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中高齡人口之標誌偵測距離退化影響研究
計畫編號：NSC89-2614-E-028-001 執行期限：88 年 8 月 1 日至 89 年 7 月 31 日 主持人：林房儹 執行機構：國立台灣體育學院運動管理學系 一、中文摘要 由於國民所得提高、醫藥發達，國人 平均壽命也隨之增高，因此用路人中隨 處可見中高齡駕駛人口。由於人類視覺 能力、認知能力、注意力等會隨著年齡 之增加而減弱，為了解中老年人口對交 通標誌的偵測能力退化情形，本研究利 用電腦視覺模擬技術針對各年齡層受試 者進行道路交通標誌的偵測能力研究。 研究內容包含標誌的呈現類型、字數、 周圍環境光線等，以實驗各因子對中高 齡人口偵測距離之影響程度。並依據研 究結果提出交通標誌設計建議方案，期 以提高中老年人的標誌偵測度，進而使 中高齡駕駛人在最短的時間內做正確之 反應，以增進道路行車之安全。 關鍵詞:視力，偵測距離，反應時間 Ab st r a ctDue to the increase of the gross domestic product (GDP) and the high development of the medical science, the average domestic life expediency had been increasing. By observing among the elder and middle-age drivers on the road, we found that the man’s visual capability, cognition and attention had been declined due to the increasing of ages. The study has been adopted the computer visual simulative technology to evaluate the effectiveness of text and icon traffic signs, letter numbers and lighting condition for the middle-age and elder observers by examining their visibility distance toward the traffic signals whether decreasing due to ages. Therefore, the study proposes a project for the improvement of the design toward traffic signals for the elder drivers to make sure they can respond correctly in the shortest time to improve their safety on the road.
Keywor d ： Acuity, Visibility distance,
Response time. 二、計畫緣由與目的 駕 駛 人 根 據 道 路 交 通 的 外 在 情 境 接 收刺激，並加以研判採取必要的行動。 所以合理的道路交通標誌設計，可以幫 助駕駛人做正確的情境反應。駕駛狀態 中 有 90% 以 上 之 訊 息 接 收 是 來 自 視 覺 。 國 外 對 於 交 通 標 誌 之 研 究 結 果 發 現，單純利用視力來衡量駕駛績效並不 完全適當[1]。所以本研究擬同時考慮視 力 與 空 間 頻 率 等 來 了 解 其 對 標 誌 偵 測 與識別的影響。 由過去的研究結果發現，用路人對警 告 性 標 誌 較 一 般 性 標 誌 之 反 應 時 間 快 [2] ， 可 見 標 誌 的 設 計 的 確 會 影 響 識 別 度 。 另 外 ， 空 間 頻 率 與 交 通 標 誌 的 設 計，如圖案、文字、尺寸、形狀、色彩 等因素密切相關。對道路交通標誌圖形 與文字標誌之偵測距離而言，抽象符號 優於具象符號及文字符號[3]。而且，就 照度而言，日間駕駛人對標誌之偵測距 離較夜間為長，在低照度下目標物辨認 時 間 和 車 禍 事 故 發 生 率 有 強 烈 的 關 係，且對於所需的反應時間，會隨著照 明狀態的增加而遞減[4]。 上述的研究主要係針對一般駕 駛者 測試所得結果，但在交 通事故統計分 析時發現高齡者發生事故時，會引起 更嚴重之傷害與併發症[5]，由於國內 未 曾 針 對 中 高 齡 駕 駛 者 作 相 關 之 研 究，因此本研究認為有必要針對國人 中高齡人口進行研究。 2.1 研究目的 本 研 究 主 要 係 針 對 中 老 年 人 口 進 行 實驗，並提出交通標誌設計改善方案，
2 以提高中老人對交通標誌的識別度，進 而 使 中 高 年 齡 駕 駛 人 在 最 短 的 時 間 內 做 正 確 之 反 應 ， 以 增 進 道 路 行 車 之 安 全。 2.2 研究方法 研究方法係透過電腦視覺模擬方式， 配合不同的標誌設計與環境狀況進行實 驗。測試駕駛人對各種不同設計的交通 標誌之偵測距離、反應時間，以及各項 相關因素對交通標誌偵測距離、反應時 間所產生之影響。如性別、年齡、標誌 類型、照度、速度等變項對標誌偵測距 離、反應時間的影響。再經由實驗結果， 分析中高齡人口相對於其他年齡層的駕 駛 人 ， 對 交 通 標 誌 訊 息 反 應 行 為 之 異 同。 2.3 實驗方法 本研究先利用問卷調查及專家意見 法，將交通標誌內容訊息呈現類型分為 具象、抽象及文字三類。並挑選票選前 三名的具象符號(當心行人、當心兒童、 當心台車)及抽象符號(分道、狹路、雙 向道)以進行實驗。文字符號是針對所選 出的三種具象及抽象符號以中文字方式 來呈現其傳達的訊息。電腦模擬方式的 原理是利用相對位置改變及車輛速度之 相對運動，形成動態的影像，在模擬時 將實際駕駛情境中駕駛者向標誌接近的 情況，轉為標誌向駕駛者接近，亦即駕 駛者在實驗時是固定不動而將標誌向駕 駛者移動，只要相對運動中其相對位置 之改變與實際狀況相同，即可模擬與實 際狀況相似之標誌影像。 2.4 實驗因子與實驗程序 標誌訊息內容包含:3 種顯示類型（圖 形、楷書、粗圓體）、6 種警告標誌（當 心兒童、當心行人、當心台車、分道、 狹路、雙向道）、2 種亮度（10.5cd/m2、 65cd/m2） 與 3 種 車 速 (40Km/h 、 70 Km/h 、100 Km/h) 。 依變 項則為 偵測 距離與反應時間。並依下述步驟進行實 驗: 步驟一:徵求 48 位受試者，每位受試 者都必須擁有駕照一年以上，且依年齡 層分為三組︰年輕人(18-39)歲、中年人 (40-55)歲、老年人(55-75) 歲。每組各 8 男 8 女。 步 驟 二 :填 寫 受 試 者 基 本 資 料 並 量 測 受 試者矯正後視力。 步 驟 三 :實 驗 開 始 前 主 試 者 向 受 試 者 說 明實驗內容。每位受試者須背部緊靠椅 背端坐與電腦螢幕中央距離 60cm 處， 兩眼注視螢幕顯示畫面。當受試者按下 滑鼠時實驗開始進行，受試者確定看到 且清楚標誌所代表之訊息時，放開滑鼠 並 告 知 主 試 者 其 訊 息 為 何 。 若 回 答 正 確，主試者記錄此時螢幕所顯示的時間 及標誌尺寸大小。若回答錯誤則需按住 滑鼠繼續進行實驗，直到受試者回答正 確為止。本實驗將標誌訊息顯示類型（文 字、圖形）隨機排列出現，且每個標誌、 亮度、車輛速度也是隨機配合出現。 步 驟 四 :將 電 腦 螢 幕 所 顯 示 之 標 誌 尺 寸 大小，經由視角公式轉換為實際情境之 偵測距離。 若受試者在螢幕上標誌尺寸為 1.5cm (0.015m) 時 已 看 清 楚 標 誌 所 傳 達 之 訊 息，則轉換成實際情境下之偵測距離計 算如下: 首先求出受試者個人的視角，利用此 視角及本實驗假設的標誌尺寸 90cm，再 求出受試者的實際偵測距離。 tanθ= (L/D)， θ＝tan-1（0.015/0.6） ＝1.432。 實際偵測距離為： tan(1.432)＝（0.9/ D）， D＝36m 即偵測距離為 36 公尺 三、結果與討論 3.1 偵測距離 除了性別沒有顯著差異外，亮度、速 度、年齡、標誌訊息內容呈現類型等因 素 對 偵 測 距 離 、 反 應 時 間 皆 有 顯 著 影 響。就年齡言，高齡駕駛者偵測距離為
3 各年齡群組中最短者，平均僅為 42.576 公尺，而年輕駕 駛者平 均為 66.296 公 尺 。 老 年 人 對 各 類 型 標 誌 的 偵 測 距 離 : 圖形優於楷書;楷書優於粗體。而圖形標 誌中具象符號圖形偵測距離大於抽象符 號圖形標誌；楷書和粗體文字標誌中分 道、狹路、雙向道偵測距離皆大於當心 行人、當心兒童、當心台車。就速度言， 偵測距離與速率成反比，偵測距離遠近 依序為 40km/h > 70km/h > 100km/h。就 照度言，高亮度(65cd/m2 )偵 測距離大於 低亮度(10.5cd/m2 )。 3.2 因子交互作用對偵測距離之影響 研究發現各因子間的交互作用，尤其 是年齡與各因子間的交互作用，對偵測 距離的影響大都有顯著差異，分別說明 如下。 年 齡 與 照 度 : 各 年 齡 群 組 之 高 照 度 偵 測距離大於低照度偵測距離。中、老年 群組，高照度時的偵測距離皆小於年輕 人。年輕人在低照度時的偵測距離尚且 大於老年人在高照度的偵測距離。 年 齡 與 速 度 :各 年 齡 群 組 高 速 度 駕 駛 之偵測距離小於低速度偵測距離。 年齡與性別:無顯著差異。 年 齡 與 標 誌 類 型 :圖 形 標 誌 之 偵 測 距 離大於楷書標誌；楷書標誌則優於粗體 文字標誌，老年族群的圖形標誌偵測距 離大於全體年齡族群之粗體文字標誌偵 測距離。 照度與 標 誌 類型:在高照度時(圖 形 、 楷書、粗體)之偵測距離大於低照度時。 速度與標誌類型:任何速度下，圖形標 誌之偵測距離大於楷書或粗體標誌之偵 測距離。 3.3 反應時間 本研究之反應時間，為受試者能看清 楚及正確回答標誌所傳達的訊息之花費 時間。統計檢定發現除了性別外，年齡、 照度、顯示標誌訊息內容類型、任一標 誌訊息、車輛行駛速度對反應時間均有 顯著影響。 年齡:反應時間隨年齡而遞增，老年人 反應時間最長。年輕人反應時間平均為 2.113s，中年人反應時間平均為 2.791s， 老年人反應時間平均為 3.959s。 標 誌 訊 息 類 型 :圖 形 標 誌 有 最 短 的 反 應時間。在圖形標誌之反應時間以具象 圖形優於抽象圖形。楷書及粗體文字標 誌中分道、狹路、雙向道反應時間皆優 於當心行人、當心兒童、當心台車。 速度:速度在 100km/h 時反應時間最 短。 照度:高照度比低照度反應時間短。 3.4 因子交互作用對反應時間之影響 研究發現各因子間的交互作用，尤其 是年齡與各因子間的交互作用，對反應 時間的影響大都有顯著差異，分別說明 如下。 年齡與照度:各年齡群組在高照度時 之反應時間皆小於低照度。年輕與中年 群組，在低照度時反應時間皆小於老年 人在高照度時之反應時間。 年 齡 與 速 度 :各 年 齡 群 組 在 車 輛 速 度 愈快時則時反應時間愈快。 年 齡 與 性 別 :各 年 齡 群 組 中 男 性 之 反 應時間小於女性受試者。 年 齡 與 標 誌 類 型 :老 年 人 對 圖 形 標 誌 之優於楷書、楷書優於粗體文字。老年 人對任一標誌內容訊息不論是圖形或是 楷書、粗體文字，都比年青、中年人的 反應時間長。 照 度 與 速 度 :速 度 愈 慢 且 照 度 愈 低 時 其反應時間大於在速度快且高照度時。 照 度 與 標 誌 類 型 :在 高 照 度 時 不 論 圖 形、楷書、粗體的反應時間都小於低照 度時。 照度與性別:不論性別為何，在高照度 時反應時間小於低照度。 速 度 與 標 誌 類 型 :任 何 速 度 下 圖 形 顯 示 標 誌 訊 息 反 應 時 間 皆 小 於 楷 書 、 粗 體，速度愈慢其反應時間愈長。 速 度 與 任 一 標 誌 訊 息 :任 一 標 誌 訊 息 在速度愈慢時有愈長反應時間。 四、結論與建議 中高齡人口對於標誌的偵測距離和反
4 應時間經實驗後證實，除了性別以外， 標誌類型、空間頻率、行車速度等因素 對標誌偵測距離均有不同程度的影響， 主要結論如下： 1. 高 齡 人 口 對 標 誌 之 平 均 偵 測 距 離 (42.576m)約 僅 為 年 輕 人 (66.296m)的 64%倍。且 反應時 間隨年齡而遞增， 老 年 人 反 應 時 間 (3.96s) 為 年 輕 人 (2.11s)的 187%倍。 2.高齡人 口對標誌 類型的 偵測 距離與 其 他年齡層趨勢相同，即圖形標誌優於 文字標誌，楷書文字優於粗體。在反 應時間上，也是圖形標誌優於楷書， 楷書優於粗體。因為高齡人口之平均 偵測距離僅為年輕人的 64%，所以使 用 圖 形 設 計 標 誌 會 使 中 高 齡 人 口 有 較佳的偵測距離，其次是楷書文字。 3.空間頻 率對高齡 人口的 影響 與其他 年 齡層趨勢也相同，相同尺寸的標誌空 間中，筆劃愈粗識別度愈高，但是當 筆劃間距小於筆劃寬度時，反而容易 混洧。所以筆劃愈少的中文字比筆劃 多的字更容易辨識。因此就空間頻率 觀點而言，文字多寡會影響到偵測距 離和反應時間，本研究發現 2 或 3 字 標誌的偵測距離高於 4 個字之標誌， 相 關 研 究 [6]指 出 標 誌 內 含 字 數 最 多 以不超過 8 個為佳，否則會嚴重影響 高 齡 人 口 對 標 誌 的 偵 測 距 離 與 反 應 時間。 4.在不同 速度下之 偵測距 離與 反應時 間 有顯著差異。低速行駛時之偵測距離 愈長，研究結果發現當速度為 40km/h 時偵測距離為在高速 100km/h 行駛時 偵測距離的 1.058 倍。故交通標誌的 設 立 須 依 該 路 段 行 車 速 率 的 增 加 或 減少而適當的調整標誌的尺寸。 5.根據前 述說明 本研究 提出相 關建議 如 下: (1)因為一般人超過 40 歲之後眼睛的機 能會逐漸退化，所以中高齡的靜態視 力、動態視力、暗適應力、辦色力較 年輕人差，因此要達到令人滿意的視 覺績效所需的照明與對比必需隨年齡 的增加而提高。 (2)高速公路、快速道路、一般道路標誌 大小，應依據其道路速限設定不同尺 寸 ， 基 本 原 則 是 速 限 愈 高 尺 寸 應 愈 大。 (3)為保障高齡駕駛者的用路安全，應採 取 適 當 的 方 法 再 度 確 認 其 駕 駛 資 格，例如駕駛人的偵測距離嚴重衰退 時，應規範其駕駛行為，以提高交通 安全及減少社會成本。 (4) 本 研 究 實 驗 設 計 並 未 考 慮 標 誌 反 光、周圍環境狀況(如人口密度、道路 密度)，因此應對國內的交通意外事故 作 有 系 統 的 分 析 整 理 建 立 一 資 料 庫，找出肇事的人為因素或標誌設計 設置等因素，來加以改善。後續的研 究者將可朝此方向更進一步探討。 五、參考文獻
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公 路 指 示 標 誌 系 統 之 改 善 規 劃 ,運 輸 計畫季刊,第 27 卷第 1 期。
