道路交通标志信息是道路交通人机环境系统信息中不可或缺的组成部分,合理的交通标志信息量能够诱导驾驶员高效安全行车,交通标志信息量的不足或过载均会驾驶员的视认和认知产生负荷,进而对行车产生不良影响。前期研究发现,草原公路交通标志信息量设置不合理现象普遍且严重,由此给草原公路行车带来的安全隐患不容小觑。由于驾驶员依靠视觉行为获取外界道路交通环境信息的比重高达80%以上,因此,从驾驶员的视觉特性出发研究草原公路交通标志信息量适宜性问题显得极其重要。本文依托国家自然科学基金项目,结合交通工程学、人机工程学、交通安全心理学等基础理论,通过开展室内模拟驾驶试验,以交通标志信息量、行驶速度和驾驶经验为主要控制变量,分析驾驶员的视觉注意—视觉稳定—视觉负荷的变化规律,最后总结提出草原公路直线路段交通标志信息量适宜范围。该研究为草原公路交通标志设置和优化提供参考,对提高道路交通安全、深入研究道路交通人机环境系统具有参考价值。本文主要研究成果如下:(1)结合驾驶员各个眼动指标的心生理学意义,通过主成分分析对驾驶员的眼动指标进行降维提取,最终选取三个指标作为反映驾驶员行车过程中受交通标志信息量影响的眼动行为敏感指标:注视持续时间、扫视持续时间和扫视幅度。(2)驾驶员视认交通标志信息量时的注视频次呈指数分布,扫视频次百分比呈高斯分布,扫视幅度百分比呈指数分布;三个眼动指标均在S3信息量条件(20～30bits/km)下达到阈值,在该条件下驾驶员获取和处理信息的能力较强,搜索效率较高,辨识能力较强,有利于安全行车。(3)驾驶员的注视熵率值随信息量的增加呈先上升后下降的二项式关系,在20～30bits/km信息量条件下注视熵率值最大,表明在该条件下驾驶员视觉扫描随意性强,注意力分配策略较好,即驾驶员在同等时间内能够获取更多的交通环境信息,有利于提前发现危险信息,保证行车安全。(4)交通标志信息量的变化对驾驶员的注视一步转移概率和平稳概率影响显著,在20～30bits/km信息量条件下驾驶员的视觉注意力分配较为全面,认知过程和视觉搜索策略更为灵活。速度的变化对其影响不显著,熟练驾驶员视觉搜索策略优于非熟练驾驶员,后者视觉搜索策略需要改善。(5)本文提出表征驾驶员受交通标志信息量影响的视觉负荷强度综合指标,其中在20～30bits/km信息量条件下视觉负荷强度最小,非熟练驾驶员平均负荷高于熟练驾驶员,通过NASA-T(?)X量表对驾驶员主观负荷进行评估验证,发现主观负荷评估结果与指标客观分析结果一致。(6)综合考虑驾驶员视觉注意特性、视觉转移稳定特性和视觉负荷强度的变化规律,建议草原公路直线路段交通标志信息量设置范围为20～30bits/km。