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［摘 要］诱导信息作为交通信息的一部分,是利用信息对车辆进行诱导,在时间和空间上均衡路网上的交通流,提高路网的使用效率。可变信息情报板(Variable Message Signs,VMS)是一种常用的提供诱导信息的方式,可以对车辆进行诱导,在接收或拒绝VMS诱导信息时,驾驶员是主体，VMS诱导信息是客体,且以交通系统为环境。本文简要分析驾驶员的视觉行为特征对VMS诱导信息认知水平的影响及信息处理的过程。
［关键词］交通诱导信息；VMS；驾驶员；信息处理
［中图分类号］U491［文献标识码］A［文章编号］1005-6432（2011）45-0121-02
1 前 言
VMS诱导信息系统的特点是高度依赖驾驶员对信息的反应,因此驾驶员对信息的响应是重要的研究内容。驾驶员对信息作出反应后,个体出行路线以及整个网络的流量分布都会发生变化,如果仅有很少的驾驶员获得诱导信息,他们能够从改进的决策中受益,但他们的出行改变对网络运行状况影响效果有限。当接收信息的驾驶员很多时,这个聚集的整体效果就会很明显,这依赖于发布哪些特性的诱导信息以及驾驶员对信息如何反应。
2 驾驶员视觉行为特征
2.1 驾驶员动态视觉特征
驾驶员在驾驶过程中,95%的视觉信息是动态的,驾驶员在运动状态下观察外界事物时,其视觉特征与静止状态有明显不同,主要表现在：
(1)视力降低
人站在视力图表前辨认视标的视力叫静止视力,驾驶员行车过程中的视力叫动态视力。实验表明,随着汽车速度的增加,动态视力是逐渐下降的,在车辆高速行驶时,动态视力的降低会使驾驶员的视认距离缩短,影响到驾驶员的感知和观察。
(2)视野变窄
为保证驾驶安全,驾驶员需要有宽阔的视野,但实际上,随着车速的提高,驾驶员的视野在逐渐地变窄,所以,驾驶员在路上行驶时,对外界物体的运动状态辨别和判断能力是下降的。
2.2 影响驾驶员动态视觉特征的因素
（1）年龄
动态视觉特征反映的是所有视觉和眼肌系统的整合功能,因此,年龄因素的影响很大。日本曾对职业驾驶员进行动态视力检测,发现静视力从46～50岁开始出现明显的个体差异,有显著下降和正常衰减两种趋势；动视力则从36～40岁开始显著下降。此外,随着年龄的增长,驾驶员患眼疾的概率也逐渐升高,这将不同程度地产生弱视和失视,导致驾驶机能下降。
（2）相对运动速度
相对运动速度是影响驾驶员动态视觉特征的基本因素,以往的研究表明,随着相对运动的角速度的增加,人眼的最小可变视角增大。动态视觉的感知能力下降。视力与角速度之间具有线性关系,角速度大则视力低,即目标运动速度慢,易被驾驶员看见；反之,目标物运动速度快,驾驶员则不易看清楚,动态视觉特征变差。因此,控制车辆行驶速度,可以改善驾驶员驾车过程中的动态视力,提高视认VMS交通诱导标志信息的能力。
（3）目标物的颜色、照度
目标物的颜色对动态视觉有很大影响,静止状态下人眼对蓝色最不敏感,但在运动状态、暗视条件下,蓝色目标物相对于其他颜色的目标物容易被识别；而在明视条件下,蓝色目标物与其他颜色的目标物并无显著差异,这与静止状态下目标物颜色的影响是明显不同的。目标物的照度对驾驶员的动态视觉同样存在影响。研究表明,静止视力下5～10m烛光的效果与动态视力下125m烛光的视觉效果相匹配。通常,照度越强的物体越容易被驾驶员所感知。所以,一方面要求驾驶员要有良好的颜色视觉,另一方面要求在选择设置VMS交通诱导标志时,必须考虑信息(图形或文字)颜色对驾驶员动态视觉的影响。
（4）个性特征
个性特征,一般指人的情绪、意志、能力、性格、气质等。不同的交通情况,要求进行不同的操作,即使在相同的交通条件下,由于每个驾驶员的个性特征不同,采取的操作也不尽相同。
3 驾驶行为分析
3.1 驾驶员的反应能力
反应能力是驾驶员操纵汽车安全运行的能力。衡量反应能力的一个重要指标是反应时间。反应时间是指驾驶员受到某种刺激开始到做出相应的动作为止所需要的时间。反应时间有简单反应时间和复杂反应时间两种。在实际驾驶中,驾驶员的反应基本上都是复杂反应。复杂反应的复杂程度取决于交通量大小、车速等多种因素。一般情况下,复杂反应时间可分为“感觉时间”和“制动反应时间”。虽然时间很短,但由于车速较高,在很短的时间内仍然会行驶很长的距离。根据实测资料,设计上采用感觉时间1.5s,制动反应时间1.0s是适当的,因此复杂反应时间是2.5s。
3.2 影响驾驶行为的因素
Lewin曾提出人类行为的著名公式为：
B=fP×E
式中：B——人的行为；
P——个体因素；
E——环境因素。
公式说明：人的行为是个人因素与环境因素交互作用的结果,不仅与个体有关,还会因所处的环境而出现不同反应。驾驶员的驾驶行为受驾驶员的现实动机、现实能力、现实状态及周围环境的影响。
4 依据记忆及动机因素对驾驶员分类
在VMS交通诱导系统中,驾驶员对实时诱导信息的反应,是一个复杂的、动态的自适应决策过程,包括以下阶段：①收集交通环境信息；②识别刺激,建立刺激—反应关系；③根据行动的后果来识别期望和不期望出现的反应；④采取行动来调整和适应交通环境的变化。以城市中较为固定的通勤群体为研究对象,按照对VMS诱导信息不同的记忆和动机,可以把驾驶员分为3种：
(1)远离型：这类驾驶员对诱导信息持排斥态度,最终接受诱导的概率几乎为零,是一般选择同一条路线,短期内不会变更使用路线的一类驾驶员,诱导策略对该类驾驶员行为应以负强化为主,试图引导其向观望型转换。
(2)观望型：这类驾驶员对诱导信息持观望态度,一直在学习中了解诱导系统,最终可能接受诱导信息,是依据对各条路线的走行经验进行路线选择的一类驾驶员。诱导系统对该类驾驶员行为应以正强化和负强化结合,引导驾驶员逐渐熟悉、了解,接受诱导。
(3)接近型：这类驾驶员得到诱导信息就接受,对诱导信息的响应率为100%,是依据获得的旅行时间信息进行路线选择的一类驾驶员。诱导系统对该类驾驶员行为应以正强化为主,维持和激励驾驶员对VMS诱导信息的信赖。
5 驾驶员信息处理过程
信息度量首先是在通信领域中进行研究的,若把学者仙农的通信系统模型应用到交通系统中,在路网中,接收VMS诱导信息的驾驶员充当译码器,将信号转变为驾驶员可用的信息,并根据接收到的信息采取相应的驾驶行为。信息的传递过程,对驾驶员来说是一个从不知到知、从不确定到确定的过程。
驾驶员在行驶时,进入视野的信息量较大,需要注意的信息也较多,而驾驶员的注意力资源又是有限的,因此,驾驶员在行驶中应该保持一个最适宜的观察目标的信息摄取量,可称为信息适宜密度。信息有适宜的密度,驾驶员才会合理地占用并分配注意力资源,达到及时、准确处理信息的目的,并做出正确的判断。若环境VMS诱导信息过多或者过少,都会影响驾驶员的认知效果。
6 VMS交通诱导信息对驾驶行为的影响
(1)相同的信息或手段产生不同的行为
由于驾驶员的出行经验思维方式以及偏好的不同,在驾驶过程中对于相同的交通信息,可能会有不同的行为反应。例如,对于连接O、D两地的两条路线,两个驾驶员可能选择不同的路线。甲选择路线A是由于路程较短,而乙选择路线B的原因是虽然路程较远,但由于路上只有少量驾驶员,因此可以获得较高的行车速度。
(2)不同的信息或手段产生相同的行为
利用不同的交通信息或交通信息手段可以产生预期的行为效果。例如,当道路前方发生事故,需要驾驶员缓行、停车或者绕行时,可以用红色信号灯等视觉标志来表示这种要求,也可以通过听觉信息来传达这种要求。对于同一种交通选择行为,造成的原因可能是各不相同的,这也是心理学上所谓行为的个别差异。例如,甲选择路线A是因为路程较短,而乙选择路线A则是由于他习惯在这条路上行驶,甚至熟悉它的每一个拐弯处。
(3)不同的信息或手段产生不同的行为
不同的信息或手段可以导致不同的行为反应。例如,向驾驶员甲提供路线A畅通的信息使他选择该路线出行,而向乙错误地提供路线A拥堵的信息将使他转向路线B或者改变其出行时刻。
7 结 论
交通行为是在特定的交通环境系统下产生的,路线选择其实是驾驶员在特定的交通环境下,心理和行为的综合反映。实时、有效的VMS交通诱导信息是驾驶员进行路线选择的前提和基础。如果所提供的交通诱导信息并不十分有效,甚至带有大量的错误信息,驾驶员就可能无法做出正确的路线选择。以上问题说明,仅仅向驾驶员提供信息并不一定能解决拥堵问题,还必须研究驾驶员在知道信息时的路线选择行为,这也是笔者后续研究的方向。
［关键词］交通诱导信息；VMS；驾驶员；信息处理
［中图分类号］U491［文献标识码］A［文章编号］1005-6432（2011）45-0121-02
1 前 言
VMS诱导信息系统的特点是高度依赖驾驶员对信息的反应,因此驾驶员对信息的响应是重要的研究内容。驾驶员对信息作出反应后,个体出行路线以及整个网络的流量分布都会发生变化,如果仅有很少的驾驶员获得诱导信息,他们能够从改进的决策中受益,但他们的出行改变对网络运行状况影响效果有限。当接收信息的驾驶员很多时,这个聚集的整体效果就会很明显,这依赖于发布哪些特性的诱导信息以及驾驶员对信息如何反应。
2 驾驶员视觉行为特征
2.1 驾驶员动态视觉特征
驾驶员在驾驶过程中,95%的视觉信息是动态的,驾驶员在运动状态下观察外界事物时,其视觉特征与静止状态有明显不同,主要表现在：
(1)视力降低
人站在视力图表前辨认视标的视力叫静止视力,驾驶员行车过程中的视力叫动态视力。实验表明,随着汽车速度的增加,动态视力是逐渐下降的,在车辆高速行驶时,动态视力的降低会使驾驶员的视认距离缩短,影响到驾驶员的感知和观察。
(2)视野变窄
为保证驾驶安全,驾驶员需要有宽阔的视野,但实际上,随着车速的提高,驾驶员的视野在逐渐地变窄,所以,驾驶员在路上行驶时,对外界物体的运动状态辨别和判断能力是下降的。
2.2 影响驾驶员动态视觉特征的因素
（1）年龄
动态视觉特征反映的是所有视觉和眼肌系统的整合功能,因此,年龄因素的影响很大。日本曾对职业驾驶员进行动态视力检测,发现静视力从46～50岁开始出现明显的个体差异,有显著下降和正常衰减两种趋势；动视力则从36～40岁开始显著下降。此外,随着年龄的增长,驾驶员患眼疾的概率也逐渐升高,这将不同程度地产生弱视和失视,导致驾驶机能下降。
（2）相对运动速度
相对运动速度是影响驾驶员动态视觉特征的基本因素,以往的研究表明,随着相对运动的角速度的增加,人眼的最小可变视角增大。动态视觉的感知能力下降。视力与角速度之间具有线性关系,角速度大则视力低,即目标运动速度慢,易被驾驶员看见；反之,目标物运动速度快,驾驶员则不易看清楚,动态视觉特征变差。因此,控制车辆行驶速度,可以改善驾驶员驾车过程中的动态视力,提高视认VMS交通诱导标志信息的能力。
（3）目标物的颜色、照度
目标物的颜色对动态视觉有很大影响,静止状态下人眼对蓝色最不敏感,但在运动状态、暗视条件下,蓝色目标物相对于其他颜色的目标物容易被识别；而在明视条件下,蓝色目标物与其他颜色的目标物并无显著差异,这与静止状态下目标物颜色的影响是明显不同的。目标物的照度对驾驶员的动态视觉同样存在影响。研究表明,静止视力下5～10m烛光的效果与动态视力下125m烛光的视觉效果相匹配。通常,照度越强的物体越容易被驾驶员所感知。所以,一方面要求驾驶员要有良好的颜色视觉,另一方面要求在选择设置VMS交通诱导标志时,必须考虑信息(图形或文字)颜色对驾驶员动态视觉的影响。
（4）个性特征
个性特征,一般指人的情绪、意志、能力、性格、气质等。不同的交通情况,要求进行不同的操作,即使在相同的交通条件下,由于每个驾驶员的个性特征不同,采取的操作也不尽相同。
3 驾驶行为分析
3.1 驾驶员的反应能力
反应能力是驾驶员操纵汽车安全运行的能力。衡量反应能力的一个重要指标是反应时间。反应时间是指驾驶员受到某种刺激开始到做出相应的动作为止所需要的时间。反应时间有简单反应时间和复杂反应时间两种。在实际驾驶中,驾驶员的反应基本上都是复杂反应。复杂反应的复杂程度取决于交通量大小、车速等多种因素。一般情况下,复杂反应时间可分为“感觉时间”和“制动反应时间”。虽然时间很短,但由于车速较高,在很短的时间内仍然会行驶很长的距离。根据实测资料,设计上采用感觉时间1.5s,制动反应时间1.0s是适当的,因此复杂反应时间是2.5s。
3.2 影响驾驶行为的因素
Lewin曾提出人类行为的著名公式为：
B=fP×E
式中：B——人的行为；
P——个体因素；
E——环境因素。
公式说明：人的行为是个人因素与环境因素交互作用的结果,不仅与个体有关,还会因所处的环境而出现不同反应。驾驶员的驾驶行为受驾驶员的现实动机、现实能力、现实状态及周围环境的影响。
4 依据记忆及动机因素对驾驶员分类
在VMS交通诱导系统中,驾驶员对实时诱导信息的反应,是一个复杂的、动态的自适应决策过程,包括以下阶段：①收集交通环境信息；②识别刺激,建立刺激—反应关系；③根据行动的后果来识别期望和不期望出现的反应；④采取行动来调整和适应交通环境的变化。以城市中较为固定的通勤群体为研究对象,按照对VMS诱导信息不同的记忆和动机,可以把驾驶员分为3种：
(1)远离型：这类驾驶员对诱导信息持排斥态度,最终接受诱导的概率几乎为零,是一般选择同一条路线,短期内不会变更使用路线的一类驾驶员,诱导策略对该类驾驶员行为应以负强化为主,试图引导其向观望型转换。
(2)观望型：这类驾驶员对诱导信息持观望态度,一直在学习中了解诱导系统,最终可能接受诱导信息,是依据对各条路线的走行经验进行路线选择的一类驾驶员。诱导系统对该类驾驶员行为应以正强化和负强化结合,引导驾驶员逐渐熟悉、了解,接受诱导。
(3)接近型：这类驾驶员得到诱导信息就接受,对诱导信息的响应率为100%,是依据获得的旅行时间信息进行路线选择的一类驾驶员。诱导系统对该类驾驶员行为应以正强化为主,维持和激励驾驶员对VMS诱导信息的信赖。
5 驾驶员信息处理过程
信息度量首先是在通信领域中进行研究的,若把学者仙农的通信系统模型应用到交通系统中,在路网中,接收VMS诱导信息的驾驶员充当译码器,将信号转变为驾驶员可用的信息,并根据接收到的信息采取相应的驾驶行为。信息的传递过程,对驾驶员来说是一个从不知到知、从不确定到确定的过程。
驾驶员在行驶时,进入视野的信息量较大,需要注意的信息也较多,而驾驶员的注意力资源又是有限的,因此,驾驶员在行驶中应该保持一个最适宜的观察目标的信息摄取量,可称为信息适宜密度。信息有适宜的密度,驾驶员才会合理地占用并分配注意力资源,达到及时、准确处理信息的目的,并做出正确的判断。若环境VMS诱导信息过多或者过少,都会影响驾驶员的认知效果。
6 VMS交通诱导信息对驾驶行为的影响
(1)相同的信息或手段产生不同的行为
由于驾驶员的出行经验思维方式以及偏好的不同,在驾驶过程中对于相同的交通信息,可能会有不同的行为反应。例如,对于连接O、D两地的两条路线,两个驾驶员可能选择不同的路线。甲选择路线A是由于路程较短,而乙选择路线B的原因是虽然路程较远,但由于路上只有少量驾驶员,因此可以获得较高的行车速度。
(2)不同的信息或手段产生相同的行为
利用不同的交通信息或交通信息手段可以产生预期的行为效果。例如,当道路前方发生事故,需要驾驶员缓行、停车或者绕行时,可以用红色信号灯等视觉标志来表示这种要求,也可以通过听觉信息来传达这种要求。对于同一种交通选择行为,造成的原因可能是各不相同的,这也是心理学上所谓行为的个别差异。例如,甲选择路线A是因为路程较短,而乙选择路线A则是由于他习惯在这条路上行驶,甚至熟悉它的每一个拐弯处。
(3)不同的信息或手段产生不同的行为
不同的信息或手段可以导致不同的行为反应。例如,向驾驶员甲提供路线A畅通的信息使他选择该路线出行,而向乙错误地提供路线A拥堵的信息将使他转向路线B或者改变其出行时刻。
7 结 论
交通行为是在特定的交通环境系统下产生的,路线选择其实是驾驶员在特定的交通环境下,心理和行为的综合反映。实时、有效的VMS交通诱导信息是驾驶员进行路线选择的前提和基础。如果所提供的交通诱导信息并不十分有效,甚至带有大量的错误信息,驾驶员就可能无法做出正确的路线选择。以上问题说明,仅仅向驾驶员提供信息并不一定能解决拥堵问题,还必须研究驾驶员在知道信息时的路线选择行为,这也是笔者后续研究的方向。