交通安全|试论人因在交通事故预防中的作用(上)

优控黑板报

编者按:世界卫生组织数据显示,全球每年因交通事故而死亡的人数高达130万人,如何有效预防和减少交通事故成为亟待解决的问题。在交通事故预防的诸多因素中,人处于核心地位,做好“人因”分析显得十分关键。

本文分上下两篇,详细介绍了道路交通活动中人的四个生物性局限,并辅以案例论证。针对这些局限性,作者还从出行群体特征、道路视觉管理、事故心理分析、设施地方标准等方面阐述了道路设计中考虑人因来预防事故的途径,敬请持续关注!

作者简介

王定世,湖北省黄石市公安局交巡警支队,1997年毕业于湖北警官学院交通管理专业,在交警部门有二十多年工作经验。

前言

人因(Human factors),从字面解释就是人的因素,或者说人的特征,这个词最早起源于1930年的工业工程领域,如机械、汽车,此后渐延伸至道路交通工程规划、设计领域,交通工程设计要充分考虑到作为道路的使用者的人的认知系统、信息处理过程和采取决策的典型性局限。

概言之,道路是提供给人使用的,是否能达到安全的目的,就取决于其设计是否满足人的生物性特点。人因的研究,不仅适用于交通工程领域,在交通事故预防中也有很明显的启发和指导作用,越来越受到各国的重视。

以下将从人因对人在交通活动中的影响介绍入手,结合一些事故案例,对人因研究在事故预防中的作用作一探讨,并针对当前的问题,提出一些改进思路供大家探讨。

人的生物性局限

在从事道路交通活动中,人的行为可以分解为一个个子任务,要从A地到B地,首先要选择路线,其次要选择交通方式,不同的路线可能与不同的交通方式有关;同时在道路上要通过观察引导标志、驾驶车辆时要与其他车辆进行交互(包括跟驶、超车、并行等),在保证自身安全的前提下到达目的地。

在这一系列子任务中,人的各种生物特性都会对交通安全产生潜在的影响,如:

  • 视觉局限

在接受到的与道路有关的信息中,视觉信息占最大的比重。视力差的人对远处物体的识别度肯定比视力好的人要差,而一个正常视力的人,不一定意味着有同样良好的对比敏感度。

有研究表明,在夜间,即使是已被告知的受试者,当距离小于9米时,才可能发现站在道路左侧穿深色衣服的行人,同时,行人没有意识到驾驶人在夜晚的对比敏感度会降低,他们预估驾驶人能看到的距离是驾驶人真实看到距离的两倍。这种认知上和预测上的偏差就是由于人的视觉特性和生物特性决定的。

类似的还有关于深度运动的判断。许多情况下,道路使用者需要预估车辆的运动速度或近似速度,以此来决定安全的跟随车辆行驶,在对向车辆到来前左转或右转以及逆向超车,或者选择一个安全的空隙,以便穿过有横向来车的街道。在这些情况下,驾驶人或行人都是基于迎面而来的车辆视觉图像大小的变化率估算近似速度,从而决定是否有安全间隔。

而基于视觉的生物特性,因为视觉距离和车辆图像大小之间的关系并非线性关系,从而增加了道路使用者估算速度的难度,特别是当车辆所占视角的变化速率小于0.2度/秒时,观察者无法检测到图像大小在变化(如图1)。

图1

这也是在高速公路上行驶的驾驶人在遇到突然减速或停车的车辆时容易发生追尾的原因。研究表明,在深度运动感知方面,即使是9-10岁的儿童也比成年人要低。

还有一个重要特点是有效视野。研究表明,大多数目标是在距离视线不到15°的区域被发现的。任务要求越高,“视锥”或“有效视野”就越窄,驾驶人发现外围目标的可能性就越小(如图2)。这也就是为什么在车速越高时视野越窄的原因。分心驾驶也与视觉处理能力有关。

图2
  • 信息处理能力

人的局限性还体现在注意力和信息处理上。对于驾驶人来说,必须在控制任务、引导任务和导航任务之间分配注意力。尽管注意力可以从一个信息源迅速切换到另一个信息源,但道路使用者一次只能关注一个信息源。

据估计,在指向信息系统的1Gbit/s信息中,只有16bit可以被识别(每个是非问题的答案只能提供1bit的信息)。人类信息处理系统实质上是容量有限的单通道系统。

分心驾驶是造成交通事故最主要的原因之一,就是基于这个生物性缺陷。几乎80%的车祸和65%的近距离车祸都是驾驶人在碰撞发生前将视线从前方车道移开造成的。

《交通工程手册》(ITE)上列出了多个容易导致信息处理负担的场景:a)需要一次获取大量信息(如带有多个面板的高架标牌);b)来自多个信息源的高要求(如并线到高速公路上以减缓车速,同时监控前方和后方的交通);c)需要快速作出复杂的决定(如在接近停止线的黄灯信号上是停止还是继续);d)违反预期的情况(如高速公路左侧出口、车道上突然出现的人)。

明白这一点对于交通工程设计者和交通管理者而言都非常重要,既要让驾驶人能够获取到他所需要的信息,又要采取合理的方式将最应当获取的信息传递给他,这才是我们应当做到的。

  • 运动能力

每个人的体能和体质是不同的,当发生意外状况时,作出反应的时间和准确性也是不同的。而作出这一系列反应所需的时间又叫感知——反应时间,简称PRT(Perception-Reaction Time)。

比如驾驶人在看到危险情况到踩下制动踏板,这之间是有一个PRT的,通常为1.5-2.5秒,但它并不是固定的,取决于各种具体情况。

道路工程师曾做过一个试验,驾驶人平均需要1.4秒才能对高对比度的行人做出反应,而对低对比度的行人做出响应需要2.8秒,眩光甚至会延长感知—反应时间。这是通常情况,具体到不同的人又有较大的差别。
研究显示,受过训练的运动员反应时间能达到0.1-0.2秒,类推到驾驶人,驾驶经验、年龄、视觉差异都会造成反应时间的显著不同。对反应时间的影响其实远不止这些,驾驶人身体疾病、疲劳或者服用药物、毒品、酒精等导致神经系统受损的都会大大延长反应时间。

对于行人来说,反应时间和作出应对的动作同样重要。老人和小孩发生交通事故的比例远多于成年人就是典型的运动能力差异造成的。

  • 心理预期差异

人因管理的另一个重要内容就是尽量考虑到驾驶人的心理预期。在驾驶时,驾驶人依赖于他们对道路布局和道路相关模式的预期。

在长期驾驶中,不同的人会形成不同的驾驶性格,这种性格的形成,实际上也是来自于他们之前经验的积累。当一名驾驶人在自己熟悉的道路环境中驾驶时,会将自己的注意力分配到其他信息上,而当驾驶人来到不熟悉的道路环境中时,则会更多将注意力放到与道路标志相关的信息上来,这也是在同一地点,“外地人”的事故率高于“本地人”的原因。

并且,当与驾驶人期望相反的情况出现时,会给驾驶人的信息处理带来很大的困难,甚至会做出错误的决策。

带给我们的启示是,交通管理者和交通工程设计者应当从不熟悉路况的驾驶人角度出发,换位思考他们会遇到的困难,尽量提供他们熟悉的交通模式和道路布局,或者说,保证道路环境简单和可预测,这样能大大提高驾驶人处理信息并做出正确决策的水平。

交通事故中反映的人因问题

  • 案例一:2018.6.14事故

2018年6月14日中午12时许,杨某驾驶车辆由黄石市老下陆方向向团城山方向行驶,当行驶至老下陆街水厂路段时,与一名横过马路的行人相撞,并致该人死亡。

该起事故事发路段平直且视线良好,行人过马路时司机也提前注意到了,并按喇叭提醒,行人也注意到了车辆,但事故就发生在人行横道上,而且造成了严重的后果。经鉴定,事故发生时车辆行驶速度约为54公里/小时。

从人因上看,这起事故有它的必然性,主要有以下两点:

一是驾驶人23岁,正处在年轻气盛,争强好胜的年龄,取得驾驶证仅两年时间,驾驶经验不足,看见行人过马路不能正确采取措施,并轻信可以避免事故。看见有行人过马路不仅没有提前减速,反而超速行驶,与这个年纪的驾驶员特征是相符的。

二是死者为67岁女性,在家务农,小学文化,过马路时戴一顶遮阳帽,从行走轨迹上看,虽然她注意到车辆的驶来,但仍相信自己能在车辆到来时通过马路,在意识到自己不能按正常速度在车辆到来前通过时,后半段由走改为小跑,而且是突然启动,说明她对车辆深度运动的估计有很大的偏差,同时对自己的运动能力也估计不足。

尤其值得注意的是,即使她在被撞时,面部都朝向马路对面方向,也就是说,她一直都是通过余光来对车速和距离进行判断的,这也大大影响了人眼通过车辆图像大小估算速度的准确度,造成了她的错误判断(如图3、图4)。此类事故在人车间事故中很典型,也是人因在交通事故中的具体体现。

图3
图4
  • 案例二:2019.6.11事故

2019年6月11日19时37分许,董某驾驶小型客车由黄石市新下陆路口往铜花二路方向行驶,行驶至新下陆106国道铜花二路路口左转弯时,与由南向北横过道路的行人左某、兰某发生碰撞,造成兰某死亡、左某受伤的后果。

该起事故属于典型分心驾驶造成的事故。当事车辆在实现左转弯动作时,由于车头左侧有两辆电动车通行,驾驶员注意力完全放在避让电动车上,根本就没有注意到车头右方有行人过马路。

事发时是晚上,但有路灯照明,视线良好。但据伤者左某陈述,他与兰某并行过马路,也未发现有车辆过来。然而为何双方都没有注意到对方呢?

从人因分析,主要有以下三点:

一是事故发生在由主路转向支路完成左转后的支路路口区域中,事故就发生在路口下游,它的理论背景就是理滞效应,也就是人的驾驶负荷降低之后的松懈现象。事实上路口下游端事故多于上游端,这是个规律。这就代表我们对路口的事故预防要偏重出口端。

二是该路口无信号灯,也没有人行横道线,驾驶任务复杂(如图5)。在无任何标志标线的路口,驾驶员需要同时处理路径选择、车辆控制、避免与其他车辆冲突、注意突然穿出的行人等任务,一旦负荷超过处理范围,难免会顾此失彼。本起事故中驾驶员就存在这种情况。

图5

因此在条件复杂的路口,增加各种信号和物理控制手段,有利于大大减少驾驶人负担,从而降低事故发生机率。

三是死者和伤者均为六十多岁的老人,视觉和反应力均不如年轻人,且当时支路口处照明条件不良,两人过马路时也未充分观察来往车辆,危险来临时的应变往往迟缓(如图6)。行人事故中老人占有相当大的比例也说明了这一点。

图6

加强对老人的交通安全教育,同时提高老人的被动安全性(如出门佩戴反光袖标,穿浅色衣服)也有助于减少事故。

美国关于道路系统的人因研究,早在几十年前就开始了,还专门出版了《道路系统人因指南》,其中一项重要的标志就是提出“自诠释道路”概念。

要而言之,“自诠释道路”是一个仅通过设计就可以引发安全行为的交通环境,是充分考虑到道路使用者人因特征的道路工程设计理念。个人理解,他的外延还包含了道路交通设施和积极引导手段,以及对道路本质安全的追求。

将人因应用到我国道路交通事故的预防上,还有很长的路要走,但值得去做。事实上,国内在对事故预防的研究中,已经在向道路的本体安全方向努力,比如道路安全隐患的排查治理,交通事故深度调查,都开始注重道路工程中违反人因的安全隐患。由过去一般认为事故仅仅是驾驶员违法造成的,逐渐转变到发现和分析造成事故的各种其他因素上来。

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