基于驾驶员特性的导航语音设置研究
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摘要：电子导航地图已成为出行者不可或缺的工具之一，但目前导航语音的提示位置与播报内容缺乏相关理论和规范，本文利用交通工程相关专业理论，分析导航语音合理的提示位置及对应播报的内容。研究发现驾驶员特性对导航语音设置有极大影响，进而根据感知特性、判断特性及操作特性进行了导航语音设置位置的理论分析，这将为设置导航语音的相关规范提供理论依据。
关键词：导航语音；驾驶员特性；提示位置
1引言
出行者面对复杂或不熟悉的交通环境时则会询求电子导航地图提供信息，电子导航地图就成为出行者日不可或缺的辅助工具[1]。而行车时驾驶员的注意力需要高度集中，不得做出分心查阅电子地图等危险操作，因此语音提示十分适用于电子导航系统，使出行的安全性、便捷性得到提升[2]。我国电子导航地图产业起步相对较晚，导航语音设计的理论支撑较少、功能尚未完善。因此本文对导航语音合理提示位置及对应播报内容的问题进行探讨，希望通过研究完善相关理论，为导航语音的设计提供参考。
2驾驶员特性
驾驶员在行车过程中处理信息时会表现出一些自身特性，依据不同阶段分为感知特性、判断特性及操作特性三类[3]。而感知特性是影响驾驶员认知事物的最直接特性，分为感觉与知觉两个方面。
（1）与驾驶行为直接相关的有视觉、听觉、平衡觉、运动觉等重要感觉。观察路况信息和电子导航地图的使用涉及到了驾驶员的视觉和听觉，导航语音的播报内容与提示位置需要重点考虑视觉和听觉。
（2）与安全驾驶直接相关的有视觉、听觉、空间知觉、时间知觉、速度知觉等知觉形式。不同环境及道路条件对视觉与速度知觉有所限制，导航语音的播报内容与提示位置需要针对具体环境及道路条件进行调整。驾驶员行车、超车、会车都要依靠空间及时间知觉，因此关于变更车道、转向、进入出入口等语音的播报内容与提示位置需要考虑空间及时间知觉。
判断特性及操作特性对导航语音的播报内容与提示位置设置的主要影响因素在于驾驶员判断时间及操作时间。
3导航语音设置分析
3.1距离提示语音
距离提示语音能够帮助驾驶员提前了解其与相关节点的距离信息，驾驶员听到语音提示后往往都会观察道路情况及相关交通指示标志。驾驶员接收语音信息提示到视认完毕会产生一系列认知过程。距离提示语音应前于标志认读位置，因此考虑在标志认知模型[4]-[5]的基础上增加语音提示距离。
定义从认读点到标志牌的距离称为标志的视认距离，从消失点到标志牌的距离称为消失距离。交通标志的前置距离（L）应满足：
L?L0+L1+L2+L3+L4 （1）
导航语音提示位置距交通标志的距离（S）应满足：
S?L0+L1+L2+L3+L4+L5 （2）
其中，L0为标志消失到标志所在位置的距离，L1为认读结束到标志消失的距离，L2为认读开始到认读结束的距离，L3为识别标志到认读开始的距离，L4为发现标志到识别标志的距离，L5为语音提示到发现标志的距离，单位均为m。
根据生理学家唐德斯和陈静析[6]的研究结果，一般人的听觉反应时间为120～182 ms，非运动员的听觉反应时间集中于178ms左右。因此，语音提示位置到标志发现点的距离（L5）应满足：
L5?0.182*V （3）
其中V表示行车平均速度，m/s。
3.2变道、转向、进出操作提示语音
（1）提示语音位置
变道、转向、进出操作提示语音能够提醒驾驶员行车方向即将变更以及帮助驾驶员提前准备接下来相关操作，驾驶员听到语音提示后往往需要确认进行什么操作以及确认操作过程的安全状况。目前语音则是在固定距离提醒驾驶员直接进行操作，较为不合理。
提示语音位置不可距离操作限制临界位置如车道实线、交叉口、出入口等过短，以免驾驶员无法及时完成操作造成不便以及安全隐患；语音位置也不能过远，中国人感知时，在感知“很近”“近”“远”的交界距离时会产生模糊感[7]，且距离太远进行操作后可能会行车流畅性。
在未有较长排队的情况下，导航语音提示位置距操作限制临界位置的距离（D）应满足：
D0+D1+D2+T?D?D0+D1+D2+D3+D4 （4）
其中，T表示行车能见距离，m。D0为操作起始到操作限制临界位置的距离，D1为进行调整到操作起始的行驶距离，D2为安全确认到进行调整的行驶距离，D3为目的确认到安全确认的行驶距离，D4为语音提示到目的确认的行驶距离。整个操作过程应在操作限制临界位置前结束，D0应满足操作所需的最大距离。D2包含观察与等待操作行驶的距离，单位均为m。语音提示位置到目的确认点的距离应满足：
D4?0.182*V （5）
其中V表示行车平均速度，m/s。
（2）语音提示内容
语音提示内容建议为：“请准备变更到某某车道”，“前方某米处请左转/右转/调头/进入进口/进入出口”。如此可以以较为合适的距离提示驾驶员做好准备。
3.3其他提示语音
（1）目的地提示语音：有时定位系统的偏差不可避免，可在接近目的地200米处提示驾驶员已接近目的地，提醒其提前进行辨认。
（2）禁止、指示、警告等提示语音：相关信息在在道路上均有标志提示，因此在有信息支持的道路可参考距离提示语音的设置位置进行提示。
4结语
电子导航地图的语音提示功能能极大地帮助驾驶员在行车过程中处理相关路况信息，随着其使用越来越频繁与广泛，出行者对导航语音合理提示位置及对应播报内容准确性、合理性的要求也将日益提高。而目前导航语音设计的理论支撑较少、功能尚未完善，本文对导航语音合理提示位置的理论分析能够为导航语音的设计提供一定的参考。
参考文献
[1]李汝雯，刘杨.车载导航电子地图中语音提示应用与问题探讨[C]// 2013中国地理信息产业大会.2013.
[2]白雪.汽车导航系统中的路线情报功能的实现[D].吉林大学，2010.
[3]马艳丽.驾驶员驾驶特性与道路交通安全对策研究[D].哈尔滨工业大学，2007.
[4]杨金栋，沈党云，泮俊.基于视觉特征的交叉口交通标志设计[J].公路交通科技（应用技术版），2011（5）：269-271.
[5]欧志霖.基于驾驶员视觉的高速公路服务区交通标志设置研究[D].重庆交通大学，2016
[6]陈静析.视觉、触觉、听觉的简单反应时测定[J].上海体育学院学报，1980（1）：49-55.
[7]刘佳，吴晋峰，吴宝清.中国人距离远近的感知标准及群体差异[J].人文地理，2015（6）：34-39.
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