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在以汽车为主的全球机动化中,无论是发展中国家进行机动化过程,还是发达国家面临的机动化发展,交通安全问题已经成为一项全球性的挑战,据统计,25%-50%的道路交通事故因驾驶人注意力分散引起,而在驾驶汽车中,驾驶人主动参与使用车载信息系统的比例高达17.1%。在人车交互中,车载信息系统根据交通状况和驾驶人的认识负荷变化,不断优化,使其符合驾驶人的操作特性、心理特性等。由许多研究都已经证明以车内信息交互为代表的可用性任务,严重影响着驾驶员的驾驶绩效和交通安全。 本研究借助采用定性与定量方式,重点研究驾驶员操作车载信息系统过程中驾驶行为、眼动行为、生理行为、车辆状态等,变化规律建立用户认知模型,结合驾驶实际情境任务对驾驶员的操作进行可用性测试,最终提出车载信息系统的可用性评价方法,主要研究工作与结论如下: (1)分析了车载信息系统研究的理论基础。采用文献计量分析方法,综述了近十年来国内外车载信息系统领域的研究成果,总结了研究热点和发展趋势;阐述了车载信息系统的概念、分类、学科背景;对车载信息系统可用性评价中设计、开发、测试、优化,四个方面论述了车载信息系统的可用性综述,同时针对国内外研究的不足对车载信息系统评价体系展开了进一步的研究工作。 (2)对车载信息系统可用性指标进行分类与划分。提出了可用性指标分类,对车载信息系统模块进行划分,基于模块将可用性指标分为驾驶行为、眼动行为、生理行为、车辆状态等四个方面,从主观和客观构建初步可用性指标集,基于初步指标,建立可用性评价系统中人—车—环境的表征指标。 (3)车载信息系统可用性测试实验方案设计和技术实现。通过对根据车载信息系统的操作任务,将其划分为通讯、车载广播、收听音乐、导航以及设置五大操作模块,作为任务选取主要区域进行实验。在真实路况下,集成 GPRS、眼动仪、生理多导仪等设备,对驾驶员的驾驶,眼动和生理行为进行数据采集,弥补了之前研究中大多实验还停留在模拟实验场景条件,同时对数据采集和处理方法进行了设计,为数据结果分析奠定了基础。 (4)车载信息系统可用性评价指标结果分析。从驾驶行为、眼动行为、生理行为、车辆行为作为一级指标,同时结合了驾驶员性别、驾驶经验、车载信息系统界面设计作为人机影响因素,二级指标为:任务完成时间、错误数、SUS 问卷、NASA-TLX 问卷、注视时间、水平扫视幅度、垂直扫视幅度、眨眼频率、R 值、SMR值、心率指数、心率变异性、平均速度、平均速度标准差、加速度标准差等,进行显著性分析,确定出可用性评价指标。 (5) 车载信息系统可用性评价模型建立。针对可用性任务目标,基于 APN 确定评价指标求取权重方法,对指标进行归一化处理,确定可用性评语级,对可用性进行等级划分,运用模糊网络方法建立车载信息系统可用性评价模型,再通过PSSUQ和可用性模型建立相关系数分析,验证可用性评价模型的准确性。