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《科学通报》: 模拟驾驶与认知建模研究揭示新老驾驶员的区别: 热度 4 sciencepress 2013-8-1 16:22; 最近一项研究用模拟驾驶器比较了新老驾驶员控车能力的不同，并用计算机仿真模拟了这个区别，为改进驾驶培训和开发智能驾驶辅助系统提供了线索。这篇题为“驾驶经验与横向控制的ACT-R认知体系结构建模”的研究论文2013年6月20日在线发表于《科学通报》。该研究由浙江大学心理与行为科学系、浙江大学工业心理学国家专业实验室的沈模卫教授（通讯作者）研究团队完成，主要人员包括曹石、秦裕林和沈模卫。近年来, 交通事故逐渐成为影响群众安全感的重要问题。驾驶员因素是导致交通事故的最主要因素之一。目前中国汽车驾驶员已超过1亿人, 其中驾龄在3年及以下的新驾驶员约占三分之一。新驾驶员的驾驶经验不足, 可能是道路交通事故的一个潜在原因。从认知心理学的角度看，汽车驾驶是一项要求多种感知觉、决策、和记忆能力相互协调的复杂任务。分析新老驾驶员驾驶水平的差异，探索驾驶员学习驾驶技能的过程和规律，对改进驾驶员教学与培训方法，提高驾驶安全具有重要意义。以往关于驾驶技能的研究多关注某一方面的认知技能, 缺少对各种驾驶能力的全面考察和对驾驶绩效(如方向控制稳定性)的直接测量。为避免上述弊端，该研究采用了模拟汽车驾驶方法（如图1）,安全直接地比较新驾驶员与熟练驾驶员在汽车横向控制上的绩效差别, 然后使用认知体系结构建模的技术和方法，整合各种认知加工过程, 定量地对驾驶员行为进行建模。图1 模拟驾驶路况(a)与真实驾驶路况(b)对比图文章第一作者曹石说，该研究的难点主要在于从认知体系结构的角度建立计算机仿真模型来模拟驾驶员开车时的信息加工过程，并找到能体现区分新老驾驶员的关键认知因素。认知体系结构模型植根于认知心理学和脑神经科学理论对大脑信息加工的阶段和模块划分，强调对人解决问题和完成任务的信息加工过程（如视觉编码，记忆提取，理性决策等等）进行定量、可计算的模拟和解释。由于认知体系结构模型能够整合各方面的认知心理学理论, 因此能够更全面地模拟人的任务绩效。该研究结果发现有经验的驾驶员行车横向控制稳定性显著优于新驾驶员，在建模中通过给新驾驶员模型设定较近的视觉注意点，可仿真得出与实际驾驶员类似的结果。因此，视觉注意力过近, 可能是新驾驶员横向控制稳定性差的一个原因。该研究团队预计在未来，将有更多的模拟系统和智能系统辅助驾驶员的技能学习和车辆控制，提高驾驶安全。该研究使用的模拟驾驶器，可在普通家用电脑上运行。在设定好模拟路况和情景程序后，这种模拟器可用来训练新驾驶员熟悉危险的紧急情况（如爆胎、打滑）并练习应对策略。可计算的认知模型将实时地跟踪新驾驶员的技能熟练度，智能地决定教学内容和进度。该研究团队计划进一步研发此类智能驾驶训练系统。该研究得到了国家自然科学基金(31170974, 31170975), 人因工程重点实验室开放基金(HF2011-K-03), 国家基础科学人才培养基金(J0730753)和中央高校基本科研业务费专项资金资助。来源论文：曹石 , 秦裕林 , 沈模卫 . 驾驶经验与横向控制的 ACT-R 认知体系结构建模 . 科学通报 , 2013 论文链接： http://csb.scichina.com:8080/kxtb/CN/10.1360/972012-1360 (点击页面中部的PDF选项，可免费下载全文); 个人分类: 《中国科学》论文|8489 次阅读|5 个评论

认知建模的特点与问题: liuxiwei 2009-12-10 13:10; 为人建立认知模型，要考虑的人这一研究对象的时变非线性不确定等特殊性。人员建模的特点包括：不明确，不是简单的数学计算，没法数学解析。这是由人自身的模糊处理和辨识能力决定的；不确定，经验和记忆没有一贯性的再现，每次处理事情都可能有不同的方式，可重复性不好，这一点是人的记忆再现的特性决定的；输入的大场景，尤其是体现在知识技能的积累和应用，行为的产生一般不是来自一个单一因素影响，往往是综合了前后场景，前后情景暗含了很多人作出行为的影响因素。输出的多维度，不同的视角有不同的结果，行为事件的演化不是片面进行的，千丝万缕的普遍联系决定了模型输入输出都不是简单一维的。认知建模面临一些难题： 1. 参数设定，设计参数繁多，不容易主观设定。 2. 记忆建模，数据和知识表示的结构。 3. 行为决策，如何兼顾情感和个性的影响。; 个人分类: 认知建模|4195 次阅读|0 个评论

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