驾驶人的风险认知能力是决定驾驶人能否安全驾驶的关键因素。风险认知能力越强的驾驶人,碰撞事故发生的可能性越小。因此,分析驾驶人的风险认知能力对于降低事故发生率,提高道路安全水平具有重要意义。驾驶人的风险认知能力是其对外部存在危险事物的一种认知能力。分析驾驶人的风险认知能力,需要先理解驾驶人的认知反应特性,进而研究在高风险场景下,认知反应特性与交通事故之间的关系。首先,本文采用E-prime软件,融合日常交通场景设计了Oddball实验和走停（Go/No-go）实验,分别研究驾驶人在进行选择反应和判别反应时的认知反应特性;其次,基于驾驶模拟平台,设计了包含制动预警刺激的跟车场景,研究驾驶人在跟车反应过程中的认知反应机制;最后,本文基于驾驶模拟设备,设计了交叉口紧急避撞场景,研究驾驶人在交叉口紧急避撞过程中的认知反应过程与机理,从认知神经心理学的角度解释了冲突事故发生的原因。本文主要由以下四部分组成:（1）基本信号刺激下驾驶人进行选择反应时的认知特性研究。从认知神经生理学的角度解释驾驶人面对不同的交通灯/语音刺激时认知反应特性之间的差异性,得出反映驾驶人进行选择反应时认知到不同刺激信号的生理指标。实验分别通过两大感官系统（视觉和听觉）,研究不同的刺激信号对驾驶人进行选择反应时的认知特性的影响。视觉刺激下,刺激信号分别是红、绿、黄三色交通灯;听觉刺激下,刺激信号分别是“红色”、“绿色”、“黄色”语音。基于驾驶人的脑电波形图以及事件相关电位（Event Related Potentials,ERPs）数据分析结果发现,在视觉刺激下,驾驶人感知到刺激信号的先后顺序分别是黄灯、绿灯、红灯;听觉刺激下,驾驶人感知到刺激信号的先后顺序分别是“红色”、“绿色”、“黄色”语音。驾驶人认知到刺激信号的时间越晚,反应时间越长。视觉刺激下,驾驶人在进行选择反应时,在大脑前额区的部分电极中100 ms左右会出现明显的负走向的波谷,在300 ms、800 m左右会出现明显的正走向的波峰;在大脑的枕区的部分电极中170 ms左右会出现明显的负走向的波谷,在1500 ms左右会出现明显的正走向的波峰。另外,通过比较脑电波的功率发现,疲劳驾驶人在做选择反应时大脑的活跃度下降。（2）制动信号刺激下驾驶人进行判别反应时的认知特性研究。从认知神经生理学的角度解释驾驶人在走停决策下进行判别反应时的认知反应特性,得出反映驾驶人进行选择反应时认知到不同刺激信号的生理指标。本实验主要研究驾驶人进行判别反应时的认知反应特性,采用Go/No-go实验范式结合日常的跟车场景,分别研究驾驶人面对刹车灯刺激、鸣笛声刺激、“刹车”语音刺激下的认知反应特性。研究结果表明,驾驶人在进行判别反应时,大脑的中央前回和颞区的部分电极中100 ms、600 ms会出现明显的负走向的波谷;在200 ms、1400 ms会出现明显正走向的波峰。刺激信号的形式对于驾驶人的脑电波形影响显著,相比刹车灯刺激,鸣笛声和“刹车”语音刺激下驾驶人脑电波形起伏更加明显。相比其他两种刺激信号而言,鸣笛声刺激对于唤起驾驶人认知的效果最好,驾驶人按键反应的正确率最高,反应时间最短。通过对比脑电波形,发现清醒驾驶人在一次刺激结束后,保持了高度警惕的状态以备下一次的刺激,这种事前对刺激信号保持警惕的能力使得清醒驾驶人在下一次进行判别反应时的绩效更好。（3）基于跟车驾驶模拟实验的驾驶人认知反应特性研究。基于脑电数据分析驾驶人在感知反应、判断决策、行为控制这三个阶段中的认知反应特性,并分析这三个阶段的脑电数据和驾驶行为之间的相关性。基于驾驶模拟平台,搭建了简单的跟车场景,引入了三种制动预警刺激信号,分别是前车刹车灯亮起、鸣笛声刺激、“刹车”语音预警。通过比较驾驶人在三种预警方式下的驾驶行为绩效,发现驾驶人在鸣笛声刺激下的驾驶绩效表现较好,表现为制动反应时间最短、最小跟车距离最长、平均减速度和最大减速度绝对值最小。进一步,将跟车驾驶过程分为三个阶段,分别研究驾驶人在每一个跟车阶段的脑电特性。第一跟车阶段,即匀速跟车阶段,“刹车”语音预警刺激唤起驾驶人的认知效果最好,表现为额区的部分脑电波较为活跃;跟车行驶的第二阶段,即制动反应阶段,鸣笛声更易引起驾驶人的认知,表现为额区和枕区的部分脑电波较为活跃;第三跟车阶段,即速度调整阶段,刹车灯刺激更易引起驾驶人的认知,表现为额区和枕区部分脑电波较为活跃。另外,疲劳驾驶人的制动反应时间较短,脑电波的活跃程度较低。（4）紧急避撞过程中驾驶人认知反应特性对事故风险的影响研究。基于脑电眼动数据分析紧急避撞过程中的认知反应特性,从认知神经心理学的角度解释冲突事故发生的原因。本文基于驾驶模拟平台,设计了交叉口紧急避撞场景,研究驾驶人在高风险场景下,认知反应特性对于交通安全的影响。设计三种不同的交叉口视距,基于驾驶人眼动数据、脑电特性数据和驾驶绩效表征,解释无信号控制交叉口事故的成因。得出的研究结论主要有以下两点:首先,在驾驶人行驶接近交叉口的15秒过程中,充足的交叉口视距保障了驾驶人在视觉搜索阶段充分观察冲突物体,及早地发现到冲突物体,进而采取及时有效地避撞行动,降低了冲突事故发生的概率。另外,充分的视距也保证了驾驶人更好地分配注意力,及时地转移注意力到关键的冲突物体上,大大提高了道路安全水平。另外,基于驾驶人的脑电变量可以对冲突事故是否会发生做一个预判。驾驶人在刹车前的第二秒的脑电波特性对冲突事故的发生与否影响显著,安全驾驶人在刹车前第二秒的所有脑区的脑电波活跃程度较低。基于上述四个实验,深入分析了驾驶人在日常交通场景下的认知反应特性,并分析了高风险场景下认知反应特性对交通安全的影响机制,通过眼动监测技术可对驾驶人的风险认知能力进行预判,基于脑电波技术可对驾驶人是否存在碰撞风险及疲劳与否进行预判,这些科学技术对预防交通事故,保障道路安全具有重要意义。本文包含图77幅,表36个,参考文献196篇。