营运汽车驾驶员驾驶疲劳累积及预防政策研究

道路交通事故是目前世界所面临的严峻社会问题。我国由于缺乏关于疲劳驾驶系统理论研究，疲劳驾驶预防管理政策不够完善、可操作性差，驾驶员对疲劳驾驶的预防意识淡薄，故疲劳驾驶导致的道路交通事故数居高不下且严重性强。本项目拟在梳理和借鉴国内外关于驾驶疲劳研究基础上，引入驾驶原始疲劳和疲劳累积概念，揭示驾驶原始疲劳、驾驶疲劳与疲劳累积三者的逻辑关系；通过测定驾驶员原始疲劳和疲劳累积度量指标，确定营运汽车驾驶员驾驶疲劳累积量和疲劳累积指数，研究疲劳累积指数与驾驶能力、道路交通事故发生概率之间定量关系，结合驾驶员特性、疲劳驾驶危害性等因素，提出针对营运汽车驾驶员的疲劳驾驶预防方法及管理政策建议，对提高驾驶员驾驶疲劳预防意识、改善交通安全形势具有重要意义。项目组拥有卡车驾驶模拟系统等实验平台和工作条件，具有交通安全法律咨询经验，在驾驶行为、驾驶特性等方面具有坚实的理论和实验研究基础，具备完成项目研究的条件。

疲劳驾驶是导致道路交通事故的重要原因之一。与超速驾驶、酒后驾驶等违法行为能够准确监测不同，疲劳驾驶具有很强的隐蔽性，难以被直接测定。驾驶疲劳通过影响驾驶员在驾驶过程中的感知、注意、反应和操作的能力，来影响其驾驶行为，这种影响显而易见却难以定量表达。国内外对驾驶疲劳的研究大多体现在驾驶疲劳的影响因素和产生机理，以及对驾驶疲劳的测定方法上，对由长时间驾驶导致的疲劳研究较多，而对驾驶员在驾驶前具有的原始疲劳对驾驶疲劳的“累积效应”却研究较少，对驾驶疲劳与驾驶能力的定量关系研究也不够深入。本项目对驾驶疲劳的传统定义进行了梳理，提出原始疲劳和驾驶疲劳累积的概念，界定了三者之间的关系。详细阐述了驾驶疲劳累积的特征和产生原因，将驾驶疲劳累积状态定性划分为清醒、轻度疲劳、重度疲劳三个等级。提取了由疲劳驾驶导致的道路交通事故历史数据，分析了该类事故的特点和影响因素。在此基础上，将影响驾驶疲劳累积的因素分为三个方面：驾驶员个体属性因素、驾驶环境属性因素和外延属性因素。根据驾驶疲劳监测方法的不同，将驾驶疲劳累积度量指标分为生理指标、心理指标、面部特征指标、驾驶绩效指标、主观疲劳测评指标等五类，构建了驾驶疲劳累积度量指标体系。采用正交实验设计法，设计了模拟驾驶实验方案。对实验结果进行了显著性和相关性分析，最终确定了脑电波中 波与 波出现率的比值、RR间期标准差、单位时间内眼睛闭合时间百分比、速度标准差和主观疲劳测评值作为驾驶疲劳累积度量的关键指标，采用K均值聚类分析法对各个指标进行了分级研究。利用贝叶斯理论将驾驶疲劳累积状态识别转化为概率推理问题。考虑驾驶疲劳累积的影响因素、度量指标等多源信息，构建了驾驶疲劳累积贝叶斯网络结构。从驾驶员的感知能力、反应能力和操作能力三方面对驾驶能力进行了界定，确定了各自的度量指标，采用主成分分析法建立了驾驶能力综合评价指数计算模型。分析了驾驶能力指标随驾驶时间的变化规律及其与驾驶疲劳累积度量指标之间的相关性。在此基础上，建立了以驾驶疲劳累积度量指标为输入层、以驾驶能力综合评价指数为输出层的BP神经网络模型，并对模型进行了验证。本项目以原始疲劳、驾驶疲劳和驾驶疲劳累积三者之间的关系为切入点，根据理论研究与实际应用相结合的研究方法，在概念界定、分析方法、模型构建和理论应用等方面有所创新，为驾驶疲劳的判断和预防提供了新的思路。