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目的
实验3的目标是检查在混合交通环境中（涉及周围的传统车辆，即0级车辆）模拟高速公路驾驶条件下，操作员如何识别和应对危险，以及不同的视觉分配策略如何影响这一过程。为此，分析了停用提示（即接管警告）对操作员随时间整体行为的影响。如第一章所述，最终目标是确定操作员如何与自动驾驶车辆互动，并确定自动驾驶技术如何最好地支持安全驾驶。对于本研究，NHTSA（2013年）对L3级操作定义的两个方面至关重要，并为实验设计和感兴趣的情景设定了基调：
• “驾驶员应随时准备接管控制，但有足够舒适的过渡时间。”
• “车辆设计使得驾驶员在自动驾驶系统工作时不需要持续监视道路。”
基于这些操作定义，实验3旨在研究操作员如何响应不同的警告和驾驶场景，无论是从自动驾驶中接管控制还是将控制权交还给自动驾驶系统。
方法
对于实验3，进行了一次单次暴露实验。参与者接受了对车辆及其操作的全面熟悉，包括使用自动驾驶功能。培训后进行了三次30分钟的实验性会话。在会话期间，参与者可以自由地进行与驾驶无关的任务（例如，使用他们自己的手机或提供的平板电脑，根据个人感觉适当），并呈现一条消息，声明他们必须接管车辆。本实验检查了参与者对这些消息的反应，包括反应的持续时间和响应方法。
实验设计
该研究采用的是被试内设计。每位参与者完成了三次连续的驾驶会话，每次会话使用一种警告类型；所有参与者恰好接收所有警告类型一次。三种警告类型分别是：分阶段的、即将发生的外部威胁和即将发生的无外部威胁。
独立变量
研究设计包括两个独立变量，如下所述：
控制警报类型
这是一个被试内变量，有三个层级。根据L3 级自动驾驶定义，这些警报的目的是提供“足够舒适”的时间让参与者反应，以测量他对警报开始的反应时间。（如果参与者未能在规定时间内成功重新控制车辆，系统将停止车辆。）请注意，这些时间不是未来设计的建议值，但被认为是适当的，以开始探索不同反应时间的兴趣和参与者的反应。
• 分阶段：涉及大约50秒的紧迫性逐渐增加，要求参与者在车辆停止前接管自动化。这是由一个虚假的系统故障消息触发的，表明参与者需要停用自动化并重新手动控制。（系统故障消息是由实验者注入的，以确保参与者的眼睛远离前方道路；然而，一些参与者在警报触发时看向了道路。）
分阶段警报代表了一个较低紧迫性的内部系统故障（例如，系统由于雾气发展而失去对其行驶车道检测的信心）。系统可能仍然能够正常工作，但随着能见度和系统信心的下降，驾驶员最终需要重新手动控制。根据训练视频，参与者理解分阶段警报从一个低紧迫性的信息消息，告知他们准备手动控制，到一个中等紧迫性的消息，要求他们请关闭自动驾驶功能，最终到一个高紧迫性的消息，指示他们“现在关闭自动驾驶功能”。
• 即将发生-无外部威胁：这个警报包括自动刹车以及听觉和视觉提示，涉及大约10秒的时间让参与者在车辆停止前从自动驾驶功能中接管控制。它始于更高紧迫性的听觉警报的开始，伴随着视觉HMI警报指示参与者“现在关闭自动驾驶”，并在参与者关闭自动驾驶系统或系统停止车辆时结束。
这个警报代表了一个更高紧迫性的内部系统故障，比如当系统对车辆位置的信心迅速下降时可能发生的情况（即，它旨在暗示可能存在内部系统故障，而不是外部物理威胁）。系统可能无法再长时间保持车辆的车道定位，操作员需要重新手动控制。
• 即将发生-外部威胁：这个警报包括自动刹车以及听觉和视觉提示，涉及大约10秒的时间让参与者在车辆停止前从自动驾驶功能中接管控制。它始于更高紧迫性的听觉警报的开始，伴随着视觉HMI警报指示参与者“现在关闭自动驾驶”，并在参与者关闭自动驾驶系统或系统停止车辆时结束。这个消息是在实验者与一个盒子揭示同时发出的。
正如这个警告的名称所示，它是用来代表车辆外部存在物理威胁的情况。
会话
这是一个有三个层级的组内变量；每个参与者的体验发生在三个连续的会话中。每个参与者根据分配给他们的顺序，在每个会话中体验一种警告类型。这三个会话有助于代表参与者随时间的表现。
依赖变量
研究设计包括九个依赖变量，如下所述：
驾驶者行为
• 对警告的反应时间（以秒计）
这被定义为在警告首次呈现后，参与者执行一个可以被认为是反应于警告的动作（例如，向前看，移动脚或手）的时间点。
• 恢复控制的时间（以秒计）
这被定义为从警告首次呈现开始，直到参与者尝试通过控制方向盘来手动恢复控制的时间。
• 表现
这被定义为参与者对感兴趣事件的正确反应（即，参与者在收到警告后是否重新获得控制？）。
• 用于恢复控制/取消自动驾驶的手段
这被定义为参与者首先尝试手动控制车辆的方法（即，按下关闭按钮，转向输入或踏板输入）。
• 释放控制的时间
这个变量包括两个部分：
激活自动驾驶功能的时长（以秒计）
这被定义为从系统指示自主性可用时起，直到参与者尝试激活自动驾驶功能的时间。
释放转向控制的时间（以秒计）
这被定义为从成功激活自动驾驶功能到参与者从方向盘上移开双手的时间。
• 恢复非驾驶任务所需时间（以秒为单位）
这被定义为从释放方向盘控制权到参与者恢复与非驾驶相关任务互动的时间。
研究人员推测，参与者尝试激活自动驾驶功能、在激活自动驾驶功能后释放方向盘控制权以及恢复非驾驶任务所需的时间可能与对自动驾驶功能的信任有关。具体来说，参与者执行上述任务所需的时间可能反映了对自动驾驶系统的高或低信任水平。
图4-1展示了依赖变量测量的顺序。
图4-1. 第3次实验中与操作员行为相关的依赖变量序列
眼动行为
在每次驾驶会话中，眼动行为在三个时间点被采样。监测率和非驾驶相关的视线转移在以下三个时间间隔内被测量：从警报前65秒开始到警报前55秒结束的10秒间隔，从警报前10秒开始到警报开始的10秒间隔，以及从警报开始到操作员成功重新手动控制车辆的时间间隔。眼动行为有两个组成部分：
• 监测率
这被定义为在给定时间间隔内与驾驶相关的视线时间的百分比。
• 非驾驶相关的视线转移
这被定义为在给定时间周期内非驾驶相关的视线转移的数量和持续时间。
与眼动行为相关的各种术语及其操作定义在表4-1中提供。
表4-1. 第3次实验眼动相关术语的操作定义
参与者主观评估
实验期间，每10分钟通过一次信任量表（附录E）进行评估。参与者被要求使用7点Likert量表对他们在进行非驾驶任务时对自动化系统正常运作的信任程度进行评分，其中“1”表示强烈不同意，“7”表示强烈同意。共收集了12个信任评分，相当于每个驾驶环节中的四个信任评分。除了实验期间收集的信任量表外，在完成所有三个驾驶环节后，参与者被要求完成体验后的信任量表（附录E）并参与开放式访谈（附录F）。
设施
本实验在弗吉尼亚州布莱克斯堡的VTTI的弗吉尼亚智能路上的测试轨道上进行（图4-2）。测试轨道按照州和联邦道路标准建造，长度为3.5公里（2.2英里），两端有环形转弯。轨道的直线部分大约长0.8公里（0.5英里）。除了环形转弯外，整个轨道有两条车道。测试轨道上提供无线互联网覆盖。该设施对公众关闭，实验期间只有与研究相关的车辆在场。
车辆
2012款雷克萨斯RX450h被用作实验3的实验车辆（图4-3）。这辆L2级别的车辆配备了一个原型自动驾驶系统，可以在测试轨道上模拟L3级别的驾驶。作为原型系统的一部分，安装了几个HMI组件。这些包括一个安装在仪表板上的屏幕，提供有关自动驾驶系统的相关信息，以及两个安装在方向盘上的按钮来控制自动化：一个按钮位于方向盘的左侧，用于开启，另一个按钮位于方向盘的右侧，用于关闭。
该车辆配备了VTTI的数据采集系统(DAS)。DAS通过以太网连接到自动驾驶系统。DAS收集的变量包括油门/刹车输入和自动化状态。此外，还收集了以下视频视角（如图4-4所示）：
• 操作员的脸部
• 超越肩膀
• 前方道路
• 外部左侧后方
• 脚部（踏板区域）
• 人机界面(HMI)
平板电脑
与实验 1 和 2 中使用的同款华硕 Nexus 7 平板电脑也被用于本研究；这为参与者提供了在车辆处于 3 级自动化时进行非驾驶任务的机会（图 4-5）。然而，对于实验 3，安装了在前两次实验中未提供的额外程序。
因为这个实验涉及一辆具有模拟 L3 功能的车辆，所以在平板电脑上提供了游戏和电影，可以在对参与者来说舒适的任何位置使用。平板电脑连接到智能道路的 4G/LTE 无线调制解调器，参与者被允许随意使用它进行不同的任务（例如，观看预载的电影，玩游戏，搜索互联网，检查电子邮件）。除了提供的平板电脑外，参与者还被允许使用他们的个人智能手机进行电子邮件，发短信，以及在研究期间他们认为合适的其他任务（但仅限于车辆处于 L3 级自动驾驶功能工作时）。
参与者
数据是从 37 名参与者中收集的；然而，有 12 名参与者的数据被认为是无效的（即，由于恶劣天气导致的会话取消，与数据采集系统（DAS）或原型车辆相关的技术问题）。本章中呈现的分析包括来自 25 名参与者的数据（17 名男性，8 名女性）。参与者的平均年龄为 38.8 岁（标准差 = 13.77），年龄范围从 18 到 69 岁。参与者被分为四个不同的年龄组，以确保所有年龄组都有代表：18-24 岁，25-39 岁，40-54 岁，以及 55 岁及以上；其中，四名参与者年龄在 18 到 24 岁之间（2 名男性，2 名女性），九名参与者年龄在 25 到 39 岁之间（6 名男性，3 名女性），八名参与者年龄在 40 到 54 岁之间（5 名男性，3 名女性），四名参与者年龄在 55 岁及以上（4 名男性，0 名女性）。然而，年龄组并不是本研究的依赖变量。
指导和培训
在接收任何实际操作培训之前，参与者观看了一个 10 分钟的视频，该视频总结了车辆的特性，特别关注了自动化组件和车辆的操作。这个视频是自动化车辆提供商的培训要求，并且与 NHTSA 在《关于自动驾驶车辆的初步政策声明》中“关于与自动驾驶车辆相关的州活动的建议”一节中的建议一致。必须注意的是，这项研究工作的目标不是开发一个全面的培训课程，而是确保参与者理解如何安全地操作有限的自动驾驶车辆，正如 NHTSA 对于 L3 级自动驾驶所建议的那样。这个视频旨在详细说明原型系统的操作能力和限制。在视频中，参与者还看到了不同类型的警报（即，分阶段的，即将发生的外部威胁[ET]，和即将发生的无外部威胁[NET]）。
然后，参与者被引导到实验车辆上。车内有两名实验员：一名前排实验员和一名后排实验员。前排实验员开车到测试轨道，然后完成了一圈测试轨道的演示，展示了如何激活和停用自动驾驶系统（称为“自动驾驶”）。原型系统清楚地显示了何时准备好激活自动驾驶功能。此外，车内实验员还演示了车辆适应较慢行驶车辆的能力。在这次演示中，后排实验员通过无线电通信明显地通知了实验中使用的两辆同谋车辆之一的驾驶员，让其在主题车辆前面驶出。领头车辆将速度降至 25 英里/小时，这要求自动驾驶系统调整主题车辆的速度。完成这一圈后，参与者在手动模式下驾驶一圈绕轨道行驶，这使参与者能够熟悉车辆和测试轨道环境，并帮助车内实验员评估参与者的驾驶能力。注意：实验员遵循一套既定的脚本和协议，以确保实验员之间的一致性。
在第二圈中，参与者练习激活自动驾驶系统。参与者还练习了退出自动驾驶功能。
学习会议
实验包括三个30分钟的驾驶会话。每次会话开始时，参与者被指示进入测试轨道。参与者进入轨道并前往准备区。在第一次会话中，一旦到达该位置，参与者被指示启用自动驾驶并准备好后开始使用。然后，参与者被要求在会话的剩余部分使用自动驾驶系统。（对于后续的会话，参与者被指示在进入轨道时启动自动驾驶系统并激活它。）
在每个会话中随机选定的一个点，呈现了三种警报类型之一：预设的、即将发生的外部威胁或即将发生的无外部威胁。警报发生在预定的位置，参与者在实验会话中经历了所有三种警报类型。虽然每个参与者都经历了所有警报类型，但警报类型并不总是以相同的顺序经历。每次会话后提供15分钟的休息时间，以确保参与者的舒适度；然而，一些参与者选择放弃休息。所有会话的最大速度为72公里/小时（45英里/小时），在轨道两端的转弯处使用较低的速度。
下面的图4-6展示了警报时间线的插图，随后是对警报的描述。使用DAS的视觉证据测量参与者对这些系统消息的响应时间。弗吉尼亚智能路测试轨道的示意图（图4-7）显示了警报描述中提到的测试事件的位置。
图4-6. 实验3的分阶段和即将发生的接管警报时间线
分阶段警报
分阶段警报包括四个逐渐增加紧急程度的阶段，并且包含视觉和听觉元素。图4-6显示分阶段警报由一个信息阶段开始，接着是两个警告阶段，然后是一个即将发生的警报阶段。与两种即将发生的警报不同，分阶段警报在最初的20秒内向参与者提供了一个信息消息阶段，然后是两个各持续10秒的警告阶段，这允许参与者在警报升级到即将发生阶段之前有总共40秒的响应时间（见图4-6）。如图4-7所示，分阶段警报在车辆上坡行驶时发出，就在测试赛道的顶部转弯之前。
即将发生的-外部威胁（ET）警报
一个标准的空纸板箱（最大尺寸：75厘米 x 50厘米 x 20厘米，长/宽/高）被放置在上坡方向的智能路（Smart Road）直道上，大约三分之一处（大约257米，或0.16英里）。这是由实验员在侧车中秘密完成的，那时侧车已经驶入一个转弯处停车，而引导车和受试车辆继续在测试轨道上行驶。当与物体的TTC（时间到达碰撞）大约为10秒时（大约200米，或660英尺），引导车会迅速转向相邻车道，揭示出放置在参与者行驶车道中心的箱子。（直到这一刻之前，参与者是无法看到箱子的。）此时，即将发生的-外部威胁警报被触发。参与者可以通过四种解除方法中的任何一种来接管车辆（刹车、加速、按下关闭按钮，或转动方向盘[可能会跟随引导车的路径转向相邻车道]）。箱子与车辆之间的碰撞不会损坏车辆。（然而，在研究期间没有发生碰撞。）
在下坡方向，进入直道时，系统被触发以提供即将发生的-无外部威胁警报（即，模拟由于系统问题而发出的警告）。系统或实验员没有向参与者提供关于警报请求的大小或原因的任何细节。在这一点上，参与者可以通过四种解除方法中的任何一种来接管车辆（刹车、加速、按下关闭按钮，或转动方向盘）。
图4-7. 弗吉尼亚智能道路测试轨道上的控制警报位置
在剩余的试验过程中，任何给定时刻，引导车辆、侧方车辆或两辆同谋车辆中的任何一辆都可能与参与者的车辆保持近距离。引导车辆保持10秒的车头时距，而侧方车辆则保持在被试车辆后两车长度的位置。侧方车辆仅在轨道的双车道部分使用（即，在转弯处没有侧方车辆）。引导车辆在赛道的多个点使用。同谋车辆使用轨道上的出口和交叉口进入和退出参与者的驾驶路径。在上述限制条件下（即，引导车辆、引导和侧方、侧方），同谋车辆的可能组合在各个圈次和会话中有所变化。图4-8展示了所使用的两种交通配置示例。
图4-8. 实验3中的示例交通配置
信任尺度（附录E）在每个会话期间每10分钟展示一次（在会话开始时，随后在10分钟、20分钟和30分钟后进行展示）。在完成第三次会话后，参与者被指示停用车辆的自动化系统，手动控制车辆，退出赛道，并返回准备区域。在那个时刻进行了一次访谈。访谈结束后，提供了参与研究的补偿。图4-9展示了实验3的事件时间线。
图4-9. 实验3的实验会话时间线
结果
驾驶者行为
通常，一个关键问题是，有无外部威胁的紧迫警报之间是否存在显著差异。然而，确定在某些情况下，分阶段警报与紧迫警报是否有所不同也可能是有趣的。例如，可以预期，由于分阶段警报的紧迫性较低，参与者在分阶段警报开始后需要更多时间来重新控制局面。然而，如果参与者实际上在分阶段警报后并没有显著更长时间来重新控制局面，这将是一个值得注意的结果。因此，对于每个操作者行为变量，分别简要探索紧迫警报和分阶段警报，然后简要进行比较。
反应时间
紧迫警报
在有无外部威胁的紧迫警报之间，反应时间没有显著变化，p > .05。参与者对有外部威胁的紧迫警报的平均反应时间为0.69秒（标准误=0.06秒，n=25，最小值=0.21秒，最大值=1.68秒），而无外部威胁的紧迫警报的平均反应时间为0.66秒（标准误=0.04秒，n=25，最小值=0.20秒，最大值=1.01秒）。同时，反应时间随时间的变化并不显著。
分阶段警报
反应时间对分阶段警报的反应显著取决于参与者在警报时是否向前看。具体来说，如果参与者经历了分阶段警报，并且在警报时向前看（M = 2.45秒，标准误=0.82秒，n=5，最小值=1.01秒，最大值=5.31秒），他们的反应比不向前看时慢（M = 0.61秒，标准误=0.1秒，n=20，最小值=0.27秒，最大值=2.21秒）。有趣的是，所有五个在分阶段警报时向前看的实例都发生在第三次会议期间。同时，反应时间随时间的变化并不显著。
紧迫警报与分阶段警报的比较
总的来说，与经历紧迫警报并向前看的参与者相比，分阶段警报时向前看的参与者的反应时间显著更长，无论是否有外部威胁，t(22.9) = 3.85, p = .0024，还是没有，t(21.7) = 3.99, p = .0018。然而，没有向前看的分阶段警报的参与者并没有比收到紧迫警报的参与者反应显著更慢，无论他们是否向前看，或者是否经历外部威胁，p > .05。
在图4-10和图4-11中，提供了反应时间的平均值和标准误差条形图，图4-10显示了警报开始后的反应时间，图4-11显示了相对于紧迫阶段开始的反应时间。包括这两个图表的目的是为了展示，尽管操作者可能对分阶段警报的反应比紧迫警报慢，但他们可能仍然有足够的时间在分阶段警报变得紧迫之前做出反应。具体来说，在图4-10中，分阶段警报的反应时间显示超过了紧迫警报（尽管如统计分析所示，只有当参与者在分阶段警报时向前看时，差异才是显著的）。然而，在图4-11中，当参与者经历分阶段警报时，他们在警报达到紧迫阶段之前很久就做出了反应。这反映了提前警告操作者危险的有用性，但也展示了。
图 4-10. 警报响起后，根据警报类型分层的反应时间
图4-11. 对警报的反应时间，按警报类型分层，相对于紧迫阶段的开始
恢复控制的时间
紧迫警报
无论是有外部威胁还是没有外部威胁的紧迫警报，在恢复控制的时间上没有显著差异，p > .05。此外，随时间变化没有显著变化。警报类型对恢复控制的时间有显著影响，F(2,21) = 68.18, p < .0001。平均而言，如果伴随外部威胁，参与者在紧迫警报后平均2.07秒恢复控制（标准误=0.14秒，n=25，最小=0.69秒，最大=3.59秒）；如果没有伴随外部威胁，则平均2.31秒恢复控制（标准误=0.18秒，n=25，最小=1.10秒，最大=4.99秒）。
分阶段警报
在分阶段警报后，参与者平均在16.96秒后恢复控制（标准误=1.25秒，n=25，最小=6.21秒，最大=23.95秒）。25名参与者中有14名（56%）在分阶段警报的信息阶段结束前（20秒）恢复控制，而其余11名参与者（44%）在第一个警告阶段内（20秒到30秒之间）恢复控制。
紧迫警报与分阶段警报的比较
无论紧迫警报是否有外部威胁，参与者在分阶段警报后恢复控制的时间显著长于紧迫警报后，有外部威胁时，t(22) = 11.93, p < .0001；没有外部威胁时，t(22) = 11.75, p < .0001。值得注意的是，尽管参与者在分阶段警报开始后恢复控制的时间较长，但平均而言，参与者在分阶段警报进入紧迫阶段之前仍有足够的时间恢复控制。
在图4-12和图4-13中，提供了控制恢复时间的平均值和标准误差条形图，图4-12显示了警报开始后的恢复时间，图4-13显示了相对于紧迫阶段开始的时间。包括这两张图表的目的是为了展示，尽管操作员在分阶段警报后恢复控制的速度可能比紧迫警报慢，但他们仍然可以在分阶段警报变得紧迫之前有足够的时间恢复控制。具体来说，在图4-12中，分阶段警报后的控制恢复时间显示超过了紧迫警报。然而，在图4-13中，当参与者经历分阶段警报时，他们在警报达到紧迫阶段之前很久就恢复了控制。这反映了提前警告操作员危险并有足够时间恢复控制的有用性，但也表明给出的警报应该反映驾驶情况的严重性。（有关统计分析的更多细节，请参见附录D，结果，驾驶员行为，控制恢复时间分析，统计分析。）
图 4-12. 警报发生后，按警报类型分层的重新控制时间
图4-13. 与即将阶段开始时相比，按警报类型分层的控制恢复时间
性能
参与者采取的行动的特征与他们的反应时间同样重要。参与者可能会对警报做出反应（例如，向前看），但在给定的情景中没有表现出适当的反应（例如，控制车辆而不是继续进行非驾驶相关任务）。对于这个实验，所有参与者都试图重新控制车辆，这是警报试图引发的期望性能。然而，其中一名参与者未能成功完成这一操作（即，没有对踏板施加足够的力量以重新控制车辆）。在这种特定情况下，车辆能够按预期停止，而无需参与者停用自动化系统。分析包括了这位参与者的这一特定情况的性能，因为尝试重新控制系统是正确的反应，即使尝试没有成功。因此，由于所有参与者在适当的时候都成功尝试重新控制系统，因此所有参与者在所有情况下都被认为表现正确。
重新控制/取消自动化的方法
对于两种类型的即将警报，大多数参与者选择使用刹车踏板来重新获得手动控制。然而，在模拟警报期间，大多数参与者选择使用方向盘上的关闭按钮来重新获得手动控制。这可能是由于动画HMI显示操作员通过使用关闭按钮重新获得控制，这仅在模拟警报期间展示。
激活自动化的时间
即将发生的警报
在有外部威胁和没有外部威胁的情况下，激活自动化的时间没有显著差异，时间上也没有显著变化，p > .05。平均激活自动化的时间是有外部威胁时为7.97秒（标准误=1.64秒，n=25，最小值=0.46秒，最大值=28.28秒）和没有外部威胁时为6.25秒（标准误=1.03秒，n=25，最小值=1.42秒，最大值=20.83秒）。
分阶段警报
在分阶段警报后激活自动化的时间随时间没有显著变化，p > .05。参与者平均激活自动化的时间为4.07秒（标准误=0.64秒，n=25，最小值=0.56秒，最大值=11.96秒）。更多细节请参见附录D。
即将发生警报与分阶段警报的比较
无论是有还是没有外部威胁，即将发生警报和分阶段警报之间在参与者激活自动化的时间上没有显著差异。（关于统计分析的更多细节，请参见附录D，结果部分，操作员行为，自动化激活时间分析，统计分析。）
释放控制时间
即将发生的警报
在即将发生的警报后，如果有或没有外部威胁，释放控制的时间没有统计学上的显著差异。没有外部威胁时，释放控制的平均时间为1.83秒（标准误=0.31秒，n=25，最小值=0.44秒，最大值=7.22秒），有外部威胁时平均为2.67秒（标准误=0.49秒，n=25，最小值=0.63秒，最大值=8.83秒）。没有发现时间上的显著变化。
分阶段警报
在分阶段警报后，参与者平均在1.37秒内释放控制（标准误=0.21秒，n=25，最小值=0.44秒，最大值=5.78秒）。在分阶段警报后释放控制的时间没有显著变化。
即将发生警报与分阶段警报的比较
如果存在即将发生的警报和外部威胁，参与者释放控制的时间显著长于分阶段警报，t(22) = 3.58, p = .0050。然而，分阶段警报和没有外部威胁的即将发生警报之间没有显著差异，p > .05。（关于统计分析的更多细节，请参见附录D，结果部分，操作员行为，释放控制时间分析，统计分析。）
恢复非驾驶任务的时间
即将发生的警报
在即将发生的警报有无非驾驶任务之间，以及随时间的变化，恢复非驾驶任务的时间没有统计学上的显著变化，p > .05。没有外部威胁时，即将发生警报后恢复非驾驶任务的平均时间为13.89秒（标准误=4.18秒，n=23，最小值=0.70秒，最大值=76.14秒），有外部威胁时为26.30秒（标准误=9.55秒，n=22，最小值=0.90秒，最大值=167.45秒）。
分阶段警报
在分阶段警报后，激活自动化的时间在各次会话之间没有显著变化，p > .05。参与者在分阶段警报后恢复非驾驶任务的平均时间为39.10秒（标准误=14.61秒，n=24，最小值=1.13秒，最大值=258.30秒）。
即将发生警报与分阶段警报的比较
无论是有还是没有外部威胁，即将发生警报和分阶段警报在恢复非驾驶任务的时间上没有显著差异。（关于统计分析的更多细节，请参见附录D，结果部分。）
图4-14. 平均值和误差条形图，操作员行为变量，在即将发生的警报中
图 4-15. 平均值和误差条形图，操作员行为变量，在分阶段警报中
表 4-2. 实验3操作员行为分析摘要表
视线行为
监测率
参与者在警报后立即监测驾驶环境的频率显著高于警报前，这适用于所有三种警报类型，p < .0001。
警报后立即监测道路的平均时间百分比为87.61%（标准误=1.39%，n=75，最小值=53.22%，最大值=100.00%），而警报前的平均时间百分比为37.55%（标准误=3.00%，n=150，最小值=0.00%，最大值=100.00%；图4-16）。有关统计分析的更多细节，请参见附录D，结果，视线行为，监测率分析，统计分析。
图4-16. 实验3中，按警报类型和警报前后时间间隔分层的驾驶相关视线时间百分比的平均值和标准误差条形图
非驾驶相关视线
从警报前的立即到警报后的立即，非驾驶相关视线的每秒率增加显著依赖于警报类型 F(2,182) = 10.05, p < .0001。具体来说，警报后立即，无外部威胁的迫近警报导致非驾驶相关视线的率显著增加，t(204) = 3.10, p =.0069，而经过预设警报后显著减少，t(204) = -2.66, p = .0258，但如果警报是迫近的且没有外部威胁，则没有显著变化。
参与者在预设警报前的非驾驶相关视线平均率为每秒0.18次（S.E. = 0.02次/秒，n = 50，最小值 = 0.00次/秒，最大值 = 0.50次/秒），警报后为0.14次/秒（S.E. = 0.04次/秒，n = 25，最小值 = 0.00次/秒，最大值 = 0.92次/秒）。对于有外部威胁的迫近警报，警报前的平均率为0.15次/秒（S.E. = 0.02次/秒，n = 50，最小值 = 0.00次/秒，最大值 = 0.50次/秒），警报后为0.31次/秒（S.E. = 0.06，n = 24，最小值 = 0.00次/秒，最大值 = 1.13次/秒）。如果迫近警报没有外部威胁，警报前的平均率为0.19次/秒（S.E. = 0.02次/秒，n = 50，最小值 = 0.00次/秒，最大值 = 0.40次/秒），警报后为0.42次/秒（S.E. = 0.06，n = 25，最小值 = 0.00，最大值 = 0.97）。（有关统计分析的更多细节，请参见附录D，结果，眼动行为，非驾驶相关视线分析，统计分析。）
信任量表
总体而言，参与者报告了对系统的强烈信任水平。在95.6%的情况下，参与者报告他们要么“适度同意”要么“强烈同意”信任系统。此外，信任随时间显著增加，z = 2.78, p = .0055（图4-17）。然而，经历警报后信任并未立即受到影响。（有关统计分析的更多细节，请参见附录D，结果，信任，随时间的信任分析，统计分析。）
图 4-17. 实验 3 中“7”评分随时间的比例
该图表反映了随时间增加的趋势：随着时间的增加，“7”评分的比例也在增加，尽管在时间点 6 之后，增加的速率变得更加零星。
实验后的信任量表
实验结束时（即不是在每个会话结束时，而是在所有三个会话都结束后），给出了六个与参与者对系统的信任程度相关的陈述的调查问卷。这些陈述是：
TS1. 当我在做其他事情时，我可以依赖自动化系统正常工作。
TS2. 自动化系统在需要时提供了警报。
TS3. 自动化系统发出了错误警报。
TS4. 自动化系统是可靠的。
TS5. 我熟悉自动化系统。
TS6. 我信任自动化系统。
所有回答都是基于一个7点李克特量表，选项范围从“1”表示强烈反对到“7”表示强烈同意。除了一个陈述外，所有陈述都是正面措辞，所以更高的分数表示更高的信任水平。陈述 3，“自动化系统发出了错误警报”，措辞是负面的，所以对这个陈述的回答被重新编码，使得“1”=“7”，“2”=“6”，等等。对回答的平均值和标准误差条形图显示在图 4-18 中（对陈述 3 的回答已重新编码）。
图4-18. 实验3体验后信任评分的平均值和标准误差条形图
体验后访谈
在车内体验之后，参与者被问了一系列六个问题。访谈被音频录制作为研究者笔记的备份。数字音频记录被转录成文本，但没有任何评论附上个人名字。25名参与者中有23名的回应被记录并转录。对于剩下的两名参与者，研究者参考了书面笔记。这些转录和笔记作为定性内容分析的基础，该分析使用框架分析方法完成。这项分析的结果被用来帮助研究者可能理解与常规不同的参与者行为。（一些参与者选择不参与非驾驶任务，而是继续监视道路）。完成框架分析所用方法的完整讨论和详细发现已包含在附录F中。
通常，参与者表示他们有一个积极的体验，并且对系统印象深刻且有信心。大多数参与者报告说他们对系统感到非常舒适（图4-19），并且这种舒适水平在15分钟或更短时间内达到（图4-20）。那些最初对自动化系统表示谨慎的参与者指出，到实验测试会话结束时，他们使用系统感到舒适。
图4-19. 第3次实验中对自动驾驶系统的自我报告舒适度水平
图4-20. 第三次实验中按年龄达到系统舒适度所需时间
第三次实验总结
本次实验检查了停用提示（即：接管警报）对操作者随时间的行为影响。在三个30分钟的驾驶会话中，参与者自由接触非驾驶相关活动，并呈现一条消息，声明他们必须接管车辆。参与者对这些消息的反应，包括反应持续时间和响应方式，是本次实验中考察的变量之一。
参与者能够区分呈现的不同类型的警报，并相应地采取行动。此外，激活自动驾驶系统和从自动驾驶系统中重新获得控制的方法受到警报类型和预先形成的心理模型（例如，将激活按钮与用于激活巡航控制系统的按钮相关联）的影响。此外，通过提供更多关于系统能力的教育，参与者对系统的舒适度和信心可能会得到提高。然而，由于这是一个测试情境，无法为参与者提供额外的教育。
分阶段警报提供了两种重要类型的数据。虽然紧迫警报有一个明显的起点，但分阶段警报包含了四个阶段，这允许了两种解释，这两种解释都为操作者行为提供了重要的见解。计算了两个值：从分阶段警报开始后重新获得控制的时间，以及相对于分阶段警报紧迫阶段开始的时间重新获得控制的时间。平均重新获得控制的时间是在分阶段警报开始后的17秒，这比紧迫阶段的开始早了23秒。值得注意的是，大多数经历分阶段警报的参与者（56%，n=14）在第一阶段，即信息阶段就重新获得了控制。
下面的表4-3提供了一个总结，显示了三个警报（分阶段、紧迫-无外部威胁和紧迫-外部威胁）的平均值，这些值是针对依赖变量的。此表比较了每种依赖变量的警报类型。如果两个特定警报类型之间没有显著差异，它们将共享一个共同的字母。例如，在释放控制的时间上，分阶段和紧迫-外部威胁警报之间存在显著差异，因此它们有不同的字母。然而，它们与紧迫-无外部威胁警报都没有显著差异，所以紧迫-无外部威胁警报与另外两种警报共享字母。
表4-3. 实验3中三个警报对于因变量的平均值
* 时间计算相对于紧迫警报本应呈现的时间点。
** 时间计算从阶段性警报的信息阶段开始的时间点。
