基于駕駛員視覺的林區(qū)道路路側(cè)景觀信息調(diào)查分析

李航天* 盧 楊 王笑男 袁杰銀

（1、內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)能源與交通工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010018 2、中鐵十九局集團有限公司國際建設(shè)分公司，北京100176）

隨著道路交通系統(tǒng)的迅猛發(fā)展以及人均汽車保有量的激增，交通事故越來越頻繁[1]。在駕駛過程中，信息量不足或者信息量過載都會影響到駕駛員的認知、判斷、決策和駕駛行為，進而嚴(yán)重威脅到行車[2]。駕駛員80%-90%的信息都要依靠視覺獲得，因此從駕駛員視覺角度研究道路信息是必要的。東北林區(qū)道路在森林培育、火災(zāi)與病蟲害防治、木材生產(chǎn)和促進林區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展等方面都發(fā)揮著重要作用，但林區(qū)道路具有特殊的地勢地貌，多為企業(yè)自建，其特點是道路等級低、線形變化較大、駕駛員視距不足，并且路側(cè)遍布高大樹木，使道路的路側(cè)景觀環(huán)境呈半封閉狀態(tài)，導(dǎo)致東北林區(qū)道路駕駛員的視覺及心理狀態(tài)受到影響[3]。國內(nèi)外學(xué)者對高速公路、山區(qū)道路、草原公路等進行了大量研究，取得了很多有價值的成果[4-8]，對林區(qū)道路環(huán)境的研究集中在線形和冰雪路面方面[3]，林區(qū)道路路側(cè)景觀研究還較為少見?；谝陨系谋尘埃敬窝芯酷槍|北林區(qū)道路路側(cè)景觀環(huán)境狀況，從駕駛員視覺角度運用實駕調(diào)查試驗的研究方法，揭示林區(qū)道路路側(cè)景觀信息的類型、分布和特征，為今后林區(qū)道路路側(cè)景觀信息量化模型提供基本要素和理論依據(jù)，為林區(qū)道路景觀設(shè)計、對減輕駕駛員疲勞、為其提供適宜的信息量、增強行車安全都有著重要意義和實用價值[10]。

1 林區(qū)道路環(huán)境調(diào)查

考慮到自然環(huán)境、人文因素、地勢地貌、地理位置等條件，選取了大興安嶺森工集團根河林業(yè)局的企業(yè)自建林道作為研究對象，這段道路全長50km，設(shè)計車速為30-40km/h，道路直線長度與曲線長度之比為2.63，試驗期間交通量較小，為典型東北林區(qū)道路。

調(diào)查車輛為豐田4500 越野車型，采用車載攝像機全程記錄林區(qū)道路信息，同時選取5 名經(jīng)驗駕駛員佩戴德國SMI 眼動儀，記錄在實際駕駛過程中對于各種目標(biāo)物注視的眼動數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 林區(qū)道路路側(cè)景觀類型、分布和特征分析

通過對東北林區(qū)道路信息環(huán)境全程錄像和駕駛員關(guān)注的眼動錄像進行提取和統(tǒng)計，可將林區(qū)道路路側(cè)景觀類型可劃分為6 類，分別為雙側(cè)喬木林帶、左側(cè)喬木林帶、右側(cè)喬木林帶、雙側(cè)灌木林帶、橋梁和房屋建筑，部分信息如圖1 所示。通過對比分析，從景觀性質(zhì)出發(fā)，這6 類景觀可具體劃分為3 種類型，分別為封閉式景觀（雙側(cè)喬木林帶）、半封閉式景觀（左側(cè)喬木林帶、右側(cè)喬木林帶、雙側(cè)灌木林帶）和開放式景觀（橋梁和房屋建筑）。

進一步對6 類路側(cè)景觀類型的長度分布進行統(tǒng)計，結(jié)果為雙側(cè)喬木林帶長度分布比例最高約占48%，其余景觀占比從大到小依次為左側(cè)喬木林帶（16%）、右側(cè)喬木林帶（14%）、雙側(cè)灌木林帶（12%）、橋梁（8%）和房屋建筑（2%）。通過計算，封閉式景觀占比為48%，半封閉式景觀占比為42%，開放式景觀占比為10%。

圖1 林區(qū)道路路側(cè)景觀類型

2.2 基于駕駛員視覺的林區(qū)道路路側(cè)景觀信息要素分析

在對林區(qū)道路全程路側(cè)景觀統(tǒng)計基礎(chǔ)上，考慮到駕駛員關(guān)注每類景觀的程度是有差異的，進一步對5 位駕駛員在實際駕駛過程中對于各種目標(biāo)物注視的眼動數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，綜合得出駕駛員對6 類路側(cè)景觀關(guān)注程度比值，如表1 所示。

從表1 可以得出，駕駛員對路側(cè)景觀關(guān)注程度從大到小依次為橋梁、房屋、左側(cè)喬木林帶、右側(cè)喬木林帶、雙側(cè)喬木林帶和雙側(cè)灌木林帶。通過計算，駕駛員對3 種景觀性質(zhì)的關(guān)注程度分別為封閉式景觀5%，半封閉式景觀35%，開放式景觀占比為60%。

表1 駕駛員對6 類路側(cè)景觀關(guān)注程度

2.3 結(jié)果與討論

基于以上結(jié)果分析，調(diào)查東北林區(qū)道路路側(cè)景觀類型占比最大的為雙側(cè)喬木林帶，而駕駛員對其關(guān)注程度是最低的，橋梁和房屋的占比最小，而駕駛員的關(guān)注程度最高；從景觀性質(zhì)來看，封閉式景觀占比最高，而駕駛員關(guān)注程度最低，開放式景觀占比最小，而駕駛員的關(guān)注程度最高。數(shù)據(jù)表明，林區(qū)道路路側(cè)景觀信息量化模型問題中，路側(cè)景觀基本要素為雙側(cè)喬木林帶、左側(cè)喬木林帶、右側(cè)喬木林帶、雙側(cè)灌木林帶、橋梁和房屋建筑；在以雙側(cè)高大喬木林帶為主的東北林區(qū)道路路側(cè)景觀環(huán)境下，駕駛員更多的關(guān)注突然出現(xiàn)的人文景觀或非林木景觀，對開放式景觀的關(guān)注程度較大，其次是半封閉式景觀，最少的為封閉式景觀。此研究結(jié)果得出，依據(jù)駕駛員視覺特性，在東北林區(qū)路側(cè)景觀設(shè)計時，應(yīng)著重考慮開放式景觀和半封閉式景觀，減少封閉式景觀，增加景觀的異質(zhì)性，特別是適當(dāng)增加非林木類型景觀，使駕駛員視覺與心生理狀態(tài)較為舒適。

3 結(jié)論

通過以上研究，得出本文結(jié)論如下：

3.1 林區(qū)道路路側(cè)景觀類型可劃分為6 類，分別為雙側(cè)喬木林帶、左側(cè)喬木林帶、右側(cè)喬木林帶、雙側(cè)灌木林帶、橋梁和房屋建筑，主要以雙側(cè)喬木林帶為主，同時這6 類景觀可作為林區(qū)路側(cè)景觀量化模型中的基本要素。

3.2 林區(qū)道路路側(cè)景觀性質(zhì)劃分為3 種類型，分別為封閉式景觀（48%）、半封閉式景觀（42%）和開放式景觀（10%）。駕駛員對開放式景觀（60%）的視覺關(guān)注程度最高，其次是半封閉式景觀（35%），而封閉式景觀（5%）最低。

3.3 建議在以雙側(cè)高大喬木林帶為主的東北林區(qū)道路路側(cè)景觀環(huán)境下，路側(cè)景觀設(shè)計時，應(yīng)著重考慮開放式景觀和半封閉式景觀，減少封閉式景觀，增加景觀的異質(zhì)性，特別是適當(dāng)增加非林木類型景觀，使駕駛員視覺與心生理狀態(tài)較為舒適。