眼动仪和头盔式眼动仪三种类型。眼动仪本身有着硬件小型化、使用成本低的优点。桌面式眼动仪,眼镜式眼动仪和头盔式眼动仪示例如图1 所示。桌面式眼动仪主要用于静态的(文字、图片)眼动结果的处理,眼镜式和头盔式眼动仪主要用于移动变化的客体方面的研究。各型眼动仪广泛应用于医疗[20]、游戏[21]、体育[22]等领域。在驾驶行为研究中眼动仪也有着重要作用,通过研究驾驶人在驾驶时的注视点以及扫视范围,可以分析驾驶人在驾驶时收集到的信息,进而对驾驶人的驾驶安全行为进行评价[23]。
图1 眼动仪示例图
随着近年来眼动仪技术的日趋完善,其在交
通领域研究中将会逐渐展现出其特有的优势,将发挥越来越重要的作用。对于老年机动车驾驶人,由于其生理机能随着年龄的增长而逐步退化,获取信息的能力也会随之降低。通过眼动仪对老年机动车驾驶人驾驶车辆时的视觉特性进行研究,可以分析老年机动车驾驶人因生理心理机能退化而产生的驾驶过程中的风险,以保护老年机动车驾驶人的出行安全。
2.驾驶模拟器在分析老年机动车驾驶人行为中的应用
汽车驾驶模拟器是一种用于研究“人-车-路-环境”交通特性的重要工具,具有重现性好、安全性高、成本低等优势。相较于实车实验,汽车驾驶模拟器实验能有效提取危险场景的驾驶数据,具备便捷性和安全性,在交通特性研究中能得到较好的应用[24]。汽车驾驶模拟器由车辆实时控制系统、运动系统、视景系统、声音模拟系统、运行监控控制系统、集成信息管理系统和数据传输系统组成,它是一种通过构建车辆虚拟运行环境,使驾驶人获得实车驾驶感受的虚拟现实的仿真设备[25]。汽车驾驶模拟器在研究驾驶分心[26-27]、道路设计[21]、交通设计[28]、交通事故[29]和驾驶疲劳[30]等方面的应用较为广泛。在老年机动车驾驶人驾驶行为研究中,汽车驾驶模拟器也具有显著优势。
在交通安全领域的研究中,交通事故数据有着极其重要的地位,通过对交通事故数据的研究与分析,可以获得交通事故严重程度、影响因素等重要结论,结论中可以包括人、车、路、环境多个因素[31-32]。因此可以根据对交通事故严重程度的分析,找出容易导致发生严重交通事故的因素,并采取相应的解决措施,降低危险因素对驾驶安全的影响[33]。在我国,通过分析交通事故数据进行针对老年机动车驾驶人驾驶安全的研究尚处于空白状态。
1.眼动仪在老年机动车驾驶人行为分析中的研究成果
随着年龄的增长,老年机动车驾驶人的生理机能下降,因而导致了驾驶能力的下降。在既有研究中,主要采用眼动仪对眼跳、注视时长、扫视等进行测试,通过老年机动车驾驶人组与对照组的对比,分析得到老年机动车驾驶人的驾驶特性。许多学者[34-39]选取不同的场景,通过对比老年机动车驾驶人与年轻驾驶人在驾驶过程中的眼动数据,得出老年机动车驾驶人在驾驶过程中观察道路风险的时间短于年轻驾驶人的结论。有学者[40-42]通过观察分析注视时长指标,得出老年机动车驾驶人获取信息速度降低,在驾车时可获得的有效信息变少的结论。澳大利亚昆士兰科技大学学者Samantha Sze-Yee Lee[43]以是否存在青光眼病情为自变量进行研究,得出有青光眼的老年机动车驾驶人驾车时眼球运动模式发生相关变化,对出现危险的反应时间延迟的结论。瑞典国家道路和运输研究所研究员Tania Dukic[44]通过对比不同年龄段驾驶人确定自己在交通中的位置的方法,发现年纪大的司机会更多地观察道路上的线条和标记,而年轻的司机则会更多地观察动态物体。加拿大卡尔加里大学学者Geoffrey Ho[45]以白天黑夜为变量,对比老年机动车驾驶人与其他年龄段驾驶人,发现老年机动车驾驶人在夜间对交通标志的识别能力明显低于其他年龄段驾驶人。
除了上述老年机动车驾驶人因自身心理生理原因产生交通风险外,还有许多其他因素会影响老年机动车驾驶人驾驶安全。在驾驶活动中,驾驶人的分心驾驶,对驾驶安全有着极大的影响。引起分心驾驶的原因有很多,美国印第安纳州学者Harry Zhang 等[46]使用眼动仪,通过使受试者阅读不同的单词来模拟驾驶车辆时不同程度的分心驾驶情况,得到在分心驾驶时,反应时间会增加0.39 秒的结论。美国自由安全互助研究所研究员William J.Horrey 等[47]运用眼动仪、红外光谱、心脏监测方法,在播放有趣音频的条件下,得出老年机动车驾驶人在面对交通风险时,采取正确应对措施所需的反应时间更长的结论。瑞典国家公路和运输研究所研究员 Tania Dukic 等[48]运用在瑞典斯德哥尔摩市中心实际道路上使用眼动仪测试的方法,得出电子广告牌会影响驾驶人的视线,导致驾驶人分心驾驶,增加交通事故风险的结论。除此之外,在道路中车型的大小,也会对驾驶人的驾驶风险有着不同程度的影响。英国诺丁汉大学心理学院学者Geoffrey Underwood 等[49]利用眼动仪,通过对受试者观看道路场景图片后的反应进行研究,发现受试者更容易与不显眼的车辆(例如摩托车)发生碰撞。
综上所述,在目前的研究中,多采用眼动仪获取注视时长、眼跳、扫视等指标,选择不同的研究场景,对不同年龄的驾驶人的眼动行为进行测试,获取相应的实验数据,并对实验数据进行分析,研究老年机动车驾驶人的视觉特性,进而发现老年机动车驾驶人在驾驶中的不足。
2.驾驶模拟器在老年机动车驾驶人行为分析中的研究成果
在现阶段使用驾驶模拟器进行的研究中,主要观察老年机动车驾驶人是否存在事故和违规行为,在驾驶过程中注意力集中程度和反应时间三项指标[50-51],通过将老年机动车驾驶人与年轻驾驶人的驾驶行为进行对比,来分析老年机动车驾驶人危险驾驶行为。各国学者在研究中,多选用交叉口、弯道以及当地路况较为复杂的道路进行测试,通过测试发现老年机动车驾驶人的感知反应时间(PRT)显著高于年轻驾驶人[52],且年龄较大的司机更容易闯红灯,也更容易发生交通事故,年轻司机在模拟器中更经常超速行驶[53]。除此之外,英国利兹大学心理科学研究所研究员E.C.Andrews 等[8]选取驾驶人不熟悉的城市道路进行测试,观察驾驶人在陌生环境下的驾驶行为,最终得出老年机动车驾驶人驾驶稳定性比其他年龄段较低,老年机动车驾驶人驾驶速度也更多变的结论。加拿大卡尔加里大学学者 Jeff K.Caird 等[54]则选择用数字照片组成模拟场景,观察驾驶人在交叉口直行与左转的情况,得出多个风险点同时出现时,会影响老年机动车驾驶人规避风险决定的准确性的结论。
并非老年机动车驾驶人的驾驶行为表现均不如年轻驾驶人。英国睡眠研究所研究员Ashleigh J.Filtness 等[55]选择以睡眠时间为自变量进行研究,以车道漂移情况为观察指标,观察不同年龄段不同睡眠情况下驾驶过程中车道漂移的情况,发现老年机动车驾驶人不太容易因睡眠不足导致驾驶障碍。
总结上述研究结果可以发现,随着年龄的增长,老年机动车驾驶人的驾驶能力会出现衰退,驾驶能力与年轻驾驶人相比有不足。但是,老年机动车驾驶人也会采取一定的自我保护措施,如在睡眠不足时,减少驾驶时间;在驾驶过程中,老年机动车驾驶人更为小心,更少出现超速等违章行为。
在进行驾驶行为研究时,取得数据不仅仅限于使用驾驶模拟器,通过实车试验也可以获得较为真实的数据。澳大利亚全球健康研究所研究员A.Chevalier 等[56]选取190 位老年机动车驾驶人,在参与者的车辆装入GPS 接收器和三轴加速度计的C4D 数据记录仪,获取驾车过程中的急减速次数,发现急减速次数较多的驾驶人发生交通事故的概率更高,最终认为急减速次数与交通事故存在关联,可以通过降低老年机动车驾驶人急减速次数,减少交通事故的发生。美国华盛顿大学医学院学者Catherine M.Roe 等[57]用实际场地进行驾驶测试,得到患有轻度认知障碍的老年机动车驾驶人更容易发生交通事故的结论。澳大利亚事故研究中心研究员Judith L.Charlton 等[58]通过在老年机动车驾驶人车辆中加入摄像仪器,记录行程距离、车辆速度、刹车、加速、转向和指示灯使用情况,得到老年机动车驾驶人驾驶时注意力更加集中,分心驾驶(如开车打手机)次数更少的结论。
驾驶模拟器与实车试验两种方法各有其优势。驾驶模拟器实验可以保障变量的唯一,获得的结果更容易进行对比分析,且驾驶模拟器最大的优点在于可以获得实体实验无法获得的风险点数据,在不损害驾驶人安全的同时获得发生交通事故前或者存在交通风险区域的驾驶人的驾驶特性数据,该方面的数据无法通过其他方法获得。但驾驶模拟器也存在一定的弊端,在驾驶人模拟驾驶时,受试者内心知道自己处于模拟驾驶实验中,即使发生交通事故也不会带来任何后果,其驾驶行为可能与真实的驾驶行为不同,反观实车试验,其实验结果可以有效解决该问题。
在既有的研究中,老年机动车驾驶人交通事故数据多来自于本国官方机构数据库,如美国的FARS 数据库、英国的STATA 数据库、日本警察厅的交通事故数据库。在研究中,变量多选择年龄、性别、照明、天气条件、道路布局、路面、限速、驾驶人特征等因素[59-61],使用多变量logistic 回归模型[62-63]、泊松回归模型[64]、神经网络[65]等模型进行研究。最终认为交通环境与交通事故的相关性较高,老年机动车驾驶人更容易在交叉口等交通环境较为复杂的区域发生交通事故,更容易发生因操作失误引起的交通事故。在直线道路上,老年机动车驾驶人更容易发生事故。学历也是影响老年机动车驾驶人交通安全的一个因素。在事故严重程度方面,因老年人自身身体原因,交通事故对其的损害更为严重。
本文从老年机动车驾驶人驾驶行为的研究和发生交通事故后依据事故数据对驾驶人进行的相关研究入手,对已有的相关研究进行了总结。对老年机动车驾驶人交通安全的研究较多采用了三种方法:使用眼动仪,获取老年机动车驾驶人眼跳、注视时长等视觉特性,对视觉特性进行分析:使用驾驶模拟器获取老年机动车驾驶人驾驶过程中的操作信息,对操作特性进行分析;使用交通事故数据,通过对数据的处理,关键因素的提取,选取合适的模型,分析影响驾驶安全的关键因素。
随着科技的不断发展,眼动仪和驾驶模拟器技术逐渐成熟,这两项技术在交通安全领域的应用也日趋广泛。在对老年机动车驾驶人的研究中,眼动仪和驾驶模拟器有其特有的优势,但也存在着许多不足之处。与此同时我国还缺乏基于交通事故数据对老年机动车驾驶人进行的研究。
通过对国内外文献的梳理与归纳,我国未来关于老年机动车驾驶人研究应注意如下问题:
1.在我国关于老年机动车驾驶人的研究还未得到应有的重视,老年机动车驾驶人安全问题未得到广泛的关注,应增加相应的研究力度。
2.虽然眼动仪与驾驶模拟器两种方法有安全和高效的优点,但由于当前技术的限制,眼动仪与驾驶模拟器模拟的驾驶场景与真实驾驶环境差距仍然较大,在未来的研究中应努力提高驾驶环境的真实性。
3.在使用眼动仪和驾驶模拟器进行的研究中,实验场景选取较为主观,代表性不足,在今后的研究中,应选择具有足够代表性与说服力的实验场景。
4.在之前使用眼动仪和驾驶模拟器的研究中,多使用老年机动车驾驶人与年轻驾驶人进行对比,未考虑驾龄的影响。丰富的驾驶经验可以在一定程度上弥补生理机能退化带来的交通安全风险。在今后的对比研究中,可考虑对不同年龄相同驾龄的驾驶人进行对比,使研究中仅存在年龄一个变量,以准确研究老年机动车驾驶人存在的交通安全风险。
5.因国内外的环境、教育等各方面因素不尽相同,老年机动车驾驶人身体、生理、心理因素均存在差异,故国外的研究成果不应直接移植到国内。我国应当采用国内的交通事故数据对老年机动车驾驶人进行研究。
6.在使用交通事故数据对老年机动车驾驶人交通安全影响因素进行分析时,得出的结论较为宏观,较难对结论进行应用,运用结论去直接解决实际交通安全问题较为困难。在使用交通事故数据分析得出结论后,应对结论进行更加细致的分析研究,提高结论的可实施性。
7.在既有的研究中,研究目的均为发现老年机动车驾驶人是否存在安全问题,缺乏针对如何解决安全问题方面的研究。未来的研究中,应增加对如何解决老年机动车驾驶人交通安全问题方面的研究。