Physiological Characteristics and Nonparametric Test for Master-Slave Driving Task’s Mental Workload Evaluation in Mountain Area Highway at Night

With the rapid development of advanced mobile intelligent terminals, driving tasks are diverse, and new traffic safety problems occur. We propose a new research on physiological characteristics and nonparametric tests for the master-slave driving task, especially for evaluation of drivers’ mental workload in mountain area highway in nighttime scenario. First, we establish the experimental platform based driving simulator and design the master-slave driving task. Second, based on the physiological data and subjective evaluation for mental workload, we use statistical methods to composite the physical changes evolution analysis in a driving simulator. Finally, we finished nonparametric test of the drivers’ psychological load and road test. The results show that in compassion with the daytime scenario, drivers should pay much effort to driving skills and risk identification in the nighttime scenario. Thus, in the same driving condition, drivers should bear the higher level of mental workload, and it has been subjected to even greater pressures and intensity of emotions. Document type: Articl

Análise da validade comportamental de um simulador de direção imersivo

Simuladores de direção se apresentam como ferramentas de elevado potencial de pesquisa no que se refere ao estudo do comportamento humano durante a tarefa de dirigir um veículo, tendo em vista a importância desse na ocorrência de acidentes de trânsito. Todavia, é necessário garantir que os simuladores representem corretamente essa tarefa de direção, por meio do processo de validação dos mesmos, ainda incipiente na literatura. Nesse sentido, o objetivo do presente trabalho é avaliar a validade comportamental do simulador de direção imersivo do Laboratório de Sistemas de Transportes (LASTRAN) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em termos relativos (análise comparativa), absolutos (análise estatística), e pela estimação de modelos lineares simples. Para isso, foram coletados e analisados dados da direção em ambiente real, obtidos a partir da condução em campo em um veículo instrumentado, e dados da condução em ambiente virtual, em cenário reproduzindo as caracteristicas do ambiente real. Os resultados demostram, para a medida de desempenho velocidade, a validade relativa e bons ajustes para o modelo linear. Para a medida de desempenho posição, a validade relativa foi obtida para algumas configurações estudadas. O estudo também avaliou a ocorrência de simulator sickness e a percepção de realismo do cenário simulado, demonstrando a influência do ambiente imersivo nesses aspectos, com o aumento do mal-estar e boa avaliação dos itens: concentração na direção, identificação dos sons e isolamento do ambiente externo, respectivamente. Esses e outros resultados foram discutidos e interpretados a partir de resultados da literatura, e demonstram o potencial do simulador de direção do LASTRAN para estudos envolvendo o comportamento do motorista.Driving simulators present themselves as tolls of high potential for the study of human behavior during the driving task, given its importance in the occurrence of traffic accidents. However, it is necessary to ensure that the simulators correctly represent the driving task. This is done through the validation process, which is still incipient in the literature. In this sense, the objective of the present work is to evaluate the behavioral validity of the immersive driving simulator of the Transport Systems Laboratory (LASTRAN), at the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS). The analysis was made in relative terms (comparative analysis), absolute terms (analysis statistics), and by the estimation of linear models. For this purpose, data from the real world, obtained using an instrumented vehicle, and data from the virtual environment, using a driving simulator in a scenario reproducing the characteristics of the real environment, were collected and analyzed. The results show, for the performance measure speed, relative validity and good adjustments for the linear model. For the performance measure position, relative validity was obtained for some of the studied configurations. The study also evaluated the occurrence of simulator sickness and the perception of realism in the simulated scenario. The results show the influence of the immersive environment in these aspects, with increased discomfort and good evaluation of the items: concentration in the driving task, identification of sounds, and isolation from the external environment, respectively. These and other results were discussed and interpreted based on results from the literature, and demonstrate the potential of the LASTRAN driving simulator for studies involving driver behavior