驾驶疲劳机理及馈选模式研究

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1、西南交通大学博士学位论文驾驶疲劳机理及馈选模式研究姓名：金键申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：杜文2002.5.1嚣辩交逶大学撼泰褒窕生学缎论文繁l贾摘要本论文蓬点研究驾驶作业孛：嚣驶疲劳产生戆致因霞素；掰致疲劳困索交互作用；疲劳过程t规律及机制；驾驶疲劳影响分类；建立驾驶疲劳评价体系及测试系统；构筑危险状态下疲劳效应辨识模式替问题；提出驾驶疲劳形成、蓄积和变化过程的枫铡。建立驾驶疲劳豹静态和动态测试与评馀模式。为预防秘减多交遴事薮疆袋理论依据。本文在理论上将作渡定义为五种模式：肌肉作妲、感知作嫩、信息处理作业、思维作业和创造性作业模式

2、；在此基础上将疲劳划分为五种模型即：肌肉作业疲劳、感知作业疲势、信息处理作业疲劳、思维作业疲劳和创造性作业疲劳模型；将驾驶蒋监疲努搀建舞馥驾疆受惑絮疲努秘驾驶虽信爨处理疲劳凳主的核心模式；进一步深纯了驾驶疲劳桃理分析，掩出驾驶疲劳失衡性机理、鸳驶疲劳信息处理机理、驾驶疲劳对驾驶能力与驾驶任务要求瓯配性机理新观点。采用传递函数翡驾驶疲劳定量化、楚约化、摸式纯，诺耀鑫控理论将驾驶疲劳类磁为两个过程：炎惯性环节斡响应过程及炎魄例微分环节鹃响应过程。阐明驾驶疲劳所具有的二阶系统的～般特性。系统通过检测人体平衡能力的方法，检测驾驶疲劳状态。『E常人的平衡稳定性靠视

3、觉、蔚庭、人体感觉系统的正常输入信息和中枢各级宇串经系统的整合达到统一。人体重心懿变纯霹真实蟪爱浃各惑燮系统运动系统功毵翡穗互佟蠲和中枢整体功能状态。驾驶员疲劳时平衡稳定健发生改变，正怒基于这一神经生理机制对驾驶疲劳j鼓行判别分析，达到对疲劳等因素的诊断与评价。测试系统自行研制，评价模型本文在大量实验室研究和现场研究基础上得以建立。f本文建立驾驶疲劳续选模式，掇窭驾驶篷殓久嚣彝褰惫人群滤波摸式毅理_舍，建立静态和动态驾敷员疲劳状态模拟系统；张实验室和现场调查中，采糟不同年龄、不同负荷强度、不同负荷因素等进行“自身对照”研究、“配对匹配”研究，结果如下：(

4、1)驾驶感知疲劳调逛，对驾驶员的一些生理幂口心理感知攒标进行调囊，驾驶囊隽对照疲劳阉誉调查表；对驾驶员避行逶续驾驶受褥与非连续驾驶负荷疲势调查；对驾驶员高速驾驳耱菲高速驾羧疲劳问卷调查，增速与减速速度判断疲劳度研究；在对不同年龄人群驾驶疲劳调查；动视力是测试驾驶疲努一项敏感指标，随年龄增加动视力下降，疲势增加动视力黼样下降，采髑动视力与黪视力复合攒标建立分区瞧评徐体系。(2)驾鼗绥怠处理疲劳谲查，驾驶嫠反应楚毽戆力隧信惠复杂度的增加明显下降，丽疲劳度明显上升，年龄的差异也显鬻的暴露，随麓年龄增加反应能力降低：速度判断采取三向形式，x轴速度判断、Y轴速度判

5、断、z轴速度判断，随着驾驶负荷增加，X轴速度判断准确性下降，疲劳撩大；注意戆力方瑟燮是蘧羞驾驶嫠惠楚瑾受袭的撩大，嚣疲劳壤麓。西南交通大学博士研究生学位论文第1I页(3)驾驶疲劳平衡稳定性是通过在力检测台上描绘人体重心轨迹的方法，提出检测驾驶员疲劳平衡稳定指数，在不同状态下(倾斜度150、30。以及闭目等状态下)对不同负荷、不同年龄分别进行测试，建立驾驶疲劳客观测试评价体系；(4)经实验室研究与现场调查，通过对驾驶疲劳与驾驶时间、驾驶速度等关系的研究，提出了不同年龄、不同条件下的最大连续安全驾驶时间标准，日驾驶时间标准，最大安全行车速度标准等。建立驾驶员

6、视觉疲劳检测系统，首次以动视力和静视力进行驾驶视觉状态分区：安全区、疲劳区、危险区、注意区，研究结果证明对疲劳检测及评价具有重要意义。本文首次提出驾驶能力与驾驶任务要求匹配性的八种模式研究，特别是驾驶疲劳对匹配模式的影响，如：条件约束型安全状态、能力约束型安全状态、条件约束型危险状态、双重约束临界型危险状态、随机型安全状态、能力约束型危险状态、能力条件约束型危险状态、超常发挥型危险状态。本文重点研究驾驶疲劳效应模式，通过实验研究和理论分析探讨驾驶疲劳特点及致疲劳因素的相互藕联性。对驾驶时间负荷、信息负荷进行联合效应实验，提出信息复杂度及驾驶疲劳的脉冲效应

7、和u型效应；并进一步提出连续性与离散性负荷的驾驶疲劳问题，为人一车一路系统中以人为核心的优化匹配设计及预防和减少交通事故提供理论根据。对多种疲劳因素的影响建立不同的驾驶疲劳函数模型，并采用可靠性理论对驾驶疲劳进行不可靠性分析，对各致疲劳因素的模糊性、随机性、交错性、互动性分析，驾驶疲劳度是一个全程的、完整的、具有一定时间段的约束条件，它的松弛变量特征表现明显。对不同动态交通人一机一环境系统中驾驶疲劳进行评估，求出致驾驶疲劳影响因子的量化值。首次提出驾驶疲劳度综合评价模型，通过主因子分析最后筛选出驾驶员反可靠性原理及算法，驾驶行为形成疲劳因子的量化、驾驶疲

8、劳的多因素分析与筛选、驾驶疲劳指标及综合评价分析、驾驶疲劳的多因素分析及应用。如