在確認國道客運駕駛普遍存在駕駛疲勞問題後，為了解駕駛員在疲勞狀態下對於 駕駛績效及行車安全之影響，及日益普遍之疲勞警示系統是否能夠進一步提昇大客車 駕駛之行車安全，本研究計規劃疲勞對駕駛績效之影響分析及疲勞警示系統成效分析 兩項實驗。
4.2.1 疲勞對駕駛績效之影響分析實驗 (一)駕駛模擬器實驗場景與事件設計
本 研 究 參 考 相 關 文 獻 (Philip 等 人 ,2005;Otmani 等 人 ,2003,2005;Nilsson 等 人,1997;Li 等人,2004)後發現，不論實車測試或是以駕駛模擬器作為實驗平台，所選 定的場景多為單調路況，且以高速公路交通量小的路段居多，目的是在創造一單純 且干擾少的駕駛環境，讓受測者可以快速進入駕駛疲勞狀態，便於實驗蒐集各項數 據；基於此，本研究擬定之實驗場景便以台灣地區高速公路為建置對象，場景具有 三個車道與路肩，每車道寬度為 3.75 公尺，路肩寬度為 3 公尺，其車道配置如圖 11 所示；道路兩側為丘陵地，此佈設方式乃為呈現出類似台灣地區國道三號北部路 段的景色，以符合受測者經常行駛之行車路線；場景內交通量為 A 級服務水準 (500pcu/車道/小時)，車流平均分佈於內、外側車道，實驗要求受測者須行駛於中間 車道且不能變換車道，為避免實驗車產生跟車行為，因此中間車道並未安排車實驗 車之外的其他車輛。至於駕駛模擬器模擬場景的各項變數本研究係以交通部運輸研 究所駕駛模擬器之相關研究(民 94)為基礎研擬本研究所需的內容，並將其彙整如表 36。
圖 11 車道配置及入侵事件示意圖
表 36 駕駛模擬器模擬場景變數項目表
名稱 項目
駕駛操控行為 跟車 道路類型 高速公路
單向車道數 3 車道及 1 個路肩 車道寬度
(1)車道寬為 3.75 公尺 (2)外側路肩寬為 3 公尺 (3)內側路肩寬為 1 公尺 分隔狀況 分隔島(交通島)
道路幾何 直線路段 道路坡度 平坦
標線 黃色實線、白色實線與白色虛線 天候 晴天
時間 白天
車流量 A 級服務水準(雙向道路上皆有車流) 事件物體 隨機由道路左側或右側接近中間車道 其他車種 小客車、Pick up、SUV
道路週邊環境 丘陵地
在事件設計部分，由於每位受測者其駕駛疲勞累積速度不同，因此進行實驗時 間均不相同，故本實驗無法訂定各類事件明確發生次數，因此採以事件觸發時機為 條件。本研究所設計之事件內容共有四類，將分別說明如下：
1. 車道入侵事件：本事件為瞭解受測者在非疲勞與疲勞狀態下遭遇突發狀況之反 應能力，故安排了車道入侵事件，藉由該事件可量測受測者對於事件物感知反 應時間，並分析感知反應時間是否產生變化或具有某特定趨勢。車道入侵事件 的觸發邏輯乃是當實驗車車速介於 80-100 公里/小時之間，事件物(狗)將隨機由 左側道路邊緣或右側道路邊緣橫向移動至中間車道正中央並停止，於 5 秒後取 消事件(狗消失)，其匯入距離(事件物到達中間車道中央)為距實驗車 3 秒(約 75 公尺)，移動速度為 10 公里/小時(2.78 公尺/秒)；為避免受測者產生學習性而對 事件物之觸發具有預期心理導致實驗失準，事件物將隨機由道路邊緣左側或右 側出現。至於事件觸發間隔，鑑於本實驗時間較長，且為避免事件觸發過於頻 繁反而致使受測者花費過多精神於事件處理上，故每次事件觸發時間至少需間 隔 3-5 分鐘，以維持單調路況。為使事件物於距實驗車 3 秒鐘前到達中間車道 正中央，故事件物需提前由路側出發：
(1) 事件物由右側路緣出現：因右側路緣距離中間車道中央為 8.625 公尺，故事 件物需提前 3.10 秒由路緣出現。
(2) 事件物由左側路緣出現：因左側路緣距離中間車道中央為 6.625 公尺，故事 件物需提前 2.38 秒由路緣出現。
(3) 事件物尺寸為：60 公分(長)×65 公分(高)。
2. 「正確率/錯誤率」實驗：本研究為瞭解受測者對於非緊急事件如路旁景物之反 應能力，故採用了「正確率/錯誤率」的實驗。該實驗方式乃是採用路旁標誌內 容辨視為其方法，本實驗所採用標誌為速限標誌(請參照圖 12)，其牌面速限選 擇字體形狀相似的 80 與 08，讓受測者進行辨視。該事件其出現時機為每 3-5 分鐘隨機出現一標誌牌，出現時間為距離實驗車 2 秒鐘前，出現位置為距離道 路右側邊緣 1 公尺並與道路呈 90 度夾角，其顯示內容為隨機選取；當受測者觀 察到速限標誌為實驗要求之「80」，即往復撥動模擬器「排氣煞車撥桿」一次，
若標誌排面為「08」則不需採取行動。至於受測者反應正確或錯誤之判斷方式 則如表 37 所示。透過此事件，便可獲得受測者在非疲勞與疲勞狀態下對於標誌 牌面反應的正確率與錯誤率，以分析受測者對標誌牌辨識能力是否具有特定的 變化。
圖 12 速限標誌示意圖 表 37 速限標誌牌面情境
標誌牌面速 限 (公里/小時)
撥 桿
未撥 桿
80 正 確
錯誤
08 錯 誤
－
3. 疲勞特徵問卷：問卷法是駕駛疲勞研究中常用的方法，本研究期望使用問卷法 得知受測者各種駕駛疲勞症狀的程度，作為受測者非疲勞與疲勞狀態的判斷依 據。問卷出現時機將以駕駛模擬器之系統時間進行計算，每 20 分鐘進行一次駕 駛疲勞問卷(Nilsson,1997)，該問卷內容包含由文獻彙整得出的常見駕駛疲勞徵 狀，各徵狀由無、輕微、中度至嚴重共分 10 個等級。進行問卷訪談時，駕駛場 景將停止並把問卷內容投影於模擬器中央螢幕上，受測者僅需坐於駕駛座上，
依問卷內容逐題回答即可，如此可減少因環境轉換而改變受測者疲勞程度之可 能性，進而影響後續實驗結果；工作人員將點選受測者選取之各駕駛疲勞徵狀 得分，並紀錄於駕駛模擬器資料庫內，便於資料存取與後續分析之用；問卷填
寫結束後，若受測者表示尚未疲勞則隨即進行下一階段駕駛任務，若受測者表 示已疲勞不想繼續實驗，則接著進行「疲勞偵測系統警示介面偏好」實驗。
4. 疲勞偵測系統警示介面偏好：此事件乃針對受測者對於疲勞偵測系統警示介面 的反應進行分析，瞭解疲勞偵測系統警示介面對於受測者的疲勞程度是否具有 改善。該事件是當受測者表示已疲累至無法繼續實驗時，工作人員將請受測者 繼續進行疲勞偵測系統警示介面偏好實驗，此時場景於開始實驗後 2 分鐘觸發 一車道入侵事件、第 5 分鐘觸發「正確率/錯誤率」事件。在車道入侵事件與「正 確率/錯誤率」事件觸發後，三組警示介面組合將間隔 10 秒鐘依序出現，其組 合方式如表 38 所示；影像部份將顯示於螢幕上，聲音由模擬器揚聲器播出；由 受測者告知工作人員其偏好何種警示介面組合，並由工作人員紀錄之。然後繼 續進行駕駛任務，1 分鐘後觸發車道入侵事件，車道入侵事件發生後 30 秒觸發
「正確率/錯誤率」事件；用以比對駕駛疲勞警示系統顯示介面觸發前後受測者 對事件之感知反應時間有無變化。
表 38 疲勞偵測系統警示介面實驗組合 警示
介面 聲音 影像
組合
一 嗶嗶聲
組合
二 嗶嗶聲
組合 三
注意！
請休息 15 分鐘(語音)
本研究整體實驗場景流程如圖 13 所示，受測者於發動駕駛模擬器後，便可開 始操作模擬器，當車速達 80-100kph 時，將隨機觸發車道入侵事件或正確率事件，
每 20 分鐘便停止該階段實驗，由銀幕呈現駕駛疲勞問卷，並由受測者進行回答，
若受測者表示其尚未疲勞可繼續進行實驗，則重新啟動模擬器駕駛任務開始下一階 段實驗，直至受測者呈現疲勞狀態並表示不再繼續進行實驗為止。
發動實驗車 (加入發動及引擎聲)
實驗車車速達80~100 kph
車輛減速事件 正確率事件
實驗區間是否達20分 鐘
否
是
填寫疲勞問卷
駕駛人是否已疲勞至 無法繼續實驗 繼續實驗
是
駕駛疲勞警示系統顯示介面 選擇
實驗結束
圖 13 實驗場景流程圖 (二)實驗場景資料蒐集範圍與資料後續處理
本研究實驗資料蒐集範圍包括駕駛模擬器、心跳量測設備與眨眼次數等，以下 將分別說明資料處理方式。
1. 駕駛模擬器：當受測者進行實驗時，平均每 0.1 秒記錄受測者之駕駛速度、方向 盤角度、油門深度、煞車深度等駕駛資訊，由於駕駛模擬器所紀錄之原始資料詳 盡，因此本研究可針對後續分析所需之指標、數據進行資料整理與篩選，以瞭解 駕駛疲勞對於受測者駕駛績效之影響。
2. 心跳資料：本研究參考 Li.等人(2004)年所進行研究後，得知心跳頻率與實驗時間 和疲勞程度有關，為瞭解台灣地區國道客運駕駛員的心跳是否受實驗時間與疲勞 程度所影響而產生變化，故擬量測心跳數據，以 10 Hz 的取樣頻率記錄受測者於 實驗過程的心跳頻率(Heart Rate)，實驗後匯出所須相關記錄檔，作為分析使用。
3. 眼球資料：眼球活動是目前用來判斷駕駛人疲勞與否的重要發展方向，本研究為 瞭解受測者的眨眼次數是否受疲勞程度所影響而產生變化，故研擬使用數位攝影
機紀錄實驗中受測者眼球活動，後續再由研究人員分析攝影資料，紀錄每位受測 者每分鐘眨眼次數，如此便可利用此資料統
4.2.2 疲勞警示系統成效分析實驗
本項實驗主要在整合大客車駕駛模擬器、FaceLAB 眼球追蹤系統及黃振彝(民 94) 之研究結果，分析受測者在不同睡眠條件及交通環境下所產生疲勞現象之差異程度，
同時在受測者發生疲勞現象時透過警示系統加以警示。由於疲勞警示系統對駕駛者駕 駛績效之成效分析已規劃在「疲勞對駕駛績效之影響分析實驗」中，因此本實驗之另 外一項目的即在疲勞警示系統對駕駛者之成效持續程度。
該實驗由於需限制受測者在進行設測前需有 6 小時以上之睡眠時間，並在規定時 間進行受測，因此無法以在職之大客車駕駛員進行實驗。在考量本項實驗並不須衡量 駕駛操控績效前提下，因此本實驗之受測者係以擁有汽車駕照之大學生為主，總計受 測人數為 10 名。
實驗情境包括：
1. 睡眠條件：
(1) 白天睡眠充足情境：受測者在白天起床後兩小時內進行測試。
(2) 夜間長時間無睡眠情境：受測者在夜間且無睡眠時間超過 12 小時情境下進行 測試。
2. 交通環境：
(1) 簡單情境：道路服務水準為 A 至 B 級之車流情境。
(2) 複雜情境：道路服務水準為 E 至 F 級之車流情境。
實驗進行方式為受測者利用大客車駕駛模擬器進行各交通環境之實驗，並利用 FaceLAB 系統偵測受測者之眼球狀態(如圖 14 所示)，當發現受測者雙眼閉闔時間超過 2 秒或 8 秒內眨眼超過 4 次時，系統即判定發生疲勞現象並記錄該時間點，同時利用 嗶嗶聲予以警示，後續再重複該步驟，只要受測者發生疲勞現象及同時進行時間之記 錄與警示，直至測試時間結束為主，每次測試時間為 2,400 秒。
圖 14 FaceLAB 系統偵測眼球狀態畫面