基于HRV的高速公路隧道环境对驾驶行为影响研究

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1、分类号:U49110710-2015122095硕士学位论文基于HRV的高速公路隧道环境对驾驶行为影响研究朱可宁导师姓名职称刘浩学教授申请学位类别工学硕士学科职业名称载运工具运用工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学ResearchontheInfluenceofHighwayTunnelEnvironmentonDrivingBehaviorBasedonHRVAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhuKeningSupervisor：P

2、rof.LiuHaoxueChang’anUniversity，Xi’an，China摘要随着我国高速公路里程不断增加，山区高速公路隧道数量不断上升。高速公路隧道修建，带来巨大的交通便利和经济效益。但是，由于公路隧道内外环境的巨大差异，也给交通和运营安全带来了很多隐患，事故发生的概率远高于普通路段，且后果损失惨重。为着力减少事故，分析隧道路段对驾驶人的生理心理影响，选择不同长度隧道内驾驶人操作过程中的心电数据进行定量分析，以探索提高隧道路段行车安全改善的基础理论。本文选取了10名驾驶人样本（5名职业驾驶人和5名非职业驾驶人）进行实车试验，采集高

3、速公路不同长度隧道内驾驶人行车过程中的心电数据，并对试验数据进行分析处理。为保证用于隧道路段驾驶人生理心理负荷评价的心率变异性指标准确性，首先运用小波分析对心电信号进行滤波处理，得到光滑的心电信号波形，并通过聚类分析及主成分分析，确定HRV时域和频域共12种指标组合，同时结合变异系数确定驾驶人HRV变化的时域和频域指标为MRR、SDNN和LF，并通过对短隧道、中长隧道、特长隧道中三个指标分析，得到不同长度隧道路段驾驶人生理心理负荷的变化规律。研究结果说明，高速公路隧道路段行车都会对驾驶人生理心理造成一定的负荷，而且对非职业驾驶人造成的负荷较大；

4、在中长隧道内，由于非职业驾驶人行车经验不足，对隧道内环境不熟悉，暗适应时间长，“黑洞效应”对其影响更大；在特长隧道内，职业驾驶人和非职业驾驶人心理负荷大小变化规律一致，“黑洞效应”对非职业驾驶人影响不显著；所有驾驶人均表现为，入口段负荷大于出口段，说明暗适应对驾驶人影响大而明适应对驾驶人影响小。以上结果对改善隧道安全运营和驾驶人安全教育可提供理论依据。关键词：交通安全，高速公路隧道，驾驶人，生理心理负荷，小波分析IAbstractWiththeincreasingmileageofhighwayinChina,thenumberofhighwa

5、ytunnelinmountainousareaisincreasing.Theconstructionofhighwaytunnelbringshugetrafficconvenienceandeconomicbenefits.However,becauseofthehugedifferencebetweentheinternalandexternalenvironmentofthehighwaytunnel,italsobringsmanyhiddendangerstothetrafficandoperationsafety.Theprob

6、abilityoftheaccidentisfarhigherthanthatoftheordinarysection,andtheconsequencesarebadlydisastrous.Inordertoreduceaccidentsandanalyzethephysiologicalandpsychologicaleffectsoftunnelsectionsondrivers,thequantitativeanalysisofECGdataintheoperationofdifferentlengthtunnelsisselecte

7、dtoexplorethebasictheoryofimprovingthetrafficsafetyofthetunnelsection.Inthispaper,10driversamples(5professionaldriversand5nonprofessionaldrivers)wereselectedtocarryoutarealcartesttocollecttheECGdatainthedrivingcourseofdifferentlengthsofthehighwayandanalyzethetestdata.Inorder

8、toensuretheaccuracyofheartratevariabilitywhichisusedtoevaluatethephysiologi