實車實驗

本研究實驗設備由國立交通大學電機與工程控制學系吳炳飛教授研究團隊 與中華大學蘇昭銘、張建彥老師研究團隊共同研發進行整合，因此在前期經由 多次測試與修正，在正式實驗前曾兩次驅車前往台南到合作的客運業者車場進 行車上系統設備測試，由於車上電壓穩定性不如家庭用電穩定，因此在測試階 段發現車輛需熱車後一段時間電壓才趨於穩定，系統設備始能正常運作。

本研究大客車實車實驗安排於 96 年 12 月 24 日到 12 月 30 日與 97 年 3 月 24 日到 3 月 27 日兩次。在實車實驗前大約需一個小時的時間進行安裝，而系 統安裝完整後大約需 40 分進行測試。

本研究在正式實驗過程透過實驗人員進行即時監控，在每趟發車與到達時 進行人工記錄，車輛在發車後上高速公路前則依據事前安排判斷是否開啟警示 系統，由於在每個趟次間由於司機員需等待下一個趟次發車，往往休息時間過 長因此需將引擎關閉，在發車前再開啟引擎，亦由於休息時間過長因而造成開 啟後系統需熱機才會趨於穩定。本研究進行兩次實車實驗，第一次實驗時間訂 於 96 年 12 月 24 日到 30 日，其觀測時間為完整一週，共計約 80 個小時，實驗 車實際行駛於國道之時間約 52 小時 20 分。第二次實驗時間訂於 97 年 3 月 24 日到 27 日，其觀測時間為四天，共計約 36 個小時，實際行駛於國道的實驗時 間約 22 個小時。其大客車實車實驗詳細記錄如表 4.1 所示。

表 4.1 大客車縱向防撞警示實車實驗之紀錄表 日期日期日期

日期 起訖點起訖點起訖點起訖點 發車與到達時間發車與到達時間發車與到達時間發車與到達時間 是否為有效樣本是否為有效樣本 是否為有效樣本是否為有效樣本 是否有警示是否有警示是否有警示是否有警示 第一次正式實驗

台北到台中 15:35-18:30 否 無警示 台中到台北 18:45-21:25 否 無警示 96/12/24

台北到嘉義 21:45-01:20 否 無警示 嘉義到台中 01:25-02:45 否 無警示 96/12/25

台中到台北 19:35-22:10 是 無警示 台北到台中 01:45-04:00 是 無警示 台中到台北 07:35-10:10 否 無警示 96/12/26

台北到台中 11:35-14:00 是 有警示 台中到台北 07:45-10:25 是 有警示 台北到台中 12:15-14:35 是 有警示 台中到台北 16:15-18:55 是 有警示 96/12/27

台北到台中 20:05-22:30 否 有警示 台中到台北 13:25-16:15 是 有警示 台北到嘉義 17:05-20:50 否 有警示 96/12/28

嘉義到台北 21:25-00:15 是 有警示 96/12/29 台北到台中 04:00-06:30 否 有警示 台中到台北 07:05-09:45 否 有警示 台北到彰化 11:05-14:30 否 有警示 彰化到台中 14:55-15:15 否 有警示 96/12/30

台中到台北 16:45-19:40 是 有警示 第二次正式實驗

台中到台北 17:05-19:45 否 無警示 97/03/24

台北到台中 22:05-00:30 是 無警示 台中到高雄 05:45-08:00 是 無警示 97/03/25

高雄到台中 09:30-12:15 否 有警示 台中到台北 07:10-09:35 是 有警示 台北到台中 11:35-13:40 是 有警示 台中到高雄 15:35-18:00 是 有警示 97/03/26

高雄到台中 20:00-22:15 是 有警示 台中到嘉義 12:50-14:15 是 有警示 97/03/27

嘉義到台中 14:50-16:10 是 無警示 4.1.2 人工觀測影片與人工觀測影片與人工觀測影片與人工觀測影片與數據資料彙整數據資料彙整數據資料彙整數據資料彙整

本研究將所蒐集到的數據及影像資料進行處理，其處理流程如圖 4.1 所示。

圖 4.1 資料處理流程圖

首先將所蒐集到的數據及影像畫面分別進行處理，在影像畫面方面，由於 實驗過程機械故障、天候狀況、人為等不可抗拒因素造成樣本無法使用，為了 解司機員於駕駛過程中發生許多駕駛行為可能影響到大客車安全性，因此透過 人工觀測取得 17 趟有效樣本之影像畫面，觀測範圍以大客車進入到高速公路開 始觀察直到下交流道前，在觀測過程發現司機員較常發生且其行為可能造成大 客車行車危險性，觀測過程司機員發生之事件包含車輛匯入實驗車車道事件、

前方車輛煞車事件、喝水(或飲料)事件、使用無線電設備事件、變換車道事件、

調整椅子、剔牙、拿東西、吃東西等，在前五件事件中主要樣本充足且可能造 成大客車行車安全，因此針對此五項事件進行分析與探討；後四件事件中由於 樣本數少於 5 筆，因此不納入本研究事件分析當中。本研究透過人工方式進行 影片觀測，其影像畫面呈現如圖 4.2 所示，包含前方即時車況影像(左上)、中控 主機端畫面(右上)、司機員臉部畫面(右下)與司機員腳部畫面(左下)四項。在數 據資料畫面方面，透過實驗過程所蒐集到的數據資料依照每一趟次記錄為一個 檔案名稱，儲存為.txt 檔案以利方便使用，轉檔過程主要將.txt 檔案轉換為 Excel 2003 檔案，其畫面如圖 4.3 所示，在.txt 資料中記錄資訊包含跟車間距(記錄到

整數位)、時間(包含日期、時、分、秒、毫秒)、車速(記錄到小數點第 13 位)、

偏移量(記錄到整數位)四項，在 Excel 2003 中將上述資訊先記錄到原始數據工 作表中，其中資訊包含時間(記錄日期、時、分、秒、毫秒，但為將記錄檔時間 與影片畫面作一致性比對，因此僅取到秒數整數位)、車速(單位：km/h)、跟車 間距(單位：m)、偏移量(單位：cm)、備註(人工觀測影片部份將駕駛過程發生 較頻繁或特殊的事件記錄在數據資料中)。實驗過程中偵測設備偶會發生偵測錯 誤之資料，因此必須將錯誤資料進行刪除動作，接著透過先前人工觀測的影像 畫面中所觀測到的事件擷取出與數據資料先進行時間方面的比對，時間同步後 再依不同事件分類，則完成單一趟次資料與數據資料彙整，其他趟次依循處理 流程進行彙整。

圖 4.2 透過微型電腦螢幕即時監控之四分格畫面

圖 4.3 數據資料記錄方式 一、大客車縱向防撞警示系統之成效分析

觀測事件中以車輛匯入實驗車車道與前方車輛煞車事件作為探討縱向 防撞警示系統成效之依據，由於此兩事件透過觀測方式皆採事件較為緊急 之狀況，其緊急狀況之定義為事件發生當時在影像測距系統偵測範圍內(前 方車輛於 50 m 以內)且與前方車間隔距離持續縮短之狀況，由於先前在不 同趟次中分為有、無使用縱向防撞警示系統，以探討在有、無警示狀況下 事件發生過程前、中、後其各項駕駛指標變化狀況。在車輛突然匯入實驗 車車道事件中，有警示系統狀況下觀測到 55 筆事件；無警示狀況下觀測到 17 筆事件，由於司機員在面對車輛匯入實驗車車道時，有可能採取的動作 為透過變換車道以避開與前車保持在危險跟車內，該行為在此則不屬於本 事件探討範圍。事件觀測中發現平均車速無警示狀況下皆大於有警示狀 況，為了解在相同基準點下探討警示發佈前、後其車速之變化情況，因此 本研究以車輛匯入當下記錄為第 0 秒，以探討事件發生過程之車速變化情 況。此外，取事件發生前 5 秒作為司機員於一般車況下之情況，車輛匯入 當下後再取 10 秒作為司機員在面對事件發生過程回復到一般車況，總共 16 秒作為觀測事件前、中、後之變化情況。在前車突然煞車事件中，所觀 測到事件發生情況很少，無警示狀況下僅有 8 筆資料；有警示狀況下為 9 筆資料，在觀測過程也以事件發生當下取前 5 秒與後 10 秒作為觀測範圍，

其事件限制為當前方車輛在突然踩煞車是件之前 1 秒與實驗車保持在偵測 範圍內(50 m 以內)，以確保屬於較危急狀況下，才能有效探討縱向防撞警 示系統之成效。在此兩項事件中，皆以「跟車間距」、「偏移量」與「危 險跟車百分比」指標作為衡量駕駛行為與其安全性分析，在跟車間距指標 方面，由於有部分與前方車之跟車間距已超出偵測範圍外，該部分筆數據 則去除不納入檢定分析，在危險跟車百分比指標中，依據賓士汽車車廠研

究【17】中提及到大客車與前車保持間隔距離需為當時車速數值乘上 0.5(也 表示當車速在 100 km/h 狀況下需要 50 m 以上之跟車間距)，透過條件公式 計算出各事件狀況下之危險跟車百分比例。此外，本研究在觀測前方突然 煞車事件中，透過計時儀器記錄下司機員之感知反應時間，根據 Abea 等 人【15】文獻中將司機感知反應時間分為三階段，第一個階段為前方煞車 事件到司機員鬆開油門踏板過程之時間；第二階段為司機員鬆開油門踏板 到轉而踩煞車踏板過程的時間；第三階段為前方煞車事件到司機員踩煞車 踏板。感知反應時間指標部分以研究中前兩個階段為本研究探討縱向防撞 警示系統成效依據。在觀測過程中有完整此兩個階段之數據資料，在有警 示狀況下為 8 筆數據；無警示狀況下僅有 4 筆資料，此外，並將此兩階段 之感知反應時間進行加總以探討在有、無警示狀況下能否有效節省司機員 反應時間與節省秒數之百分比例，並進行各階段分析結果探討。

二、觀測事件分析

除了上述在影片當中所觀測到的事件外，本研究觀察到司機員喝水(或 飲料)、使用無線電設備與變換車道事件三項，並在觀測過程中本研究發現 並非在事件的每一個階段，皆會造司機員分心或讓大客車落入潛在危險當 中。因此本研究依據司機員在事件發生過程之行為分為數個階段，以探討 在事件各階段當中有哪些階段是需要司機員多加注意。首先，在喝水(或飲 料)事件共觀測到 13 筆資料，喝水(或飲料)事件過程定義為司機員欲拿杯水 或飲料時已有瞥視或欲拿取的動作記錄為開始時間，直到司機員將杯水或 飲料放回當下記錄為結束時間。在事件過程中發現司機員在拿取與放回杯 水或飲料時其目光離開前方車況之比例增高，而透過計時器計算該階段所 花的時間平均各約花 2 秒，因此將事件分為五個階段，階段一事件發生前 5 秒；階段二為事件開始後 2 秒內；階段三為事件發生中扣除前、後各 2 秒；階段四為事件結束前 2 秒內；階段五為事件結束後 5 秒，該事件分析 中以「車速」、「跟車間距」、「偏移量」與「瞥視頻率百分比」四項指 標進行探討，由於影片中發現在喝水(或飲料)事件中實驗車與前車皆保持 相當的安全距離，因此該事件則不需探討「危險跟車百分比」，另外在偏 移量指標方面又針對侵犯車道百分比例。使用無線電設備事件中共觀測到 11 筆資料，在事件過程中發現司機員在準備拿取或放回無線電設備階段大 約需花費 3 秒，其中在事件發生前約 1 秒，司機員會有明顯瞥視動作將目 光注視在無線電設備上，因此在拿取無線電設備階段將前一秒也納入該階 段二中，本研究將事件分為五個階段，階段一為事件發生前 5 秒；階段二 為事件開始發生前 1 秒到事件發生 3 秒內；階段三為事件中扣除前、後各 3 秒；階段四為事件結束前 3 秒內；階段五為事件結束後 5 秒，該事件主 要將各階段轉換為相同基準下以「車速」、「跟車間距」、「偏移量」、

「瞥視頻率百分比」、「危險跟車百分比」五項指標與一般車況進行分析，

在瞥視頻率百分比指標中主要依據 Hanowski【17】研究中透過 20 秒內平

均瞥視百分比例作為衡量司機員分心條件之指標依據。透過影片觀測發現 司機員在進行變換車道行為有兩項條件，其一為前方有車輛(超過 50 m)且 鄰近車道無車輛時，其二為與前方車間隔距離拉近(50 m 以內)且允許進行 變換車道，由於後者危險性較高，因此本研究主要探討與前方車逼近之變 換車道事件，在此事件之研究限制包括車速在 80 km/h 以上，其事件限制 為變換車道事件前與原車道前方車輛間隔距離在偵測範圍內進行事件，變 換車道事件後到目標車道與前方車輛間隔距離也須在偵測範圍內，符合此 兩項條件下共有 10 筆資料，本研究主要將事件分為三個階段，事件中階段 定義為車輛欲開始變換車道且車輛開始偏移記錄為開始時間，直到車輛變 換到目標車道且車輛趨於穩定記錄為結束時間；事件前定義為事件發生前 5 秒；事件後定義為事件結束後 5 秒，該事件中主要以「車速」、「跟車 間距」、「偏移量」、「瞥視頻率百分比」與「危險跟車百分比」指標進 行探討事件發生前、中、後階段與一般車況進行比較。

三、實驗因子分析

本研究欲探討司機員在一天當中四個不同時段，甚至在駕駛時間長短 的不同兩實驗因子是否會造成在駕駛指標上的差異，在駕駛指標中包含「車 速」、「跟車間距」、「偏移量」與「危險跟車百分比」四項指標，在實 驗因子方面僅以第一次實驗的九個趟次進行分析，由於無法一一透過人工 方式進行瞥視頻率記錄，因此實驗因子分析部份並不採用「瞥視頻率百分 比」該項指標進行分析，在分析過程考量到不同趟次中會有車流量的差異，

恐會影響到指標數據，因此在實驗因子分析當中，僅採用在 80 km/h 以上 的數據資料，以期得在相似條件下各因子條件下是否會影響到駕駛指標。

此外，為考量變化車道、使用無線電通訊設備、喝水事件、塞車狀況、進 入收費站等狀況繪影響到駕駛指標數據，因此在實驗因子分析方面僅以一 般車況下，不包含上述各項事件之數據資料進行分析。

本研究在實車實驗後欲探討司機員在一天當中主要以哪個時段下其駕 駛指標是否有顯著差異，主要將一日分為四個時段，第一個時段為凌晨 0 點 00 分 01 秒到上午 6 點整；第二個時段為上午 6 點 00 分 01 秒到中午 12 點整；第三個時段為中午 12 點 00 分 01 秒到下午 6 點整；最後一個時段為 下午 6 點 00 分 01 秒到凌晨 0 點整。在駕駛指標方面包含「車速」、「跟 車間距」、「偏移量」、「侵犯車道百分比例」與「危險跟車百分比例」

指標五項，主要以四個時段的平均值或標準差與整體平均值進行檢定，此 外，針對四個時段探討組間是否存在差異，透過 Scheffe 分析結果將群組 分為數類。

此外，欲探討司機員是否因駕駛時間越長造成疲累而影響到行車安 全，因而反映在駕駛指標當中，在觀測過程發現每個趟次在高速公路上之 平均旅行時間約在 110 分到 135 分間，平均旅行時間為 120 分，因此本研 究以每 30 分鐘分為四個階段，第一個階段為駕駛時間為 30 分以內；第二