交通標志信息記憶量隨時間變化規(guī)律研究

交通標志信息記憶量隨時間變化規(guī)律研究

隨著中國運輸業(yè)的快速發(fā)展，城市路網(wǎng)變得越來越復雜。由于不同類型的道路交織、不同交通方式的共存和交通量大，交通標志的類型和數(shù)量不斷增加，交通標志信息越來越多。在這種復雜交通環(huán)境下,駕駛?cè)穗y以在較短時間內(nèi)記憶繁多的交通標志信息,從而影響駕駛?cè)说恼ｑ{駛?cè)蝿?導致出行效率降低和出行安全隱患增加。影響駕駛?cè)硕虝r記憶的因素包括時間因素、外界干擾因素、駕駛?cè)饲榫w及注意力等,這些因素對駕駛?cè)硕虝r記憶的影響程度不同。本文在僅考慮時間因素的條件下,探究駕駛?cè)双@取的交通標志信息記憶量隨時間變化的規(guī)律,這有助于提高道路使用率、完善交通標志設置、減少駕駛?cè)擞捎谟洃浺蛩囟l(fā)的交通事故。1短期存儲與交通標志信息的記錄1.1記憶保持的影響短時記憶(shortmemory)是信息一次呈現(xiàn)后保持時間在1min之內(nèi)的記憶,是信息從感覺記憶通往長時記憶必不可少的中間環(huán)節(jié)或過渡階段。在短時記憶中,時間是一個很重要的因素,記憶效果總是和時間條件構(gòu)成各種復雜關系。記憶保持的最大變化就是遺忘,即對于曾經(jīng)識記過的事物,不能識別和回憶或識別和回憶時發(fā)生錯誤。德國心理學家艾賓浩斯(HermannEbbinghaus)對記憶和遺忘現(xiàn)象進行了實驗研究,以無意義音節(jié)為實驗材料進行實驗,采用節(jié)省法檢查識記效果,對記憶這種比較復雜的心理現(xiàn)象進行了量化研究,得到了著名的艾賓浩斯遺忘曲線,即遺忘在學習之后立即開始,在識記后短時間內(nèi)保持量急劇下降,遺忘較多,隨著時間延長保持量逐漸穩(wěn)定下降,遺忘發(fā)展變慢,呈現(xiàn)出“先快后慢”的遺忘規(guī)律。1.2標志不同信息的傳遞1)信息傳輸模型交通標志信息傳遞遵循信息傳輸?shù)囊话阋?guī)律。信息傳輸?shù)男问绞窍?消息是信息的載體,用文字、符號、數(shù)據(jù)、語言、音符、圖片、圖像等能夠被人們感覺器官所感知的形式,將客觀物質(zhì)運動和主觀思維活動的狀態(tài)表達出來稱為消息?；趶V義通信系統(tǒng)模型和交通信息特點,構(gòu)造交通標志信息傳輸模型,如圖1所示。2)信息度量交通標志信息量是與駕駛?cè)蝿沼嘘P的交通標志信息集合。交通標志信息傳遞是一個從不確定到確定的過程。某事物狀態(tài)具有的信息量大小,與該事物可能出現(xiàn)的不同狀態(tài)數(shù)目及各狀態(tài)出現(xiàn)的概率大小有關。交通標志信息量可定義為:交通標志信息量=不確定性減少的量=收到此交通標志信息前關于駕駛?cè)诵袨榘l(fā)生的不確定性-收到此消息后關于駕駛?cè)诵袨榘l(fā)生的不確定性。在無干擾時,可完全不失真地收到發(fā)出的消息,收到此消息后不確定性消除,故有:交通標志信息量=收到此交通標志信息前關于駕駛?cè)诵袨榘l(fā)生的不確定性。設交通標志信息所表述的信息含義選擇集為S={s1,s2,…,sl},式中si為交通標志信息表述的信息含義(i=1,2,…,l),l為選擇集中的選擇項個數(shù)。通過參考出行目的,駕駛?cè)丝捎卸鄠€選擇項,但各選項的比重不同,且駕駛?cè)藢γ總€選項的比重的了解和感知程度也不同。因此,選擇概率也不同,此時概率空間描述為:式中:p(si)為si占選擇集S的比重,且。則駕駛?cè)嗽谀陈范谓煌酥驹O置點獲得的信息量駕駛?cè)藶閷崿F(xiàn)出行目的獲得的總交通標志信息量式中:k為交通標志設置數(shù)量,k=1,2,…,n。1.3駕駛?cè)说娜蝿蛰^短駕駛?cè)藢煌酥拘畔⒌挠洃浿饕嵌虝r記憶,且對交通標志信息的感知時間較短,因此在短時間內(nèi),駕駛?cè)酥荒芡瓿蓸O少量的任務。短時記憶能力被認為是思維、判斷和決策能力的關鍵因素,當交通標志信息以不同形式展現(xiàn)給駕駛?cè)藭r,駕駛?cè)藢π畔⒌慕邮漳芰σ膊煌?一定程度上會影響駕駛?cè)说亩虝r記憶效能。2試驗計劃2.1實驗仿真實驗基于傳統(tǒng)的記憶任務模式,以一條有交通標志信息的實驗路段為例,采用實驗車調(diào)查法,測試、分析交通標志信息量對駕駛?cè)硕虝r記憶的影響,探究駕駛?cè)私煌酥拘畔⒂洃浟侩S時間變化的規(guī)律。2.2被試評分及結(jié)果分析選取具有一定交通知識且不同駕齡水平的駕駛?cè)巳舾擅?男女各半。根據(jù)實驗路段的交通標志環(huán)境條件、被試年齡、駕齡及性別等確定抽樣率,通過樣本抽樣選取一定名額的被試。在后續(xù)實驗中,被試的能力會直接影響最終任務績效考核,干擾實驗結(jié)果。因此,為了減少駕駛?cè)四挲g、駕齡及性別等對實驗結(jié)果的影響,邀請被試參加一個水平測試,確定被試在本次測試中所占權重。該測試為一張A4復印紙上的100道2位數(shù)加法,要求被試盡可能快速、準確地完成計算題目,1min后答題結(jié)束。根據(jù)被試答對的題目數(shù)量,在得分基礎上,綜合考慮被試年齡、駕齡及性別等因素,進行分組。分組后,每組間的計算能力基本相同,年齡和平均駕齡水平也無顯著差異。共分6組,每組男女各3人,平均年齡分別為32.5歲、33歲、32歲、33.5歲、32.5歲、33歲,對應組別為A,B,C,D,E,F。2.3交通標志設置及監(jiān)督被試是按組進行實驗的。首先,被試被告知要注意行駛過程中的交通標志信息,盡量記憶其內(nèi)容;其次,為了保證后期實驗結(jié)果的準確性,要求實驗路段對被試來說比較陌生;再者,被試間不能交流關于實驗的任何信息;此外,每輛實驗車配備一名記錄人員記錄相關調(diào)查情況,并對駕駛?cè)诉M行監(jiān)督。實驗路段選取長安大學到高新路科技路一段,此路段上設置了13處交通標志,實驗中選取5處具有一定代表性特征的交通標志作為調(diào)查對象,如圖2所示。選取的5處交通標志均為指路標志,集中在交叉口處,設置位置較零亂,缺乏系統(tǒng)性,沒有按標志牌功能及重要性分層次設置,既分散駕駛?cè)说淖⒁饬?又影響道路景觀。交通標志信息量過大,不夠清晰,在車速較快時動態(tài)視覺效果不好,也缺乏美觀性。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,對應交通標志設置處si占選擇集S的比重p(si)如表1所示。各組被試在駕駛過程中每看到一處交通標志,記錄人員于各對應時刻要求被試填寫相關交通標志信息記憶情況調(diào)查表。A,B,C,D,E,F組對應記錄的時刻分別為5s、15s、25s、35s、45s、55s。3實驗結(jié)果分析針對被試的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果,以心理學中記憶理論研究為基礎,進行分析,并采用式(1)~(3)計算駕駛?cè)私煌酥拘畔⒂洃浟?結(jié)果如表2所示。根據(jù)表2中各組被試獲得的交通標志信息記憶量的平均值,得到駕駛?cè)私煌酥拘畔⒂洃浟縌(S)與對應記錄時刻t(5s、15s、25s、35s、45s、55s)的散點圖,如圖3所示。通過擬合方法繪制實驗結(jié)果分析曲線,即駕駛?cè)私煌酥拘畔⒂洃浟侩S時間變化的曲線,如圖4所示。由方差分析表與參數(shù)估計值,得到回歸方程為:Q(S)=6.7585t-0.4259,模型的相關系數(shù)為0.946,應用F檢驗,得到F=34.278,P<0.05。因此該模型回歸性顯著。由圖4可知,駕駛?cè)私煌酥拘畔⒂洃浟侩S時間變化呈現(xiàn)出衰減規(guī)律,交通標志信息保持的時間大約為5~55s,在25s內(nèi)的短時記憶量較為清晰。駕駛?cè)嗽谧R記后35s內(nèi)信息保持量急劇下降,從6.270666bit迅速降至3.601217bit,遺忘較多。隨著時間的延長,信息量從3.250162bit降至3.075462bit,逐漸保持穩(wěn)定,遺忘較慢,呈現(xiàn)出“先快后慢”的遺忘規(guī)律。4完善交通標志設置,提高駕駛?cè)说乃季S能力實驗中5處交通標志總的信息量為7.216009bit,經(jīng)計算駕駛?cè)嗽诙虝r記憶內(nèi)能夠記住的最大交通標志信息量為6.270666bit,最小為3.075462bit,遺忘較快。據(jù)此,在交通標志設計及實施應用中,有必要完善交通標志的設置以提高駕駛?cè)藢煌酥拘畔⒌亩虝r記憶。采取的措施有:1)清晰、醒目地展現(xiàn)交通標志固有的外部形態(tài)特征,吸引駕駛?cè)说淖⒁?2)以交通心理生理學原理為依據(jù),增加交通標志美觀性,在車輛行駛過程中給駕駛?cè)俗罴训膭討B(tài)視覺效果,從而緩解駕駛?cè)说木o張程度;3)在交通標志設計時,應盡量減少信息量,對信息量較多的情況,可采用將信息分散于多個交通標志的設計方法,以減少每個交通標志上的信息量;4)交通標志所表達的內(nèi)容應互補,所處空間位置應相互對應或遞進,以傳遞給駕駛?cè)艘粋€全方位的、無矛盾的、不易產(chǎn)生歧義的、漸變的信息鏈。5短時記憶研究的目根據(jù)短時記憶特點和交通標志信息的傳輸及度量,以一條有交通標志信息的實驗路段為例,采用實驗車調(diào)查法,探究了駕駛?cè)私煌酥拘畔⒂洃浟侩S時間的變化規(guī)律,為交通工程學、交通心理學和信息與通訊技術三者之間的交叉性聯(lián)系奠定了理論基礎。此研究可達到的目的是:(1)驗證著名的艾賓浩斯遺忘曲