高原低压稀氧环境下营运驾驶员驾驶疲劳演化进程与防控技术

Fatigue driving is a stubborn problem that adversely affects safety production of transportation enterprises, especially on the plateau where oxygen content and atmospheric pressure are below the normal level. By collecting data of drivers’ heart rate, eye movement, brain wave, blood oxygen content and other indexes based on driving simulation experiments and real vehicle tests, the process of every indexes’ evolution and driving risks are analyzed, while the phase division of fatigue driving behavior and the interval of characteristic index are given. A proposed intervention method is given based on the effectiveness while dealing with classical fatigue driving phase. Concerning differences between drivers, an assessment method to measure driver’s anti-fatigue ability is established, as well as a personalized preventive & intervention method. According to the above research results, the transportation enterprises’ management procedures of safety production will be improved and corrected. Meanwhile, a manual for the preventive & management of high altitude area will be developed. This project will be of great importance in the field of driving fatigue prevention to improve the safety production level of transportation enterprise for our country.

疲劳驾驶一直是困扰道路运输企业安全生产的顽症，高原地区由于低压稀氧，这一问题尤为突出。基于驾驶模拟与实车驾驶疲劳实验，采集实验者的心率、眼动、脑电波、血氧等心理生理指标，分析各指标的演化进程与行车风险，提出驾驶疲劳的典型阶段划分与表征指标区间；开展典型阶段疲劳干预有效性实验研究，提出针对性的疲劳干预措施；考虑运营驾驶员个体差异性，设计提出一套驾驶员抗驾驶疲劳能力的测试评估方法，给出个性化驾驶疲劳预防与干预对策；基于上述研究成果，修正和完善运输企业安全生产管理规程，编制高原低压稀氧地区营运驾驶员驾驶疲劳防控指南。本课题对于防控驾驶疲劳，提升我国运输企业的安全生产水平具有重要的意义。

营运驾驶员是驾驶疲劳的“易感人群”。西部地区多山地和丘陵，海拔高度较高，尤其是青藏高原地区，平均海拔高达4000m以上。高海拔低压稀氧的极端气候条件可能会对该地区营运驾驶员驾驶疲劳演化进程造成一定的影响，使其有异于平原地区。对高海拔地区营运驾驶员驾驶疲劳问题及相关防控技术进行专门的研究十分有必要。.首先，依据反应时间和注意力随驾驶员疲劳程度变化而变化的规律，对KSS值进行重新分级，得出驾驶员清醒与疲劳的临界值为KSS=7。.其次，对驾驶员疲劳程度随驾驶时长发生变化，同时变化速度受到外部条件和驾驶员个体特征等因素影响的过程进行了研究。在外部条件方面，海拔高度对驾驶疲劳演化影响显著，驾驶员在海拔高度3553m~4110m的路段行驶时比在3110m~3553m路段行驶时更容易疲劳；在个体特征方面，驾驶员年龄和日均驾驶时长对驾驶疲劳演化均有影响，40岁以上驾驶员比40岁以下驾驶员更容易疲劳，日均驾驶时长不超过4小时的驾驶员比日均驾驶时长超过4小时的驾驶员更容易疲劳。连续长时间驾驶会导致驾驶疲劳，进而威胁行车安全。取驾驶疲劳概率阈值为0.5~0.8，得出上述影响因素变化范围内最容易疲劳和最不易疲劳情况下，驾驶员安全驾驶时间限值分别约为63min~75min和92min~104min。.再次，采集眼动、脉率、脑电等不同类型的生心理数据以便对驾驶疲劳检测进行研究。依据不同指标与驾驶疲劳的相关性、在不同驾驶员之间的适用性以及在清醒和疲劳状态下的区分度对指标绩效进行筛选和排序。在筛选所得的指标基础上，利用支持向量机建立基于多源数据的驾驶疲劳检测模型。.最后，对驾驶疲劳缓解措施进行研究。主要分析了10min和30min的短时休息在驾驶员疲劳缓解中所起到的作用。研究发现，10min的休息时长不足以对驾驶疲劳起到有效的缓解作用，而30min的休息时长对驾驶疲劳缓解作用显著。另外，对震动刺激和饮用功能饮料等其它措施对驾驶疲劳的影响进行了探索性研究，发现震动刺激缓的驾驶疲劳缓解作用吧不显著，功能饮料不能保证对所有驾驶员都起作用。.综上，研究提出了研究范围内高海拔地区营运驾驶员安全驾驶时间限值和较为可靠的驾驶疲劳检测方法，能够为高海拔地区驾驶疲劳防控提供一定的意见和建议。