生理因素对驾驶人行为及风险感知影响研究综述

王传连

(长安大学 汽车学院，陕西 西安 710064)

0 引言

道路交通系统是由人、车、路以及交通环境等因素构成的动态系统，系统中的一个或若干个影响因素失调，就有可能导致道路交通事故的发生。大量研究表明，90%以上的交通事故都与人为因素有关，其中驾驶人的违法或不安全驾驶行为又是最重要的致因。驾驶人作为驾驶过程中的决策者和操作者，当其对客观环境中的潜在风险产生错误认知时，会导致错误的驾驶行为，进而引发交通事故。所以，针对驾驶人的风险认知、驾驶行为与交通安全三者关系的研究也是国内外学者关注的热点之一。

驾驶作为一项特殊的、复杂的以及具有危险性的社会活动，要求驾驶人在驾驶过程中保持高度集中精神状态，进而可以快速、准确地对外界环境信息进行感知和判断，以实现对车辆的正确操控。驾驶人的感知、判断和操作能力除了与其个人心理状态存在直接关系外，还与其生理因素(如年龄、视觉状况、疲劳状态以及患病种类和程度等)存在显著关系。

驾驶人的内在生理功能是引发其外在驾驶表征的重要影响因素。生理功能的正常与否不仅对行车安全有着重要的影响，而且会影响驾驶人的心理健康。随着社会信息化进程的加快，驾驶人在驾驶过程中接收和处理的信息量也在急剧增长，这就要求驾驶人具有更快的反应速度和更强的信息处理能力。因此，对驾驶人相关生理特性的研究也成为了国内外学者们关注的热点之一。目前，该领域的研究主要集中在驾驶人的健康状况以及感知能力对行车安全影响上。

诸多学者对驾驶人进行了一系列的探索性研究，从对交通事故数据的统计分析，到利用实验手段探究驾驶人行为、风险感知以及驾驶操作技能等在不同生理条件下的差异，使用了很多方法。

生理因素所带来身体的变化是对驾驶人行为产生影响的一项重要因素。驾驶人在道路上驾驶车辆时，80%以上的信息通过视觉获取，利用视觉来判断实时行车风险是驾驶过程的一项重要内容，当视力发生变化时其风险感知能力会产生差异。研究表明，职业驾驶人由于其职业属性需要长时间驾驶、换班、不健康的驾驶环境以及日常需经受更多驾驶压力引发的睡眠问题相较非职业驾驶人而言更严重。驾驶人的睡眠状态同样对其第二天的驾驶行为产生影响，且患有阻塞性睡眠呼吸暂停综合征是影响驾驶人睡眠的重要因素之一。因此，研究患有阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的驾驶人及其风险感知具有价值。此外，由于身体疾病产生疼痛可能会导致驾驶操作及判断产生偏差，职业驾驶人的久坐状态使其脊柱过早退化，典型的驾驶疾病如肌肉骨骼疾患会随驾驶频率的增加而加重，由此带来身体疼痛所导致驾驶行为及风险感知的变化等同样值得研究。由于影响驾驶人行为的因素很多，故笔者取上述3类常见的生理疾病进行梳理分析，对研究内容和方法进行总结，为后续的研究提供一些研究思路。

1 视力与驾驶安全

1.1 研究现状

驾驶人的感知能力是指驾驶人通过感觉器官对外界环境信息在大脑中所作出的反应。感官包括视觉、听觉、触觉、嗅觉等。在众多的感知通道中，视觉是驾驶人获取外界交通信息的第一通道。驾驶任务对人的视觉要求极高，良好的视力条件是快速准确地获取外界环境信息、完成基本驾驶操作以及实现安全驾驶的基本保障。所以，患有眼部疾病会影响驾驶人安全行车，国内外学者针对视觉与驾驶安全开展了大量研究。

目前国外对视觉与驾驶行为的研究主要在于探究白内障、青光眼、黄斑变性等眼疾对驾驶人的视觉功能、驾驶行为以及驾驶适应性的关联性。如评估不同形态下的白内障患者的对比敏感度，并确定哪种类型的白内障会对视觉功能造成更大损害[1]；对患有青光眼驾驶人的驾驶习惯进行问卷调查[2]，探究患有黄斑变性驾驶人生活质量与其驾驶事故率高发之间的相关性[3]，并对既有关于驾驶和年龄相关性黄斑变性的研究文献进行总结，提出了未来该领域的研究方向。

另外，对老年驾驶人视觉功能与驾驶行为以及驾驶安全关联性的探究也是重点研究内容之一。有学者对既有关于视觉对老年人夜间驾驶能力影响的研究进行了回顾[4]，提出对老年人明视力的检测不能作为预测其能否在夜间安全驾驶的变量；有研究探究老年驾驶人的视觉灵敏度、对比敏感度以及视觉处理速度与其驾驶情况的相关性[5]。由于近年来视力近视患者年轻化现象的愈发突出，年轻驾驶人的视力状况与交通事故间也被证实存在显著联系，对驾驶人视觉功能与驾驶行为的研究不能局限于老年驾驶人群[6-7]。因此，对年轻近视驾驶人视敏度与驾驶行为以及交通安全关联性的探究也是十分必要的。

近视对驾驶人造成最直接的影响就是导致其视敏度下降。虽然近视属于可矫正的良性视力疾病，但是近年来近视患病率的急剧增加，未进行视力矫正或矫正不当导致视力障碍甚至高度近视还会增加致盲风险等，都使近视成为不容忽视的全球公共卫生问题[8-11]。工作学习压力增加、用眼频率提高、户外运动时间减少以及遗传因素等均会对人们的视功能造成损伤，产生近视[12]。而近视驾驶人的视敏度下降，导致其在驾驶时出现反应时间增长、错误反应增多、驾驶过程易疲劳以及操作失误增加等不安全驾驶行为[13-14]。

驾驶人超速、闯红灯、酒驾等违法驾驶行为在夜间环境下更为频繁，增大了近视驾驶人夜间驾驶风险[15-16]。另一项研究发现，患有夜近视的驾驶人在白天时可以实现安全驾驶，但夜间驾驶环境下发生交通事故的概率显著增大[17]。

国内对视觉与驾驶行为间的关系也开展了一系列的研究，但是对近视驾驶人驾驶特性的研究较为缺乏。研究表明近视驾驶人的违法率明显高于非近视驾驶人，而色觉和立体视觉对于驾驶事故率影响不显著。 通过对比近视和非近视驾驶人的夜间事故率[18]，发现近视驾驶人的夜间事故率明显大于非近视驾驶人。另外，对驾驶人的视力与交通事故间关系的研究也是国内学者关注的热点。

1.2 研究不足

大多数研究视力与驾驶之间的关系依赖于3个因变量，即驾驶人是否发生过碰撞事故、驾驶人在道路上的驾驶行为表现以及在模拟驾驶器实验中的驾驶能力。然而，对如何衡量驾驶性能和驾驶安全性之间的相互关系，以及驾驶模拟器实验中如何模拟真实场景下驾驶人的驾驶性能知之甚少。此外，由于视力与驾驶人的生存质量有一定相关性，而生存质量对驾驶行为也有一定影响，因此，研究驾驶人的视力并结合其生存质量对驾驶行为的影响可弥补现有国内外研究现状的不足。

2 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征与驾驶安全

2.1 研究现状

阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)是一种常见的睡眠障碍，是指在睡眠过程中由于上呼吸道阻塞而出现口鼻气流消失、呼吸暂停的现象[19]。在临床诊断中，常用多导睡眠图计算每小时睡眠内呼吸暂停加低通气的次数(AHI)，以此来评估OSA的严重程度。在每夜7 h睡眠过程中，呼吸暂停及低通气反复发作在30次以上或睡眠呼吸暂停低通气指数AHI≥5次/h时，则被判定为OSA。当5≤AHI<15时为轻度；AHI在15～30时为中度；当AHI>30时为重度。

Eckert和Ferini等[20]对OSA的定义以及既有研究工作进行总结，发现睡眠过程中上呼吸道的反复暂停或低进气容易导致患者出现间歇性短暂睡眠状态及血氧不足的情况，不仅影响人的正常睡眠，对患者的认知功能、注意力及操作能力等均有显著影响。许多国家利用大样本量对OSA在普通人群中的患病率进行观察研究，发现OSA在成年男性中的患病率为3%～7%，成年女性的患病率为2%～5%。Vorona 和 Ware[21]发现OSA患者中60%～70%存在过度肥胖的现象，同时OSA增加了患高血压、心脏病以及中风的风险。

阻塞性睡眠呼吸暂停综合征与白天过度嗜睡及运动机能不全症密切相关，导致驾驶人的驾驶能力欠佳，警惕性降低，交通事故风险提高了3～13倍。研究表明，OSA患者的速度控制方面表现得更加困难[22]，且随着时间的推移其车道保持能力下降更快。嗜睡是OSA的主要症状，其同样影响驾驶人的注意力及驾驶行为。嗜睡及夜间打鼾对事故风险增加具有显著影响[23]。约有9%～20%的交通事故由睡眠问题引起，引起嗜睡的因素很多，如睡眠不足、倒班、睡眠紊乱等，这增加了疲劳驾驶以及交通事故的风险[24-28]。

同时，学者们针对普通驾驶人及职业驾驶人的疲劳、嗜睡和睡眠紊乱也开展了大量的研究。包括OSA在职业驾驶人中发病的普遍性以及在男性与女性间的患病率差异进行研究[29]，以及OSA对驾驶人的睡眠效率以及夜间驾驶效率的不利影响[30]。

国内学者对患有嗜睡驾驶人的驾驶行为及其与交通安全间的关联性也开展了大量的研究。部分学者探究了OSA患者日间嗜睡与夜间缺氧程度及疾病严重程度的关系，以及OSA对驾驶能力的影响[31]，同时，对睡眠打鼾与否及日间嗜睡与交通事故风险进行了分析[32]。有学者对职业驾驶人嗜睡程度、生活习惯以及交通事故情况进行评估，研究嗜睡程度与交通事故的关系，以及驾驶人生活习惯对嗜睡程度的影响。 此外，有学者对OSA与其他疾病以及交通安全之间的关联性也进行了针对性探究[33]，为预防患有嗜睡驾驶人交通事故频发提供理论依据。

2.2 研究不足

尽管驾驶员OSA、嗜睡、驾驶行为等已分别被广泛研究，但针对出租车驾驶员群体OSA、嗜睡、倒班制度及其驾驶行为和驾驶技能的综合性研究较为罕见。此外，在研究方法中大多数采用问卷调查的方式，少数研究使用驾驶模拟器来进行研究。由于OSA驾驶员的驾驶适宜性对道路交通安全十分重要，未来进一步研究可从患有OSA的驾驶人的驾驶适宜性着手，通过实验等方式来更精确地衡量患有OSA的驾驶适宜性。

3 肌肉骨骼疾患与驾驶安全

3.1 研究现状

各种身体疾病对驾驶行为均有一定影响，例如实验发现患有早期帕金森疾病的驾驶人的驾驶行为表现(如认知)和工作记忆都要比正常驾驶人稍差。职业驾驶人作为驾驶人的特殊群体，其驾驶行为与社会效应关系显著，如危险驾驶行为或带来更为明显的负面社会效应，且职业性质要求的久坐和长时间驾驶使其易患肌肉骨骼疾患(MSD，Musculo Skeletal Disorder)。MSD是以骨关节和肌肉系统的疼痛和活动受限为主要临床表现的疾病，最常见的MSD涉及到颈、肩、上肢、下肢、背、腰(下背)等9个部位。MSD在职业驾驶人群体中主要症状表现在下背痛(LBP，Low Back Pain)。调查显示，在城市公交车驾驶人中拥有非常高的下背痛患病率[34-36]。

从一些研究的结论中可以看出，肌肉骨骼疾患所带来的慢性疼痛(如LBP)对驾驶表现存在一定的影响。尼日利亚对职业驾驶人调查表明， 74%驾驶人的驾驶表现受到了LBP影响。LBP显著影响长距离、长时间驾驶中的驾驶效率，具体表现为驾驶人被迫减少驾驶时间，导致驾驶人旷工且身心受到损害[37]。部分研究针对肌肉骨骼疾患对驾驶人的负面情绪影响，如愤怒、紧张、焦虑、抑郁、疲劳以及社会称许性等。此外，也有学者针对由肌肉骨骼疾患导致的驾驶人异常驾驶行为与驾驶人的情绪、态度等的相关性方面进行了较为细致的研究[38-39]。驾驶人的个人属性方面(如性别、年龄、社会经济地位等)对肌肉骨骼疾患同样产生不同程度的影响。有学者从人体工程学方面对于如何改善驾驶人工作环境提出了解决办法，旨在提高生产力的同时降低身体疾患风险。

3.2 研究不足

当前国际上关于驾驶人肌肉骨骼疾患的研究主要集中在探究人口学变量(如性别、年龄等)、工作环境、不良坐姿以及全身振动等因素导致的肌肉骨骼疾患，关于肌肉骨骼疾患对驾驶人驾驶行为尤其是异常驾驶行为的影响的研究很少。在更易患MSD的职业驾驶人中，MSD如何影响其驾驶行为，乃至影响发生交通事故的概率等同样值得进一步研究。

4 主要研究方法总结

目前，研究主要采用问卷调查法对驾驶人行为、驾驶技能及风险感知进行调查，利用统计学方法进行分析，将数据所提供的信息进行集中和提炼，总结出研究对象的内在规律。除问卷调查法外，还从实验角度进行研究，即通过实验的方法，考察驾驶人对车辆的控制能力，如驾驶人对加速踏板、制动踏板、离合器、方向盘、驾驶过程中车辆之间距离及空间位置的判断等。

研究风险认知时，利用真实动态交通情景来考察驾驶人的风险认知水平，将驾驶情境模拟技术和眼动技术相结合，引入注视点、注视时间和眼跳等参数，分析不同熟练程度驾驶人的风险认知水平差异。方法中所运用的客观、敏感的指标能够及时有效地反映出驾驶人对风险的认知状态，是研究风险认知的一种新颖有效的方法。另外，陈述性偏好调查法也是一种收集驾驶人在开车时的风险感知情况的有效途径，可以通过让驾驶人评估一个假设的驾驶情境的风险，并同时考虑不同的风险因素来对风险进行评估。

5 结 论

1)将生理疾患与驾驶人风险认知及驾驶行为相结合，在驾驶人患有近视、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征以及肌肉骨骼疾患时，分析其在日常驾驶过程中的驾驶行为及驾驶技能等，为探究生理因素影响下驾驶人行为变化新思路，同时为驾驶人安全管理提供参考。

2)构建近视驾驶人夜间驾驶技能和危险感知回归模型，证明了驾驶人的生存质量与近视程度都是预测夜间驾驶能力的重要变量，同时认为驾驶人的近视程度和生存质量也可有效预测驾驶人夜间风险认知能力。

3)患有阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的职业驾驶人其嗜睡程度更高，而嗜睡程度对驾驶人的危险驾驶行为存在显著影响，且不同OSA风险等级的职业驾驶人其危险驾驶行为、风险认知水平及驾驶技能在不同倒班类型中分布存在差异。

4)构建了患有肌肉骨骼疾患的驾驶人的驾驶行为回归模型，提出了以年龄、驾龄、愤怒情绪以及肌肉骨骼疾患的严重程度等来预测职业驾驶人的危险驾驶行为，并获得较好的预测效果。

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