驾驶使用手机最新研究进展

邢祎伦 王雪松

摘 要：驾驶使用手机导致的安全问题近年来广受关注，研究从基于问卷、访谈对这一行为的普遍程度、基本特征的研究，逐渐过渡到基于自然驾驶、驾驶模拟实验对行为产生的分心作用，对事故率的提升，以及对周边交通流的影响。然而研究的目标始终是通过对这一行为的深入了解，发掘切实可行的改善措施，从而改善其带来的安全问题。美国交通研究委员会组织的年会是享誉全球的交通研究领域国际会议，本文梳理了近两年举办的两届交通研究委员会年会对于驾驶使用手机的最新研究进展，以期为国内开展类似的深入研究提供参考依据。

关键词：驾驶使用手机；分心驾驶；青少年驾驶人；驾驶行为；驾驶操作表现；风险率；风险预期

Recent research progress on drivers cell-phone-use behavior

XING Yilun， WANG Xuesong

（Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education， Tongji University， Shanghai 201804， China）

Abstract： Safety problem caused by cell-phone distraction is raising wide attention in recent years. Studies gradually developed from analyzing the behavior frequency， basic characteristics to those investigating the distraction， crash risk ratio increase and the influence on the surrounding vehicles brought by phone use， basing on the naturalistic driving data and the driving simulating data. However， the target of understanding then eliminating this safety problem never changed. The annual meeting held by Transportation Research Board （TRB） is a top-ranking conference around the world in the field of transportation research. This paper summarized the latest studies related to phone-distracted driving exhibited on the recent-two-years annual meetings， in order to support further studies related to this subject.

Keywords： Phone use while driving； distracted driving； young drivers； driver behavior； driver performance； crash risk ratio； risk perception

駕驶使用手机现象十分普遍，2014年美国基于问卷调查的结果显示66.8%的受调查者驾驶过程中曾使用手机[2]，中国2016年同样基于问卷调查的结果显示84.1%的参与者曾在驾驶过程中使用手机[3]。近年来驾驶使用手机使用导致的分心带来的安全问题越发严峻，驾驶使用手机引起的分心确实被实验证明提升了事故风险，美国弗吉尼亚理工大学开展的SHRP 2 NDS（Strategic Highway Research Program Naturalistic Driving Study）项目的自然驾驶数据研究结果显示，驾驶过程中使用手机通话每一小时会提升事故率1.62%，对于驾驶过程中收发短信，事故风险率提升6.46%[1]。

随着手机的功能从最初的通话和收发短信，逐渐演化出语音消息、手机导航、手机游戏、手机购物、浏览社交圈等多重功能，驾驶使用手机行为变得更为复杂。同时，驾驶人在一次使用手机过程中的操作行为也变得更为复杂，可能涉及多个操作，这些变化使得其对驾驶安全性的影响也更为复杂。与此同时，自动驾驶技术快速发展，车辆更加智能化，驾驶辅助设施不断向着解放驾驶人的注意力和双手的方向发展，为驾驶人在驾驶过程中分心提供机会。为约束驾驶过程中手机使用行为制定的法律法规缺乏强有力的支撑，且驾驶过程中的手机使用行为难以检测，执法存在较高难度。

美国交通研究委员会（Transportation Research Board， TRB）为美国国家研究委员会下属部门，致力于引领交通领域的创新发展，为相关研究者、工程师、政府等交通领域相关人士提供跨学科的、多通道的交流平台。委员会于每年一月份在美国华盛顿召开年会，最近两年的年会，平均吸引超过13000名来自全球各地的交通运输从业人员。驾驶使用手机是“道路使用者特征委员会（Standing Committee on Vehicle User Characteristics）”主要的研究对象。

1驾驶行为与操作表现

驾驶行为与操作表现方向（Driver Behavior and Performance）主要针对驾驶使用手机行为的基本特征，如手机使用频率、使用功能、使用时长等信息；手机使用导致的多重分心，包括视觉分心（Visual Distraction），肢体动作分心（Manual Distraction），听觉分心（Auditory Distraction）以及意识分心（Conscious Distraction）；驾驶人操作车辆运行参数的特征，如速度、车头时距、车道偏离等。

对于基本特征的研究，最常见的是通过调查问卷获取数据，随着技术进步，自然驾驶实验在全球各地开展，一些自然驾驶实验数据也被用来分析手机使用行为的基本特征。自然驾驶实验允许驾驶人驾驶着装有多种传感器的实验车辆，在自然状态下按照自己的驾驶习惯进行驾驶，可以获得最为接近实际情况的特征信息，相比于驾驶人可能会隐瞒不良操作记录的调查问卷来说在数据的真实可靠性上有较大的优势。然而调查问卷依然被使用，因为它同时可以调查驾驶人对自己行为、相关法律法规的主观评价，对于寻求可行的措施治理驾驶使用手机导致的安全问题有积极的作用。

对于驾驶人分心，车辆操作行为的研究通常需要依靠自然驾驶实验或驾驶模拟实验，获取驾驶人在使用过程中的视线、心率、反应时间、速度、加速度等指标来进行分析。

因手机使用是青少年驾驶人交通事故的重要致因，美国宾夕法尼亚大学的McDonald博士等[4]基于驾驶模拟实验，研究了该特殊群体的驾驶时手机使用行为基本特征，包括行为参与情况，以及参与时的速度特征。实验共选取了30名16-17周岁获取驾驶证不到90天的志愿者，志愿者需要执行两组实验：只受到手机使用影响，及既受到手机使用影响又受到同性别乘客的影响。实验设置了六个手机使用相关的分心驾驶任务，包括提示拍照、收到信息、收到电话、提示发送信息、由乘客向驾驶人展示一张照片、由乘客提示驾驶人收到信息。驾驶人对任务的响应行为被编码为驾驶人视线移至手机、拿起手机、用手操作（实验规定任务条件下即为发送短信）、接电话、要求乘客讀或发送短信。主要实验统计结果如表2所示，主要结论为，不是所有的青年驾驶人都选择了执行分心驾驶任务，但执行任务的人有一部分提升了速度，同时研究者表明青少年驾驶人的手机使用行为时空分布，及这一行为对其事故风险的定量影响亟待研究。

北京交通大学的李晓梦等[5]基于36位参与者的驾驶模拟实验，对比分析了驾驶人在前向避撞过程中未使用手机，手持使用手机，非手持使用手机对驾驶人的视觉分心作用。衡量视觉分心的指标包括瞳孔大小，眨眼频率，平均眨眼时间，视线移动频率，视线固定频率，平均视线固定时间以及视线固定于前车的时间，其中瞳孔大小与视线固定于前车的时间反应了驾驶人的认知负荷。本文独特之处在于将前向避撞行为细分为四个子过程，依次为：正常驾驶（Normal Driving，N），开始通过刹车响应（Brake Response，B），减速调整（Deceleration Adjusting，D），速度恢复（Speed Recovering，S）。实验结果显示，经历四个过程后驾驶人的瞳孔放大5.7%；在刹车响应和减速调整阶段驾驶人视线在前车的停留时长比另外两个子过程长；当使用手机时，在刹车响应阶段，驾驶人使用了提高效率的策略，体现在降低眨眼频率、视线移动频率。

同济大学的邢祎伦等[6]发现随着手机使用功能与使用过程的复杂化，可能使得驾驶人的手机使用行为，以及手机使用行为对驾驶人分心及车辆运行操作行为相应复杂化，因而提出了分层编码手机使用行为的编码表，并利用该编码表从上海自然驾驶实验数据中提取了提取52名驾驶人的1244个手机使用事件，进而分析了手机使用行为的基本特征，驾驶人的视觉分心、身体动作分心、车辆运行操作行为。研究发现驾驶人将6.08%的驾驶时间用于使用手机；平均单次视线偏离时长为3.16 s，结合平均速度计算相当于盲驾22.8 m；平均有17%的时间驾驶人使用双手操作手机；使用手机前后速度、车头时距以及车道偏离三个指标的标准差均显著减小，驾驶人的操作波动性减小，同时三个指标中只有车道偏离的平均值在驾驶人使用手机后显著增大。

2风险率与风险预期

风险率相关研究往往关于使用手机后相比于不使用的情况下会对驾驶人发生事故概率的改变情况，风险预期则是驾驶人对于手机使用这一行为会对其驾驶风险率的提升的主观评价。

加拿大阿尔伯达大学的Gargoum等[7]基于在卡塔尔开展的问卷调查研究了年轻驾驶人对于使用手机行为的风险预期，研究从三个问题展开：（1）人口普查因素对年轻驾驶人对手机使用行为的态度，和他们如何使用手机的影响；（2）这些人口普查因素对驾驶人风险预期的影响；（3）参与者认为的对于手机使用的分心驾驶最有效的对策是什么。研究使用的调查问卷所涉及的内容可以概括为表3。研究结果表明，男性驾驶人相比于女性对于驾驶时使用手机有更低的事故风险预估，并且更容易发生事故；对于防治对策，有较低风险预期的人、女性以及驾驶经验相对不丰富的人分别与各自相独立的样本群体更倾向于认为加强执法是最有效的防治对策。

马萨诸塞大学阿默斯特分校的Ebadi等[8] 基于驾驶模拟实验，研究了驾驶使用手机分心是否会在交叉口/其他潜在危险场景下，影响驾驶人的风险预期。24 名被试参与了驾驶模拟实验，实验过程中，参与者的眼动被连续监测记录，实验发现驾驶人进行分心驾驶任务时，对潜在风险的预估下降，进一步在施工区和路段过街标线这些经常危害弱势的道路使用者的地方，也发现了这种下降。

弗吉尼亚理工大学的Owens等[9]使用基于SHRP 2 NDS数据库中提取出的253起驾驶人存在手机使用行为的事故数据，以及849个不存在次任务（不包含驾驶以外的其他行为）的片段的数据，计算使用手机后对事故风险率的提升，研究发现驾驶时与手机进行视觉动作交互（Visual-Manual Interaction）在控制驾驶人、交通环境等条件不变的情况下，会使驾驶人发生事故的概率变为未使用情况下的两倍。

3青少年驾驶人手机使用行为防治

青少年驾驶人被认为更具冒险精神，刚拿到驾照不久驾驶经验缺乏，同时可以由监护人进行监督教育，成为手机使用行为改善研究的重点关注群体。

賓夕法尼亚大学的Delgado等[10]重点关注手机使用监管软件，在青少年与家长群体中的接受度。16名16-17周岁的青少年及其家长参与到由8周实验期和4周基准期构成的实验中。研究者在青少年手机上安装监管软件，当青少年运动速度超过10英里每小时会被认为处于驾驶状态，此时的手机使用会被拦截，同时拿起手机的行为会被记录并远程传输给家长，从而起到监管教育的作用。实验结束后对参与者的使用感受和持续使用可能性等主观评价进行了调查，结果显示，整体上青少年驾驶人认为这个监管软件是有意义的，但是几乎没有人愿意继续使用它，若要推广这一应用，需要制定鼓励长期使用的策略，来平衡使用者对于自由缺失的预期，同时完善应用功能，降低驾驶人运动状态的误判对正常使用的影响。

美国德州农工大学的Munira等[11]同样在驾驶人的手机中安装了应用，但他们希望通过奖励来激励驾驶人拒绝使用手机，驾驶人通过在行程开始和结束时分别按按钮来开始和结束手机使用行为记录，奖励规则为越长距离的无分心驾驶出行将会被记录得分越高。研究者在实验结束后，比较实施开始到结束每一个阶段驾驶人的分心驾驶比例下降情况，研究确实发现该奖励机制能够有效降低驾驶人使用频率。

4车内驾驶人使用手机对其周围交通流影响

研究主要集中于手机使用对驾驶人自车运动情况的影响，较少研究分析了当车内驾驶人使用手机时，该车辆运行状态的改变对周边车辆，交通流的影响。

西北大学的Xu等[12]基于驾驶模拟实验分析了驾驶人对周边车辆、车队驾驶行为的影响。驾驶模拟实验场景中共有四辆车，第一辆车由同一研究者驾驶；第二辆由一名参与者驾驶，该参与者需要执行收发短信任务；后两辆车由另两名参与者驾驶，只需要执行跟车任务，四辆车通过网络连接，模拟真实道路条件下的四辆车在车队内的实时驾驶情景。实验使用方差分析，分析在跟随者1执行和不执行分心驾驶任务两种条件下跟随者1 的速度、四辆车组成的车队的纵向车辆运行指标（车队长度、平均车头时距、四辆车三个车头时距的差异）、跟随者1的安全替代指标（反应时间、冲突时间）的差异。结果表明，使用手机时车队会变长，跟随车辆的车头时距会减小，且研究者驾驶车辆与跟随者1之间的距离大于跟随者之间的距离。

5 结语

手机功能日趋多样化，其带来的对于驾驶人行为影响的多样化需要研究者对于许多早前针对于单一行为或未分类手机使用行为的研究，在新的背景下重新测算。更进一步，全球大多数国家禁止手持使用手机，但这一标准仍缺乏坚实支持，在手机使用者迅速增加，手机使用功能不断翻新，手机使用时长延长等新背景下，更需要相关领域研究者、管理者等不断的讨论和钻研。

同时，随着自动驾驶技术的飞速发展，驾驶时使用手机可能不再需要被禁止，但在那之前会有一段过渡时间人们的驾驶安全仍会受到驾驶使用手机导致的事故风险提升的威胁，研究半自动驾驶条件下或辅助驾驶条件下，车辆能够在一些条件下自动驾驶一段时间，那么怎样召回处于分心状态的驾驶人重新进入车辆驾驶状态，这一领域很可能会成为未来近期内的热点话题。

通过对美国交通研究委员会近两年来驾驶时使用手机行为相关研究的整理，大致概括了该领域内现今热点问题，有利于及时发现我国在相关研究中存在的短板，思考和发掘该领域下一步需要追赶和创新的研究角度，向消除手机使用带来的安全隐患的目标迈进。

参考文献

[1] Atwood J， Guo F， Fitch G， Dingus T A. Elsevier， 2018. The driver-level crash risk associated with daily cellphone use and cellphone use while driving[J]. Accident Analysis and Prevention， 2018， 119（July）： 149–154.

[2] Li W， Gkritza K， Albrecht C. Elsevier Ltd， 2014. The culture of distracted driving： Evidence from a public opinion survey in Iowa[J]. Transportation Research Part F： Traffic Psychology and Behaviour， 2014， 26： 337–347.

[3] Shi J， Xiao Y， Atchley P. Analysis of factors affecting drivers choice to engage with a mobile phone while driving in Beijing[J]. Transportation Research Part F： Traffic Psychology and Behaviour， 2016， 37： 1–9.

[4] McDonald C C， Fargo J D， Seacrist T， Winston F K， Sommers M S. Cell Phone Engagement Behaviors of Newly Licensed Adolescents in a Driving Simulator Study[C]// Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[5] Li X， Rakotonirainy A， Yan X， Zhang Y. Drivers Visual Performances in Rear-End Collision Avoidance Process Under The Influence Of Cell Phone Use[C]// Proceedings of 97th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2018.

[6] Xing Y， Wang X， Lee C. Characteristics of DriversCell Phone Use and Their Influence on Driving Performance： A Naturalistic Driving Study[C]//Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[7] Gargoum S， Shaaban K， El-Basyouny K. Understanding the Risk Perception of Cell Phone Users While Driving Among Youth in Qatar[C]//Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C. ： Transportation Research Board， 2019.

[8] Ebadi Y， Fisher D L， Roberts S C. Impact of Cognitive Distractions on Drivers Hazard Anticipation Behavior in Complex Scenarios[C]//Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[9] Owens J M， Tefft B， Guo F， Fang Y， Perez M， McClafferty J， Dingus T. Crash Risk of Cell Phone Use While Driving： Case-Crossover Study of SHRP2 Naturalistic Driving Data[C]//Proceedings of 97th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.：Transportation Research Board， 2018.

[10] Delgado M K， Abdel-Rahman D， Barg F， Halpern S， Swiedler R， Flaura W， Catherine M. Perceptions of Smartphone Technology for Reducing Cellphone Use While Driving Among Teen Drivers and Their Parents[C]// Proceedings of 98th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board， 2019.

[11] Munira S， Henk R H， Tisdale S. An IncentiveBased Teen Driver Smartphone App： Results of 2017 Pilot Project[C]//Proceedings of 97th Annual Meeting of the Transportation Research Board. Washington， D.C.： Transportation Research Board.

[12] Xu J， Lin Y. Impact of Distracted Drivers on Individual and Group Behavior of Following Vehicles： A Networked Multi-Driver Simulator Study[J]. Transportation Research Record， 2018： 1–15.