【摘要】：駕駛疲勞是導(dǎo)致交通事故的主要原因之一。駕駛疲勞普遍存在且危害巨大,因此,研究開(kāi)發(fā)高性能的駕駛員疲勞狀態(tài)檢測(cè)技術(shù),并在必要時(shí)刻對(duì)駕駛員的危險(xiǎn)狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警干預(yù),及時(shí)提醒駕駛員減速或者停車(chē)休息,緩解駕駛疲勞對(duì)提高交通安全有著重要的意義。駕駛疲勞是指由于駕駛環(huán)境的單調(diào)性或長(zhǎng)時(shí)間超強(qiáng)度行車(chē),駕駛員因體力和腦力過(guò)多消耗而產(chǎn)生生理、心理機(jī)能衰退,造成反應(yīng)遲鈍、動(dòng)作僵硬、對(duì)周?chē)h(huán)境的感知能力、形勢(shì)判斷能力和對(duì)車(chē)輛的操控能力不同程度下降的一種人體綜合系統(tǒng)協(xié)調(diào)性失衡的生理狀態(tài)。本文基于上述駕駛疲勞的生理因素,建立了一套車(chē)輛安全駕駛半實(shí)物仿真系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員的駕駛狀態(tài),并在必要時(shí)對(duì)駕駛疲勞狀態(tài)進(jìn)行緩解,為安全駕駛提供保障。本文主要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)論述：1.利用各個(gè)腦區(qū)神經(jīng)活動(dòng)同步性差異來(lái)分析疲勞駕駛特征。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于人類(lèi)大腦,即使執(zhí)行非常簡(jiǎn)單的認(rèn)知任務(wù)也依賴(lài)多個(gè)腦區(qū)域協(xié)同完成,在此期間,不同腦區(qū)域間的神經(jīng)活動(dòng)同步性表現(xiàn)出較大差異。文中對(duì)人類(lèi)的大腦進(jìn)行建模,構(gòu)建了復(fù)雜腦網(wǎng)絡(luò),通過(guò)對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)重要參數(shù)變化特征來(lái)分析被試者駕駛疲勞的變化,并結(jié)合腦電信號(hào)功率譜和眼電信號(hào)特征,綜合分析駕駛疲勞特征變化。2.對(duì)長(zhǎng)途客車(chē)駕駛員進(jìn)行了疲勞駕駛檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。在我國(guó),長(zhǎng)途客車(chē)是主要的交通工具之一,承擔(dān)著重要的客運(yùn)任務(wù),客運(yùn)駕駛員的正常駕駛關(guān)系到廣大旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全,因此,對(duì)長(zhǎng)途客車(chē)駕駛員進(jìn)行駕駛疲勞分析有著重要意義。文中相關(guān)實(shí)驗(yàn)選擇在我國(guó)沈陽(yáng)到丹東的高速公路上進(jìn)行,通過(guò)對(duì)10名駕駛員腦電信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)采集,構(gòu)建腦網(wǎng)絡(luò),并對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)特征研究,分析了在真實(shí)駕駛環(huán)境下長(zhǎng)途客車(chē)駕駛員駕駛疲勞特征。結(jié)果表明,長(zhǎng)途客車(chē)駕駛員腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的聚類(lèi)系數(shù)和全局效率隨駕駛疲勞的加深呈現(xiàn)規(guī)律性變化。3.研究了出租車(chē)駕駛員普遍采用的兩種傳統(tǒng)休息方式之間的效果差異。在城市交通中,出租車(chē)占有相當(dāng)大的比例,因此,研究出租車(chē)駕駛疲勞緩解問(wèn)題對(duì)城市交通安全具有重要意義。調(diào)查發(fā)現(xiàn),當(dāng)出租車(chē)駕駛員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間駕車(chē)出現(xiàn)疲勞后,一般采用車(chē)外自由活動(dòng)休息和車(chē)內(nèi)自由活動(dòng)休息兩種方式來(lái)緩解疲勞。實(shí)驗(yàn)中,選取8名駕駛員,通過(guò)對(duì)其腦電信號(hào)特征分析,判斷兩種傳統(tǒng)休息方式中最有利于緩解駕駛疲勞的方式。研究結(jié)果表明,出租車(chē)駕駛員選擇車(chē)外自由活動(dòng)休息,更有利于緩解駕駛疲勞。4.對(duì)經(jīng)皮穴位電刺激緩解駕駛疲勞進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。駕駛疲勞是一種綜合性的生理疲勞狀態(tài),包括精神疲勞和身體疲勞。根據(jù)中醫(yī)理論可知,刺激人體手掌部位的勞宮穴(PC8)可以使人醒神,緩解人體疲勞癥狀。文中采用多功能電刺激儀(KWD-808I)對(duì)被試勞宮穴(PC8)進(jìn)行電刺激,分析了電刺激對(duì)駕駛疲勞的緩解效果。結(jié)果表明,通過(guò)刺激被試勞宮穴(PC8)可以有效的緩解由于長(zhǎng)時(shí)間駕車(chē)導(dǎo)致的駕駛疲勞；另外,實(shí)驗(yàn)中涉及的勞宮穴(PC8)位處于人體的手掌部位,當(dāng)手握方向盤(pán)時(shí),該穴位自然與刺激電極接觸,無(wú)需貼片電極,方便實(shí)用。5.搭建車(chē)輛安全駕駛半實(shí)物仿真系統(tǒng)。通過(guò)該半實(shí)物仿真系統(tǒng),可以對(duì)駕駛員腦電信號(hào)實(shí)時(shí)采集,監(jiān)測(cè)駕駛員駕駛疲勞特征的變化。在整個(gè)駕駛回路中,駕駛員根據(jù)汽車(chē)儀表指示信息和交通路況信息,不斷調(diào)整自己的操縱動(dòng)作行為。如果回路中的人,由于長(zhǎng)時(shí)間駕駛導(dǎo)致駕駛疲勞,進(jìn)而對(duì)車(chē)輛駕駛認(rèn)知出現(xiàn)較大偏差,人的駕駛動(dòng)作就會(huì)對(duì)車(chē)輛的駕駛做出錯(cuò)誤的操作,這時(shí),系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)出駕駛員的精神狀態(tài),及時(shí)的確定駕駛員精神疲勞程度,確定是否適合繼續(xù)開(kāi)車(chē)的指令,保證安全駕駛,消除交通安全隱患。
[Abstract]:Driving fatigue is one of the main causes of traffic accidents. Driving fatigue is ubiquitous and harmful. Therefore, research and development of high-performance driver fatigue detection technology, and when necessary to warn the driver of dangerous state intervention, promptly remind the driver to slow down or stop to rest, alleviate driving fatigue to improve. Driving fatigue refers to the monotony of driving environment or long-term excessive intensity driving, the driver due to physical and mental exhaustion caused by excessive physical and mental decline, resulting in sluggish response, stiff movement, perception of the surrounding environment, situation judgment and the ability to control vehicles are different. Based on the above physiological factors of driving fatigue, a hardware-in-the-loop simulation system for vehicle safety driving is established in this paper, which can monitor the driver's driving state in real time and alleviate the driver's fatigue when necessary, so as to provide guarantee for safe driving. The following aspects are discussed: 1. The characteristics of fatigue driving are analyzed by the synchronization of nerve activities in different brain regions. It is found that even very simple cognitive tasks are performed by multiple brain regions. During this period, the synchronization of nerve activities between different brain regions is quite different. The human brain is modeled and the complex brain network is constructed. The changes of driving fatigue are analyzed by changing the important parameters of the brain network. The changes of driving fatigue are analyzed by combining the power spectrum of EEG and the characteristics of EOG. 2. The fatigue driving test of long-distance bus drivers is carried out in China. Long-distance bus is one of the main means of transportation and undertakes important passenger tasks. The normal driving of passenger drivers is related to the safety of passengers'lives and property. Therefore, it is of great significance to analyze the driving fatigue of long-distance bus drivers. After real-time monitoring and acquisition of EEG signals of 10 drivers, a brain network was constructed, and the characteristics of brain network were studied. The driving fatigue characteristics of long-distance bus drivers under real driving environment were analyzed. The results showed that the clustering coefficient and global efficiency of brain network parameters of long-distance bus drivers changed regularly with the deepening of driving fatigue. Taxi occupies a considerable proportion in urban traffic. Therefore, it is of great significance to study the alleviation of taxi driving fatigue for urban traffic safety. In the experiment, eight drivers were selected and their EEG signal characteristics were analyzed to determine the most favorable way to alleviate driving fatigue. The results showed that the taxi drivers chose the rest of free activities outside the vehicle, more importantly. Driving fatigue is a comprehensive physiological fatigue state, including mental fatigue and physical fatigue. According to the theory of traditional Chinese medicine, stimulating the palm of the human body's Laogong acupoint (PC8) can make people wake up and alleviate the symptoms of fatigue. Functional electrical stimulation instrument (KWD-808I) was used to stimulate the Labor Palace acupoint (PC8), and the alleviating effect of electrical stimulation on driving fatigue was analyzed. When holding the steering wheel, the acupoint contacts with the stimulating electrode naturally, and does not need the patch electrode. 5. A hardware-in-the-loop simulation system for vehicle safety driving is established. The system can collect the driver's EEG signals in real time and monitor the changes of driver's fatigue characteristics. If the driver in the loop is fatigued because of driving for a long time, and the driver's cognition of the vehicle is deviated greatly, the driver's action will make the wrong operation to the vehicle's driving. At this time, the system will monitor through the sensor. The driver's mental state, timely determine the driver's mental fatigue, determine whether it is suitable to continue driving instructions to ensure safe driving, eliminate traffic safety risks.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U491.254;U463.6

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8 廖鵬宇;;談?wù)勸{駛疲勞的成因及其預(yù)防方法[J];汽車(chē)與安全;2007年06期

9 傅家振;怎樣消除駕駛疲勞[J];解放軍健康;1994年02期

10 李增勇,王成燾;駕駛疲勞與汽車(chē)人機(jī)工程學(xué)初探[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程;2001年05期

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2 張靈聰;尹志勇;王正國(guó);;駕駛疲勞的生理特點(diǎn)[A];中國(guó)生理學(xué)會(huì)第六屆應(yīng)用生理學(xué)委員會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2003年

3 王猛;張春雨;汪林;焦偉峗;趙麗;;基于多源信息融合的駕駛疲勞檢測(cè)技術(shù)研究[A];第二屆中國(guó)智能交通年會(huì)論文集[C];2006年

4 宋國(guó)萍;;駕駛疲勞后情緒的變化[A];第十屆全國(guó)心理學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2005年

5 劉鵬;江朝暉;熊進(jìn);馮煥清;;駕駛疲勞研究中的人眼狀態(tài)檢測(cè)[A];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程進(jìn)展——2007中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2007年

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3 ;減輕駕駛疲勞幾項(xiàng)提示[N];當(dāng)代汽車(chē)報(bào);2006年

4 高速公路支隊(duì)張家寺大隊(duì) 李瑩瑩;疲勞駕駛是高速隱形殺手[N];甘肅法制報(bào);2006年

5 李宜;輕松緩解駕駛疲勞[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2006年

6 姜作金;疲勞 駕駛的潛在危險(xiǎn)[N];中國(guó)醫(yī)藥報(bào);2004年

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10 陳倩;基于生理信息采集的駕駛疲勞研究[D];重慶大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：2196965