Summary
ここでは、シミュレーション環境で走行車両に従いながら運転行動を評価するためのプロトコルを提案する.提示プロトコルを使用して、さまざまな聴覚背景自動車運転行動上の影響を比較しています。
Abstract
車の運転は、現代社会で多くの人々 の日常の活動です。ドライバーは、多くの場合運転している間音楽を聴きます。ここで紹介した方法は、音楽を聴くが運転行動に与える影響について調査します。運転シミュレーションは、よく管理された環境と生態学的妥当性の良いレベルを提供するために選ばれました。次の車の作業の運転行動を評価しました。実習では、参加者は、彼らは現実の生活で行うだろうと先頭車両に従う指示されました。鉛車速は参加者に一定の速度の調整を必要とする時間に変わった。車両間の時間は、運転行動を評価するために使用されました。運転行動を補うためには、主観的な感情と生理的覚醒水準は収集されたも。よう、このメソッドを使用して収集された結果は、人間の内部状態 (すなわち、主観的な感情と生理的覚醒) と次の作業車の運転行動に洞察力を提供しています。
Introduction
車の運転の活動は最後の十年にわたって急速に増大したが、今現代社会で多くの人々 の日常の活動です。この成長に伴い運転活動ヒューマンファクター コミュニティ1の調査の熱い話題となっています。
通常は人口に関係なく人類を定義の主要な文化的な活動の非常に限られた数と2を考慮の歴史の期間があります。音楽は道具使用と言語能力3を支える記号推論とともにこれらの活動の一つです。演奏と音楽を聴くこと、したがって重要な個人と社会活動です。網羅的な文献に基づき、Schäfer ら4音楽リスニングに関連する約 130 の異なる非冗長機能を見つけて 3 つ音楽のリスニング メタ関数は、識別された: (1) 覚醒や気分の規制 (2)自己達成と (3) の社会関連性表現。結果として、人々 は、さまざまな場所や状況の5で音楽を聞いている頻繁。これらの状況の中で運転中に音楽を聴くことは、非常に一般的なドライバーの運転時間6の約 4 分の 3 の中に音楽を聴くことを報告します。
7リスナーの感情の状態に影響を与える知られている音楽を聴くとこのような状況で気分の変化を誘導し、エリア8を研究します。気分の調和理論によると人の行動はニューロ イメージング10 、11行動実験から得られる証拠を彼/彼女の気分9関連します。この考え方に続いて音楽を聴く自動車運転行動順番変更できます、ドライバーの気分を変更できます。
運転中の音楽による気分の変化は、特定の条件下でのパフォーマンスの向上やその他の条件の下で障害が発生する見つかりました。一方、複合体および厳しい走行環境は、静かな音楽は感情状態を軽減するために発見された: 軟化に及ぼす否定的な感情を持って、ストレスのレベルを減らす、ドライバーのリラクゼーションと穏やかな12を向上させます。このリラックス効果は緩やかな音楽変更13と比較して急激な音楽変更を使用する場合より効率的であると報じられました。その一方で、人々 は怒り以前に音楽を通して誘導されたガイド中立気分公演14と比較する画像とシーンの運転で危険を検出する速度が低下しました。幸せな音楽聞いても悲しい音楽は車15の側面制御に重大な影響をしていた制御効率を横に有害であることが判明した運転中。簡単に言えば、ドライバーの気分によって音楽と関連付けられた気分誘導と運転状況を考慮の逆の方法で運転性能に影響します。
メソッドの目的は、模範的な運転で聞く音楽の影響を調査する実験的制御の運転状況を提供することですここで報告しました。運転状況の再現性を確保するため運転シミュレーションに基づくメソッドが実装されています。一見、運転シミュレーションは、実際の調査を運転の劣化版として考慮されるかもしれない。しかし、現実はより複雑で、絶対的に最高の実験的ソリューションとして与えられた実験のセットアップは言えません。むしろ最高の実験装置は最も正確に調査のニーズに合った 1 つ16を懸念しています。またいくつかの欠点が付属して実質車運転は、最高運転状況日常生活を再現実験のセットアップ場合: 実験的操作の場合ドライバーの安全、性能、運転の面で潜在的な障害と走行環境は、トラフィック、気象条件などの制御の難しさの光条件、騒音等のレベル。逆に、運転シミュレータは、本物の車のように現実的は場合、実験条件と操作は厳重に管理することができます、17をレプリケートします。その結果、異なる参加者は、正確な同じ実験条件に公開できます。また、運転性能を損なう可能性がある実験的操作は、のみ仮想安全 (と本物ではない安全性) が従事するいると、可能な作られています。全体で、運転シミュレーション運転活動自然 (すなわち、外的妥当性) を節約する必要性と強力な実験的制御 (すなわち、内部妥当性) の必要性の優れた妥協点を提供しています。
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Protocol
ここで説明したすべてのメソッドは、リヨン大学 2 心理学の倫理委員会によって承認されているし、すべての参加者からインフォームド コンセントを得た。
注: で掲示される地域や大学での通知による参加者を募りました。
1。 参加者
- 運転免許証と運転経験の少なくとも 2 年間参加者があることを確認します。
- 参加者が正常または正常な視力やオーディションに修正されたことを確認します。
- 参加者は、精神病 (統合失調症など) を苦しむかを確認します。
- 同じような数の女性と男性を募集します。
- 参加者を心拍数を監視するウォッチにリンクされている心拍数ベルトに装備します。
- 自分最寄りの音楽トラックを自由に選択する参加者 (参加者選択の例: マーク ・ ロンソン ブルーノ火星や近江でチアリーダーを特色によってアップタウン ファンク)。求める参加者にその音楽を提供する USB スティック上を追跡します。このトラックを使って、実験 (セクション 3 を参照) の異なる音楽のバック グラウンドを作成します。
2. 運転シミュレーション
メモ: 次の手順は、新しい運転シミュレータ、1 台のコンピューター、3 つのスクリーンと同様、ステアリング ホイール、運転制御のための加速度とブレーキ ペダルのクイーンズで開発された BB_Sim に基づく表現されます。オープン ソースの OpenSD2S ソフトウェア18を使用して異なる運転シミュレータを用いた最初の研究を行った。
- ± 25 db のノイズ (すなわち、駆動の車両のエンジン) を運転運転シミュレーションを設定します。
- シミュレータ画面 (3 つの画面参加者が、各、48 × 30 cm 前にある水平軸と垂直方向の視角の 28.65 ° 視覚角度の 137.52 ° の合計をカバーから約 60 cm の前に参加者を座席します。 軸)、変更された車の座席に。
- 参加者の座席と座席の下にハンドルとペダル間の距離を調整しなさい
- 参加者が快適に配置されて一度は、シミュレータ (すなわち、加速度とブレーキ ペダル、ステアリング ホイールとの対話方法など) の機能を使用してについて説明します。
- 時々 発生し、必要な場合に、シミュレーションはいつでも停止することを知っている参加者を聞かせてシミュレーション病気について参加者に知らせます。
- 5 左曲がりと 5 右曲がりとトラフィックなしの方向ごとの 1 つの車線で農村道路を使用します。
3. 音楽の背景
- ピッチ変更することがなく、音楽のテンポを変更するのにソフトウェアを使用します。
- 各参加者の 4 つの聴覚の背景を作成する: (1) いいえ音楽、演奏; 追加音楽なしで(2) 音楽、各参加者の最寄りの音楽トラックを加えず。(3) 増加テンポ音楽 +10、各参加者の最寄りの音楽トラック。テンポが正規のテンポの 10% 増加します。(4) 音楽 10、減少テンポで各参加者の最寄りの音楽トラック。テンポが正規のテンポの 10% 減少します。
- 音楽の強度を制御します。音楽の強度は、運転性能19を変更する知られています。すべての聴覚の背景がない音楽条件の 75 dB に強度を設定します。
- 各ドライブの全体の持続期間のための 4 つの音楽のバック グラウンドの 1 つを再生するのにソフトウェアを使用します。参加者の左側の右上にある 2 つの外側のパワード モニター スピーカーで音楽を再生します。
4. 模擬次車作業
- タスクに関する説明を提供する:"ドライブ現実の状況で行うように。あなたの目標は近接しているが安全な一定の距離で目の前で車に従うまるで未知のルート上の次の友人」。トラフィックまたはパス上の障害物がないことを参加者に知らせます。
- ドライビング ・ シミュレータ、シミュレーション環境、車両コントロール車次タスクと参加者を理解するために訓練の段階でシミュレーションを開始します。参加者が快適に感じる場合は、トレーニング フェーズを停止します。
- 実験的ドライブを続行します。模擬の次車タスクと 4 つの音楽のバック グラウンドのいずれかを起動します。
- 各次車のシミュレートされたタスクの先頭に心拍数データの記録を開始、その運転タスクの最後で。
- シミュレーション車運転タスクの"Stop"の標識で停止する前に 50 m のドライバーの最初のドライブがあります。参加者の車両が停止すると、先行車、道路交差点の左に表示されます。車に従う参加者に指示します。先行車の速度、静止と追いつくために駆動車両をできるように 20 キロで設定する最初のフェーズの後、速度、によって異なります正弦波 45 キロと 70 キロの間 60 の各期間内 3 分の合計のための s。その後、運転を停止するように参加者にお問い合わせください。
- 次車タスク トラフィック方向で 2 車線道路を使用します。現実的な運転環境を提供するためにバランスの取れた左数道路セクションを使用 (n = 5)、右曲がり (n = 5) 45 m から 300 m. の曲率半径をさらに、木などの道路セクションの端にビジュアル要素を追加、障壁、フィールド、および地形。
- 4 つの音楽のバック グラウンドの次車作業を繰り返します。次車タスクの約 4 分 (実際次車に加えて、始めと終わりの運転シミュレーションの 3 分) がかかります。
注: 必要な場合は、次車のタスクの期間を拡張できます。 - 持ち越し効果を減らす各次車タスク間 5 分休憩を取る。
- ラテン広場の設計を使用して参加者の間 4 つの音楽のバック グラウンドのプレゼンテーションの順序を相殺します。
5. データの収集
- フランス21,22簡単な気分のイントロスペクション スケール (BMIS)20を使用して各条件が検証された後は、参加者の主観的な感情を収集します。このアンケートは、四次元気分で参加者の気分にデータを提供します: 快/不快覚醒/穏やか、正/疲れし、負/リラックスします。
- 生理学的な対策を収集します。心拍数の 1 秒あたりのサンプルを監視によって記録されたデータを使用して各実験条件の全体のドライブ上、平均心拍数と心拍変動を計算します。実際には、同じデータの標準偏差を計算することによって各実験条件と心拍変動中に収集されたすべてのデータを平均することによって平均心拍数を計算します。
- 測定目的平均車両間時間と車両間の時間変動を模範的な運転。レコードの両方を駆動と先頭車両の位置と各時間の速度は、60 Hz のサンプル レートでステップします。
- 各時間ステップで駆動車両先頭車両の位置が固定されており、駆動の自動車の速度が一定場合先頭車両の位置に到達するために必要な時間として車両間の時間を計算します。
- 合流時間の平均を取得し、車両間の時間変動を取得するこれらの値の標準偏差を計算するためにドライブに収集されたすべての値の平均値します。
注: 次車作業中運転行動を修飾するいくつかの変数を計算できます。合流時は特に適して駆動車両とドライバーが選択した先頭車両の安全マージンの表示を提供しています。
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Representative Results
メインの比較は、次の実験条件に基づいています。最初の実験条件がない音楽と音楽、ない音楽の背景と個人の比較優先ペアtを使用してバック グラウンド ミュージック-テストします。これらの分析は、音楽なしのコントロール状態と比較して最寄りの音楽を聴くことの影響を評価するために意味されました。2 番目の実験条件は 4 つの異なる音楽のバック グラウンド、比較なし音楽、音楽、音楽 +10 と-10 の音楽は音楽、反復性を使用せず統制条件と比較して音楽テンポ操作に対応します。
いいえ音楽と比較して音楽は簡単な気分内省尺度 (図 1) の 4 つの次元の 3 つに観測された主観的な感情に大きな影響を持っていた。快不快の有意差が見つかりません (t(23) =-2.75;穏やかな覚醒p < 0.01)、(t(23) =-2.67;p < 0.01)、肯定的な疲れと (t(23) = 3.54;p < 0.001) 寸法。負リラックス ディメンションの有意差は認められなかった (t(23) = 1.05;p = 0.153 より減少した)。
図 1: 主観的な気分の音楽と音楽背景条件下 BMIS によって評価。(A) プレザント不快なレベル 16 (最も不快な状況) から 64 (最も快適な状況)。(B) 穏やかな覚醒レベル 12 (最小限の活性化レベル) から 48 (覚醒度が最大レベル) を。(C) 肯定的な疲れレベル 7 (最も疲れているレベル) から 28 (最も肯定的なレベル)。(D) 負緩和レベル 6 (最も否定的なレベル) から 24 (最もリラックスしたレベル)。誤差は、標準誤差を表しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
すべての 4 つの聴覚の背景を考慮した BMIS (図 2) の 4 つの寸法の主観的な感情に大きな影響が観察されました。快不快の有意差は認め (F(3,69) = 2.75;穏やかな覚醒p < 0.05) (F(3,69) = 7.74;p < 0.001)、肯定的な疲れ (F(3,69) = 7.36;p < 0.001) と負リラックス (F(3,69) = 3.24;p < 0.03) 寸法。
図 2: 主観的気分によって 4 つの異なる聴覚背景条件下で BMIS 評価。(A) プレザント不快なレベル 16 (最も不快な状況) から 64 (最も快適な状況)。(B) 覚醒レベル 12 (最小限の活性化レベル) から 48 (覚醒度が最大レベル) を。(C)肯定的な疲れレベル 7 (最も疲れているレベル) から 28 (最も肯定的なレベル)。(D)負緩和レベル 6 (最も否定的なレベル) から 24 (最もリラックスしたレベル)。誤差は、標準誤差を表しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
平均心拍数は有意差なしの音楽と音楽の背景 (t(18) =-5.05;p < 0.001;図 3)。心拍変動の背景条件によって著しく影響はなかった (t(18) =-1.58;p = 0.07;図 3)。
図 3: 心拍数と心拍数変動音楽と音楽バック グラウンド条件を意味。(A) 平均心拍数。(B) 平均心拍変動。誤差は、標準誤差を表しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
平均心拍数が大幅に異なる 4 つの聴覚の背景条件下 (F(3,51) = 4.25;p < 0.01;図 4)。心拍変動の背景条件によって著しく影響はなかった (F(3,51) = 0.94;p = 0.43;図 4)。
図 4: 心拍数と 4 つの異なる聴覚背景条件下での心拍数の変化を意味する。(A) 平均心拍数。(B) 平均心拍変動。誤差は、標準誤差を表しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
平均車両間時間は有意差なしの音楽と音楽の背景 (t(23) = 2.53;p < 0.01; 図 5)。合流時間の標準偏差はないバック グラウンドの条件による影響を大きく (t(23) =-0.11;p = 0.55;図 5)。
図 5: 車 々 間時間と音楽と音楽の下で合流の時間標準偏差を意味する背景条件。(A) 平均車両間の時間。 (B) 平均合流時間の標準偏差。誤差は、標準誤差を表しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
平均車両間の時間は 4 つの聴覚の背景条件の下で有意差はなかった (F(3,69) = 1.88;p = 0.14;図 6)。同様に、合流時間の標準偏差はバック グラウンドの条件によって著しく影響しない (F(3,69) = 1.57;p = 0.20図 6)。
図 6: 車 々 間の時間と 4 つの異なる聴覚背景条件下で合流の時間標準偏差を意味する。(A) 平均車両間の時間。(B) 平均合流時間の標準偏差。誤差は、標準誤差を表しています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
かどうか音楽を聴く (音楽条件と音楽なし) 主観的な気分、生理レベルの覚醒と走行性能に大きな影響を持つことがわかった運転中。詳細については、ホイールの後ろに好きな音楽を聴いていた気分で、愉しみ、覚醒、およびより肯定的な気分 (図 1) の高いレベルにつながる肯定的な影響ことが判明。音楽と音楽の背景との比較では、ドライバーの平均心拍数で聞く音楽の影響を明らかにしました。音楽は、平均心拍数を増加しました。主観的データに沿ってこの増加は (図 3) を聴いて音楽による覚醒の増加として解釈できます。覚醒音楽聴取による生産の増加は、運転動作の変更変換と見なされます。次車の作業では、ドライバーは制御条件 (図 5) を聴く音楽なしと比較して音楽を聴きながら小さい車 々 間時間を過ごしました。これは、外部評価の観点 (すなわち、絶対的な安全マージン) に従う車両とドライバーの安全マージンの削減として解釈できます。ただし、ドライバーの観点から車両間の短縮おそらく知覚の能力に応じて調整です。覚醒の程度の高い高速検出と先行車の速度の変化に追従する応答を作成できます。ドライバーの観点からまだ合流時間の短縮が同じ安全マージン (すなわち、相対的な安全マージン) を維持するために必要です。合計では、実験のプロトコルは報告ここで気分の変化、生理的変化、音楽と音楽の条件間の比較のための運転行動の変化を明らかにするために十分に敏感であることがわかった。音楽テンポ (すなわち、4 つの異なる聴覚背景の比較) の操作は、結果の同じパターンに翻訳しなかった。主観的な感情と生理学的評価の覚醒のすべての 4 つの寸法が聴覚の背景などによって影響される場合、音楽のテンポの明確な影響は認められなかった.確かに、音楽、音楽 +10 と-10 の音楽条件ドライバーの主観的な感情や生理的覚醒 (図 2と図 4) に些細に異なる効果があった。さらに、一緒に考慮されたそれらの 4 つの条件は大幅に車両間の時間 (図 6) によって明らかにされた模範的な運転を変わりませんでした。
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Discussion
提案手法は、実験的制御と生態学的 vailidity16優れた妥協点を提供していますよく認知人間工学的調査に適しています。強力な実験的コントロールは、収集された結果が実験操作に関連していることを確認する必要がある場合の結果は興味の実験の条件に制限されている場合。確かに、興味の場合は実際の生活状況に譲渡することは科学的な結果です。これらのアサーションは、実生活だけ実験は貴重なが方法の生態学的妥当性が研究16の目的に依存することがなくストレスを意味しません。報告の方法は、人間の認知と実際の生活状況 (すなわち、車の運転) の行動に関心を持つ、良い実験的制御を必要としている研究者によって支持する必要があります。もちろん、報告されたメソッドが運転状況、様々 な音/雑音が音楽聴取が自動車運転行動上の影響を妨げる可能性が実際の生活を再現してないです。実際の運転状況で結果にこの影響もドライバー自身の安全がかみ合っていないようです。ただし、ここで提案された方法で運転タスクがない分割される、ドライバーの方が、イベント (すなわち、速度変更を追跡する車) 再現できる正確に条件から他にしてから彼らは通常、シミュレートされた環境で行うことができますドライブ、他に参加者。この手法には制限もあります。運転は複雑な活動で、ここに再現次車タスクは、他の多くの可能なタスクを運転中で 1 つだけの運転タスク。次車の作業で速度コントロールにフォーカスを設定、従事認知制御と神経回路のさまざまなレベルではない、戦術的および戦略的タスクと同様に、側面制御調査23。さらに、プロトコルの短い期間は疲労、気晴らしや心の問題を例えば徘徊を調査するのに十分ではありません。
幸いなことに、提案手法は、実験のニーズに応じて調整できます。ここでは、音楽24,25、運転の影響に関する先行研究に沿ってだけよく知られている車次タスク26を使用されています。将来的に研究、異なる視覚的探査戦略27を意味他の運転状況の考慮し、実験的プロトコルに追加も可能性があります。
プロトコルのこれらの可能な適応に関係なく運転シミュレータによる習熟期間は参加者が車両の運動力学に精通していると正しくインストールされていることを確認する必要です。同じ静脈では、品質、音楽トラックの強さでスピーカーの品質だけでなく、確実な重要な法の再現性。
人間の感情は、二つの直交の組み合わせ寸法28,29,30,31とみなされる古典的な: (肯定的な影響に否定的な影響を与える) から価数と覚醒 (から非アクティブ化する活性化)。例えば、悲しみは非常に否定的な原子価に関連付けられている (すなわち、不快な) が活性化31面で中立的な。今後の研究方向は、音楽を聴くを用いた感情のこれらの 2 つのディメンションをさらに調査するでしょう。その上、音楽は独自のプロパティを (例えば、強度、テンポ、リズム、モード) に基づいて記述することができる複雑な刺激です。また、リスナーへの影響に基づいて音楽を記述できます。など特定の音楽トラックは、それぞれ個々 のリスナーに異なる影響を持つことができます。ここでテンポ操作、走行と共に、お気に入りの音楽トラックを聞くの影響を調べた。将来は、リスナーによって差動への影響と他の音楽の寸法を調査できます。
メソッドの将来のアプリケーションは、音楽リスニング調査を超えてもできませんでした。32、ホイール33、および運転自動化34,35,36,37の背後にある心の放浪を運転中のテキスト メッセージなどの研究課題が提案手法恩恵など、.
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Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
本研究は、' Investissements d'Avenir ' プログラム内でユニヴェルシテ ドゥ リヨンの LABEX 皮質 (ANR-11-LABX-0042) によって支えられた (ANR-11-アイデックス-0007) フランス国立研究機関 (ANR) を作動させます。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Audacity software | Audacity | Open source | https://www.audacityteam.org |
| Driving simulator | Université de Sherbrooke | BB sim | |
| Polar watch with heart rate monitor | Polar | RC3 | https://www.polar.com/fr |
| Speakers | Yamaha | MSP3 | |
| Steering wheel and pedals | Logitech | G27 |
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