ارزیابی اثر ویژگی‌های موسیقی بر عملکرد رانندگی و برانگیختگی فیزیولوژیک در محیط شبیه‌ساز

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 برنامه ریزی حمل‌ونقل دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
2 گروه برنامه‌ریزی حمل‌ونقل، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
3 گروه روانشناسی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
چکیده
این پژوهش اثر مؤلفه‌های ساختاری موسیقی بر عملکرد رانندگی و برانگیختگی فیزیولوژیک را در یک طرح درون‌سوژه‌ای با ۵۰ راننده کمّی‌سازی می‌کند. ۱۵ سناریوی موسیقایی بر پایه طرح فاکتوریل کسری با سه متغیر ساختاری موسیقی یعنی احساسات منتقل شده از طریق موسیقی، ضرب آهنگ موسیقی در حال پخش و شدت صدای موسیقی در حال پخش در شبیه‌ساز اجرا شد و ترتیب سناریوها به‌صورت متوازن و با وقفه ۵ دقیقه‌ای کنترل گردید. شاخص فیزیولوژیک از حسگر GSR به‌صورت مقاومت پوست (SR) ثبت و برای یکپارچگی تفسیر به Arousal Index = −z(log SR) نگاشت شد؛ سنجه‌های عملکردی شامل تعداد خطا، میانگین/نوسان سرعت، انحراف جانبی مسیر و زمان واکنش بود. تحلیل نگرش موسیقایی با PCA کفایت داده را تأیید کرد و با k-means ساختار K = 5 تیپ نگرشی را به‌عنوان بهینه برگزید . خوشه‌بندی روی سنجه‌های عملکردی–فیزیولوژیک نیز چهار تیپ پایدار را آشکار کرد (K = 4؛ Silhouette = 0.463) که به‌ترتیب «خطای کم/برانگیختگی کم»، «خطای متوسط/ برانگیختگی متوسط»، «خطای زیاد/برانگیختگی بالا» و «خطای کم/برانگیختگی بالا» را نمایندگی می‌کنند. آزمون‌های درون‌سوژه‌ای نشان داد نوع موسیقی تفاوت‌های معنادار در خطا و برانگیختگی ایجاد می‌کند. مقایسه‌های زوجی Wilcoxon (Holm)، تمایز موسیقی شاد و موسیقی اضطراب‌آور و موسیقی غمگین و موسیقی اضطراب‌آور را در هر دو دامنه تأیید کرد و تفاوت موسیقی شاد و موسیقی غمگین را فقط در SR/Arousal معنادار یافت. نتایج نشان می‌دهد موسیقی با القای برانگیختگی متفاوت می‌تواند هم بر ایمنی رفتاری و هم بر وضعیت فیزیولوژیک اثر بگذارد و ناهمگنی فردی قابل تفکیک به تیپ‌های پایدار است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

The Evaluation of the Effects of Music Characteristics on Driving Performance and Physiological Arousal in a Simulator Environment

نویسندگان English

Alireza Sadeghi 1
Saeid Sherafatipour 2
Hojatollah Farahani 3
1 Transportation Planning, Department of Civil and Environmental Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Department of Transportation Planning ,Faculty of Civil and Environmental Engineering,Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Associate Professor, Department of Psychology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده English

This study quantifies the effects of the structural components of in-cabin music on driving performance and physiological arousal in a within-subject design with 50 licensed drivers. Fifteen music scenarios, derived from a fractional factorial plan manipulating three structural variables—emotion conveyed by the music, tempo, and playback volume—were implemented in a driving simulator; scenario order was counterbalanced with 5-min inter-scenario breaks. The physiological index was recorded from a GSR sensor as skin resistance (SR) and mapped to a unified metric Arousal Index = −z(log SR); performance measures included driving errors, mean/variability of speed, lateral lane deviation, and reaction time. Music-attitude profiling via PCA confirmed data adequacy and, using k-means, yielded an optimal K = 5 attitude typology. Clustering on performance–physiology features revealed four stable driver response types (K = 4; Silhouette = 0.463): (1) low errors/low arousal, (2) medium errors/medium arousal, (3) high errors/high arousal, and (4) low errors/high arousal. Within-subject tests showed significant differences across musical conditions (Friedman for errors: χ² = 24.33, df = 2, p < 0.001; for SR/Arousal: χ² = 22.11, df = 2, p < 0.001); Wilcoxon pairwise comparisons with Holm correction indicated robust contrasts for happy ↔ anxiety-inducing and sad ↔ anxiety-inducing music across both domains (p ≤ 0.003), while happy ↔ sad differed only in SR/Arousal (p = 0.021). Findings indicate that music-induced arousal modulates both behavioral safety and physiological state, and that inter-individual heterogeneity is decomposable into stable response types.

کلیدواژه‌ها English

Traffic safety
In-vehicle music
Electrodermal activity (EDA)
Cluster analysis
Driving simulator

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 30 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 23 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 02 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 17 آذر 1404