具有主动转向和四轮转向功能的通用线控转向系统的功能安全性评估 / 开普饭

碰撞预警界面指标（CWIM）项目解决的是高级碰撞预警系统的驾驶员-车辆界面（DVI）问题。高级碰撞预警系统在乘用车中越来越常见，而这些系统的特性，包括DVI，在不同的车辆品牌和型号之间有很大的差异。用于避免碰撞情况的DVI必须能够快速可靠地检测到。它必须能够快速理解，并且不应与其他信息相混淆。它必须引起驾驶员对威胁的注意。它必须导致快速、适当和准确的车辆控制反应。鉴于预警系统及其相关DVI的多样性，有必要对预警系统DVI的设计和评估进行研究。本报告总结了16项实验的方法和结果，主要分为三个研究领域：

(1)朝向碰撞预警和车道偏离预警协议制定的研究探讨了预警DVI评价的方法论问题，包括基本方法(道路测试、模拟器仿真测试)、激励结构、分心任务、预警时机、训练和系统预暴露、模拟器运动保真度。

(2)预警信号间的差异性研究包括三个主要课题领域。它延续了早期的研究路线，调查了在具有不同前向碰撞警告(FCW)DVIs的车辆之间切换时学习的负转移的可能性。它还包括一系列关于对警告和警报的分类感知的实验，这些实验累计定义了信号参数标准，有效地将警报和不太紧急的信息区分开来。最后，该研究领域研究了实际驾驶过程中不同环境噪声条件下的声学信号可检测性和感知。该实验发现，在环境噪声升高的条件下，信号的可检测性、感知紧迫性和感知意义都会大幅受损。

(3)其他车内信息干扰的时间方面包括两个驾驶模拟器实验，研究非紧急警报发生在紧急碰撞警告之前对驾驶员行为的影响。警报和警告之间的时间间隔被系统地改变，早期警报和警告的模式也是如此。第一个实验涉及到未分心的驾驶员；第二个实验涉及到在关键事件发生时分心的驾驶员。实验发现，警告之前的非紧急信息不一定会减慢对警告的反应速度，尽管较长的时间间隔往往比较短的时间间隔导致更快的反应时间。实验还提供了一些证据，证明当预警和警告共享相同的感知模式时，警告反应会受损。从这些实验的结果中得出了DVI设计的含义。制定了正式的FCW和LDW评估协议，作为评估生产或接近生产系统的DVI的方法。

这方面的研究包括五项关于评估协议特征的实验；一项调查互联车辆（CV）车对车通信（V2V）背景下ACWS研究方法的实验；以及一项调查在测试轨道或实际道路上进行LDW DVI评估的方法。这项研究在本质上是方法论的，解决的是如何评估DVIs，而不是如何设计它们。

第一个实验复制了之前使用NADS-1模拟器对驾驶员对FCW突发事件的反应进行的试车场评估。这个实验的目的是确定驾驶员对分心任务或FCW事件结果的视觉承诺是否在两种方法之间有所不同。模拟器研究的参与者被随机分配到三种警告方式条件之一（无警告、音频、安全带拉紧器）。结果显示，测试轨道和模拟器方法之间的研究结果大致相当，模拟器更可控的环境可以在一定程度上更精确地控制FCW事件的时间。

第二个实验研究了各种激励结构和分心任务对驾驶员对分心任务承诺的影响。研究人员假设，增加完成次要任务的经济激励会增加对次要任务的承诺。不提供激励可能会导致承诺不足，但高激励可能会导致激励过多，导致驾驶员忽视碰撞警告。尽管所有组别的潜在报酬总额是相同的，但还是采用了三种激励结构：高基本工资和低附加经济激励，低基本工资和高附加经济激励，以及没有激励成分的固定总和报酬。我们使用了四个分心任务：数字回忆任务，"错误 "任务（手动追踪屏幕上的移动目标），信息阅读任务和菜单选择任务。所有的分心任务都是为了鼓励驾驶员在足够长的时间内远离前方道路，以便发生FCW事件。在足够长的时间内分散驾驶员对正在发生的危险的注意力，以便发生警告，这对评估驾驶员对DVI的反应至关重要。数字回忆分心任务从任务开始到第一次视觉承诺结束的平均时间最长，参与者之间的差异也很低，这表明它在启动FCW事件期间能有效地分散驾驶员的注意力。数字回忆任务还能带来相对较高的车道位置稳定性，有利于最大限度地提高实验控制和FCW事件分期的一致性。结果显示，激励对驾驶员的视觉承诺没有统计学上的显著影响。

第三个实验考察了FCW和LDW系统的培训和熟悉程度对警告反应的影响。研究人员假设，提供培训和熟悉度可能会导致警告反应的变异性降低，这将有利于协议对警报特征差异的敏感性。通过开车前的培训演示，为参与者提供碰撞警告系统存在于车内的意识，导致参与次要任务或驾驶员对车道偏离事件的反应没有统计学上的显著差异。事先接触警告系统往往会导致对分心任务的视觉承诺时间更长，这在方法上有助于让碰撞警告事件有更多时间实现。关于在参与者会话期间使用一个以上的碰撞警告事件，结果表明，在第一次LDW事件后，参与者对分心任务的参与几乎没有变化，但在第二次事件中，参与者对警告的反应有所改善。对于FCW事件，驾驶员在第一次事件后往往更加谨慎。

第四个实验研究了警告发生时间的影响。结果表明，对于DVI评估目的来说，LDW的晚期发生是可取的，以最大限度地减少骚扰警报，这对参与者对系统的印象有负面影响。警告时间对参与者在FCW事件中的行为影响不大。

第五项实验研究了三种运动保真度水平（完全、部分、无）的影响。完全运动保真为驾驶员提供准确的前庭运动反馈，而部分运动保真则提供有限的前庭反馈。对于LDW事件，无运动条件导致较短的次要任务参与，但较大的车道超车。部分运动条件也导致较短的次要任务参与，但车道超车率比无运动条件下要小。对于FCW事件，我们观察到一些互动效应，这使得明确的判断变得困难。根据这项研究的结果，部分运动或无运动对于相对DVI性能的评估可能是可以接受的，但FCW事件中复杂的相互作用表明，需要尽可能地与真实世界相匹配。

第六个实验评估了当参与者参与基于原型互联车辆（CV）任务的分心任务时，驾驶员对警告的反应。该任务涉及一个位于前方视野附近的视觉显示器，并且不需要长时间远离道路的目光。该任务被发现没有足够的分心能力，无法让FCW和LDW事件在不被察觉的情况下发展，因此不适合作为ACWS DVI评估的分心任务。

这方面研究的最后一项工作是探索允许在测试轨道或道路上评估LDW DVI的方法。探讨并实施了各种方法，但没有一种方法能够足够快速可靠地产生车道偏离（分心的驾驶员不会注意到），从而建议使用道路方法进行LDW评估协议。

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