骑行安全与舒适性中能力的中介作用:一项基于视触觉虚拟现实(VR)的技术研究

【字体: 时间:2025年07月01日 来源:Safety Science 4.7

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  为解决城市骑行安全与舒适性感知的复杂机制问题,德黑兰大学团队采用视触觉VR模拟技术,通过结构方程模型(SEM)分析了212名骑行者的行为数据。研究发现寒冷雨天通过降低能力(competence)显著影响安全/舒适感知,自行车道类型(尤其是人行道设计)具有关键调节作用。该研究为XR技术在交通安全研究中的应用提供了创新范式。

  

在城市交通体系快速发展的今天,自行车骑行作为绿色出行方式却面临严峻的安全挑战。据统计,骑行者因缺乏物理防护装置,在事故中的重伤风险比机动车驾驶员高8-10倍。更棘手的是,传统研究方法难以在真实场景中模拟危险情境——总不能让实验者在暴雨天实地测试卡车擦肩而过的惊险体验。这正是虚拟现实(VR)技术大显身手的领域:既能精准控制实验变量,又能保障参与者绝对安全。

德黑兰大学心理学与教育学院的研究团队敏锐捕捉到这一研究机遇。他们注意到,既往关于骑行安全的研究多聚焦于客观环境因素,却忽视了骑行者主观能力(competence)的关键中介作用。所谓能力,在这里特指骑行者在平衡控制、路径决策等核心技能上的表现水平。团队假设:恶劣天气或复杂路况可能首先削弱骑行者的能力感知,进而连锁影响其安全感和舒适度——就像新手司机在雪天会紧握方向盘那样。

为验证这一假设,研究人员开发了突破性的视触觉VR骑行模拟系统。这套装置不仅提供沉浸式3D视觉环境,还通过力反馈踏板模拟真实路感,甚至配备了可调节的温度、风雨模拟模块。212名不同水平的骑行者在该系统中体验了20种典型城市场景,从阳光明媚的自行车专用道到雨雾中的混合车道交叉口。所有行为数据通过偏最小二乘结构方程模型(PLS-SEM)进行多维度分析。

关键技术方法包括:1) 基于VR的视触觉骑行模拟系统,整合环境温控与力学反馈;2) 采用模拟器眩晕问卷(SSQ)评估VR适应性;3) 结构方程建模分析感知数据;4) 伊朗德黑兰地区212人样本队列的多样性控制。

【研究结果精要】
寒冷雨天成"头号杀手":
当环境温度降至13°C并伴随降雨时,参与者的安全评分暴跌42%。进一步分析发现,这种影响有61%是通过能力感知下降间接导致的——湿滑路面让骑行者更难控制方向,雨幕又阻碍视线,形成双重打击。

自行车道设计现"安全悖论":
出乎意料的是,与专用自行车道相比,人行道上的骑行空间反而获得最高安全评分(+28%)。研究者解释:在机动车混行场景中,骑行者会持续处于防御状态;而人行道设计虽然违反交通规范,却提供了物理隔离带来的心理安全感。

交通流量与能力呈U型关系:
中等密度车流最危险——既不像稀疏车流那样易于预判,又缺乏高密度下的"安全集群效应"。当每小时机动车超过45辆时,骑行者会自发形成群体防御策略,能力评分反而回升15%。

个体差异揭示"经验壁垒":
每周骑行超过3次的老手在恶劣天气中仍能保持87%的基础能力,而新手该项指标仅为54%。这种差距在紧急避障任务中尤为显著,印证了"熟能生巧"的生物学机制。

这项发表在《Safety Science》的研究具有三重里程碑意义:首先,首次证实能力感知在安全-舒适链路中的核心中介作用,为交通心理学提供了新理论框架;其次,开发的VR实验范式实现了环境变量的毫米级精度控制,相较传统方法提升了一个数量级;最后,关于人行道骑行的反常识发现,促使规划者重新审视"绝对隔离"设计理念的局限性。正如研究者所言:"最安全的设施不一定是理论上最规范的,而是能让骑行者感到掌控感最强的。"

研究也留下待解之谜:为何女性参与者对侧风更敏感?这种差异源于生理差异还是风险认知?团队计划在下一代研究中加入生理监测模块,通过皮电反应(GSR)和眼动追踪进一步揭示深层机制。可以预见,随着XR技术的迭代,这种"零风险高危模拟"模式将在航空训练、灾害救援等领域展现更大价值。

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