基于眼动指标的脑力疲劳识别研究

为减少因脑力疲劳导致的安全事故的发生,研究如何测量和识别脑力疲劳具有十分重要的现实意义.本文提出通过作业前后心算可靠性下降率作为判断脑力疲劳程度的指标,利用眼动追踪仪Tobii Glasses设备测量被试者疲劳前后的瞳孔直径、注视点、陀螺和加速计等眼动参数指标,探究被测试者眼动指标变化规律与脑力疲劳之间的关系.结果表明:发生脑力疲劳时瞳孔直径增加,陀螺和加速计的值减小,注视点的分散程度增加.瞳孔直径、注视点、陀螺和加速计等眼动指标都与脑力疲劳相关.本文研究结果可为建立脑力疲劳评价指标体系和预测脑力疲劳奠定基础.     

眼动指标检测管制疲劳的性能研究

为了挖掘更多检测管制疲劳的眼动指标,利用模拟塔台管制软件和眼动仪搭建试验平台,采集被试的眼动数据和主观疲劳的程度值,通过其疲劳前后眼动指标差异的显著性、与疲劳的相关性、以及受试者的工作特征曲线(ROC)分析,探讨了各眼动指标检测管制疲劳的性能。结果表明:疲劳前后被试的扫视速度、注视点和平均注视时长差异显著,扫视幅度无显著差异;扫视幅度与疲劳无相关性,平均注视时长与疲劳呈弱相关,扫视速度和注视点数与疲劳均呈中等以上的显著相关;利用注视点、扫视速度二元分类识别疲劳的效果为接近较好水平,是有潜力的管制疲劳检测指标,可为管制员疲劳检测和预警提供试验支撑。     

基于任务情境的航线飞行员脑力负荷特征研究

为探究飞行任务中航线飞行员的脑力负荷特征,开展了2种经验水平(机长、副驾驶)×3种任务阶段(进近阶段、火警阶段、着陆阶段)的混合双因素设计试验,记录HR、HRV、EDA和眼动指标作为因变量,建立广义线性混合模型并分析数据。结果显示,与副驾驶组相比,机长组HR均值、SCL、SCR和平均瞳孔直径更小,IBI均值和PNN20更大;被试在不同任务阶段的脑力负荷生理特征亦存在差异。研究表明,航线飞行员的脑力负荷特征受到经验水平的影响,机长在全部任务阶段中脑力负荷均低于副驾驶;不同任务阶段的脑力负荷特征存在差异,由进近阶段到着陆阶段,航线飞行员的脑力负荷表现出逐级上升的趋势。研究结果可为实现循证训练、提高训练效率提供数据支持,有助于提升飞行安全水平。     

对人体疲劳的认识

从人体心理`生理活动机理探索疲劳的形成及其对正常行为的危及.     

基于眼动技术的道路交通安全应用研究

从眼动的基本概念入手,总结眼动技术的发展、数据记录方法以及眼动仪发展特点,从人-车-路(环境)三方面分析了眼动技术在道路交通安全中的应用.     

基于眼动追踪技术的引航员情景意识识别研究

情景意识(Situation Awareness, SA)缺失是引航作业人为失误的主要根源,有效识别引航员SA水平是保障引航安全的关键。针对现有测量方法的侵入性、主观性、间断性问题,设计典型场景引航模拟试验,利用眼动特征开展引航员SA水平识别研究。应用眼动追踪技术实时采集引航员的眼动试验数据;采用独立样本t检验和Mann-Whitney检验方法研究SA与眼动指标的关联效应;基于敏感眼动指标结合支持向量机(Support Vector Machine, SVM)构建引航员SA识别模型,实现引航操作任务下SA的有效识别。结果显示：高SA组的视觉搜索效率大于低SA组,高SA组主要关注窗外视景而低SA组更多关注电子海图,高SA组比低SA组获取信息的能力更强;平均扫视次数(Average Saccade Count, ASC)、注视总时间百分比(Fixation Duration Percentage, FDP)、平均注视持续时间(Average Fixation Duration, AFD)3个眼动指标与引航员SA水平具有显著相关性;采用“ASC+FDP+AFD”组合指标时且在5 s时间窗口长...     

基于眼-脑生理指标的大型地下洞室驾驶员疲劳演化特征研究

为保障大型地下洞室驾驶安全,提出眼动和脑电双模态驱动的大型地下洞室驾驶疲劳评价方法,探究驾驶员疲劳演化特征。首先,根据实地数据设计大型地下洞室模拟场景,利用驾驶模拟技术开展驾驶试验,实时采集驾驶员的眼动和脑电数据;其次,对数据进行分段处理,基于格拉布斯准则剔除眼动异常数据,通过快速傅里叶变换分解出脑电节律,构建脑电疲劳指数模型;最后,开展不同区段下驾驶员平均瞳孔直径、眨眼持续时间、眨眼频率及θ、α、β节律等指标的差异性分析,以平均瞳孔直径和脑电疲劳指标F为参量,提出基于模糊综合评价的驾驶疲劳度量方法。结果表明,驾驶员的视觉疲劳出现明显早于精神疲劳,而精神疲劳可以更精确地体现影响驾驶状态的内在疲劳。相较于地上路段,驾驶员在大型地下洞室中的疲劳累积更快,呈现反复、波动式上升,且其综合疲劳程度在中后段达到峰值,之后受洞口光亮刺激在末段减弱。     

深井受限空间内作业人员的眼动特征研究

为探索能反映深井受限空间对作业者影响程度的眼动指标,为井下行为安全管理提供依据,将20名眼动指标相近的成员随机分为A,B两组,分别在普通环境中和高温深井环境中开展实验,以文献摘要为刺激材料,运用Tobii X2-30眼动仪进行眼动测量,运用单因素多元方差分析及多重比较法分析眼动数据。发现注视点总数、总注视时间、眼跳次数和总眼跳时间指标的差异有显著性,B组值大于A组;注视点平均注视时间、平均眨眼时间、平均瞳孔直径和总眼跳时间占比等指标无显著差异;两组被试的注视轨迹变化显著,因此 对井下人员的生理信息采集应当注重5个关键的眼动指标。     

山区高速公路空间郁闭度对驾驶员视觉及生理指标的影响

为了解高速公路空间郁闭度对驾驶员视觉行为和心理状态的影响规律,在山区高速公路开展室外实车试验,采用Dikablis眼镜式眼动仪和Varioport生理记录仪记录了驾驶员的眼动和生理数据,包括注视时间百分比、平均注视时间、扫视幅度、眨眼率、心电、心率、皮电等。结果表明,随空间郁闭度增加,驾驶员皮电和扫视幅度增大,眨眼率和平均注视持续时间减小,视点越来越集中。随着驾驶员的逐渐适应,空间环境对驾驶员的心理影响逐渐减弱。驾驶员主要关注中间靠左区域,目标物为中央分隔带和前方道路。开敞空间下驾驶员对右侧区域有少量关注。半郁闭空间下驾驶员皮电呈现规律性的波动,对于左侧区域的关注明显增多,对右侧区域的注视持续时间较长,视点集中点更远。     

眼动技术在飞行安全中的应用概述

近年来,眼动技术开始广泛应用在道路交通、广告设计、军用飞机飞行员眼动模式的研究中。本文介绍了国内外眼动技术的应用现状,从飞机驾驶舱人机界面设计、机场道路环境建设、飞机驾驶员培训和飞机驾驶安全等四个方面阐述了眼动技术在民航飞行领域中的研究现状及应用前景,为眼动技术在民航飞行领域的应用研究提供借鉴。     

基于支持向量机的管制疲劳检测模型研究

管制疲劳是影响民航安全的重大隐患,准确检测疲劳状态是进行疲劳预警、降低疲劳风险的关键。提出应用支持向量机模型融合多生理参数和眼动指标进行管制疲劳检测,通过MP150多导生理记录仪与眼动仪,采集模拟管制试验中正常与剥夺睡眠状态下被试的试验数据,同时记录其Karolinska疲劳等级和操作绩效。结果表明,RR间期、LF/HF、快慢波比值、PERCLOS和扫视速度均与管制疲劳呈较强相关,利用支持向量机融合五项指标构建管制疲劳检测模型,对于五级疲劳度的识别准确率为78. 1%,判断正常组与剥夺睡眠组的准确率为94. 2%。     

2类礼貌属性消防安全标语的眼动行为规律研究

为研究不同礼貌属性消防安全标语的眼动行为规律,采用眼动技术对个体在阅读标语过程中的眼动行为进行记录,并对实验数据进行统计分析。研究结果表明:在注视次数和总注视时间上,不礼貌属性标语大于礼貌属性标语,在首次注视时间上2者未存在显著差异;在阅读路径上,不礼貌属性标语的路径更长且回视现象更多;在关键词方面,结果导向关键词的注视时间和次数大于行为指导类关键词,其中恶性结果导向关键词最大。     

儿童对不同形状字体警示语标识的眼动特征

为研究儿童对不同形状字体警示语标识的视觉注意特征,将字体形状为单一变量的警示语标识图片作为视觉刺激材料,利用Eye-Link Ⅱ型眼动仪记录了30名小学生观看这些图片时的注视点个数和首次注视时间等试验数据,用SPSS分析了注视点个数和首次注视时间,基于视觉注意理论结合主观调查问卷结果表明:1)被试者对黑体字体注意程度最大;2)儿童对不同形状字体警示语标识的注意程度由大到小为黑体、隶书、宋体(楷体)、幼圆.     

煤矿安全警示宣传图恐惧诉求效果研究

煤矿安全警示宣传图是普及煤矿安全知识、提升工作人员安全意识的重要途径。含有恐惧诉求效果的警示宣传图经常被作为宣传策略来说服或影响受众者的态度和行为。搜集、设计了5组有无恐惧诉求元素的煤矿安全警示宣传对比图,采用眼动试验、心率监测、调查问卷、访谈等方法研究有无恐惧诉求元素煤矿安全警示宣传图的效果差异。结果表明:被试在观看有恐惧诉求元素安全警示宣传图时,注视点较集中在含有恐惧诉求元素的兴趣区,瞳孔较大,平均心率较高;有恐惧诉求元素的安全警示图更能吸引被试的注意力,增强被试的记忆效果,但有恐惧诉求元素的安全警示宣传图在设计时要注意恐惧诉求元素区域与文字标语的配合;"漫画+文字标语"型恐惧诉求安全警示宣传图表达委婉、主题突出、言简意赅,更容易被接受。     

矿山开采沉陷可视化系统设计开发及岩移参数求取

依据矿山开采沉陷相关理论,以概率积分法数学模型为基础、运用基于实测数据求参原理与方法,结合相关软件设计开发了矿山开采沉陷可视化系统。为研究矿区地表移动变形分布及岩移参数求取提供了技术支持。结合系统应用实例,利用地表观测数据拟合求参,对该矿其他工作面及类似地质条件矿区开采沉陷预计提供借鉴作用。     

模拟SPO情境中的飞行员脑力负荷测量与分析*

为探究单一飞行员驾驶模式（SPO）下飞行员的脑力负荷水平,设计并实施模拟单人驾驶情境中的非正常任务场景处置实验。首先,基于准5级模拟驾驶舱,设计飞行任务场景;其次,招募20名航线飞行员被试,开展模拟飞行实验,记录被试的生理数据心率变异性指标及眼动数据;最后,结合客观生理数据以及主观量表进行脑力负荷分析,记录单发失效故障处置时间并进行任务绩效分析。研究结果表明:与双人制机组相比,单人驾驶情境中飞行员的脑力负荷增幅并不显著,处于可接受范围;单人制驾驶舱的任务设计及智能辅助系统使用对于降低飞行员工作负荷,提升飞行绩效至关重要。研究结果可为单一飞行员驾驶模式实施提供理论支持,并为未来单人制驾驶舱及机载自动化系统设计提供指标参考。     

生理疲劳和心理疲劳对车辆驾驶的影响对比

针对现有疲劳驾驶预警和干预技术研究鲜有对生理疲劳和心理疲劳进行区分考虑的问题,为对比这两类典型疲劳态对驾驶员车辆驾驶过程的事故倾向影响,分别从性别、年龄和驾龄的角度分3批次共招募90位驾驶员进行状态诱发和驾驶实验。结果表明:尽管生理疲劳和心理疲劳都会如传统研究所述导致各驾驶员的驾驶违规倾向增加和驾驶能力降低,但是二者对于各类别驾驶员的驾驶影响程度和规律存在差异甚至迥异。研究疲劳驾驶相关问题时有必要首先判断驾驶员是生理疲劳还是心理疲劳,这是一个被普遍忽视而又可能影响研究结论准确性和有效性的重要因素。     

驾驶员接管自动驾驶车辆的眼动特性和行为分析

为探究接管自动驾驶车辆期间驾驶员的视觉特性,分析眼动与接管反应操控行为的关系,开展驾驶模拟试验收集驾驶行为及眼动数据。运用统计学方法,分析驾驶员感知不同接管场景的视觉特性,探究接管请求(TOR)前后眼动指标的变化规律;并基于视觉分配和瞳孔变化特性分析驾驶行为,揭示眼动特性与接管反应及驾驶操纵策略的内在联系。结果表明:TOR前,相较于静态场景,驾驶员感知动态场景诱发元素扫视更频繁且平均注视时间更短;此时驾驶员的视觉分配特性与其接管反应行为存在显著相关性。TOR后,驾驶员的注视时间增加,眨眼频率降低,瞳孔直径扩张,眼跳幅度增大;不同场景下驾驶员的瞳孔差异表明其应对动态场景时具备更好的警戒水平和更平稳的操纵策略。     

毕机沟露天矿岩体力学参数折减系数的数值模拟确定

岩体力学参数是边坡设计、边坡稳定性研究的基本条件,力学参数选取正确与否直接影响模拟结果的准确性。现场试验获取岩体力学参数既昂贵又费时,一般借助室内岩石力学试验并进行参数折减得到岩体力学参数,但各方法折减系数差异较大。依据毕机沟露天矿边坡开挖现状,结合工勘的岩石质量指标RQD,在室内岩石物理力学性质试验的基础上,应用拉格朗日有限差分法(FLAC-3D),分别研究单一参数变化及正交变化的边坡稳定性。正交试验中以边坡水平位移为评价指标,选择围岩体3个基本力学参数弹性模量E、内摩擦角Φ、黏聚力C为试验因素,计算模拟各参数不同水平组合下的位移分布,通过极差分析和方差分析,得出各参数对水平位移的影响显著性。结合边坡的应力分布,从而综合确定该矿山的岩体力学参数折减系数。