本文關鍵詞：基于生理與操作行為典型參數的駕駛疲勞程度研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：國內外大量事故統(tǒng)計數據表明,駕駛疲勞是引發(fā)高速公路交通事故的主要原因之一。相對于平原高速公路,駕駛員在線形復雜多變的山區(qū)高速公路上駕駛時,需要保持更加集中的注意力,駕駛強度也更大,導致駕駛疲勞事故多發(fā),且事故后果嚴重。因此,為提高山區(qū)高速公路交通安全服務水平,有必要對山區(qū)高速公路的駕駛疲勞進行研究。而引發(fā)駕駛疲勞事故的原因有很多,除了駕駛時長、道路交通環(huán)境等因素外,晝夜生理節(jié)律也會對駕駛疲勞產生影響,具體表現為不同時段下駕駛員的覺醒水平不同,從而導致駕駛員在特定時段容易昏睡。但是,目前關于駕駛疲勞的研究主要側重于駕駛時長方面,僅有少數學者分析了午后或夜間對疲勞的影響。因此,本文從晝夜生理節(jié)律出發(fā),研究重點時段下駕駛員的心電、速度與加速度特征,并選取合適的駕駛疲勞程度表征指標,用于判定不同類型駕駛員在不同時段下的駕駛疲勞程度。本文的主要內容如下:首先,總結國內外學者對疲勞時段的論述,并分析了事故統(tǒng)計數據,確定了本文所研究的重點時段。同時,基于本文的研究目的,選取生理典型參數——心電以及操作行為典型參數——速度與加速度進行駕駛疲勞研究。此外,通過實車實驗,采集了不同類型駕駛員在不同時段下的心電、速度與加速度以及主觀疲勞狀態(tài)評價數據。其次,運用統(tǒng)計學方法研究了不同類型駕駛員在不同時段下駕駛的心電以及速度與加速度特征的變化規(guī)律。心電方面重點分析了心率均值、低頻和高頻比值LF/HF的特征,速度與加速度方面重點分析了速度標準差、加速度絕對均值、加速度標準差的特征,并運用合適的檢驗方法,對各特征參數在不同時段、不同類型駕駛員的差異進行了分析。再次,根據相關性分析結果,選取相關性較強的速度標準差、加速度絕對均值、加速度標準差進行主成分分析,得到了操作行為典型參數綜合指標。然后,基于該綜合指標、心率均值和LF/HF,運用K均值聚類方法分析各指標與駕駛疲勞程度的關系,得到不同類型駕駛員的各指標在不同等級疲勞程度的閾值。據此,基于模糊綜合評價方法建立了駕駛疲勞程度判定模型,得到不同類型駕駛員在不同時段下的駕駛疲勞指數。再將得到的疲勞指數與采集的主觀疲勞評價結果進行對比,證實了兩者具有較好的一致性。最后,從駕駛疲勞的智能監(jiān)控和警示、駕駛行程安排、連續(xù)駕駛時間的科學制定等方面提出了本文研究成果的應用設想和建議,以期提高山區(qū)高速公路的行車安全。
【關鍵詞】：不同時段 晝夜生理節(jié)律 心電特征 速度與加速度特征 駕駛疲勞程度判定
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U491.254
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 國內外研究現狀13-18
• 1.2.1 基于主觀評定的判定方法13
• 1.2.2 基于操作行為的判定方法13-14
• 1.2.3 基于駕駛員外部特征的判定方法14
• 1.2.4 基于生理信號特征的判定方法14-16
• 1.2.5 基于信息融合的判定方法16
• 1.2.6 不同時段的駕駛疲勞研究16-17
• 1.2.7 綜合評述17-18
• 1.3 研究主要內容與方法18-21
• 1.3.1 研究的主要內容18-19
• 1.3.2 研究的技術路線19-21
• 第二章 研究時段以及生理與操作行為典型參數的選取21-31
• 2.1 引言21
• 2.2 駕駛疲勞概述21-22
• 2.2.1 駕駛疲勞的概念21
• 2.2.2 駕駛疲勞的影響因素21-22
• 2.2.3 疲勞對駕駛員的影響22
• 2.2.4 駕駛疲勞程度的表征指標22
• 2.3 基于晝夜生理節(jié)律的重點研究時段選取22-27
• 2.3.1 晝夜生理節(jié)律對疲勞的影響分析23
• 2.3.2 重點研究時段的選取23-27
• 2.4 生理特征指標典型參數的選取27-28
• 2.5 操作行為典型參數的選取28-30
• 2.5.1 操作行為概述28-30
• 2.5.2 操作行為典型參數的選取30
• 2.6 本章小結30-31
• 第三章 實車實驗設計31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 實驗方案31-38
• 3.2.1 實驗目的31
• 3.2.2 實驗條件31-34
• 3.2.3 實驗設備34-35
• 3.2.4 實驗內容35-36
• 3.2.5 實驗步驟36-37
• 3.2.6 實驗數據采集37-38
• 3.3 實驗數據預處理38-41
• 3.3.1 GPS數據處理39
• 3.3.2 心電數據處理39-41
• 3.3.3 主觀疲勞狀態(tài)數據處理41
• 3.4 本章小結41-42
• 第四章 不同時段下生理與操作行為典型參數特征分析42-68
• 4.1 引言42
• 4.2 不同時段下駕駛員心電特征分析42-52
• 4.2.1 不同時段下駕駛員的心率特征分析43-46
• 4.2.2 不同時段下駕駛員的心率變異性分析46-51
• 4.2.3 不同時段下駕駛員心電指標總結51-52
• 4.3 不同時段下的速度與加速度特征分析52-67
• 4.3.1 不同時段下的速度特征分析52-57
• 4.3.2 不同時段下的加速度特征分析57-66
• 4.3.3 不同時段下的速度與加速度特征指標總結66-67
• 4.4 本章小結67-68
• 第五章 不同時段下駕駛疲勞程度判定68-80
• 5.1 引言68
• 5.2 駕駛疲勞程度表征指標的選取68-72
• 5.2.1 相關性分析68-69
• 5.2.2 主成分分析法的步驟69-70
• 5.2.3 主成分分析結果70-72
• 5.3 表征指標與駕駛疲勞程度的關系分析72-74
• 5.4 不同時段下駕駛疲勞程度判定74-78
• 5.4.1 模糊綜合評價的數學原理74-75
• 5.4.2 基于模糊綜合評價的駕駛疲勞程度判定模型75-76
• 5.4.3 基于模糊綜合評價的不同時段駕駛疲勞程度判定結果76-78
• 5.5 不同時段下駕駛疲勞程度研究成果的應用78-79
• 5.6 本章小結79-80
• 結論與展望80-83
• 6.1 主要研究成果80-81
• 6.2 研究特色及創(chuàng)新點81
• 6.3 研究展望81-83
• 參考文獻83-88
• 附錄：駕駛員類型調查問卷88-91
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果91-92
• 致謝92-93
• 附件93

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本文編號：428090