解析自动驾驶汽车依赖成因:探寻安全驾驶的关键密码

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:Applied Ergonomics 3.1

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  自动驾驶汽车(AV)的合理使用至关重要,但用户过度依赖等问题限制其发展。研究人员开展驾驶模拟器研究,评估多种因素对驾驶员依赖行为的影响。结果表明影响依赖的因素因场景而异,依赖惯性影响最大。该研究为相关技术研发提供依据。

  在科技飞速发展的当下,自动驾驶汽车(Automated Vehicle,AV)逐渐走进人们的视野,它被寄予厚望,有望大幅提升道路安全与出行效率。想象一下,人们坐在车内,无需时刻紧握方向盘、紧盯路况,汽车就能自动穿梭在大街小巷,避开拥堵,安全抵达目的地,这是多么美好的出行愿景。然而,现实却给这份憧憬泼了冷水。目前,自动驾驶汽车的推广和合理使用面临诸多难题,其中用户的担忧和过度依赖问题尤为突出。
所谓合理使用 AV,是指仅在其操作设计域(Operational Design Domain,ODD)内依赖自动化驾驶,在人类驾驶员表现更优的情况下则放弃依赖。但实际情况是,误用(在自动化能力范围外依赖)和弃用(完全放弃使用自动化)现象屡见不鲜。此前的研究发现,影响人们对 AV 依赖的因素众多,比如信任自动化(包括特质信任、情境信任和习得信任)、操作员工作负荷、情境意识、疲劳以及时间等。不过,现有的关于 SAE Level 2 驾驶自动化的研究,虽然对人机交互有广泛探讨,但在依赖行为和决策方面的研究还不够深入。多数研究只是评估信任、感知风险等人为因素,却很少直接探究驾驶员在与自动化系统交互时如何做出依赖决策。

为了深入了解这些问题,来自国外(文中提及研究经德州农工大学机构审查委员会批准)的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们希望通过此次研究,评估特质信任和情境信任、疲劳、心理工作负荷、累积依赖以及人口统计学因素,在驾驶员对现实中部分自动驾驶汽车性能依赖行为中的作用。

研究人员采用了驾驶模拟器研究的方法。他们在 Real - time Technologies(RTI)RDS - 100 桌面驾驶模拟器上进行实验,研究严格遵循 APA 伦理准则,并获得德州农工大学机构审查委员会(协议编号 IRB2021 - 0631DCR)的批准。所有参与者在研究开始前都签署了知情同意书。在实验过程中,驾驶员需要在部分车辆自动化技术下,针对代表当前自动驾驶汽车依赖决策的四个事件做出依赖决策。之后,研究人员运用逐步逻辑回归分析,评估依赖惯性、情境信任、特质信任、情境意识和驾驶员人口统计学因素对依赖的影响。

研究结果显示,影响依赖的因素会因交通场景的不同而有所差异。其中,依赖惯性对后续依赖决策的影响最为显著,在最后三个事件的最终模型中都保留了这一因素,并且在最后两个事件模型中具有最大的优势比。在多数环境下,情境信任对依赖的影响比特质信任更强。此外,性别、年龄和情境意识在依赖决策中也可能发挥作用。

这项研究意义重大。它揭示了影响驾驶员对自动驾驶汽车依赖的关键因素,为相关技术的研发指明了方向。例如,研究结果表明需要开发校准依赖而非仅仅关注信任的技术。同时,该研究也为后续更广泛的驾驶员对 AV 依赖的研究奠定了基础,有助于推动自动驾驶汽车技术更安全、更合理地应用,让自动驾驶汽车真正成为人们安全、高效出行的得力助手,未来有望减少道路交通事故,提升整体交通效率。

研究的主要技术方法包括:使用驾驶模拟器进行实验,模拟真实驾驶场景让驾驶员做出依赖决策;运用逐步逻辑回归分析,对收集到的数据进行统计分析,以评估各因素对依赖的作用。实验样本为 49 名参与者,均来自此次驾驶模拟器研究。

研究结果


通过对每个参与者的 STS - AD(未明确具体含义,文中提及相关评分)评分和依赖决策进行分析,研究人员绘制了热图。热图中,评分和依赖决策按时间顺序排列在 x 轴上,STS - AD 分数经过归一化处理,依赖决策用 0(未依赖,黄色)和 1(依赖自动化,海军蓝色)编码。从热图可以直观地看出不同参与者依赖自动化的频率差异。

研究结论和讨论


研究人员旨在确定并评估人口统计学因素、特质和情境信任、情境意识、心理工作负荷、疲劳以及依赖惯性与自动驾驶汽车依赖之间的关系。综合研究结果来看,依赖惯性是未来依赖的最重要预测指标。除依赖惯性外,情境意识也在依赖决策中扮演着重要角色。这些研究结果表明,为了实现自动驾驶汽车的合理使用,未来需要更多关注校准依赖的技术,而非仅仅聚焦于信任。同时,还需要开展更广泛的研究,深入了解驾驶员对自动驾驶汽车的依赖行为,以进一步提升自动驾驶汽车的安全性和实用性。这项研究成果发表在《Applied Ergonomics》上,为该领域的研究和发展提供了重要参考。

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