手持式手機對駕駛安全的影響研究

趙煒華，喬曉亮

(西安航空學院 車輛工程學院，西安 710077)

0 引言

截至2015年12月底，中國共有13億移動通信服務用戶。2016年6月底，中國私人汽車保有量已經(jīng)超過2.85億輛，汽車駕駛?cè)藬?shù)2.96億[1]。中國每一個駕駛?cè)酥辽贀碛?部手機。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，手機除傳遞語音和文字信息外，智能手機還可以實現(xiàn)計算的基本功能，成為工作和生活中不可或缺的部分。調(diào)查資料顯示，每個駕駛?cè)硕加性隈{駛中使用手機的經(jīng)歷。另外，大約10%左右駕駛?cè)擞旭{駛中撥打手持式電話的經(jīng)歷，甚至有2%以上的駕駛?cè)擞旭{駛中編輯和發(fā)送文字短信的經(jīng)歷[2]。

受駕駛?cè)松硇睦頇C能限制，在駕駛車輛時撥打手機會給駕駛安全帶來很多不利影響，如駕駛時撥打手機會導致駕駛?cè)说鸟{駛行為受到干擾，從而使駕駛?cè)瞬荒芎芎玫目刂栖囁?；還會增加駕駛?cè)说哪X力負荷，引起駕駛?cè)司窬o張，從而影響駕駛安全等等，這些影響大部分都是由于撥打手機時給駕駛?cè)嗽斐傻姆中囊鸬?，駕駛?cè)嗽趽艽蚴謾C的過程中把一部分必須用于駕駛作業(yè)的注意力資源轉(zhuǎn)移到了手機上，從而增加了事故發(fā)生的風險。雖然大部分的駕駛?cè)苏J為在駕駛車輛的過程中撥打手機是很不安全的行為，但這并未能阻止此種行為的發(fā)生，甚至駕駛時使用手機的情況還越來越頻繁?？傮w來說，駕駛?cè)藢π熊囘^程中撥打手機對駕駛安全的危害還沒有足夠的認識。

1 文獻回顧

駕駛過程中撥打手機會影響到行車安全，許多學者已經(jīng)逐漸認識到其危害程度，尤其是近年來國外對駕駛中使用手機的行為影響開展了大量研究。2001年，Pellecchia等通過研究得到同樣的結論，并且還表明駕駛時使用手機會導致駕駛?cè)说膮f(xié)調(diào)能力和駕駛性能受損，使車輛嚴重偏離道路中心線[3]。2003年，William等發(fā)現(xiàn)駕駛?cè)嗽隈{駛車輛時使用手機會顯著增加制動反應時間，導致制動強度降低[4]。2004年，Rakauskas等對不同難易水平的手機通話對行車安全的影響進行了研究，研究發(fā)現(xiàn)難易程度不同的手機通話會造成駕駛?cè)斯ぷ髫摵刹煌潭鹊母淖僛5]。2005年，Tornros和Bolling在模擬駕駛環(huán)境下分析了駕駛?cè)嗽隈{駛時使用手持式手機或免提手機撥號通話對駕駛安全的影響。研究表明，兩種模式的手機都損壞了駕駛?cè)送鈬鷻z測的能力，增加了駕駛?cè)说哪X力負荷，并引起了車速的降低和車輛不同程度的偏離[6]。同年，Mcevoy 等對兩種手機模式進行了更深入研究，發(fā)現(xiàn)駕駛時使用免提手機與使用手持手機相比具有相當?shù)氖鹿曙L險率[7]。此外，T?rnros和Bolling對不同環(huán)境下的駕駛?cè)耸褂檬謾C駕駛的情形進行了模擬，旨在研究不同駕駛環(huán)境下手機對話對行車安全的影響[8]。2008年，Caird和Willness也對駕駛時使用手機對駕駛?cè)朔磻獣r間的影響進行了研究，并都通過相關試驗發(fā)現(xiàn)，駕駛時打手機會增加駕駛?cè)藢ν饨绱碳さ姆磻獣r間、降低車輛的行駛速度，為后期的相關立法提供了依據(jù)[9]。2011年，Hallett 和 Lamberta 等研究手機在駕駛?cè)酥惺褂玫牧餍新逝c風險感知之間的關系，分析結果發(fā)現(xiàn)，隨著駕駛時手機使用頻率的增加，駕駛?cè)说娘L險感知度降低[10]。同年，Backer和Sagberg研究使用手持式手機和免提式手機的事故風險率的變化情況，發(fā)現(xiàn)使用免提手機和手持手機的事故風險率均顯著，使用手持手機相比免提手機更容易造成事故[11]。2012年，Hislop對英國商務旅行者駕駛時使用手機情況的調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)其中有50%的駕駛者會連續(xù)使用手機，道路環(huán)境以及電話類型是他們考慮決定是否使用手機的因素[12]。

2010年，成龍、張瑋通過對汽車駕駛過程中接打手機所產(chǎn)生的安全隱患的分析，研究出車輛駕駛中使用手機對安全影響的三類研究方法及其優(yōu)缺點，并指出了今后此方面的研究方向[13]。2011年，同濟大學吳佳華、劉暢等研究指出，使用手機對駕駛可靠度影響顯著，干擾對話對駕駛可靠度影響更加顯著[14]。2012年，劉暢、丁榮等人以駕駛模擬器為實驗平臺，分析使用手機對駕駛可靠度的影響[15]。2013年，浙江理工大學李宏汀等結合近10年來相關研究，綜述了與駕駛安全密切相關的駕駛分心問題，提出了駕駛?cè)耸褂檬謾C分心影響的理論機制，如信息加工理論和計劃行為理論(TPB)[16]。吉林大學交通學院李平凡等研究表明，駕駛中撥打手機使得駕駛?cè)四X力負荷大幅增加，進而對駕駛行為產(chǎn)生了諸多負面影響，給交通安全帶來了隱患[17]。

綜合國內(nèi)外研究情況，國外學者關于手機使用對駕駛安全影響的研究起步較早，也比較全面。分析國外相關文獻發(fā)現(xiàn)，他們大多是基于模擬器，從駕駛?cè)笋{駛行為變化、事故風險率、駕駛?cè)耸褂檬謾C意圖、駕駛?cè)俗⒁饬Ψ稚⒁约笆謾C模式等方面進行研究。國內(nèi)的研究則是在最近幾年才開始著手，而且也是基于駕駛模擬器對駕駛安全進行研究。盡管模擬仿真技術飛速發(fā)展，但車輛在實際道路上的運行與駕駛?cè)嗽隈{駛模擬器上模擬駕駛，二者相比仍然存在很大的差異，而現(xiàn)有的國內(nèi)外研究均是基于駕駛模擬器進行的，所以在確保安全的情況下，用真實的道路實車試驗進行相關方面的研究勢在必行。

2 研究方法

依據(jù)駕駛?cè)俗⒁饬Ψ稚⑼ǔＲ鸬能囕v行駛異常，考慮因素的一致性和結果可測量性，研究采用實際道路試驗的方法進行。考慮到交通心理學試驗的特性，試驗按照簡單重復試驗方式進行。簡單重復試驗特點是數(shù)據(jù)量大，處理復雜且費時，但獲取數(shù)據(jù)準確，可靠性高。在本次試驗過程中，駕駛?cè)嗽谕耆嗤臻g環(huán)境中進行，要求不同被試者完成相同的手機撥號任務。試驗中記錄和研究的數(shù)據(jù)主要包括：完成撥號任務的行駛時間、完成撥號任務的行駛距離、車速變化、車道偏離次數(shù)。

2.1 被試駕駛員選取

被試駕駛?cè)税凑针S機性原則選取，并注意相關因素的影響，共選取不同行業(yè)、駕駛經(jīng)歷、職業(yè)、年齡和駕齡的60名駕駛員。要求駕駛?cè)艘曈X機能正常，無生理缺陷。在駕駛過程中，能正確地認知道路環(huán)境信息，在以往的駕駛中無因手機使用而引發(fā)事故的經(jīng)歷，無重、特大事故經(jīng)歷。根據(jù)駕駛?cè)说鸟{駛經(jīng)歷和技能水平，駕駛?cè)吮环譃?組，分別是技術嫻熟、技術一般和新手駕駛?cè)恕＜夹g嫻熟駕駛?cè)耸侵格{車經(jīng)歷在10年以上，以車輛駕駛為職業(yè)的駕駛?cè)?；新手駕駛?cè)耸侵溉〉民{駛資格證件，累計行車里程為3000公里以下；技術一般的駕駛?cè)耸侵溉〉民{駛執(zhí)照3年以上，駕車自用的非職業(yè)駕駛?cè)恕?/p>

2.2 試驗設備

試驗車輛為五門自動變速器轎車，車速表進行了標準校驗，并采用ISKRA-1D型非接觸式車速測試儀進行不間斷監(jiān)控，以保障試驗車速誤差有限。手機分別為各被試駕駛?cè)巳粘Ｊ褂玫氖謾C，熟悉手機的操作和使用，并有駕駛中使用該手機的經(jīng)歷。采用數(shù)字秒表，記錄手機使用任務所用時間。駕駛過程中，采用攝像機記錄車輛行駛軌跡。

2.3 試驗環(huán)境

試驗在專用的汽車試驗場內(nèi)進行，試驗道路為1100m直線區(qū)段，道路兩端等條件設置加速和勻速區(qū)段。道路包括三個行車道，車道寬度為3.75米，標線標志齊全清晰。試驗選擇在中間車道進行，兩側(cè)空閑區(qū)域橫向?qū)挾葹?米。試驗環(huán)境中無其它車輛、行人或障礙物，駕駛?cè)丝砂凑兆约旱鸟{駛意圖駕駛車輛。在試驗道路上設置任務起始點，并在地面標記各點與任務起始點之間距離，用以記錄任務期間行駛距離。

2.4 試驗程序

(1)駕駛?cè)藢⑹謾C置于習慣位置，啟動車輛并加速。當接近試驗任務起點時，控制車輛行駛速度為60 km/h，努力保持車速穩(wěn)定，并努力保持在車道中線行駛。

(2)當車輛通過任務起始點時，駕駛?cè)碎_始撥打手機，與此同時試驗人員按下秒表，開始記錄時間。

(3)駕駛?cè)耸褂米约旱氖謾C撥打自己的號碼，號碼一共為11位數(shù)字，并要求按撥號鍵。待撥號任務完成后，將手機置于耳邊，表示任務完成。試驗人員同時再次按下秒表，記錄撥號任務完成使用時間。同時，其它試驗人員依據(jù)地面劃線位置，記錄任務行駛距離，并記錄行車中最小行車速度。

(4)為保證數(shù)據(jù)的準確性，駕駛?cè)嗽诓煌较蚋鬟M行兩次試驗，并以相關數(shù)據(jù)的平均值作為試驗結果。

(5)待一個駕駛?cè)送瓿扇可鲜鲈囼灪?，記錄整理試驗結果。將車輛停止，駕駛?cè)俗隈{駛位置，再次進行步驟(3)所要求的任務，并記錄靜止狀態(tài)下完成撥號任務時間。

(6)更換駕駛?cè)?，并重復進行相同試驗，并記錄結果。

在整個試驗過程中，全程進行視頻攝像，以檢驗和校正試驗結果。

3 實驗結果

3.1 任務完成時間

(1)靜態(tài)撥號用時。靜態(tài)撥號用時長短，主要取決于被試人員對于手機的熟練程度和手機操作的方便性,時間長短可用以代表駕駛中撥打手機所必需轉(zhuǎn)移注意力至手機上的時間。利用SPSS統(tǒng)計全部被試者的試驗結果表明，時間長短呈正態(tài)分布。均值為9秒，標準差為2.1秒。靜態(tài)撥號時長與被試使用手機熟練程度有關，與駕駛能力不相關。

(2)駕駛中撥號時間。當按照試驗要求進行駕駛撥號任務時，時間長度明顯增加。由于駕駛?cè)蝿蘸蛽芴柸蝿招柰瑫r進行，所以必須在手機和周圍駕駛環(huán)境之間不斷轉(zhuǎn)換注意力。利用SPSS統(tǒng)計分析所有被試者的測試數(shù)據(jù)，駕駛中完成撥號任務時間不符合正態(tài)分布。分組統(tǒng)計結果顯示，隨著駕駛熟練程度降低，撥號用時增加。統(tǒng)計結果如表1所示。

3.2 行駛距離

檢驗表明，撥號任務中行駛距離與駕駛熟練程度相關。分組統(tǒng)計結果顯示，隨著駕駛熟練程度降低，完成任務行駛距離增加。統(tǒng)計結果如表2所示。

表2 完成撥號任務期間行駛距離

3.3 車速變化

在撥號任務開始時，車速均有下降，但隨著行駛的繼續(xù)，速度下降量不同。分組統(tǒng)計結果顯示，隨著駕駛熟練程度降低，速度下降量增加。統(tǒng)計結果如表3所示。

表3 駕駛中撥號車速下降量

3.4 車輛偏離車道次數(shù)

當進行撥號任務時，駕駛?cè)硕鄶?shù)不能保持在原軌跡行駛，均出現(xiàn)偏離車道的情況。分組統(tǒng)計結果顯示，隨著駕駛熟練程度降低，車道偏離次數(shù)增加。統(tǒng)計結果如表4所示。

表4 車道偏離次數(shù)

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 道路信息丟失時間比例

駕駛過程中要保證行車安全，駕駛?cè)诵枰粩嗍占c駕駛相關的信息，并修正駕駛行為。而在撥打手機過程中，駕駛?cè)说淖⒁饬Ρ仨氜D(zhuǎn)移至手機上，方能完成手機撥打任務。在駕駛中撥打手機時，在完成撥號任務的行車距離內(nèi)，道路信息丟失時間比例可用公式(1)計算。

p=t1/t2

(1)

式中，p為交通信息丟失時間比例，t1為非駕駛狀態(tài)時執(zhí)行撥號任務所花費的時間，t2為駕駛狀態(tài)下執(zhí)行撥號任務所花費的時間。

根據(jù)公式(1)所示的計算方法，可獲得各組駕駛員在駕駛中因撥打手機而丟失道路信息的時間比例關系。其結果如表5所示。

表5 道路信息丟失事件比例

從表5的結果可見，隨著駕駛員駕駛熟練程度增加，其在駕駛中撥打手機時丟失道路信息的比例更高。究其原因，當駕駛?cè)司哂休^高的駕駛水平和熟練程度時，對于道路環(huán)境的信息判斷較為準確，在較短的時間內(nèi)，可以對于不觀測期間的交通信息進行判斷和預估計，并且做出撥打手機的決定，并在此期間將更多的注意力放在撥打手機的任務上。而隨著駕駛水平的降低，駕駛?cè)藢τ诘缆沸畔⒌陌盐漳芰Σ蛔?，對于手機撥打過程中交通環(huán)境信息沒有較為準確的判斷，總是擔心在手機撥打過程中出現(xiàn)事故，所以完成手機撥號任務的時間較長。從這里也可以看出，隨著駕駛水平的增高，任務內(nèi)道路信息丟失時間所站比例會增加，駕駛?cè)送憩F(xiàn)的更加自信，相信在這一過程中不會出現(xiàn)事故。同時，隨著熟練水平的降低，駕駛?cè)吮憩F(xiàn)出更多地擔心，雖然信息丟失時間比例較低，但完成任務的時間長度增加，導致其將受到更多的交通環(huán)境影響。從不同分組的結果來看，在實驗環(huán)境下，撥號中駕駛?cè)藢τ诘缆翻h(huán)境信息丟失是不可避免的，注意力不在道路環(huán)境上的時間占到60%以上。當然隨著速度的增加和行車環(huán)境的復雜，駕駛?cè)丝赡懿粫羞@么大比例的信息丟失時間，但必然會引起任務完成時間的增加，也就是駕駛?cè)吮挥绊懙臅r間長度會增加，也將加大發(fā)生危險的可能性。

與手機撥號任務完成時間的變化規(guī)律相同，隨著駕駛熟練程度的降低，撥號期間所行駛的距離增加。行程的增加，意味著在路上行駛時突遇其它復雜情況的概率增加。如果前方道路上交通情況較為復雜，則在使用手機過程中，與其它交通參與者或者道路設施發(fā)生碰撞的可能性大為增加。綜合距離與時間兩個參數(shù)來看，駕駛過程中駕駛?cè)耸褂檬謾C時，是通過迅速觀察判斷前方道路情況，然后做出緊接駕駛行為狀態(tài)的決策，再將注意力轉(zhuǎn)移至手機上。由于熟練程度較高的駕駛?cè)藢τ诘缆窢顟B(tài)感知和行為決策時間較短，所以有更多的時間置于手機撥號任務，這樣就會造成雖然任務時間隨著駕駛熟練程度增加而減少，任務完成距離也會減少的同時，任務期內(nèi)道路信息丟失時間比例卻增加。

4.2 行車穩(wěn)定性

從不同熟練程度駕駛?cè)诵旭偩嚯x數(shù)據(jù)離散程度也可以看出，隨著熟練程度降低，行駛距離離散程度增加，也表明在進行手機撥打任務過程中，駕駛?cè)诵旭偩嚯x差異較大，所以在期間的行車速度波動亦會較大。由表3可見，隨著駕駛熟練程度降低，速度下降程度增大，表明撥打手機對駕駛過程的穩(wěn)定性影響很大。由于在手機撥打過程中，駕駛?cè)艘贿呉邮蘸吞幚淼缆翻h(huán)境信息，一邊要進行手機撥打，駕駛?cè)说墓ぷ髫摵擅黠@增加。當?shù)缆沸畔G失時，車速出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。不穩(wěn)定的行車速度，不僅影響車流運動狀態(tài)，也將增加道路上其它交通參與者對所駕車輛運動狀態(tài)判斷難度的增加，容易因判斷不準確而誘發(fā)交通事故。

由表4也可以看出，伴隨著車速不穩(wěn)定的出現(xiàn)，駕駛?cè)诵旭傑壽E也會發(fā)生偏離。在撥打手機過程中，由于道路信息丟失，車輛將會出現(xiàn)偏離車道的問題，很容易造成與兩側(cè)車輛的碰撞事故。隨著駕駛?cè)耸炀毘潭鹊慕档?，車道偏離次數(shù)增加。部分駕駛?cè)嗽趽艽蚴謾C過程中，甚至出現(xiàn)完全進入其它車道的現(xiàn)象?？梢?，撥號時，道路環(huán)境信息的丟失，對駕駛安全造成極大干擾。

對于參加試驗的駕駛?cè)藖碚f，在沒有干擾的實驗環(huán)境下，穩(wěn)定60km/h的車速和保持行駛車道中間行駛，是一件非常容易完成的事情。但由于使用手持式手機撥打電話，致使注意力被分散至駕駛?cè)蝿找酝猓斐尚熊囁俣炔环€(wěn)定和行駛軌跡偏離。這種不穩(wěn)定的行車狀態(tài)，會體現(xiàn)在所有駕駛?cè)松砩?，只不過駕駛熟練程度高的駕駛?cè)讼鄬κ苡绊懶∫恍?/p>

5 結語

駕駛?cè)嗽谛熊囘^程中使用手持式手機時，由于駕駛?cè)嗽趽芴栠^程中所關注的信息集中在手機上，導致道路信息丟失，且在任務期間信息丟失時間的比例較高，在任務進行期內(nèi)60%以上時間都用于手機撥打，不關注道路信息。當?shù)缆翻h(huán)境信息丟失后，駕駛?cè)藭谳^長的行駛距離內(nèi)，沒有獲得實時道路環(huán)境信息。在這種信息丟失的情況下，駕駛?cè)说能囕v會偏離行駛軌跡，并且出現(xiàn)車速下降的現(xiàn)象?？梢姡{駛中撥打手持式手機對于駕駛的影響非常大，并導致多種不安全狀態(tài)出現(xiàn)。雖然熟練程度較高的駕駛?cè)耸艿降挠绊懴鄬^小，但在進行上述撥打任務中道路信息丟失時間比例卻最高。

綜合上述可見，在駕駛過程中使用手持式手機，將大大提高駕駛風險。因此，必須明令禁止并采取不同措施確保有關車輛道路安全行駛規(guī)定的有效執(zhí)行。

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