多種交通訊息源對路徑選擇的影響

多種交通訊息源對路徑選擇的影響報告者:

作者:關(guān)鍵字:先進的旅客訊息系統(tǒng)、選擇行為、駕駛模擬器、矛盾訊息、遵守EffectofmultipletrafficinformationsourcesonroutechoiceAdrivingsimulatorstudy第一章1.背景動機

環(huán)保駕駛是基于調(diào)整駕駛方式以減少車輛燃料消耗的概念，進而減少CO2等有害顆粒的排放。例如，歐洲項目ECOWILL指出：生態(tài)駕駛意味著更智能、更省油的駕駛。生態(tài)駕駛代表了一種新的駕駛文化，它充分利用了先進的車輛技術(shù)，同時提高了道路安。全減少燃料消耗的一個直接方法是直接鼓勵駕駛員以環(huán)保的方式操作他們的車輛。這可以通過多種方式實現(xiàn)。典型的策略包括先前的教育、駕駛時的車內(nèi)反饋或駕駛后統(tǒng)計(Hofetal.,2014)人類與人工認知系統(tǒng)之間交互的工作，駕駛員遵守系統(tǒng)建議的傾向可能取決于駕駛員屬性的認知能力到這個系統(tǒng)(Thilletal.,2014;

Thill&

Riveiro,

2015)。第二章2.相關(guān)文獻

過去研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)意識在駕駛員是否遵循導航系統(tǒng)的建議方面發(fā)揮了作用(Matthews、Bryant、Webb&

Harbluk,2001)。如果系統(tǒng)提出了為什么它提出特定建議的理由，則駕駛員優(yōu)先遵循該系統(tǒng)。因此，人類對推薦系統(tǒng)內(nèi)部運作的感知（以及這種感知背后的認知過程）可能會影響對系統(tǒng)建議的依從性。在生態(tài)駕駛系統(tǒng)方面，已經(jīng)測試了幾種類型的推薦系統(tǒng)(Manseret

al.,

2010;

Meschtscherjakovet

al.,

2009)，但很少有人明確考慮到這些過程(Stillwater,

2011)。第二章2.相關(guān)文獻-系統(tǒng)意識盡管與其他領(lǐng)域（例如航空）相比，它的出現(xiàn)相對較晚，但駕駛員支持系統(tǒng)已慢慢引入車輛市場（Onken&Schulte，2010年）。早期的例子包括巡航控制和防抱死制動系統(tǒng)，后來出現(xiàn)了例如停車輔助、自適應巡航控制(ACC)、前方碰撞警告和車道保持輔助；其中大部分通?？梢杂神{駛員激活/停用。新的傳感器技術(shù)（例如新型攝像頭技術(shù)、紅外線或雷達）促成了進一步的駕駛引導系統(tǒng)的出現(xiàn)。Verberne、Ham和Midden（2012年）表明，如果ACC在接管駕駛?cè)蝿諘r提供有關(guān)其駕駛目標的訊息，他們會被認為更值得信賴。Hill

et

al.(2014)發(fā)現(xiàn)如果導航系統(tǒng)為其選擇提供了理由，參與者更有可能遵循導航系統(tǒng)的建議（在可能有多個路線到達目標的環(huán)境中）。對參與者的采訪證實，這僅僅是因為他們很高興知道為什么會做出決定。第二章2.相關(guān)文獻

系統(tǒng)意識還可以包括有關(guān)系統(tǒng)對其運行能力的信心的訊息。Beller、Heesen&

Vollrath(2013)發(fā)現(xiàn)，在自動駕駛汽車的情況下向駕駛員提供此類訊息可以提高情境意識和更高的信任度。Helldin、Falkman、Riveiro和Davidsson(2013)在下雪條件下對自動駕駛進行了模擬器研究。一些參與者得到了車輛有信心繼續(xù)駕駛的視覺指示，而其他參與者則沒有。結(jié)果表明，獲得訊息的駕駛員往往會在需要時更快地控制汽車，同時花更少的時間全面觀察前方道路（因此能夠在更高程度上執(zhí)行駕駛以外的任務而不妥協(xié)行車安全）。第二章2.相關(guān)文獻

目前的生態(tài)駕駛建議主要通過視覺顯示提供給駕駛員（Hof等人，2014年，Jamson等人，2015a），盡管也有人提出了基于聲音和觸覺的解決方案（例如振動觸覺踏板，參見Meschtscherjakovetal.,2009,Gonderetal.,2011的例子）。貢德等人。(2011)比較了目前可用的各種方法，包括智能手機應用程序、導航系統(tǒng)、離線提供反饋的系統(tǒng)和內(nèi)置系統(tǒng)。他們發(fā)現(xiàn)，來自車輛儀表板中內(nèi)置原始系統(tǒng)的效率反饋是最有效的方法之一Fors、Kircher和Ahlstrm(2015)為卡車司機推薦了可定制的生態(tài)駕駛支持系統(tǒng)用戶界面。大多數(shù)參與者在他們的研究中更喜歡簡單明了的訊息；被評為最有用的生態(tài)駕駛要素是關(guān)于油門踏板壓力、速度指導、操縱反饋、燃料消耗訊息和簡單統(tǒng)計數(shù)據(jù)的建議。Jamson、Hibberd和Jamson(2015b)發(fā)現(xiàn)任何類型的生態(tài)駕駛建議都可以提高燃油效率，而持續(xù)的實時視覺反饋被證明是最有效的，但這種方式會減少對前視的關(guān)注并增加主觀工作量。第三章3.研究目的

調(diào)查這種系統(tǒng)意識可能對在生態(tài)駕駛環(huán)境下遵守系統(tǒng)建議產(chǎn)生的影響。這是通過（估計的模擬）燃料消耗和駕駛員行為來衡量的，這些行為與本研究中系統(tǒng)給出的建議直接相關(guān)。當導航系統(tǒng)比生態(tài)駕駛系統(tǒng)提供更多訊息時，其他實驗條件相比若對環(huán)境更友好就表示這兩個系統(tǒng)本身并沒有被視為獨立的系統(tǒng)第四章4.方法

使用駕駛模擬器穿過預先定義的環(huán)境，持續(xù)時間約為10分鐘。根據(jù)實驗條件，參與者沒有獲得生態(tài)駕駛建議;或是系統(tǒng)提供的支持是1.基本的（建議以圖標的形式給出，以模擬抬頭顯示器的方式顯示）或2.提供訊息（系統(tǒng)還顯示了一行文字來證明其建議的合理性）。還提供了一個導航系統(tǒng)，該系統(tǒng)同樣根據(jù)條件提供基本或訊息支持。效果是根據(jù)估計的模擬燃油節(jié)省以及發(fā)動機制動/滑行行為和換檔效率來衡量的第四章4-1受測者

招募了133名參與者（包括安全邊際）。由于實驗設置的偏差，六名參與者不得不被排除在進一步的分析之外。另外兩人因?qū)嶒炓暈橘愜囉螒蚨慌懦谕?，最后兩人因自我報告的模擬器疾病而無法完成實驗。結(jié)果，123名參與者被納入分析（89名男性，34名女性）。年齡數(shù)據(jù)以年齡組的形式收集（見表1）。參與者被提前告知可以隨時自由退出實驗，無需說明理由，也不會丟失獎勵(電影票)。整個實驗是按照適用的倫理準則進行的。參與者在性別和是否戴眼鏡的條件下進行分配。參與者只有在他們出現(xiàn)在實驗中時才被分配到條件，以確保隨機但平衡地分配到不同的組。四個隨機排列序列（每個可能的性別和眼鏡組合一個序列）,將每個參與者分配。每個年齡組的參與者人數(shù)第四章4-2儀器設備-模擬器和軟件

駕駛模擬器由一輛真正的沃爾沃S80組成，頭被五個投影屏幕包圍，共同覆蓋了司機和乘客的大部分視野FOV分別為205度和240度。另外兩個投影表面放置在汽車后面，以便通過汽車的后視鏡和從肩膀上看時都可以看到它們。服務器與汽車的接口被實現(xiàn)為游戲控制器。對于目前的實驗，使用UnityCar2.2Pro車輛模擬包和Unity3D游戲引擎能任意容易的模擬環(huán)境和游戲。車輛模擬器示意圖第四章4-2儀器設備-實驗環(huán)境

實驗環(huán)境包括兩個房間一個包含模擬器本身，另一個包含兩把椅子、一張桌子、一個衣帽架和免費的飲料和零食為參與者提供了茶點。參與者僅在模擬期間在第一個房間，而所有其他活動都在第二個房間進行。完整的實驗環(huán)境圖(包括模擬器本身和采訪室)第四章4-3受測者工作

參與者有兩份問卷，一份在模擬器驅(qū)動之前一份之后。第一份問卷側(cè)重于參與者的背景、駕駛體驗以及包括導航和生態(tài)駕駛系統(tǒng)在內(nèi)的駕駛員支持系統(tǒng)的體驗，而第二份問卷則關(guān)注參與者對模擬器駕駛和測試界面的體驗。在完成主要實驗和后問卷調(diào)查后，對46名隨機選擇的參與者進行了半結(jié)構(gòu)化訪談（每個條件??4名男性和4名女性參與者，除了兩個，只采訪了3名女性），以捕捉他們的更詳細的經(jīng)驗和意見。第四章4-4實驗設計

環(huán)境的設計易于導航但不單調(diào)，以確保參與者在研究期間保持參與。一些值得注意的功能包括改變速度限制和紅色交通信號燈，這激發(fā)了生態(tài)駕駛系統(tǒng)給出的一些建議，以及通往目的地的幾條路線。特別是有兩種情況，導航系統(tǒng)的建議與路標訊息相沖突，但避免了不良事件（交通擁堵或事故現(xiàn)場）。(A)路邊的動物特征和事件的詳細訊息地圖:藍色和灰色網(wǎng)格表示城市區(qū)域；黃色的淺色圓圈表示置路標的位置(B)等待進入主干道的卡車。一旦進入主干道，就會跟隨參與者到圓環(huán)。(C)事故和交通堵塞(D)在側(cè)面停的車，參與者通過后它開始并跟隨一段時間（E）第二次事故，側(cè)面撞擊第四章4-4實驗設計

創(chuàng)建了兩個推薦系統(tǒng)：一個用于環(huán)保駕駛，一個用于導航。兩個系統(tǒng)都有兩個版本。基本訊息:基本系統(tǒng)通過顯示與相關(guān)操作相對應的圖標來簡單地為操作提供準確的建議訊息系統(tǒng):以簡短文本的形式提供簡短的理由，解釋給出建議的原因(a)HUD上顯示的界面示例。大藍色箭頭始終存在，并且其方向不斷更新以指示前往目的地的首選方向?；经h(huán)保駕駛建議:(b)換檔建議符號(c)建議松開油門導航符號:(d)路口(e)

環(huán)形交叉路口（f）1到3星的獎勵（g）文字建議第四章4-4實驗設計

由于主要假設是提供訊息系統(tǒng)將鼓勵對建議的遵守程度高于基本系統(tǒng)，因此選擇了參與者之間的設計，使我們能夠測試系統(tǒng)組合及其訊息性，同時避免例如學習效果之一可能期望在參與者內(nèi)部設計中。對于生態(tài)駕駛系統(tǒng)，可能的值是“無”（提供基線估計的模擬燃料消耗）、“基本”或“訊息”（如上定義），而它們是“基本”或“訊息”用于導航系統(tǒng)。兩個自變項：分別是生態(tài)駕駛和導航系統(tǒng)的訊息量依變項（估計的燃料節(jié)省、換檔行為、滑行行為）衡量駕駛行為的生態(tài)友好性。因此，參與者數(shù)量第四章4-5實驗程序

參與者被告知實驗的預期持續(xù)時間，及可能會出現(xiàn)模擬器病，并且他們可以隨時自由退出實驗，無需提供理由。他們還被告知，該實驗的目的是測試未來的HUD（此時避免提及生態(tài)駕駛或?qū)Ш街С窒到y(tǒng)，以免人為地遵守該系統(tǒng)）參與者還被告知將進行采訪，而沒有戴眼鏡的參與者還被告知有關(guān)眼動追蹤的訊息。在參與者明確知情同意參與研究后，平板計算機上顯示了第一份問卷。參與者被告知模擬有兩個部分。第一個是教程，他們將獲得一系列預先錄制的說明，讓參與者熟悉模擬器的操作。參與者可以自由駕駛，直到他們按照預先錄制的說明感到舒適為止。一旦對車輛的操控感到滿意，參與者就會載第二個模擬，同時測試負責人回答參與者可能提出的任何問題。駕駛大約需要十分鐘，之后參與者離開模擬器并返回另一個房間。在這里，參與者再次獲得茶點，要求他們完成問卷，并在適用的情況下接受采訪。第五章5.結(jié)果

下表總結(jié)了不同組別參與者的平均估計燃料消耗量。BN和IB組表現(xiàn)最差。這對于BN組是預期的，而不是IB組。每個條件平均估計油耗(l/100km),CI為信賴區(qū)間通過考慮所有參與者的平均燃料消耗分布，可以更詳細地了解我們參與者的燃料消耗行為。下表這種分布表明，值來自兩個獨立的、大致正態(tài)分布的隨機變量，其中一個往往比另一個更經(jīng)濟地駕駛。（上圖）:所有參與者的平均油耗分布按條件劃分（下圖）:按條件劃分，虛線是上圖。

O用于表示兩個正態(tài)分布及其對應的均值μ和標準差σ,

p是從第一個分布中采樣特定數(shù)據(jù)點的概率。第五章5.結(jié)果

在每個組中，一部分參與者已經(jīng)以接近最佳的駕駛水平。因此，生態(tài)駕駛系統(tǒng)將僅對不這樣做的子集最有效。每當存在生態(tài)駕駛系統(tǒng)時，從平均約6.3l/100km的分布中減少的采樣支持了這一點，因為這表明在這些組中更多的參與者以接近最佳的水平。分布的模型值和擬合優(yōu)度估計值IB組的結(jié)果與BN組最相似，但結(jié)果與其他組不一致。這表示對于這個群體生態(tài)駕駛系統(tǒng)沒有明顯的效果。判定系數(shù)均方根誤差第六章6.結(jié)果與討論

雖然參與者比基本系統(tǒng)更喜歡訊息系統(tǒng)，但那些特別體驗過訊息生態(tài)駕駛系統(tǒng)的人也報告說它會分散注意力，Thilletal.(2014）認為，對相關(guān)訊息的渴望與不愿投入額外努力來獲取訊息之間存在沖突。在燃料消耗方面，發(fā)現(xiàn)最基本和訊息量最大的系統(tǒng)（BN和II）之間存在顯著差異。如果系統(tǒng)訊息豐富，系統(tǒng)推薦對駕駛員行為的影響通常更大。采訪表明，參與者并不總是認為需要生態(tài)駕駛系統(tǒng)提供的理由。例如，一位參與者表示，他認為沒有必要解釋由于發(fā)動機轉(zhuǎn)速高而需要升檔。研究中沒有涉及的另一個方面是顯示生態(tài)駕駛訊息可能對工作