驾驶人视觉特性与道路交通安全

《驾驶人视觉特性与道路交通安全》由会员分享，可在线阅读，更多相关《驾驶人视觉特性与道路交通安全（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、驾驶人视觉特性与道路交通安全基金项目：上海市高校培养优秀青年教师科研专项基金资助（gjd08022）上海高校知识创新工程（085工程）建设项目资助（JZ0901）摘要：驾驶员的视觉特性与道路交通安全有直接必然联系，从视力、视野、颜色视觉、明适 应和暗适应、试看障碍以及夜间视觉等方面详细分析了机动车驾驶人的视觉特性对交通安全 的影响，为汽车设计人员、驾驶员和道路工程的设计人员提供了参考。关键词：驾驶员、视觉特性、交通安全、心理效应中图分类号：U491文献标志码：ARoad safety research based on the visual characteristics of the dri

2、verLi Yong-fang（College of Automotive engineering, Shanghai University of Engineering Science, shanghai 201620, China ） Abstract：The drivers visual characteristics and road safety has a direct positive connection. From the sight, vision, color vision, light adaptation and dark adaptation, night visi

3、on, etc, this paper detailed analysis of aspects of the visual characteristics of motor vehicle drivers on road safety, and provide a reference for automotive designers, pilots and the design of road works.Key words: Driver, Visual characteristics, Traffic safety, Psychological effects在驾驶人的感觉系统中，视觉尤

4、为重要。研究表明，驾驶人视觉所获得的信息占全部信 息的 80%以上1，因此，在行车过程中，驾驶人视觉能力的高低直接关系到驾驶人的驾驶行 为，对行车安全起着决定性的作用。关于驾驶员视觉特性及眼球运动的研究，在国内外已经取得了不少的成就。尤其是近些 年，国外许多著名的大学及研究机构都在这一领域进行了广泛而持续的研究。研究内容主要 是对驾驶员视觉单一特性（比如驾驶员的注意品质、视知觉、疲劳状态、反应时间等）的研 究，对年龄差异造成的视觉特性与道路交通事故的关系上做出分析和判断，以及对特定道路 交通环境下驾驶员视觉搜索模式和感知行为的研究。通过对国内外研究的学习和掌握，可以 发现大部分研究集中在静态视

5、觉特征和虚拟场景条件下的动态视觉特征研究两个方面，开展 真实交通场景条件下的动态视觉特征研究的较少，原因是这种研究一方面对仪器的性能要求 很高，在真实交通环境中进行试验容易发生危险，因此研究难度较大。1 视力与道路交通安全视力是眼睛识别物体微小细部的能力。驾驶人的视力又分为静视力和动视力。静视力就 是人在静止状态时的视力。驾驶人员在行驶中所具有的视力称为动视力。在实际的驾驶中， 动视力一般比静视力低10%20%左右1,在特殊情况下甚至比静视力低30%40%。有研究 结果表明，在驾驶过程中，随着汽车行驶速度的提高，驾驶员的注视点前移，视野变窄，周 界感减少即视野缺损,意味着缺损区无法感知交通信息

6、,视野敏感度下降说明视区感知信息 能力降低,极易造成交通事故2。影响动态视觉特性的因素有相对运动速度、年龄、目标的颜色和照度、道路及其环境等。 研究表明,随着相对运动速度的增加,人眼的最小可辨视角增大,动态视觉的感知能力下降。 因此,控制车辆行驶速度,特别是在复杂路段限制车速非常必要。由于动态视觉特征反映的 是所有视觉和眼肌系统的整体组合,年龄因素的影响非常明显。静视力从4650岁开始出 现明显的个体差异,有显著下降和正常衰退的趋势；而动视力则从3640岁开始显著下降。 对年龄较大的驾驶人（尤其是职业驾驶员）必须进行合理限制。目标物的颜色对动态视觉也有 很大影响。在静止状态下，人眼对蓝色最不敏

7、感。但在运动状态、暗视条件下，蓝色目标物 相对其它颜色易被识别；而在明视条件下，蓝色目标物与其它颜色并无显著差异。目标物的 照度对驾驶人的动态视觉也有影响，研究表明，静止视力下510m烛光的效果与动态视力 下 125 m 烛光的视觉效果相匹配。通常，照度越强的物体越易被驾驶人的动态视觉所感知。 由于驾驶人在驾驶时所搜集到的信息 80%以上为路面信息，所以路面状态越好，驾驶人的动 态视觉越容易捕捉所需信息。对于野外公路，侧向景观单调且重复，很容易引起“道路催眠” 现象，使驾驶人产生动态视觉疲劳，影响驾驶安全3。2 视野与道路交通安全眼睛观看正前方所能看见的空间范围称为视野。视野常用角度来表示。一

8、般有静视野和 动视野之分。当头部和眼球固定不动时，眼睛观看正前方所能看见的空间范围叫静视野。一 般正常人两眼总静视野：垂直方向约为 110130（视水平线上方约 5060，下方约 6070），水平方向上约为180（两眼内侧视野重叠约 60，外侧各为90）。头部固 定不动，眼球自由转动所能看见的空间范围叫动视野。动视野比静视野在水平的左右方向约 各增宽 15，在垂直方向：视水平线上方约增加 10，视水平线下动视野与静视野大致相 同。驾驶人的视野与行车速度有密切关系，随着车速的增加，注视点前移，视野变窄，视野 与车速的关系参见表 1 。表 1 车速与视野的关系 1-2车速（km/h）4072105

9、注视点在汽车前方（m）183366610视野（）90 10060 8040行车速度越高，驾驶员越注视远方，视野越窄，注意力随之引向景象的中心而置两侧与 不顾，结果形成所谓隧道视。此外，在汽车行驶过程中，靠近路边的景物相对于驾驶员眼睛 的回转角度若大于72 /s时，景物在视网膜上就不能清晰的成像，感到模糊不清。所以， 车速越高就越看不清路边近处的景物。因此，设计较高行驶速度的道路时（特别是高速公路）， 要采取封闭式，以禁止行人和非机动车进入车道，避免发生危象。按照这种规律，高速公路 上的交通标志都应设在车道上方。3 颜色视觉与道路交通安全交通环境中的许多信号是靠色彩来表达和传递的，如交通信号、交

10、通标志、交通标线及 车辆内部的仪表、灯光等。可以把颜色分为两大类，即非彩色的（如黑、白和各种灰色）及 彩色的（如除黑、白和各种灰色外的一切颜色）。颜色具有色调、明度和饱和度三个基本属 性。对于非彩色人们只能根据明度的差别来辨别；而对于彩色人们可以从色调、明度和饱和 度三个特性辨别。有一小部分人不能辨别某种颜色或某两种颜色，对颜色的辨别形成了障碍， 从而影响了驾驶员的行车安全，并极易发生交通事故。3.1 色觉的心理效应颜色在由视觉传至大脑的过程中，产生色彩物理、色彩生理和色彩心理的效应，使人获 得色感觉。不同的颜色进入人们的眼帘,不但能使人们产生大小、轻重、冷暖、远近、明暗 等的感觉,还能引起人

11、们产生兴奋、紧张、安全、烦躁、忧郁等心理效果。颜色能影响人们 的情绪、工作效率以及生活和其他方面,同样也能影响驾驶员安全驾驶车辆。与交通心理密 切相关的色彩心理效应见表 2 所示。表 2 与交通心理密切相关的色彩心理效应色彩感觉特点色彩大小感色的明度高者，视之似大；明度低着，视之似小。色彩的进退感红橙黄暖色系的色是前进色，有凸出感，蓝、绿冷色系的色是后退色，有凹进感。 另外，明度高者，视之似进；明度低者，视之似退。色彩的轻重感明度高者感轻；明度低者感重。色彩的冷暖感红色系使人感暖，蓝色系使人感冷。无彩色中，白色使人感冷，黑色使人感暖。色彩的兴奋沉静感暖色系为刺激色，给人以兴奋感；冷色系为沉静色

12、，给人以沉静感。根据色彩的心理效应 ,红色、黄色、蓝色、绿色四种颜色的轿车与人保持相同距离时 , 红色车和黄色车给人感觉要离自己近一些,而蓝色和绿色的轿车看上去较远。一般来讲,前进 色的视觉效果较好。研究表明,在雾天、雨天或每天早、晚时分,黄色汽车最容易被人发现, 发现的距离比发现一般深色汽车要远 3 倍左右4。相同车身涂上不同的颜色,会产生体积大 小不同的感觉。如黄色感觉大一些,有膨胀性,称膨胀色;而同样体积的蓝色、绿色感觉小一 些,有收缩性,称收缩色。膨胀色和收缩色视觉效果不一样。据日本和美国车辆事故调查,发 生事故的轿车中,蓝色和绿色的最多,黄色的最少。可见,膨胀色的视认效果较好。颜色在

13、人 们视觉中的亮度是不同的,可分为明色和暗色。红、黄为明色,明色的视觉效果较好,暗色的 车型会觉得小一些、远一些和模糊一些。从安全考虑,轿车最好使用视觉效果好的颜色。但 如果进行合理搭配,也可提高其安全性,如蓝色和白色相配,效果较好。荧光和夜光漆等反光 材料能增强能见度和娱乐气氛,因而在汽车和交通环境色彩设计时可考虑采用。在交通标志、 信号灯以及汽车本身的设计上，也常常要利用色彩的心理效应来提高交通标志和信号系统的 辨识力，旅游车，客车等车厢内的色调应淡雅偏冷色调，这样可以安定旅客的情绪，而在驾 驶室，往往偏暖色调，这样可使驾驶人员随时提高注意力，避免交通事故。3.2 色觉视野各种颜色对人的刺

14、激有所不同，所以视野也就不一样。色觉的视野表见表 3。表 3 色觉视野表（度） 1颜色方向白黄蓝mrt.红绿水平方向1801201006060垂直方向13095804540白色视野最大，其次为黄、蓝、红、绿。另外，色觉视野和被看对象的颜色及其背衬色 的情况有关。在设计汽车内、外颜色及道路标志标线色彩时，要充分考虑驾驶员色觉视野的 影响利于交通安全。3.3 色的视认性不同颜色的光其视认性不同，能从最远处辨认之顺序为：红、绿、黄、白。无论在何种 天气环境下，红色、绿色光的视认性都好，而红色又好于绿色，因此，交通信号中红色作为 危险、禁行信号，绿色作为通行信号的科学依据。对物体表面色的视认性，与物体

15、表面颜色的匹配有关。根据色的视认性特点，交通标志 上广为使用。如现行交通标志中 16 种“警告标志”全部都是黑、黄两种颜色匹配而成的。 4 明适应、暗适应与道路交通安全人眼的又一特征，就是它对光的亮度变化的适应性。眼睛从亮度大的部位转移到亮度小 的部位时，或者从亮度地方进入黑暗地方，或者与上面相反时，眼睛都不能一下子看清物体， 需要经过一段时间适应后才能看清。从暗处到亮处的适应叫明适应，从亮处到暗处的适应叫 暗适应。明适应时间较短，一般只需几秒钟到一分钟，通常对视觉影响不大。暗适应时间较 长，一般经过46分钟才能有所适应，要完全适应则需要30分钟左右。眼睛的适应特性，对交通活动中的照明有更高的

16、要求。如汽车进入高速道路的隧道时， 由于明暗差别过大，驾驶人的眼睛不能适应，即便是车速为60km/h，产生10s的视觉影响， 则相当于汽车行驶了 167 米的距离，也可能发生交通事故。当汽车从隧道出来时，由于是明 适应，适应时间短，所以影响不大。在一些大城市，在市区与市郊的交界处，应将路灯的距 离慢慢拉长，直到郊区人烟稀少的地方，才不设置路灯，使眼睛适应由亮慢慢变到暗，达到 交通安全的目的。5 试看障碍与道路交通安全5.1 眩目 对人产生刺眼和耀眼的强烈光线叫眩目或眩光。眩目对视觉的影响：眩目在眼球媒质内 散射，减弱了被看对象与背景之间的对比，影响了视认性；视觉细胞受高亮度光源的刺激； 使大脑

17、皮层细胞产生相互作用，因而观察时会产生模糊现象。眩目可使正常静视力下降到0.4，要恢复到1.1 需要20秒；可使正常动视力下降到0.3， 恢复到0.6需要40秒，因此，应该尽力避免和限制。根据其产生原因，可设法减少光源入 射到眼内的光的照度和改变车灯光束与眼睛的投影角度等达到防眩的目的。目前推广使用的 双光束前照灯，即在配光结构上调整近光束向下、向右侧偏斜，尽量避免或减少对驾驶人眼 部的照射，以备会车时使用1。5.2 视错觉由于环境的不同，以及某些光、形、色等因素的干扰，加上生理与心理上的原因，对同 一个物体的形状、线度和色彩的视觉反映，往往发生错误，这就是视错觉。在交通活动中， 常常由于视错

18、觉对物体的大小、远近、甚至方向等产生观察和判断错误，从而发生交通事故。 一是速度错觉。一般认为，汽车驾驶员不必看车速表，只根据周围景物的移动、身体的感受 和听到的风声就能判断汽车的行驶速度。实际上这种判断并不准确，带有明显的主观性和倾 向性，特别是在高速短距离行驶时更是如此。二是距离错觉。人对距离的判断往往有很大误 差。国外曾作过一次试验，在夜间 100 名驾驶员轮流坐在静止的汽车里，凭主观感觉判断停 放在前方的一辆载货汽车的距离。载货汽车的真实距离为23 m,试验结果只有3名被试者 判断正确。有45名被试者判断的距离比实际距离短4%80%, 52名被试者的判断超过实际 距离4%120%，可见

19、凭主观判断距离的偏差很大。在光线充足的白天，驾驶员在行车中对 距离的判断同样有很大误差。驾驶员对前方来车的速度和距离难以作出正确的判断，而且对 方车速越高，判断的误差越大。很多超车时发生的正面碰撞事故就是由于驾驶员对距离判断 错误造成的。三是下坡行驶时的错觉。在下坡行驶时，驾驶员可能会错认为是在平路上行驶， 特别是在路旁无建筑物等明显标志的情况下，更容易出现这种错觉。由于这种错觉驾驶员在 不知不觉间超速行驶6。但视错觉若能恰当利用，也能成为有用的东西。如在公路转弯或环形交叉道口，需要车 辆减速时，常常在路面做一些能引起视错觉的标线图形（如人字图形），使驾驶员产生错觉 的减速心理，以达到减速的目

20、的。5.3 烟雾烟雾有使光线散射和将光线吸收的作用。光的散射可产生光幕，从而使视看对象的对比 度下降；光线被吸收，对象物的亮度逐渐减弱。这两者联合作用，使驾驶员的视力顿时下降。 所以烟雾对驾驶员的视觉影响颇大。烟雾也影响色觉。如果在浓雾天气，驾驶员几乎只能分辨黄色，所以，在交通中，汽车 上的黄灯叫雾灯，它有“破雾”的作用。5.4“噪声”干扰 在行驶中，交通信息以外的视觉干扰因素，如路旁的商标、广告、建筑物和自然环境的 奇异景物，以及夜间街道上的霓虹灯等，一般被称为“噪声”。这些 “噪声”出现在驾驶人 员的视野内，常常会分散驾驶员的视线和注意力，还可能延长驾驶员的反应时间，影响正常 驾驶，不利于

21、交通安全。因此，设置交通标志应尽量远离商标、广告和奇异物，以避免“噪 声”干扰1。同时，驾驶人员要通过培养训练，提高对交通标志的视认能力，提高抗干扰能 力。6 夜间视觉特性与道路交通安全夜间视觉特性是指夜间人的眼睛所具有的观察能力及其变化规律。主要由夜视力、暗适 应、眩光感、夜间感知特性等组成。夜视力是指在夜晚暗处，眼睛能分辨物体形状的能力。通过研究发现，夜间的交通事故 往往与夜间光线不足，视力下降有直接关系。夜间感知特性：第一，颜色的辨认。视网膜的 锥体细胞具有非常高的视锐度，负责观察物体的细节，能够分辨颜色。杆体细胞具有微光下 察觉物体存在和运动的功能，而不能分辨颜色和细节。第二，对不同对

22、比度的物体的感知。 对比度大时，认知距离与确认距离之差较大。即驾驶员有较充裕的时间思考，应付各种事变， 这样有利于行车安全。对比度小时，认知距离与确认距离相差极小，即从发现有“物”到确 认是“何物”时的时间太短，这对行车安全极为不利。影响驾驶员夜间视觉特性的因素主要有年龄、眼睛生理状态及全身性疾病等。提高夜间 行车安全性的对策：一是进行暗适应检查，在选拔驾驶员的时候，要制定合理的选拔标准， 不仅要检查驾驶员的夜视力、辨色力，还要检查驾驶员的暗适应能力等。车辆部门应根据暗 适应能力的不同，合理派发暗适应强的驾驶员进行夜间行车。二是养成良好的生活习惯，驾 驶员应养成良好的日常生活习惯注意合理饮食，

23、保持营养均衡，尽量少抽烟严禁在驾驶车辆 时抽烟，严禁酒后驾车，保持眼睛的健康清洁，带病开车时应合理用药，尽量避免服用影响 行车安全的药物。三是遵守交通规则，灵活使用灯光。首先是超车时灯光的使用。一般道路 超车，在道路交通条件允许时，打开左转向灯，连续闪烁远近灯光，确认前车已让路，开远 光灯超越，超越过程中，对面有来车时，改用近光灯，超车后，给被超越车辆留出必要的安 全距离，开右转向灯，逐渐驶回原车道，回转转向指示灯，根据道路情况使用灯光。其次是 会车时的灯光使用。提前选择交汇地点，按规定在 150 米之外关闭远光灯时，根据道路条件 控制车速尽量靠右侧行驶，进入150 米以内对方没关闭近光灯时，

24、应变换远近光灯示意。此 外还要把握夜间行车规律，提高夜间行车能力7。7 结语通过分析机动车驾驶人的视觉特性对交通安全的影响，可看出，为了保证车辆行驶安全， 减少道路交通事故，汽车研发人员和道路工程的设计人员必须掌握人的视觉特性来设计汽车 和设置交通标志及其它道路设置。驾驶人员自己也应该懂得这方面的基本知识。在今后的驾 驶培训工作中应该重视驾驶人在视觉方面的特性 ,并且能够针对这些特性 ,对目前的驾驶培 训工作加以改进,把视觉特性指导作为一个重要的专门培训环节来看待 ,提高驾驶人视觉信 息获取能力,从而减少驾驶人发生交通事故的可能性,减少交通安全隐患,提高交通安全。 参考文献1赖维铁.交通心理学.华中理工大学出版社.湖北.19882范士儒.交通心理学教程.中国人民公安大学出版社.北京.20053李小萍，黄迎秋，高伟江，薛兆俭基于人机工程学的驾驶人动态视认性研究J.上海汽 车.2007(4):40-444苑红伟，肖贵平，聂磊，王招贤.色彩与交通安全关系探析J.工业安全与环保.2006,32(5):62-645苏通.驾驶员的视觉特性与行车安全的关系J.现代农机.2009(5):38-396张朝刚.汽车驾驶员的视觉特性与行车安全J.商用汽车.2001(9):48-497谢栋栋.驾驶员夜间视觉特性对行车安全的影响J.中国集体经济.2009(10):196