实验名称:分心任务对驾驶员驾驶绩效的影响


所属课程 

人类工效学

实验内容 

实验分为两个阶段。第一阶段,学生先运行标准的交通场景,根据语音指令到达指定目的地,在前进过程中,可根据外置方向盘、刹车、油门等带有传感器的操作器进行加速、刹车、转弯等操作,同时确保自己不违反交通规则、不与其他道路使用者发生碰撞。对于有分心任务组,同时需根据屏幕上在左右两个位置呈现的箭头的方向做出相应的按键反应,而有分心任务组无需执行此任务。

利用标准场景熟悉模拟驾驶任务后,开始实验第二阶段:学生学习场景定义语言,进行自定义场景的编写,以控制分心任务的类型及其出现位置、时机和频次。驾驶任务完成后,学生可回放驾驶过程,观察系统默认的实验结果图示,也可选择下载驾驶绩效(速度、加速度、车道中心偏移量、即将碰撞时间等)和便携式眼动仪记录的注视点分配原始数据,方便进一步对比分析。

实验目的 

目前,随着各种智能终端(如手机、自动导航仪)的发展和普及,分心驾驶成为道路交通事故中越来越重要的人因因素。驾驶员的注意资源有限,如果注意分配到车内外与驾驶无关的任务上,则可能导致错误的情境意识、错误的操作决策及延迟的行为反应,并最终导致交通事故。然而现实场景实验中,分心任务难以控制,发生驾驶失误时将驾驶员和其他道路使用者置于危险的境地,且实验成本高,受到天气等的影响。因此,本实验通过虚拟交通场景,达到以下几个实验目的:①让学生在安全的情境中直观体验驾驶任务中的知觉、注意和操作需求;②实验技能上,训练学生掌握虚拟场景的编写和复杂人因学数据的处理;③实验原理的理解上,加深对驾驶任务中注意资源分配和驾驶绩效关系的理解,并进一步总结相应的人车交互界面设计原则。

实验方法 

材料与仪器:汽车驾驶模拟器、驾驶模拟软件、计算机等。

被试:本科生

程序:

1)界面可选操作有四类,只需点击选择即可;

2)基本信息:包含关于该实验的背景说明及操作;对场景和输出数据格式的设定;

3)情景设置:选择标准场景实验,或学习自定义场景语言SDL,自定义场景实验;

4)任务情境:选择进行有分心驾驶任务还是无分心驾驶任务;

5)实验指标:包含系统默认的已选驾驶绩效指标的图示及相应的原始数据下载链接。

实验功能与效果

本实验在虚拟情境中模拟了有无分心任务时驾驶员的驾驶绩效,与传统实验相比更可控、更安全、可重复、成本低且可自动记录数据,方便进一步分析。

具体功能和效果如下:

①让学生能够通过虚拟的实验操作直观感受到真实场景中其他道路使用者行为的不确定性及对驾驶员注意资源的高需求,尤其是新手驾驶员。

②使学生能够从实验结果中总结出道路交通系统显示设计的原则,如导航仪如何在帮助驾驶员的同时不引起注意分散;道路标识设计如何能够考虑注意资源的限制,在确保易理解的情况下最大化地减少需要分配的注意。

③方法上,学生掌握场景编写语言后可进行其他与驾驶安全有关的人因学实验,为创造性研究提供基础;再加上驾驶过程中产生的大量数据,对学生处理复杂现实数据能力也是很好的练习。