文摘

司机的误判为曲线的安全是一个重大问题。它被认为是一个更有影响力的因素比其他交通诱导风险的环境条件。研究表明认知理论可以解释司机的行为的过程曲线。在这个模拟器实验中,认知模型建立原则来检查这个解释的合理性。这个试点研究的核心是使用一个驾驶决策策略为制动曲线验证认知模型从根本上的准确性。因此,实验设计三种治疗方法的信息提供模式。实验结果显示,提前预警信息曲线可以移动的位置第一制动距离曲线。这一现象与模型的推论是一致的。因此,本研究的结论表明,司机的行为的过程曲线可以用认知理论来解释和由认知模型。此外,模型的特点和工作参数可以通过做其他的研究。 Then based on the model it can afford the advice for giving the appropriate warning information that may avoid the driver’s mistake.

1。介绍

司机的安全曲线是一个很重要的问题以及交通工程师。很多调查和研究报道称,大量的事故或事故发生在每年曲线(1,2]。这一现象的因果关系,当车辆通过曲线,额外的向心力将发挥上了车。力会导致困难的驾驶任务要求司机完成(3),然后司机很容易犯错误,造成事故。来处理这个问题,许多交通设施、车载系统、和标准被发明(或指定)改善驾驶环境和曲线安全(4,5]。虽然这些措施使得曲线驾驶安全,仍有许多事故或事故引起的司机。因此,许多研究人员研究的目光转向司机的行为的过程曲线(6]。此外,基于结果/发现的这些研究,工程师可能会改善或修改措施,促进安全的曲线。曲线的特点,安全驾驶模型是研究的两大基本要素。

曲线安全研究需要很大一部分交通研究。研究显示,较高的车速可能很大程度上增加事故的概率,但导致事故的直接原因是总是司机的错误操作(7,8]。当车辆通过曲线,它需要更多的注意资源来收集信息,决策更多的精神来源,更多的操作执行尽可能迅速和仔细地司机。高车速减少所需的时间整个工作过程的驱动程序,这意味着司机必须更快地完成这个过程。结果,误差容忍度下降,事故的可能性增加。伯爵和Jamso曲线的研究还表明,大部分事故是由司机引起的旅行通过曲线太快,然后失去控制的车辆或被迫打滑,不能执行正确的操作(9]。此外,这是一个共识,即增加程度的曲率导致更多的事故10]。另一项研究发现,司机的正确期望遇到曲线可以使驾驶更安全11]。

,改善曲线安全关键是让司机知道的信息的曲线,然后他们可以关注感知交通信息准确,容易做出适当的决定,和做好准备更多的驾驶操作。指定驱动程序的工作过程显然是先决条件为司机提供适当的信息。

根据认知理论、驾驶性能由3阶段:信息感知、驱动的决定,和操作执行12]。此外,开车的两阶段决策和操作执行部分依赖于来自阶段的信息感知的信息。因此,信息感知认知的基础。在这个阶段,司机将现实世界的图片转换成信息将用于其他两个阶段。精确转换后的信息越多,越容易司机可以做出适当的决策和正确的操作。

尽管司机有五个关键感知系统,视觉系统需要一个相当大的百分比在驾驶任务13]。基于视觉系统的司机会在他们的大脑重建一个驾驶场景。场景可能反映了过去、当前和未来的驾驶情况。根据司机的所有三个场景可以决定他们的驾驶策略。因此,获取准确的曲线和有效的信息是最重要的保证驾驶安全。然而,环境等因素,驱动能力,或干扰可能会导致不准确和无效信息的采集。正如研究显示,大多数是由于碰撞司机的误解额曲线(14)或未能遵守交通标志15]。同样,有一个一致的发现:当一个司机的注意力状态或已收到一个警告16),发生事故的概率是显著降低。此外,罗卡哈维尔et al。研究指出,如果一个人想完成驾驶任务,他必须正确感知交通对象(例如,道路标志),保持一个适当的警觉状态作出决定,在正确的时间和执行操作(17]。

总之,本文的目的是运用认知理论来构建一个原理模型来描述曲线开车。这个模型是由信息,不同的信息应该引起不同的操作。验证认知模型的准确性和相关假设,我们比较了驾驶操作与三种不同来源的信息。结果表明,曲线驾驶行为可以解释为认知模型。

2。认知模型

建立一个认知模型曲线驾驶是本研究的主要任务。然而,这个模型的目的是准确模拟驾驶员的行为和重建整个人类大脑的工作过程。本研究主要关注代表一个等价的模型曲线开车。

2.1。认知理论

认知理论派生成两个基础学科:心理学和神经学。前一个专注于研究人类主观的(就像人类如何思考,为什么他们有自我意识),并提供大量的基础理论和丰富的实践认知的材料;后者是研究客观的人类生存;通过实验验证的大量假设认知原则。因此,认知研究可能涉及在人类的主观和客观方面,它可以给出一个全面的原则框架来解释人类的行为。

目前,认知理论已经被应用在多个领域的研究中,和在不同的研究重点,研究人员给的定义分别从不同的学术领域。以下是三个有代表性的定义:(1)认知体系结构被设计用来模拟人类智能人形的方式(18];(2)一个科学假说对那些人类认知方面的相对恒定的时间和相对独立的任务(19];(3)认知是指参与获得知识和理解的心理过程,包括思维、判断、记忆,和解决问题(20.]。

这些定义的基础上,本文认为,认知理论的核心是“研究人类如何应对客观/主观事物和相关角色,规则和原则”。此外,认知研究的最终目标是建立一个等价的模型来表示人类如何应对客观/主观的东西。此外,这两个内容认知模型的认知结构和认知过程,如下规范。

认知体系结构可以被定义为一组功能模块,集成在一个特定的顺序。研究认知体系结构包括模块的人物和他们的关系。通常,模块包括注意、记忆、解决问题,决策,学习,等等。

认知过程是指一个时序逻辑顺序完成认知任务,基于特定的认知结构。一些人认为知识是认知过程的基础(21),而另一些人则认为,认知过程是由事件驱动的(22]。本文假设信息认知过程中的基本元素。因为每个主观和客观的统一和固有财产,也就是说,信息。换句话说,一切都是一个主观的或客观的信息。例如,道路上的实际曲线警告信号可以被看作是客观的信息表示“前方是一条曲线”;然而,当一个司机知道交通标志的意义转化成主观繁殖在司机的脑海中。

这个假设,我们可以统一认知模型中各种各样的东西在一个统一的测量和有效地考虑各种因素。之前分析驾驶行为影响因素,它可以将交通标志,道路条件、驾驶知识,或其他事情的所有信息,这可能有助于学习。

这个假设,我们可以统一认知模型中各种各样的东西在一个统一的测量和有效地考虑各种因素。之前分析驾驶行为影响因素,它可以将交通标志,道路条件、驾驶知识,或其他事情的所有信息。

2.2。模型曲线驱动

根据认知理论,该模型的认知结构是由五种通用模块,涉及感知模块、传输模块、存储器模块、处理模块和运动模块。每个模块都有自己的角色和功能的不同的认知模型。模块在本研究中可以描述如下。(我)感知模块:从外部环境获取交通信息。人类有五种感觉:视觉,听觉,触觉,嗅觉和味觉。本研究仅利用视觉感知测试认知模型。(2)流程模块:将输入的信息转换成输出信息。转换可以被描述为产品或功能。本研究的核心过程是驾驶决策模块。它可以将交通信息转换为操作命令信息基于驱动策略。驾驶策略将被指定在一节2。3。(3)内存模块:这个模块可以分为两类,短期记忆和长期记忆。短期记忆是用来存储信息的流程模块的需求,长期记忆是用来存储不同类型图书馆的知识。本研究涉及两种内存模块。短期记忆包括图像缓冲区,知识缓冲和限制缓冲区,和长期记忆是知识图书馆,见图1。(iv)运动模块:执行命令的信息来自驾驶决策模块。(v)传输模块:不同模块之间传输信息。

基于模块上面提到的认知体系结构可以表示成图1。

图1有四个种类的信息通道,通道是由不同的箭头标记和框风格的传说。白色盒子是开始或结束的通道,每个通道都有自己的功能如下所述。(我)感知通道是用来收集信息从交通环境。交通环境的信息被认为是一个图像。通过视觉模块和发送模块,存储在像其他模拟信号图像缓冲区。视觉编码器模块将这些模拟信号转换为抽象的交通信息通过传输模块,它将用于决策模块。(其他感觉通道功能的工作过程以同样的方式,本研究不会关注他们。)(2)运动通道用于生成驱动操作。当一个司机作出决定,它将命令发送信息通过这个通道电机模块执行。(3)通过学习系统的学习通道传输信息从消息缓冲区到知识图书馆。(iv)内存通道是用来从知识图书馆短期记忆转换信息。在这项研究中,目标分析模块选择相关知识主要推动目标,然后将它们放置到约束缓冲区和知识缓冲区为流程模块。

虽然这个架构是比真正的司机的工作过程,简单还是太复杂的预试验来测试所有部分。它需要进一步简化约束。简化模型如图2。

在这个模型中,驾驶决策模块有两个信息来源:一个是视觉感知;另一种是图书馆知识。驾驶决策模块按照信息作出决定这两个来源。然后运动系统应该根据决定输出操作。从两个来源不同的信息输入最终都会导致不同的驾驶操作。相比之下,图1,模块图2降低了其他感觉通道,编码器模块,约束缓冲区,和传输模块。提供所有的模块都保持在一个恒定水平,造成的输出变化是只有两个信息来源。因此,我们可以简化计算1图2。

基于体系结构、认知过程如图3。过程从交通环境的形象与驾驶行为(被视为输入)和结束(输出)。通过三个阶段:信息获取、决策、和驾驶操作,三个过程并行执行,而信息是连续的。这意味着在一个特定的时刻,决策过程是由前面的视觉感知。

2.3。模型分析

基于认知理论,本研究提出三个假设认知模型和设计三个信息提供治疗。在这些条件下,研究使推理的模型来验证模拟实验的合理性。

假设一:开车的策略决策模块,一旦信息提前“曲线”是确认和车辆速度高于限制传递曲线,然后将制动操作。

假设二:获得的信息有价值的信心。如果信心之和超过一个阈值相同的信息,这些信息可以被证实是真实的。

假设三:从视觉感知获得的信息通道可以通过学习部分存储在库的知识系统。存储的内容可能会被重复增强。

治疗:曲线的信息没有提供先进的预警信息通过视觉感知通道。

治疗B:曲线信息,提供先进的预警信息通过视觉感知通道。

治疗C:曲线提供的信息通过视觉感知通道,提供先进的预警信息通过内存通道从知识图书馆。

推理:治疗,决定模块需要更多的时间比其他两个治疗证实曲线信息,那么模型将刹车。自从决定模块缺乏预警信息,最低曲线信息保密的价值。此外,更高的信心值可能出现早确认信息和做制动操作。

3所示。方法

3.1。参与者

所有司机都在同一水平上的研究。18岁男性参与者,他们的许可证至少2年(平均= 4.13,SD = 1.2), 22-32岁(平均= 27.8,SD = 2.24),是从公共招募的。所有的受试者色觉缺陷。他们拥有正常或corrected-to-normal愿景。

3.2。装置

这是一个合适的选择使用仿真实验在本研究中主要有三个原因:(1)将所有试验在相同条件下;(2)实验重复的;(3)保护参与者的风险。整个实验利用AutoSim模拟器系统(见图4实验室的)北京工业大学交通研究中心。

计算机硬件由车辆,包括eight-networked(一个主计算机,一个与汽车通信系统,和其他六个用于计算六个不同的实时视图),运动控制设备和其他设备(如视频和音频设备)。旁边,三个主要的软件中使用模拟器实验:Evariste(用于创建实验场景),Simword(控制场景),和Scancer(收集数据并生成汽车运动)。模拟器可以记录数据在实验中包括油门/刹车踏板的动作,方向盘,车辆速度,等等。记录是30赫兹的频率。

3.3。实验设计和程序

为了测试的理性认知模型,模拟实验与模型声明必须保持相同的约束。模拟器环境可以避免干扰或其他实际环境中的不确定性。

首先,考虑到有一个以上的司机在开车,选择战略的最重要的约束控制是确保司机的驾驶策略,假设一个提到的,当他们遇到的曲线。如果其他因素不符合这一策略的条件,司机可能不遵循这一策略。为了获得这个目标,这个模拟器实验的场景设计作为一个车道的农村道路,没有交通流量。考虑到车辆需要达到一个更高的速度比之前的限制进入曲线,我们设计了一个800米直巷之前,每个司机的加速曲线。

第二,司机的驾驶能力和状态也应得到控制。根据图1,有多种因素影响驾驶操作。所以当招募参与者,所有下列字符被认为(年龄,性别,教育,和驱动频率)来避免这些不适。此外操作员将给参与者一个指令,确保驾驶开车前任务的实验。

第三,对应于三个信息提供治疗的认知模型,18名参与者被随机分成三组在这个实验。在A组中,参与者驶过曲线没有交通标志提供警告信息。在B组,参与者驶过曲线与交通标志提供警告信息。在C组参与者驶过曲线没有交通标志,但提供预警信息通过开车前的地图场景。我们设计了两个场景(如图5),以及它们之间的区别是是否有交通标志前曲线。每个场景都有两条曲线的半径30米和50米、47.1米和78.5米的长度,分别。交通标志的位置是200米距离曲线。

最后这个实验的过程和遵循规定。(我)填写基本信息获取字符信息并对司机驾驶状态。(2)参与者有避免司机的驾驶考试犯错误,因为他们不熟悉模拟器。(3)驱动程序完成了驾驶考试时,运营商阅读指导司机和给他的地图(C组)。(iv)之后,司机开始正式实验中,每个参与者应该开车反复五次,这将是一个圈之间休息2 - 3分钟。

4所示。结果

根据认知模型,制动开始的位置与时间相关的信息提前“曲线”确认。数据两种制动操作(第一个位置释放加速踏板,FPRA;第一个位置按下刹车踏板,FPPB)是用于验证上述推理。

首先,根据表中的数据1后,可以达到结果。(1)圈1中的数据组的最小值。(2)在2 - 5圈,所有四个平均数据(FPRA-R30, FPPB-R30、FPRA-R50 FPPB-R50) A组的最小值。(3)B组的数据圈2 - 5圈1中有更大的价值比数据。(4)C组的数据圈2 - 5圈1中有更大的价值比数据。(5)B组的数据有更大的价值比圈1 C组的数据。(6)B组的数据有更大的价值比圈2 - 5 C组的数据。

结果可能解释为认知理论和模型的适应性。见表2的信心值信息提前“曲线”来自不同渠道的信息。此外,每组被定义的总价值。A1的值是司机从视觉渠道获取信息,这是变量,增加了附近的汽车旅行的曲线。B1的值是司机从交通标志获得预警信息。C1的值是司机获取预警信息从司机的记忆获得地图的场景。C2的值是司机获取预警信息从司机的记忆通过学习系统通过重复开车。

根据基本的不平等,我们可以得出一个结论如下:(1) (2) (3) (4)

这些不平等和认知的假设可以完美解释表的结果1。假设认为,制动操作的结果确认的信息提前“曲线”。和确认这个信息总信心必须在阈值。因为A1是一个变量增加驾驶时间。如果添加一个正值,总额可以早些时候到达阈限,即,司机的位置开始制动将远离曲线。显然,上述不等式解释结果(1)到(4),分别。间接结果(5)可能推断出不平等“B1 > C1”,可以验证了结果(6)。

5。结论

信息被认为是认知模型和司机之间的桥梁,因为双方都是基于工作信息。研究信息处理和传播渠道可以获得司机如何生成驾驶操作和构建一个认知模型来表示驾驶性能。所以信息曲线可以被视为驾驶操作的最重要因素。基于认知模型和模拟实验的结果,本研究得出以下结论。(1)仿真实验的结果和认知模型推理关于制动操作显示一致的结果。因此,它表明这个认知模型是理性的代表驾驶性能曲线。此外,司机的管理信息的过程可以解释为认知理论和字符或工作参数可以获得这些类型的模拟实验。(2)预警信息会影响行驶的决定,使曲线行驶安全通过增加信息的信心值曲线。已知的驾驶性能的具体过程,我们可以修改驾驶行为通过改变驱动程序获得的信息。(3)有多个频道的信息。司机可以通过不同的渠道获取信息瞬间。不同信息渠道价值可能有自己的信心,这信心值可能不是常数。此外,感觉通道的信息可以存储在图书馆,知识或信息的信心价值可能改变了学习系统。

6。讨论

虽然初步研究已经验证了认知模型建模驾驶性能和解释了信息驱动的过程,它仍然有一个限制在澄清所有的细节认知模型和仿真实验的结果。在这个模拟实验中,司机的影响的能力被认为是在许多方面和控制。然而,个人的区别不同的驱动程序不能完全控制,和样本大小的数量仍然很小。这些偏差和不一致的主要原因是方差分析的结果分析,见表3。

我们可以看到,所有的行4组数据,显著差异是1,4,7,10和11个“#”的标志,价值是的差异之间的信心对足够大。其他人没有显示一致的结果。不一致的可能是由于两种变异来自司机。其中之一是,所有的参与者没有相同的能力;然而,分析在简化假设其他模块是相同的。另一个是司机在整个实验中不能保持相同的状态;他/她可能需要一些出乎意料的错误。此外,不同的弯曲度可能影响信息的信心值曲线。

表4显示输入的速度曲线。两条曲线都有相同的结果。圈1,A组可能最高的入口速度和B组最低输入速度。然而,在大腿上2 - 5结果是相反的。原因可能的影响不仅决定模块的学习系统。这个研究只侧重于分析决策模块的制动操作点。入口速度的结果关于刹车和油门踏板的操作顺序。因此,这涉及到一系列的决策基于这些信息。此外,它需要进一步研究其他模块的认知模型和仿真实验获取模块的工作参数。

承认

支持本研究NNSFC项目,研究交通标志对驾驶行为的影响机制及其认知模型,51108011。