1.方向盘转角绝对均值和标准差
由实验数据记录可知，方向盘的左右转向分别用正负数表示。为了便于研究方向盘转角幅值变化特征，本书忽略方向盘转向，即只分析方向盘转角的绝对值，并采用方向盘转角绝对均值SWA_Mean和方向盘转角标准差SWA_Std来衡量被试在不同愤怒强度下的方向盘转角幅值的变化特征，如公式（5-1）和（5-2）所示：
其中N为样本量，
为第i个样本的方向盘转角，
为统计时间内方向盘转角均值。
根据以上计算公式对 30 个被试在四种驾驶愤怒强度下的平均值SWA_Mean和SWA_Std的分布规律进行统计，结果如图5-2和图5-3所示。从这两图可看出，方向盘转角绝对均值SWA_Mean随着愤怒强度的增大而增大，但正常驾驶与低等愤怒驾驶之间以及中等愤怒驾驶与高等愤怒驾驶之间的差异不明显；而方向盘转角标准差SWA_Std随着愤怒强度的增大而显著增大。
图5-2 方向盘转角绝对均值SWA_Mean的均值分布
图5-3 方向盘转角标准差SWA_Std的均值分布
2.方向盘转角四分位值
为了更准确地提取不同愤怒强度下的方向盘转角变化特征，本部分将分析方向盘转角的下四分位值（SWAQ1）和上四分位值（SWAQ3）。将所有方向盘转角样本数据按从小到大的顺序排列，其中第 25%位的数值为SWAQ1，而第 75%位的数值为SWAQ3。将所有小于SWAQ1的样本数据的平均值作为方向盘转角的下四分位值均值SWAQ1_Mean；将所有大于SWAQ3的样本数据的平均值作为方向盘转角的上四分位值均值SWAQ3_Mean。SWAQ1_Mean和SWAQ3_Mean用以反映方向盘转角的大幅度转动特征，可先找出SWAQ1和SWAQ3的位置，这两个指标的计算公式如下：
其中n 为方向盘转角样本个数。再按以下公式计算SWAQ1_Mean与SWAQ3_Mean的值：
其中N1为方向盘转角小于SWAQ1的样本个数，N2为方向盘转角大于SWAQ3的样本个数。(www.xing528.com)
不同愤怒强度下方向盘转角的下四分位值均值SWAQ1_Mean和上四分位值均值SWAQ3_Mean的均值分布分别如图5-4和图5-5所示。通过图5-4和图5-5可看出，随着愤怒强度的增大，SWAQ3_Mean和SWAQ1_Mean均明显增大，即驾驶人越愤怒，其方向盘转动幅度越大。
图5-4 SWAQ1_Mean的均值分布
图5-5 SWAQ3_Mean的均值分布
为了进一步检验上述方向盘操作时域指标SWA_Mean，SWA_Std，SWAQ1_Mean与SWAQ3_Mean在不同的驾驶愤怒强度之间是否存在显著性差异，下面对这四项指标进行方差分析（显著性水平设为0.05），结果如表5-1所示。从表5-1可看出，SWA_Std，SWAQ1_Mean和SWAQ3_Mean这三项指标在不同的愤怒强度之间存在显著性差异，而且这三项指标随着愤怒强度的增大而显著增大。这说明随着驾驶人愤怒强度的增大，方向盘转角的波动显著增大，驾驶人对方向盘的控制精度显著降低。因此，SWA_Std，SWAQ1_Mean和SWAQ3_Mean可作为区别四种愤怒强度的有效驾驶行为特征。
表5-1 不同愤怒强度下的方向盘操作行为时域指标方差分析结果
3.转向盘转角小波特征分析
上述对方向盘操作的特征分析如SWA_Mean，SWA_Std，SWAQ1_Mean和SWAQ3_Mean都较为简单，而方向盘作为唯一需要驾驶人持续操作的设备，需要更为细致的分析。本部分进一步采用小波分析对其在不同愤怒强度下的方向盘转角的时域频域特征进行深入挖掘。根据方向盘转角上述时域统计特点，采用Daubechies（db5）母小波对被试5的方向盘转角幅值信号进行了5层（尺度）分解，如图5-6所示，其中d1～d5分别为尺度1～5的高频系数，即细节系数；a5为尺度5的低频系数，即近似系数。由于近似系数的变化规律与原始信号基本一致，体现不出原始信号的更多细节特征；而方向盘转角的高频变化，即细节系数可反映驾驶人的细微操作，对驾驶人的操作特性更具有表征能力。从图5-6可看出，当驾驶人处于正常驾驶或低强度愤怒驾驶状态时，驾驶人方向盘操作信号的细节系数围绕0点频繁波动；当驾驶人处于中强度愤怒驾驶或高强度愤怒驾驶状态时，驾驶人方向盘操作信号的细节系数变化较大，变化速度也较快。
图5-6 被试5在四种驾驶愤怒强度下的方向盘转角时序小波分解系数图
进一步对四种愤怒强度下的5层小波细节系数进行方差分析，结果如表5-2所示。从表5-2可看出，第1层小波细节系数标准差在不同愤怒强度下存在显著性差异，且随着愤怒强度的增大而显著减小。这表明愤怒强度越大，驾驶人对方向盘操作频率越低，其原因可能是愤怒情绪会使驾驶人不断回想其愤怒刺激场景或思考报复手段，进而使驾驶人出现一定程度的分神，导致其操作方向盘的频率降低。因此，方向盘转角信号的第1层小波细节系数标准差（SWA_WDC1_Std）可作为判别不同驾驶愤怒强度的指标特征。
表5-2 方向盘操作行为信号小波细节系数标准差的方差分析结果
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