機動車駕駛員疲勞累積特性及預(yù)防措施研究.pdf

1、疲勞駕駛是導(dǎo)致道路交通事故的重要原因之一。與超速駕駛、酒后駕駛等違法行為能夠準(zhǔn)確監(jiān)測不同，疲勞駕駛具有很強的隱蔽性，難以被直接測定。駕駛疲勞通過影響駕駛員在駕駛過程中的感知、注意、反應(yīng)和操作的能力，來影響其駕駛行為，這種影響顯而易見卻難以定量表達。國內(nèi)外對駕駛疲勞的研究大多體現(xiàn)在駕駛疲勞的影響因素和產(chǎn)生機理，以及對駕駛疲勞的測定方法上，對由長時間駕駛導(dǎo)致的疲勞研究較多，而對駕駛員在駕駛前具有的原始疲勞對駕駛疲勞的“累積效應(yīng)”卻研究較少，

2、對駕駛疲勞與駕駛能力的定量關(guān)系研究也不夠深入。本文依托國家自然科學(xué)基金資助項目“營運汽車駕駛員駕駛疲勞累積及預(yù)防政策研究”，旨在通過對駕駛疲勞累積的度量指標(biāo)及其測定、駕駛疲勞累積狀態(tài)的識別方法、疲勞累積與駕駛能力的關(guān)系等方面的研究，有針對性的提出緩解疲勞累積的預(yù)防措施，從而為制定疲勞駕駛的管理政策提供理論依據(jù)，有效降低疲勞駕駛對道路行車安全的危害。
　　本文對駕駛疲勞的傳統(tǒng)定義進行了梳理，提出原始疲勞和駕駛疲勞累積的概念，界定了三

3、者之間的關(guān)系。詳細闡述了駕駛疲勞累積的特征和產(chǎn)生原因，將駕駛疲勞累積狀態(tài)定性劃分為清醒、輕度疲勞、重度疲勞三個等級。提取了由疲勞駕駛導(dǎo)致的道路交通事故(以下簡稱“疲勞駕駛交通事故”)歷史數(shù)據(jù)，分析了該類事故的特點和影響因素。在此基礎(chǔ)上，將影響駕駛疲勞累積的因素分為三個方面：駕駛員個體屬性因素、駕駛環(huán)境屬性因素和外延屬性因素。
　　根據(jù)駕駛疲勞監(jiān)測方法的不同，將駕駛疲勞累積度量指標(biāo)分為生理指標(biāo)、心理指標(biāo)、面部特征指標(biāo)、駕駛績效指標(biāo)、

4、主觀疲勞測評指標(biāo)等五類，構(gòu)建了駕駛疲勞累積度量指標(biāo)體系。根據(jù)論文的研究目的，采用正交實驗設(shè)計法，設(shè)計了模擬駕駛實驗方案。對實驗結(jié)果進行了顯著性和相關(guān)性分析，最終確定了腦電波中θ波與β波出現(xiàn)率的比值、RR間期標(biāo)準(zhǔn)差、單位時間內(nèi)眼睛閉合時間百分比、速度標(biāo)準(zhǔn)差和主觀疲勞測評值作為駕駛疲勞累積度量的關(guān)鍵指標(biāo)，采用 K均值聚類分析法對各個指標(biāo)進行了分級研究。利用模擬駕駛實驗數(shù)據(jù)，建立了基于模糊綜合評價法的駕駛疲勞累積指數(shù)計算模型，對駕駛疲勞累積進

5、行了量化。
　　利用貝葉斯理論在數(shù)據(jù)融合和概率推理等方面的優(yōu)勢，將駕駛疲勞累積狀態(tài)識別轉(zhuǎn)化為概率推理問題。考慮駕駛疲勞累積的影響因素、度量指標(biāo)等多源信息，構(gòu)建了駕駛疲勞累積貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。利用疲勞駕駛交通事故數(shù)據(jù)、問卷調(diào)查結(jié)果和實驗樣本數(shù)據(jù)，確定了各個節(jié)點之間的條件概率表。根據(jù)貝葉斯定理，推導(dǎo)建立了駕駛疲勞累積靜態(tài)貝葉斯模型和動態(tài)貝葉斯模型。以主觀疲勞測評值為參照，對模型進行了驗證。
　　從駕駛員的感知能力、反應(yīng)能力和操作能

6、力三方面對駕駛能力進行了界定，確定了各自的度量指標(biāo)，采用主成分分析法建立了駕駛能力綜合評價指數(shù)計算模型。分析了駕駛能力指標(biāo)隨駕駛時間的變化規(guī)律及其與駕駛疲勞累積度量指標(biāo)之間的相關(guān)性。在此基礎(chǔ)上，建立了以駕駛疲勞累積度量指標(biāo)為輸入層、以駕駛能力綜合評價指數(shù)為輸出層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并對模型進行了驗證。
　　采用問卷調(diào)查的方式，對緩解駕駛疲勞累積狀況的措施進行了歸納和效果分析。分別針對停車休息和合理的工作模式兩種措施對緩解和抑制駕駛