汽车驾驶行为和驾驶经验的ACT-R认知建模研究.pdfVIP

汽车驾驶行为与驾驶经验的ACT-Ri,k知建模研究 曹石1沈模卫1秦裕林1·2 1浙江大学心理与行为科学院 Mellon 2CarnegieUnivers时；caoshipv@zju．edu．cn 摘要本研究通过模拟驾驶实验结合AcT．R认知建模的方法，探讨了驾驶经验 对驾驶行为的作用。实验一模拟高速公路简单驾驶任务，新手和专家没有显著差异，实验二模拟高 速公路跟车任务，新手的驾驶绩教差于专家。通过AcT．R认知建模的方法t可咀对驾驶行为和驾驶 学习进行有效地理论解释，不仅揭示了驾驶行为和学习的认知心理学机制，而且对提高驾驶教学质 量具有指导意义． 关键词驾驶驾驶经验认知建模交通心理学 人的因素是道路安全中最重要的因素，而年轻的缺少经验的驾驶员又是汽车交通事故的 高发人群。有人指出，要获得有效地训练新驾驶员的方法，必须首先探明驾驶经验的作用， 即有经验的驾驶员在行为和认知上有哪些优势【lJ．以往研究多采用新手一专家范式，记录 驾驶或模拟驾驶时的操作控制行为以及眼动模式，发现了新手和专家的许多行为差异。但是 驾驶行为是一项十分复杂的行为，整合了很多任务，以往研究缺少一个能够完整描述驾驶行 为的理论框架；同时以往研究的结果多是行为差异．缺少对驾驶经验引起的认知差异的分析， 而有效训练新驾驶员的方法需要认知水平的指导。驾驶行为的ACT-R认知体系建模是一种新 的研究方法，它弥补了以往研究的不足。本研究通过在基于TORCS的模拟驾驶平台上进行 的两个实验，比较了新手和专家驾驶员在简单任务驾驶任务和复杂任务中的行为· 本研究的意义有两方面。一方面，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，越来越 多的人开始驾驶汽车，现有的驾驶培训如何使新手在短短的两个月内掌握安全驾驶的必要技 能?高速公路也早已经向刚刚获得驾驶执照的实习驾驶员开放，新手上路的安全问题非常值 得探讨，类似本文从认知心理学的角度构建驾驶模型和驾驶学习模型的研究还很少．另一方 面，对于认知心理学，耳前已经依各个功能模块，积累了很多理论，例如视觉注意，工作记 忆，程序性和陈述性记忆的理论，它们可以在实验室里分门别类地揭示了人的各种心理机能， 但它们能否协同地解释例如开汽车这样一个现实生活中复杂任务的学习和执行过程?本研 究使用ACT-R认知语言分别对新手和专家的驾驶行为建模，既可以揭示驾驶学习的心理机 制，也为检验认知心理学理论提供了一块试金石． 1新手和专家驾驶行为差异的研究 1．1驾驶行为研究 有人比较了新手和专家驾驶员各8人在坡路转弯时的驾驶行为，结果相比之下的新驾驶 员，在下坡路口减速较晚(晚O．95秒)，因此速度快4％；转向较快；侧向加速度较大田。有 人比较了新手和专家驾驶员各12人在换线驾驶时的行为，结果发现，在换线准备阶段以及换 线末尾阶段，新驾驶员行驶路线波动明显较大，同时新驾驶员注视速度表和后视镜的时间明 显地短于有经验的驾驶员川． 1．2眼动研究 眼动研究重点比较新手和专家驾驶员驾驶时视线有哪些信誉好的足球投注网站模式的区别。有人详细考察了新手 和专家对路况进行观察时’在注视次数、注视持续时间和扫视轨迹之间的差异，结果发现， 专家的有哪些信誉好的足球投注网站策略随路况复杂度灵活变化，而新手的有哪些信誉好的足球投注网站策略比较单一：专家的边缘视野可以 ts]161。还有一些研究发现，新手与专 加工更多的信息；专家的扫视轨迹具有更大的灵敏性141 家相比，注视范围较小，注视时间较长，紧盯前方车辆，不经常注视后视镜，不会直接注视 容易出现危险的位置pJ． 1．3结果与不足 总结以上实验结果，新手与专家相比表现出以下行为特征： ·下坡转弯路口减速较晚，转向较快 ·换线较不平稳 ·注视范围较小而时间较长 ·只看车辆前方较近的区域或紧盯前方车辆 ·较少使用后视镜 ·不会直接注视容易出现危险的位置 从知觉和认知的角度解释这些行为差异，其原因可能在于： ·新手判断距离和速度的能力较差 ·新手的边缘视野在驾驶过程中无法有效获取信息 ·新手缺少利用车辆前方较远处的信息预测正确行使方向的经验 ·新手可能在控制车辆行驶稳定上消耗了较多的注意资源 ·新手无法合理有效地分配