大客车心理物理行为门槛模式之驾驶模拟器场景建置

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1、中華管理學報 第六卷 第一期 第 119-140 頁 民國九十四年119大客車心理物理行為門檻模式之駕駛模擬器場景大客車心理物理行為門檻模式之駕駛模擬器場景 建置建置張建彥張建彥1 張靖張靖2 林靜芬林靜芬3 曾雅瑜曾雅瑜41中華大學運輸科技與物流管理學系助理教授 新竹市 300 五福路二段 707 號Tel：03-5186085 Fax：03-51865452中華大學運輸科技與物流管理學系副教授 新竹市 300 五福路二段 707 號Tel：03-5186598 Fax：03-51865453中華大學科技管理研究所碩士班研究生 新竹市 300 五福路二段 707 號Tel：03-518646

2、1 Fax：03-5186545摘摘 要要大客車駕駛者心理物理行為的跟車模式為大客車縱向防撞警示系統發 展與行車安全間隔距離法規訂定的基礎，其相關門檻公式與參數可透過駕駛 模擬器之建置與實驗分析來加以建立。本研究鑒於實驗場景的規劃建置為大 客車駕駛模擬分析的重要成敗關鍵，因此乃依據所建置完成之大客車駕駛模 擬器特性，以高速公路平直路段為範圍，規劃建置大客車跟車心理物理行 為門檻模式之駕駛模擬場景，期能提供後續相關研究的參考，並發展出合乎 我國現況之大客車跟車心理物理行為門檻模式。 關鍵詞：關鍵詞：大客車、縱向防撞警示系統、行車安全間隔距離、駕駛模擬器、心 理物理行為門檻模式Establishm

3、ent of Driving Simulation Scenario For Developing a Bus Psycho-Physical Behavior Threshold ModelChien-Yen Chang1 Ching Chang2 Ching-Fan Lin3 Ya-Yu Tseng31Department of Transportation Technology and Logistics Management, Chung Hua University No.707, Sec. 2, Wu Fu Rd., Hsin Chu City 300, Taiwan, R.O.C

4、Tel：03-5186085 Fax：03-51865452 Department of Transportation Technology and Logistics Management, Chung Hua University No.707, Sec. 2, Wu Fu Rd., Hsin Chu City 300, Taiwan, R.O.CTel：03-5186598 Fax：03-51865453 Department of Transportation Technology and Logistics Management, Chung Hua University No.70

5、7, Sec. 2, Wu Fu Rd., Hsin Chu City 300, Taiwan, R.O.C Tel：03-5186461 Fax：03-5186545AbstractThe car following model of bus drivers psycho-physical behavior is the basis of bus rear end collision warning system (RCWS) development and driving safety spacing rule regulation. The threshold equations and

6、 parameters of psycho-中華管理學報 第六卷 第一期 第 119-140 頁 民國九十四年120physical behavior model can also be developed by the bus driving simulator deployment and the simulation analysis. Since the planning and design of simulation experiment scenario is a key element for the success of bus driving simulation anal

7、ysis, This study planed and designed the driving simulation scenario for developing a bus car following psycho-physical behavior threshold model on freeway straight road section based on the characteristics of bus driving simulator. The results of this study can be a useful basis for developing the

8、bus psycho-physical behavior threshold model in Taiwan. Keywords: Bus, Rear End Collision Warning System (RCWS), Driving Safety Spacing, Driving Simulator, Psycho-Physical Behavior Threshold Model 一、緒論一、緒論自民國 85 年起開放國道客運路權後，大客車之成長量與使用量乃逐年成長， 而大客車之肇事率與傷亡人數亦有逐年增加的趨勢，近年來大客車之重大事故更 屢見於相關報導，本研究整理如表 1 所示。此

9、外，根據民國 92 年內政部警政署 臺閩地區大客車道路交通事故發生之原因分析，影響大客車交通事故的原因中(如 表 2 所示)，未保持行車距離間隔的比率為 20.4%，佔所有事故原因之首。因此， 如何確保大客車駕駛之安全行車距離間隔，應是改善大客車行車安全的首要課題。表 1 近年國道客運重大肇事統計表 公司名稱事故地點傷亡人數發生時間建明中山高速公路十餘傷88 年 5 月 9 日阿羅哈中山高速公路后里收費站附近1 死 12 傷91 年 7 月 11 日統聯中山高速公路南 263 公里處10 傷92 年 1 月 20 日統聯嘉朴公路太保路段衝撞商店92 年 3 月 10 日阿羅哈中山高速公路2 死

10、 1 傷92 年 5 月 2 日統聯台北市羅斯福路六段1 死92 年 6 月 28 日建明北二高樹林收費站2 死 1 傷92 年 6 月 30 日尊龍北二高土城路段6 死92 年 7 月 21 日和欣中山高速公路彰化縣北上路段3 死 11 傷93 年 9 月 7 日 資料來源：本研究整理表 2 閩地區大客車 A1 類道路交通事故發生原因整理表 事故原因件數比例（%） 未保持行車距離間隔920.4 未注意路況818.1 其他715.9 超速失控511.4 搶越行人穿越道49.1 違反號誌、標誌管制36.8 機件故障36.8 違規超車爭(搶)道行駛12.3中華管理學報 第六卷 第一期 第 119-

11、140 頁 民國九十四年121未依規定減速12.3 表 2 臺閩地區大客車 A1 類道路交通事故發生原因整理表(續) 事故原因件數比例（%） 未依規定轉彎、倒車12.3 酒後駕駛、疲勞失控12.3 蛇行逆向行駛12.3 行人過失- 肇事逃逸- 未靠右行駛、讓車- 總計44100 註： A1 類即人員當場或 24 小時內死亡的交通事故。 資料來源：1 基本上，改善大客車駕駛行為以確保安全之行車距離間隔，可從技術面與管 理面兩大方向著手。在技術面部分，可透過先進安全車輛(Advanced Safety Vehicle, ASV)之縱向防撞警示系統技術研發與應用，適時提供有效的安全警示訊 息，俾駕駛

12、者能即時反應，維持適當的行車間隔距離，達到安全防護的效果；至 於在管理面部分，則是透過嚴格的執法取締，要求駕駛者確保法令規定之安全行 車間隔距離。然而不論是縱向防撞警示系統之發展，亦或是駕駛者行車安全間隔 距離法規之制定，除了必須符合動力學與運動學之物理法則外，更必須深入了解 駕駛者的實際跟車行為反應，如此所提供的警示法則或所制定行車安全距離，才 能讓駕駛者有所適從且願意接受。因此，建立一套符合大客車駕駛者心理物理 行為的跟車模式，乃是大客車縱向防撞警示系統發展與行車安全距離法規訂定的 基礎。此外，由於駕駛者在公路上之跟車行為反應，除了與駕駛者本身的駕駛習慣 有關外，尚與環境背景的複雜度、道路

13、交通狀況及車流行為等因素有關，因此相 關參、變數甚多而複雜。鑑於以往有關車流行為參數之研究大都採用觀測或實車 測試的方式進行，採用觀測的方法不易取得駕駛者真正的心理反應行為，而透過 實車測試的方式又具有一定的風險與限制，故利用駕駛模擬器可彈性設計道路交 通場景及重複實驗的特性，規劃實驗情境，進行實驗來加以模擬分析，應是一相 當可行的方法。至於駕駛模擬器之應用，實驗場景的規劃建置則是重要的成敗關 鍵，倘若場景規劃不佳，所得的實驗成果即無法反應真正的駕駛行為，甚至得不 到所要的實驗成果，因此，本研究乃依據所建置完成之大客車駕駛模擬器特性， 規劃建置大客車心理物理行為門檻模式之駕駛模擬場景，作為相關

14、研究應用的 基礎。 二、行為門檻模式回顧二、行為門檻模式回顧心理物理行為門檻模式(Psycho-Physical Behavior Threshold Model)為微 觀車流跟車行為模式的一種，其發展源於 Hoefs10於車流觀察中發現，當後車駕 駛者感識到前車與自身之間距及相對速率差異過大時，會加速貼近前車以縮短間 距，逐漸由不受影響駕駛範圍進入受影響駕駛範圍；當後車駕駛者感知到過於貼 近前車不安全時，則減速以加大間距；減速後之間距若不合後車駕駛者之期望則 再加速，整個系統就在本車不斷加減速的自我調整過程中達到穩定跟車狀態。因 此如何界定不受影響駕駛範圍的間距，或相對速率門檻以及受影響之跟

15、車行為反中華管理學報 第六卷 第一期 第 119-140 頁 民國九十四年122應是本模式之主要的研究對象。而此種駕駛行為所表現的現象有兩點：(1)跟車過 程處於一微幅振盪調整之間距與速差系統中；(2)在各反應狀態下，具有如拋物線 型之感知門檻2。決策者在某一相互影響範圍內，具有相同之決策行為，須越過 某門檻後，其行為才會有所差異，此即行為門檻的意義。將行為門檻用來判 斷不同行為區域間的觀念引入跟車模式中，即為心理物理間距模式（Psycho- Physical Spacing Model） 。目前國內、外有關心理物理行為門檻模式之 研究，大多僅限於小客車或機車之駕駛行為，尚缺乏大客車之駕駛行為

16、分析，本 研究蒐集各相關研究文獻，加以整理說明如後。1.Wiedemann 11將心理物理間距模式(Psycho-Physical Spacing Model)觀念 引進微觀車流模式中，建構一數學模式，即所謂的行為門檻模式 。其特點為 同時考慮速差與車間距離作為行為變化的決策條件，駕駛者根據路況中的時空 變化，對應其決策門檻而進行跟車行為調整。模式基本假設亦為單一車道跟車 行駛，不考慮變換車道情形，可將車流狀況分成三個反應區：感知反應 (Perceived Reaction)區、無意識反應(Unconscious Reaction)區和無反應(No Reaction)區，同時建立相關的門檻公式。2.陳世泉3針對台灣地區機車行為門檻模式的研究，首先選取特定路段，然後架 設攝影機以錄影方式取得車流資料，並利用反覆觀測，加以判斷及分析，以進 行模式參數之校估，找出各門檻界限之區隔後，再據以細分為各決策行為區， 如圖 1 所示。資料來源：3