基于驾驶人疲劳特征的疲劳驾驶监测系统研究

<正>由于长时间驾驶、睡眠不足、过度劳累、长期缺乏运动等因素会造成驾驶人的注意力、反应能力、判断力等下降,进而导致疲劳驾驶,疲劳驾驶是造成交通事故的重要原因之一,因此疲劳驾驶检测技术得到了广泛关注和研究。目前,疲劳驾驶检测技术已广泛应用于汽车制造业、交通管理、物流行业等领域,一些汽车厂商已开始将疲劳驾驶检测技术纳入车辆的智能安全系统中,以提高车辆驾驶的安全性。如日本三菱汽车公司开发了利用车辆横向位移量、驾驶人操作量等复合参数识别驾驶人疲劳状态,     

基于结构方程模型的疲劳驾驶行为影响因素间量化关系研究

导致疲劳驾驶的影响因素众多,量化相互间的关系是疲劳驾驶行为研究的理论基础.通过实车试验采集了32名驾驶人在疲劳状态下的驾驶行为数据,观测变量包括车速、加速度、车道位置、车头时距、血流量脉冲、皮电、闭眼周期等,并对数据进行了预处理以及利用Bootstrap法对样本容量进行扩充来满足结构方程模型对样本的需求.建立结构方程模型分析了疲劳程度、身体状况和驾驶经验之间的关系以及对疲劳驾驶行为的影响.结果表明,疲劳程度对驾驶行为的影响程度最大,达到0.944;其次是驾驶经验,相关系数为0.447,说明在驾驶过程中驾驶人应时刻注意自身的疲劳状况,因其会直接影响驾驶安全.     

基于脑电信号分析的不同年龄驾驶人疲劳特性

为研究不同年龄驾驶人驾驶过程中疲劳情况及疲劳累积速度,对比其疲劳产生与变化的差异性,获取不同年龄驾驶人的最优驾驶时间,设计自然驾驶试验,利用Physio生理多导仪采集脑电数据,并采用主观检测方法对驾驶人进行问询。应用MATLAB对采集到的脑电数据进行降噪处理,通过积分获取各时段α波、β波和θ波的平均功率谱密度,进而求得脑电指标R_（α/β）,R_（θ/β）,R_{（α+θ）/β}。利用SPSS将其与驾驶时间进行单因素方差分析,并通过敏感性判断,选取R_{（α+θ）/β}作为驾驶疲劳表征指标。对各年龄段驾驶人的R_{（α+θ）/β}进行均值化处理,并将其与驾驶时间进行线性拟合,分析驾驶人年龄对驾驶疲劳累积速度的影响。对驾驶过程中各时段的R_{（α+θ）/β}进行配对样本t检验,并结合主观问询结果确定不同年龄驾驶人的最优驾驶时间。研究结果表明：青年和中年驾驶人在0~1.5 h内疲劳累积速度相对缓慢,老年驾驶人较快;在1.5~3 h内,青年驾驶人疲劳累积速度最快,中年驾驶人最慢;老、中、青年驾驶人的最优驾驶时间分别为60~75,120~135,105~120 min;不同年龄驾驶人其驾驶经验、体力和精力及外界环境干扰是影响疲劳累积速度的重要因素;试验结果验证了采用R_{（α+θ）/β}作为驾驶疲劳表征指标的有效性,有助于为不同年龄驾驶人安全驾驶时长的确定提供科学依据。     

考虑道路平曲线设计的驾驶疲劳对车道保持能力影响研究

不同的道路平面线形几何设计对于驾驶人车道保持能力的需求是有差异的,驾驶人受疲劳程度影响也会呈现车道保持能力下降的趋势,当前的研究未综合考虑以上2个因素:线形和疲劳程度对驾驶横向表现的交互影响.邀请41位被试者分别开展550 km的实车实验,获取车辆位置信息GPS以匹配道路线形类型,基于问卷调查方法获取驾驶过程疲劳等级.分析不同疲劳程度、不同平面线形类型以及弯道半径条件下的车道偏离标准差参数,构建了多元线性回归模型.数据分析结果表明,相同疲劳程度下驾驶人在圆曲线段驾驶的偏离值要超过直线段以及缓和曲线段;当弯道半径超过5 500 m时,曲线段弯道半径越大,车道偏离差值越高.同时,考虑了线形影响的多元线性回归模型对疲劳程度的预测精度要高于未考虑线形因素的模型,进一步说明在针对驾驶疲劳行为表现开展研究时,有必要对道路设计参数加以考虑以提高疲劳辨识精度.      

疲劳驾驶与年龄、驾龄的关系

对北京出租车驾驶人的疲劳驾驶状况进行了调查,旨在发现疲劳驾驶与驾驶人年龄、驾龄的关系,以及疲劳驾驶事故与驾驶人年龄、驾龄之间的关系。调查方法采用问卷法。通过分析,得出以下结论:1.不同年龄、驾龄的驾驶人疲劳驾驶状况不同;2.因疲劳驾驶引发的事故与年龄没有直接关系;3.疲劳驾驶引发的事故与出租车驾驶员的驾龄有关,驾龄越小,越容易发生交通事故。     

驾驶行为与驾驶风险国际研究进展

驾驶人在驾驶车辆的过程中总会面临由自身或外界条件所带来的或高或低的风险，即驾驶风险，通过对驾驶风险进行识别、分析及评估是对风险进行管理的有效对策，明确由人为因素（即驾驶人个体特征及驾驶行为）所带来的驾驶风险并对驾驶人进行安全管理尤为重要。为了全面了解各类危险驾驶行为和各种驾驶人群体的驾驶风险行为研究进展，对驾驶风险领域重点问题进行了总体概述。从驾驶人个体特征及驾驶行为的角度出发，探究了驾驶风险领域目前的研究现状，并利用科学知识图谱展示驾驶风险领域研究的发展进程与结构关系。通过Web of Science核心合集数据库获取了3 406篇在1986~2020年（截至2020年2月29日）间出版的驾驶风险研究相关英文文献，共涵盖8 684位作者及6 018个关键词，基于科学知识图谱对该领域文献进行梳理与分析。结果表明：驾驶风险领域的国外研究在驾驶人选择方面主要从年轻驾驶人、老年驾驶人、新手驾驶人及职业驾驶人的角度进行切入，重点围绕酒驾、药驾、分心驾驶及疲劳驾驶等主题开展研究。与国外研究相比，中国在分心驾驶、疲劳驾驶领域的研究相对丰富，而针对酒驾、药驾的研究试验手段较为单一，研究不够全面；在研究对象的选取上，有必要进一步增加老年驾驶人及新手驾驶人的深入研究，包括老年驾驶人适驾性评估与教育培训，以及新手驾驶人驾照分级制度的可行性探索。在研究方法方面，国外常见研究方法包括问卷调查、驾驶模拟器试验、实车试验以及自然驾驶研究等，而中国在自然驾驶研究领域尚未充分开发利用；未来应考虑多种方法相结合并从不同角度促进对驾驶行为及驾驶风险的全面理解。     

驾驶疲劳检测技术概述

介绍了驾驶疲劳检测的原理,列举了当前常用的驾驶疲劳检测技术并对各种检测技术进行对比分析;从驾驶人疲劳判别的研究、可穿戴设备在驾驶疲劳检测中的应用、多信息融合及多功能智能车载设备的研发、大数据及云计算技术在驾驶人疲劳检测的应用4个方面指出了驾驶疲劳检测的发展趋势.     

货运驾驶人心理与行为调查分析

随着社会经济的发展,公路货运量及公路营运载货汽车拥有量的持续增长,货运交通安全及货运行业安全管理问题面临巨大挑战。与此同时,货运驾驶人在驾驶过程中使用手机、疲劳驾驶等现象突出。本文针对长途货运驾驶人心理特征、驾驶愤怒、职业健康、驾驶行为理论分析、企业安全管理展开了问卷调查及分析,并基于问卷数据分析了货运驾驶人心理特征对驾驶行为的作用机制、企业安全氛围与驾驶人职业健康的相互作用关系。得到货运驾驶人存在的安全问题,并提出企业安全教育改善对策。分析结果可为货物运输企业的安全文化提升提供指导性意见,具有重要的理论与实践意义。     

基于超效率数据包络分析的重型车驾驶人驾驶安全绩效评价方法

为解决网联环境下重型车驾驶人驾驶安全绩效评价在指标多样性、模型可靠性、评价完整性和结果可溯性等方面的问题，提出一种基于超效率数据包络分析的重型车驾驶人驾驶安全绩效评价框架，包括驾驶行为指标提取方法、包含零值的超效率数据包络分析方法和基于效率前沿分析的驾驶安全绩效提升方案。基于网联环境下重型车自然驾驶数据特征，提取6个行程级的危险驾驶行为指标作为模型输入项，包括：表征激进驾驶的超速行为、急加速行为和急减速行为；表征分心驾驶和疲劳驾驶的打哈欠行为、使用手机行为和吸烟行为。表征驾驶风险暴露因素的行驶时间和行驶里程作为模型输出项。将每个驾驶人视为独立的决策单元，构建3种驾驶绩效评价模型，分别从激进驾驶、分心和疲劳驾驶以及综合驾驶风险3个维度对驾驶绩效进行评价。进一步利用效率前沿分析准确识别低绩效驾驶人，并量化其达到最佳驾驶绩效所需提升的驾驶行为指标。将该框架应用于南京某重型车车队的34名驾驶人，使用连续3个月的网联数据开展驾驶绩效评价。结果表明：该框架能够准确计算驾驶绩效得分，不同驾驶绩效等级驾驶人之间的驾驶行为特征存在显著差异，超速行为和打哈欠行为是影响驾驶绩效评价结果的关键因素，针对低绩效...     

提防“视野死角”成“夺命虎口”

时下很多县乡道路设计不科学、交通警示标志等安全设施欠缺,再加上一些驾驶人因疲劳驾驶、酒后驾驶等所导致的注意力不集中以及超速行驶等因素影响,造成“视野死角”下车祸频频……     

图话安全

正4月10日晚21时许,广西南宁市绕城高速公路一辆重型货车驾驶人涉嫌疲劳驾驶导致多车相撞,造成严重死伤。交警提示:货车运输劳动强度大,长时间驾车易疲劳,驾驶途中困倦时请选择安全地点及时停车休息,恢复精力后再驾驶。4月14日凌晨5时许,四川南充市南部县204省道一辆中型货车驾驶人涉嫌疲劳驾驶导致失控冲入出殡的人群,造成4人死亡、8人受伤。     

险情中驾驶人接管自动驾驶车辆的驾驶行为研究

为了指导驾驶人安全地使用自动驾驶系统,在模拟驾驶仿真平台上研究驾驶人在复杂交通环境下实现自动驾驶切换到手动驾驶的绩效表现,以及影响驾驶人驾驶方式切换过程的因素。试验收集了36名驾驶人在2种险情下切换驾驶方式过程中的驾驶行为数据,包括驾驶速度、车头间距、车辆横向位移和车辆转向等数据。研究结果表明:部分驾驶人会在险情提示出现之后即刻切换驾驶方式,而部分驾驶人则在提示出现之后继续监控道路和车辆信息,直到交通冲突出现的时候才进行驾驶方式切换;对上述2种切换方式进行独立分析发现,进行第2种切换的驾驶人在接管车辆之前所处的状态(玩游戏或者听音乐)对驾驶人接管车辆所用的切换时间有显著性影响,驾驶人处于玩游戏的状态下接管车辆所用的时间会小于驾驶人在听音乐状态下接管车辆所用的时间;切换方式对车辆横向位置有显著性影响,而且进行第1种切换的驾驶人在后续的驾驶过程中能保持较小的安全速度行驶,说明"切换方式1"与"较小的安全车速"存在相关关系,但二者的因果关系尚需深一步研究。     

个体差异对转向指标疲劳辨识能力的影响分析

驾驶人个体差异是影响疲劳驾驶辨识准确性的重要因素。为了探究个体差异与基于转向行为的疲劳辨识效果之间的关系，量化个体差异对转向特征指标疲劳辨识能力的影响程度，通过自然驾驶试验，采集被试在清醒状态和疲劳状态下的真实驾驶行为数据，结合观察员问询打分和被试面部视频得到疲劳水平信息。设置双层滑动时间窗对每位驾驶人的自然驾驶行为数据进行处理，挖掘出9个疲劳驾驶转向特征指标。对每位驾驶人清醒和疲劳状态下的指标样本进行Wilcoxon检验，用Wilcoxon检验的|Z|值表示指标对驾驶疲劳的分类性能。以清醒和疲劳状态下指标有显著差异的被试数目最多为优化目标，得到指标最优的双层时间窗设定值。将|Z|值最大的被试逐个与其他被试两两组合，对清醒和疲劳状态下混合两被试指标样本数据进行Wilcoxon检验，得到被试组合指标的|Z|值。计算两被试的综合个体差异值，基于线性模型拟合两被试组合Wilcoxon检验的|Z|值和个体差异值，以拟合直线的斜率绝对值|k|量化个体差异对指标疲劳辨识能力的影响。研究得到基于自然驾驶行为数据的9个疲劳驾驶转向特征指标的最优时间窗，发现指标对疲劳驾驶的分类性能存在个体差异，并且指标的疲劳辨识能力会随个体差异增加而降低，进而影响基于转向行为指标疲劳辨识的准确性，其中方向盘转角下四分位标准差（X_q1std）的斜率绝对值最大（1.17），方向盘转角标准差（X_jstd）的斜率绝对值最小（0.44），疲劳辨识能力受个体差异影响最大和最小的指标分别是X_q1std和X_jstd。研究结果可为利用自然驾驶行为数据的疲劳驾驶特征提取及考虑个体差异的疲劳驾驶建模提供参考。     

基于多源数据的单调道路环境与驾驶疲劳关系模型

为了研究单调道路环境对驾驶疲劳的影响,采用眼动仪、脑电仪等仪器设备在G109格尔木-西藏沿线开展实车驾驶试验,获取19名被试驾驶过程中的生理和驾驶行为等多源数据以及驾驶疲劳主观KSS量表,分析不同时间窗下各特征参数随疲劳程度的变化规律。采用不同海拔对应的植被等级作为单调道路环境的量化指标,将驾驶疲劳程度划分为清醒、轻度疲劳、重度疲劳3个等级,根据皮尔逊相关性和自变量共线性检验结果,选取脑电（α+θ）/β、平均眨眼持续时间、血氧含量和植被等级为自变量,驾驶人疲劳程度为因变量,建立基于有序多分类Logistic的单调道路环境与驾驶疲劳的关系模型,并分析单调环境下驾驶疲劳生成机理。研究结果表明：在高海拔单调道路环境下,短时驾驶疲劳主要与环境单调程度有关,驾驶时间并不是引起短时驾驶疲劳的主要因素;脑电α/β和心率与驾驶疲劳程度无显著相关性,脑电（α+θ）/β、平均眨眼时间与疲劳程度呈正相关,血氧含量与疲劳程度呈负相关。当植被覆盖率从较稀疏变为稀疏时,驾驶人警觉性较高,疲劳程度增加5.9%;随着植被覆盖率下降至非常稀疏状态,驾驶人会出现克服自身疲劳的情况,疲劳程度增加5.8%;当环境单调性进一步加剧,植被覆盖率降低至严重稀疏状态时,驾驶人疲劳程度明显增加,进入重度疲劳状态。研究成果可为单调道路环境下驾驶疲劳的预防奠定理论基础。     

基于脉搏波特征融合的驾驶疲劳检测方法

疲劳驾驶是交通事故的主要诱因之一，精确检测驾驶人的疲劳程度是主动预防疲劳驾驶事故的核心内容之一。通过开展自然驾驶试验，以驾驶人的生物信号脉搏波（Blood Pressure Waveform，BPW）为数据源，使用脉搏波波形分析方法从中提取有效表征驾驶疲劳的特征指标，构建用于检测驾驶疲劳等级的BPW特征指标集，在此基础上引入D-S证据理论建立了基于BPW特征融合的驾驶疲劳检测模型。结果表明：该模型对测试数据的疲劳驾驶理论检测精度达到了91.8%，优于贝叶斯网络模型的81.4%和支持向量机模型的84.3%，能够满足实际应用的需求，但与决策回归树检测模型99.7%的精度相比较还有差距。研究获得的基于生物信息融合的驾驶疲劳检查模型和方法在驾驶疲劳检测与监测中具有很好的应用前景，可为辅助安全驾驶和疲劳预警及主动干预提供新的技术方案。     

自动驾驶驾驶人接管特征研究进展

为自动驾驶驾驶人接管环节做出指导性的建议,从自动驾驶接管的影响因素和自动驾驶驾驶人接管绩效进行系统梳理,总结主要研究内容和方法,并展望其未来研究趋势。总结发现,现有研究缺少一套针对驾驶员在不同复杂度的交通环境下驾驶人行为准则,今后对于自动驾驶驾驶人接管特征的研究目的就是在清楚驾驶人有哪些行为后对自动驾驶安全接管设计提供理论支持。     

驾校质量如何保障？

截至2012年2月底,我国机动车保有量已达2.28亿辆,驾驶人数量达2.39亿人,驾驶人是建设和谐文明安全交通秩序的重要力量。近年来,酒后、超速、超员、超载、疲劳驾驶等严重交通违法行导致的重特大交通事故多发,给人民群众生命财产安全带来巨大隐患。驾校是驾驶人成长的起点,是驾驶人养成良好驾驶习惯和意识的第一关。真正培养出安全文明素质高、驾驶技能过硬的驾驶人也是驾校重要社会职责,如何保障驾校的教学质量,车主是如何评估自己的学车质量的？本刊联合搜狐汽车,推出《驾校质量如何保障？》专题。     

基于ERP技术的疲劳对驾驶人行为监控能力影响研究

为探究疲劳对驾驶人行为监控能力的影响性,采用模拟驾驶任务和Go/NoGo任务相结合的双任务试验,利用事件相关电位(ERP)技术,分析30名驾驶人的表征行为监控能力的脑电指标(ERN波幅)和驾驶行为指标(车道偏移标准差、方向盘反转率、速度标准差)的相关性,以验证所选驾驶行为指标表征行为监控能力的有效性;分析试验任务第1阶段(0~15min)和第2阶段(75~90min)的ERN波幅、车道偏移标准差、方向盘反转率、速度标准差的差异性,以探究疲劳对行为监控能力的影响机理。研究结果表明:ERN波幅和车道偏移标准差、方向盘反转率、速度标准差存在显著相关性;与试验任务第1阶段(0~15min)相比,第2阶段(75~90min)的车道偏移标准差、方向盘反转率、速度标准差显著增加,额中央区的ERN波幅显著降低;疲劳可导致驾驶人由前额叶调控的行为监控能力受损;车道偏移标准差、方向盘反转率、速度标准差这3项指标可作为测定行为监控能力的驾驶行为指标。     

酒精摄入对驾驶人驾驶能力的影响分析

饮酒后驾驶人的驾驶能力会由于酒精作用而发生变化,从而对交通安全造成影响.将驾驶人的驾驶能力分为感知能力、判断能力和操作能力,并对不同酒精摄入量条件下驾驶人深度知觉和速度知觉等感知能力指标、选择反应时间和注意分配能力等判断能力指标、光反应正确操作次数和动作判断误操作次数等操作能力指标进行测定,建立各种驾驶能力指标与驾驶人体内酒精含量之间的回归模型,并分析酒精作用对驾驶人驾驶能力的影响持续时间,揭示酒精作用下驾驶人驾驶能力的变化规律.      

老年驾驶人的驾驶自我调节研究述评

随着社会人口老龄化的发展，老年驾驶人的占比逐年增加，提升老年人的驾驶安全性对于其安全自主出行和公共交通安全均具有重要意义。驾驶自我调节是老年驾驶人为适应身体、认知功能变化而对驾驶行为做出的主动调整，是其提升驾驶安全性、延长驾驶生命和维持自主行动能力的有效补偿策略。通过对已有关于老年驾驶人的驾驶自我调节研究进行系统回顾，介绍了老年驾驶人的驾驶自我调节行为的定义及其表现，归纳分析了其驾驶自我调节行为的影响因素及产生机制，在此基础上总结了现有研究的局限，并指出了未来进一步研究的主要思路和方向。对文献的梳理和分析表明：老年驾驶人的驾驶自我调节包括减少驾驶频率和回避具有挑战性的驾驶情境2种主要形式，并可分为策略性、战术性和生活目标性自我调节3种不同的层次水平；驾驶自我调节是一个复杂的过程，社会人口因素、生理健康和功能状况、心理因素等均可对其产生影响；驾驶自我调节的产生机制可以被概括为是个体从认知到态度改变，再到形成调节行为意向，直至最终发生驾驶行为改变的动态决策过程。未来对老年驾驶人的驾驶自我调节行为研究应更进一步将客观驾驶行为数据、医疗机构数据与驾驶人主观自我报告相结合，适当开展追踪研究，考察驾驶自我调节行为随年龄的发展变化趋势，深入探究驾驶自我调节的产生机制及其在降低事故发生和提升驾驶安全性方面的作用。