2022年疲劳与驾驶时间关系的实验心理学研究 .pdf

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3、心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 疲劳与驾驶时间关系的实验心理学研究作者：马艳丽， 王要武， 裴玉龙， MA Yanli ， WANG Yaowu， PEI Yulong作者单位：马艳丽,王要武,MA Yanli,WANG Yaowu(哈尔滨工业大学管理学院 ,黑龙江,哈尔滨,150090)， 裴玉龙,PEI Yulong( 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院 ,黑龙江,哈尔滨,150090)刊名：西南交通大学学报英文刊名：JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY年，卷(期)：2009 ，44(

4、4)被引用次数：0次相似文献(10条)1.期刊论文裴玉龙. 马艳丽. PEI Yu-long . MA Yan-li疲劳对驾驶员感知判断及操作特性的影响- 吉林大学学报（工学版） 2009,39(5) 在分析疲劳对行车安全影响的基础上 ,采用实验心理学测试与主观疲劳调查的方式,研究了不同疲劳程度下驾驶员的感知、判断及操作特性.分析了不同疲劳程度下驾驶特性测评指标的变化规律,确定了不同疲劳程度下的驾驶特性测评指标阈值.提出了基于驾驶员驾驶特性的最大连续驾驶时间建议,可为相关部门制定或修订驾驶服务时间提供参考依据.2.学位论文郭婕 基于人脸识别技术的驾驶时间监控系统的设计与实现2009 由于计算机

5、人脸识别技术具有广阔的应用前景，对计算机人脸识别方法和技术的研究已成为国内外模式识别领域内研究的热点。本文以驾驶时间监控系统的应用为背景，以人脸识别为主线，设计并实现了一套基于实时人脸识别技术的驾驶监控系统。文章首先阐述了人脸识别的课题背景及其发展与研究现状，并结合国内外相关领域的发展，从特征提取与模式分类两个方面对目前人脸识别的主流方法做了详细介绍。所做的主要工作如下：首先进行人脸检测与人眼定位，基于AdaBoost 分类算法，进行分类器训练，实现了人脸检测与人眼定位，达到了人脸图像的自动采集。其次在隐马尔可夫模型的基础上运用嵌入式隐马尔可夫模型对人脸进行建模和识别。特征提取采用2D-DCT

6、，由采样图像块的2D-DCT低频系数构造观察向量可以降低对姿态和光照变化的敏感度，另外就是减少了观察向量的维数，大大降低了计算量。最后，以Visual C+6.O为平台设计了一个界面简洁友好的监控系统，可以完成图像的获取、人脸检测与人眼定位、人脸的特征提取和分类以及计时功能。利用该系统对ORL 静态人脸库和动态视频中的人脸图像进行实验，结果表明，嵌入式隐马尔可夫模型对光照和姿态具有一定的鲁棒性，所设计的系统具有较高的识别率和很好的实时性。本文所设计和实现的人脸识别系统主要应用于对驾驶员驾驶进行实时监控，记录驾驶员连续驾驶时间，当超出预设时间后就发出警示信号，提示换人，若识别未换人，则退出系统。

7、该技术拓展了疲劳驾驶监测技术的涵盖范围，对驾驶预警技术的深入发展也具有重要意义和研究价值。关键词： 人脸检测，人脸识别，模式分类，离散余弦变换，隐马尔可夫模型3.学位论文李志春 驾驶员疲劳状态检测技术研究与工程实现2009 驾驶员的疲劳驾驶往往是频繁发生的道路交通事故的主要原因之一，因此对驾驶员的疲劳状态进行实时检测，减少由疲劳驾驶引发的交通事故，有着重要的现实意义。本文利用机器视觉技术对驾驶员人脸进行图像分析，提取多个有效的驾驶员疲劳特征信息，结合模糊逻辑与人工神经网络技术对驾驶员疲劳状态进行检测与预警，取得了较好的效果。本文的主要研究工作和贡献在于： (1)对疲劳及驾驶疲劳的形成过程进行了

8、分析，建立了基于人-车-环境的驾驶员疲劳分析系统。根据驾驶行为S-O-R 理论，建立了驾驶行为过程模式，并在此基础上，建立了以人为中心的驾驶疲劳行为模式。 (2)从心理学、生理学及行为科学等角度对驾驶员疲劳的机理进行了分析。驾驶员操纵车辆的动作是驾驶行为，而驾驶员驾车时脑中所思、所想、所感等则是驾驶心理。研究表明，人体昼夜觉醒水平的变化规律与驾驶员疲劳引发的驾驶事故的时间分布是完全一致的。 (3)从驾驶时间，驾驶速度、驾驶环境、身体状况、道路状况等因素对驾驶疲劳的影响进行了分析，得出：随着驾驶时间增长，各个因素对驾驶员疲劳的影响加剧；中断后，具有可恢复性。 (4)提出了一种基于投影和分块复杂度

9、的眼睛定位方法。首先采用由粗到细的两级定位策略，根据人脸图像的投影定出人眼的大致区域；然后将此区域分割成若干小块，找出复杂度最大的几个小块，建立判定规则，排除非眼睛的小块，剩下的两块即为左右眼睛。 (5)提出了基于颜色和纹理复合特征的双状态人眼跟踪算法。该算法的要点在于对计算所得的人眼睁开状态的权重附加了一个判定准则，即当本轮粒子更新时的最大粒子概率小于某个阈值Pmin 时认为该轮更新无效，在试验中我们取Pmin=0.65 ，取得了较好的跟踪效果。 (6)提出了基于 Gabor 小波滤波器的人眼纹理特征提取的计算方法。通过将Gabor 小波滤波器提取的人眼纹理特征向量送入RBF 神经网络进行学

10、习、分类，输出值设定为 0，1，2，3，4，分别对应眼睛五种闭合程度状态 0，25 ，50 ，75 ，100 ，可以简单方便的计算参数 PERCLOS和AECS的值。 (7)通过对多种人脸识别方法进行比较分析，提出采用Hopfield神经网络进行驾驶员疲劳检测时的人脸识别方法。 (8)针对实时驾驶员疲劳状态检测的要求，建立了以DM642为核心处理器的实时图像采集、处理硬件系统。利用模糊神经网络技术，将驾驶员疲劳视觉特征参数进行有机融合，提出了新的驾驶员疲劳状态检测方法。 本文的主要创新点如下： (1)提出了一种基于投影和分块复杂度的眼睛定位方法。 (2)提出了基于颜色和纹理复合特征的双状态人眼

11、跟踪算法 (3)用Gabor 小波滤波器提取人眼的纹理特征，结合RBF 神经网络分类方法，简化了 PERCLOS和AECS值的计算。 (4)提出了将模糊神经网络技术应用到驾驶员疲劳实时检测系统中的新的疲劳检测方法。首先利用计算机视觉技术对在行车过程中的驾驶员表情变化、眨眼变化、眼动变化及视线变化等进行监控，从监控所得图像数据中提取PERCLOS、AECS、NodFreq 、YawnFreq 等四个疲劳特征参数，通过模糊神经网络将这四个疲劳特征参数信息进行融合，将检测出来的特征值与PVT 量化值对比评价，以确定驾驶员的疲劳级别，从而采取相应的报警级别。实验表明，这个系统在驾驶员疲劳实时检测中具有

12、较好的效果。4.学位论文赵永超 基于表面肌电的拖拉机驾驶员作业疲劳试验研究2009 我国农业经济的快速发展对农业技术装备提出了更高的要求，特别是整个装备的动力系统拖拉机。为适应农业生产的发展需求，农用拖拉机正在向大型化、智能化、高技术化等方向发展。虽然近年来拖拉机的驾驶环境有所改善，但和其它机动车驾驶员相比，拖拉机驾驶员受噪声、振动、季节名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 性的因素影响较大、驾驶环境差、作业时间集中、

13、驾驶时间长等问题依然存在，这些问题都很容易导致驾驶疲劳。目前对驾驶疲劳的研究都是基于汽车试验，针对拖拉机驾驶员作业中驾驶疲劳的报道和研究还较少，因此对其进行研究十分必要。本论文详细叙述了驾驶疲劳的机理与国内外研究现状，对文中选取的测试生理参数“表面肌电”进行了简单介绍。在建立了拖拉机模拟驾驶试验台的基础上，针对拖拉机驾驶作业过程中较为频繁的转头动作，设计了头部回转过程测试、头部定位测试试验，对转动过程中颈部肌肉的肌电变化进行了测试分析；同时也对驾驶作业过程中驾驶员腰背部肌肉肌电变化进行了测试；选取了不同特征量对以上两个试验的肌电测试数据进行了时域、频域分析，弄清了肌电测试数据特征量的变化趋势，

14、考察了各特征量与角度、时间的线性相关性，确定了可以作为评价指标的特征量；同时利用平均数差异显著性检验对驾驶作业过程中驾驶员腰背部肌肉疲劳出现的时间段进行了估算，得到主要结论如下：1.在头部转动过程中，随着拖拉机驾驶员头部转动角度的增加，极差、积分肌电值、标准差、均方根、峰度、过零点数、功率谱平均值、功率谱标准差等特征量都增大；而最大功率谱对应频率、MPF 、MF 等特征量减小，这些特征量与角度具有高度线性相关，可以作为头部转动引起颈部疲劳的评价指标；大多数特征量回转测试得到的最大值大于定位测试得到的最大值；而能量百分比，则是定位测试得到的最大值大于回转过程测试得到的最大值。2.在长时间驾驶作业

15、过程中，通过对拖拉机驾驶员腰背部肌肉的测试分析发现，随着驾驶时间的增加，极差、积分肌电值、标准差、均方根、偏度、功率谱平均值、功率谱标准差等特征量都表现出上升的趋势，而峰度、过零点数、MFP 、MF 等特征量呈现出下降的趋势。根据对各特征量与时间的相关性分析，得出极差、功率谱平均值与时间具有高度正相关，MF 与时间成高度负相关，这些特征量可以作为拖拉机驾驶员因长时间作业引起腰背部疲劳的评价指标。3. 通过对拖拉机驾驶员腰背部肌电测试数据的特征量平均数差异显著性检验和对驾驶员的主观疲劳时间调查对比发现，积分肌电值是检验结果中比较符合主观疲劳出现时间段的特征量。综合分析检验结果和主观疲劳时间调查得

16、出，拖拉机驾驶员疲劳时间为70 分钟 75 分钟。文章根据试验结果的分析，对减缓拖拉机驾驶员驾驶疲劳提出了建议，对保护拖拉机驾驶员身体健康、提高作业效率、提高拖拉机驾驶室的人性化设计等方面具有一定现实意义。5.期刊论文李斌. 王猛. 汪林. 李宏海 . LI Bin . WANG Meng. WANG Lin . LI Hong-hai驾驶时间对营运驾驶员驾驶能力影响的试验研究- 公路交通科技 2007,24(5) 针对影响交通安全的疲劳驾驶问题 ,以公路客运行业的营运驾驶员为研究对象,应用人机工程学和试验心理学的理论方法按驾驶时间的不同设计了区组对比的试验方案 ,并用试验仪器现场采集了 99

17、 个样本的试验数据 ,利用F检验和 H 检验等统计学方法分析了驾驶时间对驾驶员驾驶能力的影响.结果表明:驾驶时间在 812 h之间,驾驶员的反应能力和注意能力会显著降低,而驾驶员的感知能力和操作能力的降低不明显;驾驶员的主观疲劳感受随驾驶时间的变化不明显.6.学位论文罗仕鉴 基于生物学反应的驾驶舒适度研究2005 舒适度在汽车驾驶中起着越来越重要的作用。不舒适的驾驶姿势，不仅会带来严重的身体病变，例如脊柱骨骼、消化和心血管系统疾病，尤其是腰痛，严重时还会引起交通事故。因为司机驾驶的时间较长，尤其是出租车司机，每天驾驶操作8小时以上。舒适的、设计好的汽车室内能够减少笨拙的姿势以及职业病的生成，并

18、能刺激最佳的操作效能。因此，许多国家都积极开展有关驾驶舒适度的研究工作，尤其在西方发达国家，此方面研究更为全面。 舒适度是人的主观感受，它由心理和生理两方面的因素构成。本文通过三个系列的实验，基于人体主观心理感受和客观生物物理测量，在我国首次对出租车驾驶员驾驶舒适度问题进行了系统研究，为人车系统中人性化设计提供理论依据。 实验一引入意象尺度、口语分析等主观评价方法，通过一系列的调查对驾驶舒适度影响因子进行了研究，结果表明： (1)影响驾驶舒适度的主观因子包括睡眠、驾驶时间、心情、身体状况和疲劳等，客观因子包括座椅舒适度、座椅的可调节性、振动、噪音、机器外观、驾驶室空间、气候控制、可视域、仪表盘

19、和显示、控制器以及控制方式、疲劳等。 (2)驾驶操作舒适度与舒适度客观影响因子研究的结果基本吻合，即座椅舒适度、振动、控制器以及控制方式、噪音等仍然是影响驾驶舒适度的主要因素。从总体来看，用户对所驾驶过的汽车舒适度总体感觉为“一般”，略偏差。 (3)用户对汽车座椅的舒适度总体感觉为“一般”，略偏差。影响座椅舒适度的因子主要包括：靠背形状、靠背下支撑点和靠背上支撑点，其中以靠背下支撑点最为严重。 实验二考察了人在静态驾驶环境下的身体多个关节的舒适度角度。结果表明，在实际静态驾驶环境中，人体各个关节的舒适度角度要小于实验室所测得的角度。 实验三借助 sEMG技术对出租车司机进行驾驶试验，通过对颈伸

20、肌、竖脊肌、多裂肌、股二头肌的sEMG测量，对最大背伸肌力和耐力负荷进行了研究，考察了驾驶员在动态驾驶情况下的舒适度。结果表明： (1)随着驾驶时间的增加，被试的耐力负荷持续时间持续降低；同时，被试的背伸肌力也随着减少。 (2)从全程的 AEMG和MPF 来看，差异性不大，这一原因可能是试验中受到被试主观因素(如毅力、耐力 )等的影响；通过对肌电信号以及数据的分析，我们发现，被试的前 20 秒的数据和肌电信号比较好，实验结果比较理想。 (3)通过对前 20 秒的AEMG、MPF 的均数以及 MPF 的斜率进行单因素方差分析，左、右侧多裂肌前20 秒sEMG信号特征指标 MPF 的下降斜率受驾驶

21、时间影响显著，而其它肌肉的影响不明显。试验表明，多裂肌可能是引起驾驶员腰痛的主要原因。 (4)人体主观舒适度感受和客观试验数据分析之间有很大的一致性。 (5)通过对主观舒适度函数和客观舒适度函数的整合分析，对腰部舒适度指数进行了定义和规定，得到了腰部舒适度指数函数，用以指导和评价实际驾驶时的舒适度。 根据实验结论，本文提出了人机工程评价系统框架，并分析了其中的关键技术。在CAXA基础上构建了基于舒适度的人机工程评价系统，将实验数据运用到系统中，以支持虚拟设计与评价、产品创新以及工作空间的设计与评估。 最后对全文进行了概括性总结，并指出了理论和应用上有待进一步研究的方向。7.学位论文代世勋 汽车

22、驾驶疲劳的近红外光谱法监测与分析2009 驾驶员疲劳驾驶是导致交通事故频发的重要原因，近年来已经成为各大高校和汽车企业研究的热点。关于疲劳驾驶的研究，不仅可以揭示驾驶员在行车过程中疲劳的客观规律，更重要的是对于疲劳预警装置的开发提供可靠的信息依据。疲劳预警装置作为一种还不成熟的汽车主动安全防御装置，必将拥有广阔的市场前景。然而，目前还未出现一种能够经得起市场考验、可靠的疲劳预警装置问世，主要原因是各种疲劳检测技术存在着这样或那样不可克服的缺点，因此，寻找新的简单可靠的实时检测方式，仍然是驾驶疲劳检测的研究热点之一。 氧是维持人体正常生命活动的最重要物质之一，缺氧是导致人体疲劳的重要原因。因此实

23、时检测人体组织的氧合状况，对于揭示疲劳客观机理及研制评估技术具有重要意义。人体组织氧合状况的可用近年来新发展起来的近红外光谱技术，它可以无损、连续、实时检测人体组织血氧参量。本文提出了应用近红外光谱法检测驾驶员疲劳态下脑氧、肌氧信息，是近红外光谱技术在疲劳驾驶领域的新探索。本文所作重要工作如下： 1.综合分析当前疲劳预警技术的发展现状及困难所在，提出采用近红外光谱法应用于疲劳驾驶研究。研究了近红外光谱法检测组织血氧参数的基本原理，以及用于评估驾驶员疲劳状态的可行性分析。介绍了当前近红外光谱技术的最新成果TASH 100 近红外光谱血氧无损监测仪的仪器构造原理，以及应用于疲劳驾驶检测的使用方法。

24、 2.驾驶疲劳可分为两种情况，精神疲劳和体力疲劳。精神疲劳与脑组织的氧和状况息息相关。因此，本文设计了驾驶员在模拟驾驶器上进行疲劳驾驶的实验。实验结果表明，人体脑组织血氧参数的变化规律可以揭示人体精神疲劳，最主要的是脑组织血氧饱和度在驾驶员驾驶过程中表现出明显的下降规律，得出了可以用脑组织血氧饱和度作为评价驾驶员疲劳状态的一个有效指标。 3.本节首先分析了人体肌肉疲劳的客观机理，以及用于肌肉疲劳检测的一些常用方法。在此基础上，设计了一组同脑氧监测类似的实验。实验结果表明，人体肌肉组织血氧参数可以用于评估驾驶员疲劳状态。其中最主要的是，肌氧饱和度随着驾驶时间的延长呈现显著下降趋势，可以作为评估驾

25、驶员疲劳状态的另一可靠指标。 4.基于以上研究结论，构思了基于近红外光谱法检测脑部组织血氧饱和度和腰部肌肉组织血氧饱和度的疲劳报警装置。提供了主要的硬件设施，并对系统软件结构框架进行了设计。 近红外光谱法应用于疲劳驾驶研究还处在摸索阶段，当前它的发展主要受制于传感器需要与人体接触才能检测。伴随着非接触传感器的研制，近红名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - 外光谱法必将在驾驶疲劳监测领域有光明的应用前景。8.期刊论文东白

26、 国外驾车防疲劳妙招-交通与运输 2006,22(2) 美国:无论驾驶何种车辆 ,驾驶员每天的驾驶时间不得超过 10 个小时 ,监督检查执行情况是通过驾驶日记 .每辆车必须备有驾驶日记 ,日记上记录的行驶时间除驾驶员签名外 ,还需要有关行车路线上主管交通安全的管理部门有关人员签字证明,以防伪造作假.9.学位论文张晖 基于驾驶行为的疲劳状态识别研究2009 大量的事故分析结果表明，疲劳驾驶很容易导致重特大交通事故的发生，通过对驾驶人操作及车辆参数的监控，可以对驾驶人疲劳状态进行预警。 通过问卷调查的方式对易产生驾驶疲劳的直接原因，易产生疲劳的道路线形，疲劳状态下驾驶行为变化特性等进行分析，调查结

27、果表明：当驾驶人在缺少睡眠的条件下，很容易产生疲劳驾驶；当所有条件都一致时，驾驶人在高速公路上行驶时，比其他道路类型更容易产生驾驶疲劳；当驾驶人疲劳时，对于转向盘控制能力会下降等。通过内部信度分析和重测信度分析的方法对问卷的有效性进行了检验。 根据问卷调查的结果，通过正交设计的方法，选取驾驶员的操作动作(档位、油门、离合、转向、刹车 )、车辆特性 (速度、加速度、车道位置 )等作为实验指标，并对每项指标的涵义及数据类型进行了解释说明，同时设定驾驶时间长度、平曲线指标、竖曲线为3要素，每个要素选取 3个水平，完成正交表的设计，最终确定实验方案和步骤。 由于疲劳实验的特殊性，在对仿真实验的信度进行

28、分析的基础上，本研究将主要通过汽车驾驶模拟仿真平台开展实验，提出了利用LandXML进行快速场景建立的方法，并按照正交实验设计表的要求，结合我国道路路线设计规范，选取高速公路为道路设计对象，进行了平纵横的设计，建立了相应的实验场景。 通过开展正交实验，获取了驾驶人的各项实验指标，分析结果表明：当驾驶人连续驾驶6h 时，车速、档位、油门三者数据的集中程度逐渐升高，离合和刹车的变化不显著，前轮转角的变化区间越来越小，横向偏移值逐渐加大。利用因子分析的方法，对各项实验指标进行研究，分析结果表明：车速、档位、油门变化规律一致，相关程度较高，因此，建立了新的因子“综合操作指标”，利用综合操作指标、前轮转

29、角、横向偏移3个指标作为模糊综合评价的因素集，确定驾驶人疲劳程度为3级，通过对驾驶疲劳程度 (驾驶时长 )的各因素进行分析，在确定各因素评分情况上，确定各因素的权重，进一步建立了基于驾驶人行为的驾驶人疲劳程度的模糊综合评价模型，并对模型进行了检验。数据分析结果显示，在对18 位被试者的正常状态和临界状态的识别过程中，识别成功 16 人；对疲劳状态的识别过程中，有 3位驾驶人的疲劳状态识别失败。因此，本研究所建立的模糊综合评价模型具有一定的可信度，可以用来对驾驶人的疲劳状态进行分析和预警。10.学位论文徐新苗 营运车辆动态监测系统研究2005 目前对营运车辆运行状况的监管主要依靠出站检查的方式，

30、这种静态的监督手段，与日益发展的道路交通极不适应，交通管理部门无法方便、快速、准确地获得营运车辆的各种运行数据。因此，需要加强对营运车辆运行过程中的动态监督，确保行车安全。 本文是在对国内外车辆实时监测设施使用情况调研的基础上，结合我国的道路运输行业特点，分析了我国道路运输行业安全形势、管理模式以及汽车行驶记录仪的使用情况；研究了行驶车速、疲劳驾驶时间、车辆制动和轮胎监测等动态监测数据项目以及监测数据的采集、应用与管理。最后，论文对行驶记录仪监测系统的软、硬件平台的设计以及软、硬件之间数据传送接口进行了探索性讨论。 研究成果对交通管理部门和道路运输企业加强营运车辆和驾驶员管理，降低道路交通事故发生方面具有一定的参考意义和指导作用。本文链接： http:/ (tykjdx) ，授权号：534c13ce-d887-4e26-9d7d-9e0d00a988aa下载时间：2010 年10月12日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -