音乐节奏对模拟驾驶表现 和车辆控制的影响外文翻译资料

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音乐节奏对模拟驾驶表现

和车辆控制的影响

摘要

汽车内是当下最受欢迎和最常被提及的听音乐的场所。但是，人们关于音乐对驾驶表现的影响知之甚少，只有少数研究表明音乐唤醒会降低汽车的驾驶性能。然而，音乐节奏会因为占用额外空间而增加驾驶的危险性；当必须处理的事件所需时间越长，时间变化的频率就需要更大的记忆存储空间,从而分散注意力操作，影响最佳驾驶性能。最近的研究探索了音乐对电脑控制的模拟驾驶的影响。假设模拟驾驶时听快节奏的音乐会加快心率，减少模拟一圈的时间，并增加虚拟交通违章。研究表明，音乐节奏会对模拟驾驶速度和感知速度估计都产生影响：随着背景音乐节奏的增加，模拟驾驶速度和速度估计也会增加。此外，背景音乐的节奏持续影响虚拟交通违规行为的频率：在快节奏音乐下，无视红灯，车道交叉和碰撞发生的频率最高。与音乐有关的交通事故和死亡人数并没有确切的统计。警方调查人员、司机和交通研究人员自身也不知道驾驶时听音乐的风险。研究的意义在于指出需要给予驾驶员教育，以提高其音乐对于驾驶时影响的公共意识。2002年爱思维尔科技有限公司享有版权。

关键词：模拟驾驶；音乐影响；车载音乐；音乐节奏；驾驶表现；控制；速度估计

1.简介

1.1.车载音乐的听取

日常生活中对音乐的使用最终被提到了音乐科学研究的舞台中心。至今为止，还没有多少研究文献描述真实的人群在特定的社会环境下或临时的条件下是如何使用音乐的。然而，近期有几项研究已经在概念性的基础之上有所建树，指出音乐的功用并不是与特定的使用背景无关；而这些正指向了一个不争的事实，那就是我们不仅研究音乐，绝大部分时间我们还伴随着音乐做事。DeNora的民族志研究，探索了音乐如何在西方文化中使用，确认了我们在骑行、吃饭、睡觉、跳舞、浪漫、幻想、锻炼、庆祝、抗议、采购、做礼拜、沉思和生育的时候，都会伴随着背景音乐的播放（参考DeNora,2000年）。

为了探讨日常生活中音乐的参与，Sloboda用类似于这样的问题来号召参与1998苏塞克斯大规模调查（Sheridan，2000年）的500名代表记者的相应：“你以不同的方式使用音乐吗？”“它们（即，音乐作品）与特定的时间、地点、活动或情绪相关吗？”调查结果表明，伴随音乐的活动主要发生在室内或是个人独处时，其中发生频率最高的是在做家务和驾驶时（Sloboda，1999年）。在一个调查音乐在日常生活中的具体作用的后续研究中，（Sloboda,ONeill和Ivaldi，2000年,2001年）研究了通过插入非音乐家参与者每天聆听七次随机寻呼信号长达一周后记录的日记的日刊。期刊中最常被记录的参与者的下落是，他们的家（50%）和工作场所（21%），而运输途中（10%）和商业网点/娱乐场所（6%），也被报道，但所占比例较小。然而，伴随音乐的情况发生的频率是显著不同的：交通（91%），商业网点/娱乐场所（86%），家庭（46%），和工作场所（5%）。这项研究表明，虽然涉及日常生活的许多情形为音乐参与提供了极小的空间，但是其他类型的活动则为这种刺激提供了更广阔开放的空间。因此，音乐的播放更倾向于发生在个人独处时，在这种情形下人对音乐有个人选择的机会（Sloboda，1999年；Sloboda等人，2000年,2001年）。

这听起来似乎有点荒谬，就是个体被发现他们听音乐时的流行场所并不是他们舒适的客厅，或者与社交群体，类似于亲密的伙伴、大家庭或朋友共享的地方。相反，最常被报道听音乐的情况是在无人陪伴的汽车驾驶中。那么，许多汽车消费者把他们的车辆当做音频环境也就不足为奇了。在过去的十年里，一次一个频道标准的调幅/调频汽车无线电收音机已经被收音机/磁带盒播放器作为一个包含项目所取代。如今，许多司机进一步定制自己的汽车音响配件，包括CD播放机、开关、放大器、均衡器和扬声器的各种配置和频率范围。这种消费行为引发了几项研究（Melka和Melka，1999年；Ramsey和Simmons，1993年），旨在测试适应车辆所有者的汽车输出音响系统，和评估各种车舱定位扬声器装置的整体音质。这些研究突出了声学的主体性和听取车内复制音乐的心理特点。显然，未来有为音响发烧友提供可以自定义他们自己的车辆，使其可以与个人电脑连接，并装有可供下载的MP3播放器的趋势。

Oblad（2000年），就是推测当个体在车内播放音乐时不仅仅是由于吸引力，而是拥有具体的期望的那个人，研究了音乐、驾驶员和汽车之间的关系。她觉得，驾驶员不一定是想要听音乐，而只是想要伴随着音乐在车内度过时间。Oblad报道说，车内最常播放的音乐是有节奏的，声乐，和流行的热门歌曲或者多种类型的“摇滚乐”。她表明，很多驾驶员都意识到自己对于特定的音乐会有不同的反应，从而选择不同的音乐作品。因此，参加者将音乐的作用描述为，既影响他们驾驶的节奏，同时又刺激他们做出该放松还是紧张的选择。驾驶员们报道感觉是“靠近音乐”还是“置身于音乐中”，并认为感知到的经历令人费解。Oblad假定驾驶和音乐之间存在相互依赖的关系，这个关系在一个人的早期驾驶历史中的中青年时期时便被构建。值得注意的是，早期的研究（Arnett，1991年，1992年；Gregersen和Berg，1994年）指出音乐和驾驶之间有相关联系，但是这些特定的音乐与消极的生活方式，鲁莽的开车方式和交通事故直接相关；陶醉于重金属和硬摇滚音乐时，驾驶会表现出显著更高的速率，会加快驾驶速度，增加青少年和年轻新手驾驶员的交通事故数。最后，为了探究音乐对驾驶表现的影响，Oblad采用由瑞典道路与运输研究所设计的一辆汽车来实现自发的口头评论，进而实现对包括离合器、刹车和油门踏板在内的路用性能参数的监测。Oblad报道说，车内音乐的响起导致了车速的加快。她指出，当一名驾驶员喜欢这种音乐，声音等级将永远不会达到足够高的水平，而强度级别则总是会引起巡航速度的加快。

1.2.强度对车辆控制的影响

在最近的一次审查中（Staum和Brotons，2000年），由强度水平（分贝）确定了五种不同的音乐听觉环境分区：舒适听力（plusmn;70分贝）；交响音乐会（76-100分贝）；随身听耳机（plusmn;90分贝）；酒吧和舞厅（plusmn;100分贝）；大音量摇滚音乐会（gt; 112分贝）。特别有趣的是，Ramsey和Simmons（1993年）以前实测的车载驾驶员调整声输出在83-130分贝范围内。一定会有人提问，听觉刺激在一定强度水平是会阻碍驾驶表现（从而将驾驶员置于危险增加的环境），还是会促进驾驶表现（因此减少日常的实际危害）。例如，由Ayres和Hughes（1986年）所做的一项最有趣的研究表明，表现为同一强度水平的不同种类的听觉刺激不一定呈现出相同的声学特性，也不一定会导致相同水平的影响。这项研究发现，喧闹的背景音乐（107分贝）虽然对视觉搜索和追踪任务没有造成影响，但是导致了视觉敏感度的受损（但是并没有发现70分贝的音乐，或者70分贝的噪声，甚至107分贝的噪声有什么影响）。这一发现表明，喧闹音乐的瞬时峰值可能会对扰乱前庭-眼动控制产生一定作用。显然，虽然并不是所有的听觉刺激都会干扰视觉任务，但是音乐有点不同于其他形式的听觉刺激（例如，噪音和口头指令），它更容易造成暂时性地破坏执行的主要任务（而且它甚至可能增加超过处理能力双倍的任务）。

事实上，有些人认为伴随着背景音乐驾驶是导致汽车灾难的原因。Spinney（1997年）挑战性地做出这样的猜测，即驾驶时的音乐刺激实际上增加了驾驶性能并加快反应时间；因此，背景音乐有助于避免驾驶危险。Turner，Ferdandez和Nelson（1996年）也发现，70分贝的音乐对于随机的、意料之外的红灯（即汽车驶入后出现的刹车灯）有一个显著的降低反应时间的作用（但是无论是60分贝还是80分贝的音乐都不能达到这样的效果）。尽管如此，绝大多数人认为，舒缓的音乐能够促进驾驶（或至少不会对驾驶表现的认知造成影响），而大音量的音乐则会损害对车辆的控制。这种看法可能会被发展成为将驾驶看作是一种包含警戒要素的复杂行为。因此，从某些方面来看，希望能在低等到中等强度的背景音乐下进行驾驶改善。基于这种想法，Beh和Hirst（1999年）分别探讨了在缓和音乐（55分贝）和大音量音乐（85分贝）的背景音乐情境下，低需求单一任务驾驶和高需求多任务驾驶的区别。结果表明，虽然简单追踪任务并没有受到音乐强度的影响，并且能够由于音乐强度提高对定位特定视觉信号所需的反应时间（即，应对驾驶环境中的危险信号能有更短的停车时间），但是在高需求驾驶中，大音量的音乐会显著增加对周边信号获取所需的反应时间。这些研究结果表明，虽然舒缓的音乐可能对驾驶警觉具备有益的影响，在较大音量的音乐下，对中央信号获取所需的反应时间的提高，会因为位于外周的信息而受损。这也就表明了音乐强度和注意力集中之间的相互作用，即当注意广度较大时，较低强度的音乐能够促进驾驶表现，而在较高强度音乐的情形下会损害驾驶行为。Beh和Hirst得出结论，在对中心视野内的信号注意力需求增加的情况下，较大音量的音乐可能会对驾驶行为有利，而对外周信号响应时间的增加却基本上抵消了所有优势。

从表面上看，可能会出现音乐的影响仅仅归因于“强度”或响度的情况。例如，North和Hargreaves（1997年）得出驾驶员会因为在拥挤交通中响亮的唤醒音乐会引起更大的处理需求而调低无线广播音量的结论。然而，驾驶时音乐强度的变化问题似乎又该被附带提出。特别是考虑到一些音乐体裁是由高度密集和活跃的音乐特征组成的，它们应该被播放到多大声才不会对车辆控制形成实质性的影响。因此，North和Hargreaves（1999年）探讨了“音乐的复杂性”对驾驶表现的影响。他们研究的基本内容如下：（1）听一曲音乐所需的认知工作（如，音乐成分分析，处理流畅的听觉组合所需的在线缓存时间）；（2）唤醒音乐（具备更多的认知需求）会减少注意力的可用空间；（3）当唤醒音乐和驾驶同时占用相同的有限处理能力，驾驶性能将被大大削弱。这项研究利用电脑模拟五圈汽车比赛。伴随着适度-慢速/柔和“舒缓唤醒音乐”（60分贝的每分钟80bpm音乐）或快速/适中响度“高唤醒音乐”（80分贝的140bpm音乐），进行低需求和高需求模拟驾驶任务；bpm是衡量每一分钟的节拍数量的标准。结果表明了任务难度和音乐类型之间的相互影响：模拟驾驶速度在低需求/低唤醒音乐的组合形式中得到最好的执行。虽然这些结果提供了富有价值的信息，研究人员们声称他们已经检查了“音乐的复杂性”似乎不太可信。音乐理论家们将复杂性视为由多个影响的组合证实了的知觉结果和一些刺激属性的相互作用，而不是由独立的要素直接组成。假设能够这样梳理出一个明显的方式似乎显得很轻率。然而，当考虑到它们的刺激物（即，60分贝的80bpm音乐或80分贝的140bpm音乐），将这项研究视为探究“节奏 强度”对模拟驾驶速度的综合影响似乎又是有必要的。

1.3.节奏对车辆控制的影响

在日常环境的背景下，因节奏而变化多端的背景音乐被认为可以改变人类的驾驶行为。研究表明，超市购物者在快节奏音乐下比在慢节奏音乐下在商店里移动得更快，餐厅顾客在快节奏而不是慢节奏音乐中会更快速地吃饭，酒吧里的饮料消费也随着被听到的背景音乐节奏的逐渐加快而变快和销量增大（Herrington和Capella，1996年；North和Hargreaves，1999年；North，Hargreaves和Heath，1998年）。传统上，探索音乐节奏影响的研究，需要调查人类任务表现的速度和准确性。例如，快节奏音乐增加股票市场环境下数学运算的速度和精度（Mayfield和Moss，1989年），升高自定义曲线（Nittono，Tsuda，Akai和Nakajima，2000年），并加快驾驶速度（Konz和McDougal，1968年）。此外，一些研究还指出，音乐节奏也会对人类知觉处理的某些方面造成影响。Iwamiya和Sugimoto（1996年）和Iwamiya（1997年）报道到，驾驶员们把风景宜人的乡村分别称为“令人愉悦的事物”（在缓慢节奏背景音乐的环境下）或“强有力的事物”（在快节奏背景音乐的环境下），即使观看的是精挑细选出来的相同的优美风景的视频剪辑。

然而，与驾驶行为相关的独有而且最为突出的音乐影响是与时间感知相联系的部分——特别是考虑到“时间感知”和“速度感知”如何叠加时。在视野几乎不变的情况下，音乐被认为会对时间判断造成影响。例如，购物者们在听到熟悉的背景音乐时，会错误地认为他们花费了更多的时间来购物（Yalch和Spangenberg，2000年），而病人们在接待大厅听到音乐时，则会错误地认为他们在等待上花费了更少的时间（North和Hargreaves，1999年）。这些矛盾涉及到一个事实，那便是音乐本身是一个暂时性的刺激，暂时的感官输入可能会对其他暂时性的感性印象产生干扰（如内部定时机制）。North等人（1988年）指出，音乐偏好也会对“时间”会被如何认知产生影响（比如，是驾驶员不喜欢的音乐时，只有少量信息会被编译），同时，更高的强度水平会导致更长的时间估计（比如，更突出的特点产生更高水平的注意、处理能力和唤醒）。

然而，在视野不断变化的交通流中——如在车辆行驶时，音乐的影响可能会更为复杂。Levin和Zakay（1989年）证明了时间感知与特定时间段内待处理事件的数量有关，并随着一个事件所占用的记忆和发生在特定时期的变化数量的增加而增加。因此，即使快速和慢速移动对象同时启动和停止，快速移动对象仍被认为行驶了一段更长的时间（Zakay，1989年）。在较早的发展阶段制定了关于“时间”、“速度”和“距离”之间的概念联系——它是基于快速移动的物体在固定的时间里比慢速移动的物体行驶了更长的距离的经验的。因此，早在孩童时期我们就把“更快”和“更长时间”等同起来。按照同样的逻辑可以推测，在较高认知活动水平上移动的音乐刺激（即，具有更快的速度、节拍或节奏）将会被认为比在较低认知活动水平上移动的音乐刺激花费更长的时间。为了检验这种假设，North等人（1998年）研究了慢速（＜80bpm）和快速（＞120bpm）流行音乐对花费在体能训练上的感知时间的影响。这项研究表明，在体育

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