草原公路驾驶人腰部疲劳恢复的表面肌电分析

为研究草原公路驾驶人腰部肌肉疲劳恢复特性,在草原公路模拟驾驶环境开展腰部疲劳恢复试验。利用MP150多通道生理测试仪采集驾驶人试验前、驾驶结束时和疲劳恢复阶段的腰部肌电信号,并应用配对样本t检验和独立样本t检验进行统计分析,探讨草原公路驾驶人腰部肌肉疲劳恢复特征。结果表明:在驾驶疲劳恢复期,时域指标平均振幅值(AEMG)、积分肌电值(IEMG)和均方根值(RMS)随恢复时间而增大,频域指标中位频率值(MF)和平均功率频率值(MPF)则随之减小;各指标在疲劳恢复初期恢复较快,当驾驶人疲劳恢复程度达到80%左右时,其在之后同等时间段内肌电各指标的恢复能力趋于平缓;2 h组腰部竖脊肌的表面肌电(sEMG)指标在恢复期第18 min与静测无显著差异,4 h组在恢复期第27 min与静测无显著差异。     

公交车停靠站形式对驾驶人生理特性的影响研究

设计并实施实车试验,运用生理测试仪采集驾驶人生理数据,对比分析公交车在通过直线式及港湾式车站时,驾驶人的生理数据基础信号(Basis Signal Analysis,BSA)和心率变异性(Heart Rate Variability,HRV)。结果表明,通过不同形式停靠站时驾驶人的生理特性有明显差异。通过直线式车站时,驾驶人的心电(Electro Cardio Graph,ECG)和阻抗Z0的极大值均高于通过港湾式车站时的极大值,皮电(Galvanic Skin Current,GSC)的极大值约是通过港湾式车站时极大值的1.9倍,心动周期时间序列变化及呼吸时间序列变化的极大值均比通过港湾式车站时的极大值高。要提高停靠站设置的合理性,适当增加港湾式站台,以达到改善驾驶人生理状态、降低驾驶疲劳、提高驾驶安全性的目的。     

基于多生理信号融合的疲劳驾驶检测研究

为减少交通事故，保障道路交通安全，提出一种能更加有效地检测驾驶人驾驶状态的方法。通过对疲劳状态进行等级划分，利用脉搏波信号(Photoplethysmographic signal, PPG)以及皮肤电反应信号(Galvanic Skin Response, GSR),实现多种生理信号融合，进而构建驾驶人的驾驶疲劳状态数据库。根据采集数据结合主观评测分析驾驶人状态变化规律，选取有效指标进行分析比较，以探究各个指标与疲劳程度的变化趋势。依据状态变化规律和特征，结合主观评测，分析驾驶人的疲劳状态。同时，设定疲劳状态等级，分为清醒、轻度疲劳和重度疲劳状态，构建隐马尔可夫(Hidden Markov Model, HMM)驾驶疲劳水平分级的疲劳评估模型。测试结果显示：训练后的HMM疲劳检测模型准确率为90%。     

草原公路短时程驾驶疲劳程度多指标划分研究

为确定行车过程中不同时段驾驶员的疲劳程度,考虑草原公路的特殊性,选取典型草原公路路段,对9位受试者腰部肌电(EMG)、脑电(EEG)及心电(ECG)信号进行连续3 h的实驾测试。用因子(降维)及相关性分析法得到疲劳敏感指标;通过回归方程得到疲劳公式;利用层次聚类法初步划分疲劳程度,并验证划分结果。试验结果表明:表征EMG信号频谱变化的中位频率(MF)、ECG信号的心率均值(MHR)、高频标准化值(HFnu)和EEG信号的(α+θ)/β值对草原公路驾驶疲劳响应敏感,且驾驶疲劳发展呈多元线性变化;草原公路短时程驾驶疲劳可分为3个阶段。     

Near-crash事件中驾驶人行为特征分析

为研究不同驾驶人在追尾事故中的驾驶行为特征,用Near-crash事件代替真实碰撞事件,选取一段城市快速道路开展实车试验。首先测试21名驾驶人实驾时的最大减速度、制动至最大减速度时间、平均减速度、碰撞时间倒数(TTCi)4个指标;然后用Mobileye等设备提取数据,得到不同性别、驾驶经验、驾驶风格的驾驶人指标因素;最后对数据进行方差分析。结果表明:Near-crash事件中,女性驾驶人平均减速度、最大减速度大于男性驾驶人,女性驾驶人更倾向于急刹车;经验影响驾驶人的平均减速度、最大减速度;熟练驾驶人制动到最大减速度时间长,制动过程更加平稳;激进型驾驶风格的驾驶人车头时距(THW)小于保守型驾驶人。     

基于生理信号的驾驶疲劳综合指标试验研究

研究驾驶过程中随着疲劳的产生驾驶员生理信号的变化规律,提取反映驾驶疲劳程度的综合指标。采用驾驶模拟器对20名被试进行驾驶模拟试验,用MP150多导生理仪实时采集并记录驾驶员在60 min驾驶任务过程中的心电信号、脑电信号、肌肉电阻信号、皮肤温度信号和呼吸频率信号。运用R软件对数据进行线性回归分析,对比一般回归分析,逐步线性回归分析克服了一般回归分析许多变量不显著的缺点,得到了最优的驾驶综合指标方程,确定了与各项指标相关的驾驶疲劳评价综合指标,并通过3名被试模拟驾驶试验验证了综合指标作为评价驾驶疲劳的有效性。     

不同休息方式对缓解监控作业疲劳的作用研究

为探讨消极休息与积极休息对缓解监控作业疲劳的作用,在分析监控作业特点基础上,利用计算机语言编程模拟监控作业,设计两个主实验分别从主观评价及生理心理指标测量等方面对被试者在采用不同方式休息前后的疲劳指标进行测量,并对数据进行差异性分析。实验数据分析结果表明:日常工作和生活中大家较多采用的消极休息方式能够在有限时间内较好缓解监控作业疲劳,以小强度运动为主的积极休息方式也能够较好地起到缓解监控作业疲劳的效果。但经过同样时间、同样强度的监控作业后,在相同短的休息时间内,采用积极休息方式比采用消极休息方式对于缓解监控作业疲劳更有效。     

基于脑电信号模糊熵的驾驶疲劳检测分析

为减少因驾驶疲劳导致的交通安全事故,提出基于脑电(EEG)信号模糊熵(FE)的驾驶疲劳检测方法。开展在驾驶仿真模拟试验,采集28名被试模拟正常驾驶和疲劳驾驶的EEG信号;基于2种驾驶状态的EEG信号计算出FE值;运用随机森林(RF)、支持向量机(SVM)、决策树(DT)和K近邻(KNN)等4种分类器检测驾驶疲劳状态;利用多种性能指标及被试工作特征曲线(ROC)对驾驶疲劳检测结果进行分析比较。结果表明:基于疲劳驾驶状态下的EEG信号的FE值明显高于较正常驾驶状态下的值;4种分类器均可有效检测驾驶疲劳,其中K近邻的平均准确率达97.4%;基于EEG信号模糊熵的驾驶疲劳检测方法具有较好的鲁棒性和稳定性。     

基于个性化行为模型的驾驶疲劳识别方法

为提高疲劳驾驶状态的识别精度,应考虑驾驶人之间的个体差异。以实车驾驶试验条件下车道保持行为中的车速和车道偏离值为输入,以方向盘转角为输出,基于径向基(RBF)神经网络针对每个驾驶人构建正常驾驶状态下的车道保持行为模型,并根据残差对模型的拟合及预测效果进行评价;将疲劳驾驶状态下的车速和车道偏离值输入到上述驾驶行为模型中,可得到模型预测的方向盘转角值,通过分析预测值与实际方向盘转角之间的差异,研究疲劳对驾驶人行为的影响;将预测残差作为输入,建立基于支持向量机(SVM)的疲劳驾驶状态辨识模型。结果表明:所建立的RBF神经网络-SVM识别模型对不同驾驶人疲劳驾驶状态的平均识别率达85%。     

认知分心时驾驶人应激反应特征分析

为预防由认知分心影响驾驶人应激反应能力引发的交通事故,开展试验,在驾驶模拟器平台上模拟城市、乡镇、山区和高速公路等应激场景,测试有无分心任务2种条件下驾驶人的应激反应,采集驾驶人操作数据和车辆行驶数据,并利用Facelab5型眼动仪记录驾驶人眼动数据;选取相关表征指标并分析试验数据。结果表明:相比于正常驾驶,认知分心驾驶导致驾驶人视觉搜索范围变窄;无论正常驾驶还是认知分心驾驶,扫视行为均以中、低幅度为主;认知分心导致驾驶人对加速踏板的控制能力减弱;与正常驾驶相比,认知分心时驾驶人的应激反应时间明显增加。     

汽车驾驶愤怒研究进展

为全面认识驾驶人在愤怒情绪影响下的驾驶特征,回顾、分析了国内外学者在驾驶愤怒与攻击性驾驶的关系、驾驶愤怒影响因素、量表开发与应用及驾驶愤怒相关干预措施的实施等4个方面的研究成果。结果表明:驾驶愤怒的诱发受人口学、心理和环境因素的共同影响,驾驶愤怒在某种程度上会导致攻击性驾驶。驾驶愤怒量表(DAS)、驾驶愤怒表达量表(DAX)和驾驶愤怒倾向量表(PADS)被广泛用于驾驶愤怒的测量,用多种心理训练对驾驶人进行愤怒干预,尽管有一定的效果,但干预对象和方法均较为单一。总体上,众多学者使用相关问卷研究了驾驶人从愤怒情绪的诱发到表达的整个过程,并通过驾驶愤怒预测风险驾驶行为特征,研究内容不断丰富和完善,方法不断创新;对于如何有效减少或避免驾驶愤怒对交通安全的影响,未来应从驾驶人文化背景、交通模式、结合生理和心理特性的干预方法等方面重点考虑。     

高温防御小知识

1．气温高时,人的体力消耗大,开车时往往犯困,因此,要保持足够的l{~IR时间以确保精力充沛。行车中如感困倦,应及时停车休息或者下车活动一下身体,做做深呼吸,避免疲劳驾驶。特别是在高速公路上行车要提防催眠现象,感到疲倦时可以到就近的服务区休息一下,避免长时间驾车,每驾驶2h要停车休息20min左右。     

前车突然切入时驾驶人应激生理特性研究

为研究前车突然切入对驾驶人生理负荷的影响,利用MP150生理监测系统对22名被试进行虚拟驾驶试验。采集记录前车突然切入时被试的生理参数。研究驾驶人心率增长率和心率变异性(HRV)指标与车速、应激距离之间的关系。结果表明:自车速度为100 km/h时,随着前车切入距离从55.6 m减小到27.8 m,被试的平均心率增长率从16.21%增大到23.27%,HRV参数低频(LF)值也呈现下降趋势。前车切入距离一定,随着自车车速从60 km/h增加到120 km/h,被试的平均心率增长率存在显著性差异,平均从13.05%上升到21.85%。差异性检验结果表明,前车切入距离和自车速度发生变化时驾驶人的生理负荷变化趋势一致,但自车速度因素对驾驶人生理负荷的影响程度高于切入距离因素。     

基于疲劳模式识别的VDT作业工间休息机制*

为保障作业人员身心健康和作业效率,运用E-Prime软件模拟认知性VDT持续作业,通过方差分析提出作业疲劳综合评价指标体系,并使用客观绩效指标和生理指标作为输入变量,主观疲劳综合指数作为输出变量,训练BP神经网络,对作业疲劳进行模式识别;提出认知性VDT持续作业工间休息机制。结果表明:通过正确反应时间、注视时间、瞳孔直径、眨眼频率4项指标,对VDT持续作业疲劳进行模式识别的结果可信度较高。因此,基于上述4项指标提出的工间休息机制客观有效。     

基于非集计理论的驾驶适宜性度量模型

为量化驾驶人的驾驶适宜性,丰富对其的检测理论和方法,应用非集计理论中的多项分对数(MNL)模型构建驾驶适宜性度量模型。模型以驾驶人一定时间内事故发生次数作为选择肢,以个人固有属性、生理心理属性14项指标作为影响因素,并根据200份实际调查数据标定各影响因素参数。另外,选取60份数据验证该模型。结果显示:14项指标参数检验值均小于1.96,各参数统计学意义显著;模型判定系数为0.364 748,表明模型拟合程度较高;且该模型计算值与统计值最大绝对误差仅为3.3%,表明模型精度较高,可用于预测驾驶适宜性。     

自适应巡航控制系统对驾驶安全性的影响研究

为探究自适应巡航控制(ACC)系统对驾驶安全性的影响,首先通过实际道路驾驶试验获取我国典型道路交通场景,用驾驶模拟器进行场景仿真,并在有/无ACC状态下开展模拟驾驶试验;然后分析ACC系统在中国典型道路中的表现,通过对比分析ACC模式下不同特征驾驶人的碰撞时间(TTC),探讨不同类型驾驶人的应急反应。结果表明,ACC能较好地处理大多数路况;但面对危险路况时,不管是哪种类型的驾驶人,ACC的应急反应都没有手动驾驶迅速;且女性、年老和对ACC认知度低的驾驶人更容易受ACC的不良影响;驾驶人对ACC的认知度决定其ACC驾驶的安全性。     

基于多生理信号的飞行警戒疲劳检测

为预防事故发生,保障飞行安全,提出一种基于多生理信号和支持向量机(SVM)的飞行警戒疲劳检测方法,识别飞行员飞行警戒中的疲劳状态。首先,研究疲劳评价与检测方法,并基于自主开发的飞行警戒测试系统与多导生物反馈仪和眼动仪搭建试验平台;然后,采集飞行警戒作业中的心电、眼动、呼吸等多生理信号和主观疲劳自评值;再次,通过配对样本的非参数检验,提取敏感生理指标,并以此作为特征向量,通过机器学习训练,构建基于多生理信号和SVM的疲劳检测模型;最后,依据受试者工作特征(ROC)曲线和模型准确率,对比分析各疲劳检测模型的效果。结果表明：在飞行警戒疲劳状态下,作业者的多项生理指标均有显著变化;心电、眼动和呼吸等多生理信号融合较单一信号的疲劳检测效果好,其ROC曲线下面积为0.802。基于高斯径向基核函数(RBF)构建的疲劳检测模型训练及预测准确率可达93%和87.50%。基于多生理信号和SVM方法可以实现对飞行警戒疲劳状态的检测。     

域外传真

英国规定 :开车不按时休息就罚　　在欧洲旅游过的人都知道 ,那里的旅游客车司机很“牛” ,开车 4小时绝对是要休息的 ,这一是为了保障司机的休息权 ,也是为了乘客的安全计 ,避免因司机疲劳驾驶导致交通事故。英国对这方面的要求更加严格 ,在英国开长途汽车 (包括客、货车 ) ,对于驾驶员有严格的规定 ,一天只能工作 12小时 ,不能超时。否则 ,警察视作疲劳驾驶 ,严厉惩罚。司机连续开车两小时 ,必须休息 2 0分钟。若司机开车两小时后没有休息 ,那么开车 4小时后必须强制休息 4 0分钟。因此 ,在英国及欧洲的高速公路上 ,大约每两个小时的路段 …     

长时间单调模拟驾驶对疲劳的影响研究

通过模拟驾驶实验,综合评估长时间驾驶以及单调环境对驾驶员疲劳程度的影响是笔者研究的主要课题内容。借助于在模拟驾驶座舱上,4个健康样本分别参加高速公路(单调环境)和一般公路(非单调环境)的两组驾驶仿真实验,每组测试均持续两小时,一共进行10次实验。实验过程中,样本的操控数据(车速和方向盘转角)、反应时间、心电信号、主观疲劳状况等都同步记录并保存。实验结果表明长时间驾驶对操控能力、反应时间、心率、主观疲劳都有显著性影响(p<0.050),单调环境(高速公路)和非单调环境(一般公路)相比,车速方差区别显著,而尽管被试在高速公路的单调环境下驾驶后主观感觉更疲劳一些,但反应时间、心率等因素并没有显著性差异。     

驾驶人疲劳监测预警技术研究与应用综述

基于各种物理传感器的疲劳驾驶监测预警技术(DFMP),是交通安全领域的研究重点。这类技术主要包括基于驾驶人生理特征、车辆运行状态以及驾驶人行为特征的疲劳监测。分析论述各种疲劳监测技术的研究现状与进展、优缺点以及应用状况,介绍目前世界上常用的疲劳监测系统。通过分析比较得出:车道偏离监测、车辆运动参数监测、基于人眼、头部运动以及面部状态的疲劳监测等是目前的热点研究方向;系统软硬件的提升、基于机器视觉的多传感器多参数信息融合等是疲劳监测技术重要的发展趋势;更强的实时性、准确性和鲁棒性是疲劳监测技术的发展目标。