交通標(biāo)志信息記憶量隨時(shí)間變化規(guī)律研究

交通標(biāo)志信息記憶量隨時(shí)間變化規(guī)律研究

隨著中國(guó)運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展，城市路網(wǎng)變得越來(lái)越復(fù)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(biāo)志的類型和數(shù)量不斷增加，交通標(biāo)志信息越來(lái)越多。在這種復(fù)雜交通環(huán)境下,駕駛?cè)穗y以在較短時(shí)間內(nèi)記憶繁多的交通標(biāo)志信息,從而影響駕駛?cè)说恼ｑ{駛?cè)蝿?wù),導(dǎo)致出行效率降低和出行安全隱患增加。影響駕駛?cè)硕虝r(shí)記憶的因素包括時(shí)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(duì)駕駛?cè)硕虝r(shí)記憶的影響程度不同。本文在僅考慮時(shí)間因素的條件下,探究駕駛?cè)双@取的交通標(biāo)志信息記憶量隨時(shí)間變化的規(guī)律,這有助于提高道路使用率、完善交通標(biāo)志設(shè)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(chǔ)與交通標(biāo)志信息的記錄1.1記憶保持的影響短時(shí)記憶(shortmemory)是信息一次呈現(xiàn)后保持時(shí)間在1min之內(nèi)的記憶,是信息從感覺記憶通往長(zhǎng)時(shí)記憶必不可少的中間環(huán)節(jié)或過渡階段。在短時(shí)記憶中,時(shí)間是一個(gè)很重要的因素,記憶效果總是和時(shí)間條件構(gòu)成各種復(fù)雜關(guān)系。記憶保持的最大變化就是遺忘,即對(duì)于曾經(jīng)識(shí)記過的事物,不能識(shí)別和回憶或識(shí)別和回憶時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。德國(guó)心理學(xué)家艾賓浩斯(HermannEbbinghaus)對(duì)記憶和遺忘現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,以無(wú)意義音節(jié)為實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),采用節(jié)省法檢查識(shí)記效果,對(duì)記憶這種比較復(fù)雜的心理現(xiàn)象進(jìn)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(xué)習(xí)之后立即開始,在識(shí)記后短時(shí)間內(nèi)保持量急劇下降,遺忘較多,隨著時(shí)間延長(zhǎng)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(biāo)志不同信息的傳遞1)信息傳輸模型交通標(biāo)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(hào)、數(shù)據(jù)、語(yǔ)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(yùn)動(dòng)和主觀思維活動(dòng)的狀態(tài)表達(dá)出來(lái)稱為消息?；趶V義通信系統(tǒng)模型和交通信息特點(diǎn),構(gòu)造交通標(biāo)志信息傳輸模型,如圖1所示。2)信息度量交通標(biāo)志信息量是與駕駛?cè)蝿?wù)有關(guān)的交通標(biāo)志信息集合。交通標(biāo)志信息傳遞是一個(gè)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(guān)。交通標(biāo)志信息量可定義為:交通標(biāo)志信息量=不確定性減少的量=收到此交通標(biāo)志信息前關(guān)于駕駛?cè)诵袨榘l(fā)生的不確定性-收到此消息后關(guān)于駕駛?cè)诵袨榘l(fā)生的不確定性。在無(wú)干擾時(shí),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(biāo)志信息量=收到此交通標(biāo)志信息前關(guān)于駕駛?cè)诵袨榘l(fā)生的不確定性。設(shè)交通標(biāo)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(biāo)志信息表述的信息含義(i=1,2,…,l),l為選擇集中的選擇項(xiàng)個(gè)數(shù)。通過參考出行目的,駕駛?cè)丝捎卸鄠€(gè)選擇項(xiàng),但各選項(xiàng)的比重不同,且駕駛?cè)藢?duì)每個(gè)選項(xiàng)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(shí)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?biāo)志設(shè)置點(diǎn)獲得的信息量駕駛?cè)藶閷?shí)現(xiàn)出行目的獲得的總交通標(biāo)志信息量式中:k為交通標(biāo)志設(shè)置數(shù)量,k=1,2,…,n。1.3駕駛?cè)说娜蝿?wù)較短駕駛?cè)藢?duì)交通標(biāo)志信息的記憶主要是短時(shí)記憶,且對(duì)交通標(biāo)志信息的感知時(shí)間較短,因此在短時(shí)間內(nèi),駕駛?cè)酥荒芡瓿蓸O少量的任務(wù)。短時(shí)記憶能力被認(rèn)為是思維、判斷和決策能力的關(guān)鍵因素,當(dāng)交通標(biāo)志信息以不同形式展現(xiàn)給駕駛?cè)藭r(shí),駕駛?cè)藢?duì)信息的接收能力也不同,一定程度上會(huì)影響駕駛?cè)说亩虝r(shí)記憶效能。2試驗(yàn)計(jì)劃2.1實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)基于傳統(tǒng)的記憶任務(wù)模式,以一條有交通標(biāo)志信息的實(shí)驗(yàn)路段為例,采用實(shí)驗(yàn)車調(diào)查法,測(cè)試、分析交通標(biāo)志信息量對(duì)駕駛?cè)硕虝r(shí)記憶的影響,探究駕駛?cè)私煌?biāo)志信息記憶量隨時(shí)間變化的規(guī)律。2.2被試評(píng)分及結(jié)果分析選取具有一定交通知識(shí)且不同駕齡水平的駕駛?cè)巳舾擅?男女各半。根據(jù)實(shí)驗(yàn)路段的交通標(biāo)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(shí)驗(yàn)中,被試的能力會(huì)直接影響最終任務(wù)績(jī)效考核,干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此,為了減少駕駛?cè)四挲g、駕齡及性別等對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,邀請(qǐng)被試參加一個(gè)水平測(cè)試,確定被試在本次測(cè)試中所占權(quán)重。該測(cè)試為一張A4復(fù)印紙上的100道2位數(shù)加法,要求被試盡可能快速、準(zhǔn)確地完成計(jì)算題目,1min后答題結(jié)束。根據(jù)被試答對(duì)的題目數(shù)量,在得分基礎(chǔ)上,綜合考慮被試年齡、駕齡及性別等因素,進(jìn)行分組。分組后,每組間的計(jì)算能力基本相同,年齡和平均駕齡水平也無(wú)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(duì)應(yīng)組別為A,B,C,D,E,F。2.3交通標(biāo)志設(shè)置及監(jiān)督被試是按組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的。首先,被試被告知要注意行駛過程中的交通標(biāo)志信息,盡量記憶其內(nèi)容;其次,為了保證后期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,要求實(shí)驗(yàn)路段對(duì)被試來(lái)說(shuō)比較陌生;再者,被試間不能交流關(guān)于實(shí)驗(yàn)的任何信息;此外,每輛實(shí)驗(yàn)車配備一名記錄人員記錄相關(guān)調(diào)查情況,并對(duì)駕駛?cè)诉M(jìn)行監(jiān)督。實(shí)驗(yàn)路段選取長(zhǎng)安大學(xué)到高新路科技路一段,此路段上設(shè)置了13處交通標(biāo)志,實(shí)驗(yàn)中選取5處具有一定代表性特征的交通標(biāo)志作為調(diào)查對(duì)象,如圖2所示。選取的5處交通標(biāo)志均為指路標(biāo)志,集中在交叉口處,設(shè)置位置較零亂,缺乏系統(tǒng)性,沒有按標(biāo)志牌功能及重要性分層次設(shè)置,既分散駕駛?cè)说淖⒁饬?又影響道路景觀。交通標(biāo)志信息量過大,不夠清晰,在車速較快時(shí)動(dòng)態(tài)視覺效果不好,也缺乏美觀性。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì),對(duì)應(yīng)交通標(biāo)志設(shè)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(biāo)志,記錄人員于各對(duì)應(yīng)時(shí)刻要求被試填寫相關(guān)交通標(biāo)志信息記憶情況調(diào)查表。A,B,C,D,E,F組對(duì)應(yīng)記錄的時(shí)刻分別為5s、15s、25s、35s、45s、55s。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析針對(duì)被試的調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果,以心理學(xué)中記憶理論研究為基礎(chǔ),進(jìn)行分析,并采用式(1)~(3)計(jì)算駕駛?cè)私煌?biāo)志信息記憶量,結(jié)果如表2所示。根據(jù)表2中各組被試獲得的交通標(biāo)志信息記憶量的平均值,得到駕駛?cè)私煌?biāo)志信息記憶量Q(S)與對(duì)應(yīng)記錄時(shí)刻t(5s、15s、25s、35s、45s、55s)的散點(diǎn)圖,如圖3所示。通過擬合方法繪制實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析曲線,即駕駛?cè)私煌?biāo)志信息記憶量隨時(shí)間變化的曲線,如圖4所示。由方差分析表與參數(shù)估計(jì)值,得到回歸方程為:Q(S)=6.7585t-0.4259,模型的相關(guān)系數(shù)為0.946,應(yīng)用F檢驗(yàn),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?biāo)志信息記憶量隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出衰減規(guī)律,交通標(biāo)志信息保持的時(shí)間大約為5~55s,在25s內(nèi)的短時(shí)記憶量較為清晰。駕駛?cè)嗽谧R(shí)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(shí)間的延長(zhǎng),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(biāo)志設(shè)置,提高駕駛?cè)说乃季S能力實(shí)驗(yàn)中5處交通標(biāo)志總的信息量為7.216009bit,經(jīng)計(jì)算駕駛?cè)嗽诙虝r(shí)記憶內(nèi)能夠記住的最大交通標(biāo)志信息量為6.270666bit,最小為3.075462bit,遺忘較快。據(jù)此,在交通標(biāo)志設(shè)計(jì)及實(shí)施應(yīng)用中,有必要完善交通標(biāo)志的設(shè)置以提高駕駛?cè)藢?duì)交通標(biāo)志信息的短時(shí)記憶。采取的措施有:1)清晰、醒目地展現(xiàn)交通標(biāo)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(xué)原理為依據(jù),增加交通標(biāo)志美觀性,在車輛行駛過程中給駕駛?cè)俗罴训膭?dòng)態(tài)視覺效果,從而緩解駕駛?cè)说木o張程度;3)在交通標(biāo)志設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡量減少信息量,對(duì)信息量較多的情況,可采用將信息分散于多個(gè)交通標(biāo)志的設(shè)計(jì)方法,以減少每個(gè)交通標(biāo)志上的信息量;4)交通標(biāo)志所表達(dá)的內(nèi)容應(yīng)互補(bǔ),所處空間位置應(yīng)相互對(duì)應(yīng)或遞進(jìn),以傳遞給駕駛?cè)艘粋€(gè)全方位的、無(wú)矛盾的、不易產(chǎn)生歧義的、漸變的信息鏈。5短時(shí)記憶研究的目根據(jù)短時(shí)記憶特點(diǎn)和交通標(biāo)志信息的傳輸及度量,以一條有交通標(biāo)志信息的實(shí)驗(yàn)路段為例,采用實(shí)驗(yàn)車調(diào)查法,探究了駕駛?cè)私煌?biāo)志信息記憶量隨時(shí)間的變化規(guī)律,為交通工程學(xué)、交通心理學(xué)和信息與通訊技術(shù)三者之間的交叉性聯(lián)系奠定了理論基礎(chǔ)。此研究可達(dá)到的目的是:(1)驗(yàn)證著名的艾賓浩斯遺忘曲