不同认知负荷下工作记忆对换道行为的影响.pdf

摘要

道路交通事故的发生，很大一部分原因是在行车过程中非驾驶任务占据了驾驶人大

量的认知资源，导致其驾驶绩效不同程度的下降。而受影响的程度，与驾驶人的认知能

力方面有很大的关系。工作记忆作为人们重要的认知能力，代表着个体的注意力控制能

力，因此从认知负荷出发，研究工作记忆与驾驶行为的关系，可以为从驾驶人认知能力

方面减少道路交通事故的发生提供理论基础。

本文在总结归纳工作记忆和认知负荷相关理论研究与国内外驾驶行为研究的基础

上，以常见的换道行为作为研究主体，将换道行为切分为意图阶段和执行阶段。用心理

学n-back任务作为调节驾驶员认知负荷的手段，建立换道模拟场景，通过模拟驾驶实

验，以驾驶纵向操纵特性、横向操纵特性、换道安全特性出发，探究不同认知负荷对驾

驶人换道行为的影响。同时把经典的工作记忆测量范式Ospan、Rotspan、Sspan、Rspan

相结合，使用z-score标准化方法，测量驾驶人工作记忆容量，以探究不同认知负荷下驾

驶人工作记忆对换道行为的影响。结果表明：

1.在换道意图阶段，认知负荷对驾驶人的纵向操纵表现方面影响不大，但对横向操

控特性有显著性的影响。与无负荷驾驶相比，较小的认知负荷会提高驾驶人的横向稳定

性，但认知负荷超过驾驶员认知极限时，驾驶人对横向的控制能力会减弱。

2.在换道过程中，无论有无认知负荷，驾驶人通常对目标车道前车的重视度最高，

对当前车道前车的重视度最低。同时驾驶人对于目标车道后车最为敏感，当有认知负荷

时，驾驶人会显著提高与目标车道后车的安全时距，以保证自车与目标车道后车的安全。

3.与无负荷驾驶相比，较小的认知负荷会减少驾驶人的意图阶段持续时间，但认知

负荷到一定程度后，驾驶人会感到安全威胁，并做出时间补偿，通过增加意图阶段持续

时间的方式来保证换道的安全。

4.工作记忆会影响驾驶人换道意图阶段的持续时间与横向操纵表现。高工作记忆容

量驾驶人能表现出更好的横向稳定性，并且有相对较短的意图持续时间。在1-back任务

下，工作记忆在认知负荷下保持弹性的能力能明显的表现出来，且工作记忆与SDLP、

意图阶段持续时间之间显著负相关。

关键词：认知负荷、工作记忆、换道行为、n-back任务、驾驶模拟器

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Abstract

Theoccurrenceofroadtrafficaccidentsislargelyduetothefactthatnon-drivingtasks

occupyalotofcognitiveresourcesofdriversduringdriving,whichleadstothedeclineof

drivingperformanceindifferentdegrees.Thedegreeofinfluencehasagreatrelationshipwith

thedriverscognitiveability.Asanimportantcognitiveabilityofpeople,workingmemory

representstheindividualsattentioncontrolability.Therefore,startingfromcognitiveload,

studyingtherelationshipbetweenworkingmemoryanddrivingbehaviorcanprovidea

theoreticalbasisforreducingtheoccurrenceofroadtrafficaccidentsfromthecognitiveability

ofdrivers.

Onthebasisofsummarizingthetheoreticalresearchonworkingmemoryandloadandthe

researchon