毕业设计（论文）汽车驾驶疲劳的综合评定及缓解策略研究

湖北文理学院毕业设计（论文）论文（设计）题目汽车驾驶疲劳的综合评定及缓解策略研究学院孔明学院

专业车辆工程

班级诸葛亮1212班

姓名胡聪

学号2012197238

指导教师朱文利

2016年5汽车驾驶疲劳的综合评定及缓解策略研究摘要：分析我国最近几年道路交通事故原因发现，约85%的交通事故是由于驾驶员个人因素造成的，其中疲劳驾驶是驾驶人员肇事的主要原因之一。因此对驾驶员及车辆状态进行实时监测，开展旨在降低驾驶员肇事事故率，提高驾驶员安全可靠性的研究具有十分重要的学术和现实意义。本文先从查阅数据为依据着手，阐述了疲劳驾驶的危险性，总结国内外对疲劳驾驶的研究现状，学习国内外对疲劳驾驶建立的模型和测定方法，得出疲劳驾驶产生的原因和机理。针对目前对疲劳驾驶研究的过于理论化，成本高，比较分散的不足之处，在前人的研究基础上提出了自己的安卓评定方法和预防措施，提高了疲劳驾驶预警效率，但也存在不足，改善不大。今后须从人-车-道路-环境-医学的发展趋势系统研究着手，结合科技更深入研究疲劳驾驶。关健词：疲劳驾驶；生成模型；测定方法；安卓；发展趋势ComprehensiveevaluationandmitigationstrategyofvehicledrivingfatigueAbstract:AnalysisoftheroadtrafficaccidentsinChinainrecentyearsfoundthatabout85%ofthetrafficaccidentsarecausedbythedriver'spersonalfactors,includingfatiguedrivingisoneofthemaindriversoftheaccident.Soitisveryimportanttostudythedriverandthevehicleconditioninrealtime,toreducetheaccidentrateandtoimprovethesafetyandreliabilityofthedriver.Firstlyfromthedataaccessbasedonhands,explainsthedangersofdrivingfatigue,summarydomesticandforeignresearchstatusofdrivingfatigue,learningathomeandabroadontheestablishmentofthemodelandevaluationmethodoffatiguedriving,itisconcludedthatthecauseandmechanismoffatiguedriving.Inviewofthecurrenttothestudyoffatiguedrivingtootheoretical,highcost,scatteredshortcomings,onthebasisofpreviousresearchproposedownAndroidphoneassessmentmethodsandpreventivemeasures,improvethefatiguedrivingearlywarningefficiency,butalsohassomedisadvantages,littleimprovement.Inthefuture,fromthepeople-car-Road-environment-medicalsystemresearch,combinedwithscienceandtechnologymorein-depthstudyoffatiguedriving.Keywords:thedriverfatiguedriving;thegenerationmodel;method;developmenttrend 目录第一章绪论 11.1研究背景和意义 11.2国内外研究现状 11.2.1驶疲劳形成机理及影响因素研究 11.2.2驾驶疲劳监测技术研究 21.2.3减缓驾驶疲劳的方法研究 31.2.4驾驶疲劳的量化评价 41.3本课题研究的主要内容 4第二章汽车驾驶疲劳的生成模型 52.1Hancock的心理学模型 52.2Malade的驾驶疲劳的累积模型 52.3杨波的人机工程学模型 7第三章汽车驾驶疲劳的综合评定 83.1汽车驾驶疲劳的特征 83.2汽车驾驶疲劳产生的原因 83.3汽车驾驶疲劳的评定 103.3.1ThomyNilsson的主观评价法 103.3.2Martens的生理参数测试法 103.3.3Kahneman的心理反应测试法 113.3.4Dodson的生物化学方法 123.3.5基于智能的汽车疲劳驾驶的评定 12第四章驾驶疲劳的预防和缓解措施 134.1驾驶时间 134.2路侧景观 144.3路线设计 144.3.1直线 144.3.2隧道 15第五章总结 16参考文献 17致谢 18第一章绪论1.1研究背景和意义随着我国机动化和城市化水平的逐年提高，道路交通安全问题越来越严重，据交通部万人死亡，占我国总安全事故死亡人数的大约75%。在我国汽车拥有量仅占世界汽车总量17%的情况下，道路交通事故死伤人数却占了全世界的31%左右，万车死亡率为5.6，交通事故死伤比为1:4.21，远远高于西方发达国家水平。严峻的道路交通安全问题引起了政府以及社会的广泛关注。分析我国最近几年道路交通事故原因发现，约86%的交通事故是由于驾驶员个人因素造成的，其中疲劳驾驶是驾驶人员肇事的主要原因之一。以2014年为例，全国共发生道路交通事故1097135起，死亡482146人,机动车驾驶员肇事714379起,造成394523人死亡，占总数的%和%，其中，直接由疲劳驾驶造成的事故数为55955起,死亡25938人，分别占事故总数的%和死亡总人数的6.1%。由以上数据可知，疲劳驾驶是及其危险和普遍的不争正当驾驶行为之一。因为缺少有效的检测与防止疲劳驾驶的技术手段，为减少疲劳驾驶造成的事故，世界上绝大多数国家普遍采取的措施是对驾驶员的驾驶时间进行限制，《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条中就明确规定：机动车驾驶员不得“连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟”。并且由相关管理部门检测疲劳驾驶主要通过检查行车记录和驾驶日记等。这种根据驾驶员连续驾驶时间简单判断的方法。容易引起争议，给法律法规的落实与执行带来困难。1.2国内外研究现状目前,国内外对驾驶疲劳的研究主要包括驾驶疲劳的形成机理、影响因素、监测技术、量化评价以及驾驶疲劳的减缓措施等几个方面。其中驾驶疲劳的量化评价长期以来都是研究重点所在,研究的意义在于可以得知驾驶疲劳出现的时间和疲劳程度,能够及时的发出警告,合理选择休息时间,防止发生交通事故。驶疲劳形成机理及影响因素研究国内外针对疲劳驾驶主要进行了驾驶疲劳的成因和影响因素等的研究。针对该方面,主要的研究包括：K.K.等专家对年轻驾驶员的困倦驾车进行了研究,提出如何采取措施延缓疲劳的出现。P.N.等人在驾驶模拟环境中对驾驶员疲劳状况的变化进行了研究,同时提醒驾驶员驾驶疲劳是不可以轻视的。李相勇、蒋葛夫等专家在层次分析的基础上构建了导致驾驶疲劳的因素层次构造模型,对各层次因素赋予了单排序和总排序权重,排列了造成驾驶疲劳各因素之间的相对重要性顺序。T.N.等人通过对高速公路的单调路况驾车环境与驾驶疲劳出现的情况之间关系的研究,说明了单调驾车环境相对复杂的驾车环境较易引起疲劳。D.T.等专家对驾驶员连续驾驶8小时过程中体内各生理指标,包括油脂的分泌、体内酶的变化等情况进行了分析研究,为下一步研究驾驶疲劳提供了相应的依据。C.T.等学者实地跟踪调研了北美一百多位司机。共驾驶300,000英里,6,000小时。杨降勇通过分析驾驶员在驾驶过程中的心理和生理变化。以及驾驶环境对疲劳的影响,指出了影响驾驶疲劳的原因。B.S.等人安排驾驶员单独驾驶长途运输和两名驾驶员轮流驾驶。通过对两种驾驶情况进行对比,得出轮番驾驶不易产生驾驶疲劳的结论。刘建新等人通过对驾驶行为的研究,分析了机动车司机驾驶疲劳的成因。M.Q.对重卡和公交车司机的驾车情况进行了研究。结果表明,驾驶员的各项指标在连续驾车8-9小时后发生显著下降,并且在行驶过程中的后半段发生交通事故的频率远远大于前半段。王海超、梁剑等人通过对驾驶疲劳各种成因深入分析,1.驾驶疲劳监测技术研究目前,国外研究驾驶疲劳的检测技术重点放在了实时监测驾驶员在驾车中的各种情况。并研发出各种驾驶疲劳报警系统，此方向包括了监测驾驶员在驾驶中生理心理、各个动作、以及车辆行驶状况的变化。是目前研究驾驶疲劳的热点,研究程度也相对较为成熟。S.M.等专家通过采集驾驶员在驾车中的面部图像,对驾驶员的视觉方向进行了深入研究。开发出一套驾驶疲劳监测系统。S.K.、M.E.和K.Y.等专家依托驾驶员脑电心电信号、眼球运动状态和身体动作分析研制了各种驾驶疲劳监测设备。日本富山大学与某相关企业合作共同开发了一种可以通过检测人体唾液里分泌出的α淀粉酶的数量来确定疲劳程度。国内的监测技术主要是：依据驾驶员眼睛闭合时间的长短来进行研究，研究的成果包括：郑培、韩相军等人研制出了能够识别驾驶员疲劳的算法，基于DSP技术的实时监测驾驶疲劳系统。杨杰等专家基于人体产生疲劳后眼睛睁开幅度大小的变化，设计了一套能够实时监测驾驶员驾驶疲劳的系统。王荣本等人通过区域标示算法定位驾驶员面部眼睛来监测驾驶疲劳。1.减缓驾驶疲劳的方法研究延缓驾驶疲劳的出现时间,降低驾驶疲劳造成的危害是研究驾驶疲劳的主要目的之一。因此,研究延缓驾驶疲劳的出现更显得十分重要，目前,对于此方面研究的出发点是驾驶员，是以人为中心，减轻驾驶员的驾驶负荷，提高其驾驶的舒适性,改善驾驶环境,进而延缓驾驶疲劳的出现。国外在此方面的研究主要包括：G.A.等人通过设计相关实验,开发出一种检测驾驶姿势的方法,并设计出驾驶员驾驶舒适性最高的姿势。S.J.等人通过分析驾驶姿势与驾驶座椅、靠背之间的关系找出最舒适的驾驶姿势。D.W.专门针对老年人驾驶进行了研究，设计出了能有效降低老年人驾驶负荷的机动车。P.H.等人研究表明，道路标示信息的有效性对驾驶安全和驾驶舒适的作业非常明显,对老年人更加突出。Y.H.研究出可用香水和不同的声音对驾驶员进行刺激，减缓疲劳的出现,提高警觉，减少事故率。国内在此方面的研究主要有李增勇等人通过对驾驶的环境因素进行分析，得出影响驾驶疲劳的主要人机界面包括视觉、听觉、人与座椅之间、人与操纵器之间等界面,并从人机工程设计方面提出了有效措施来缓解和防止驾驶疲劳的出现。马国忠等人从驾驶座椅入手分析了驾驶疲劳的成因,结合、生物力学、人体测量学、心理学、机械振动、作业空间等方向,阐述了机动车驾驶座椅的人机工程设计。张鄂等人通过测试、分析驾驶员人体各项生理指标和肌肉发生疲劳时产生的表面肌电信号。设计开发了驾驶生物力学实验台，为进一步实现人机工程设计、提供驾驶舒适、降低疲劳提供了实验基础。张开冉等人对道路上的各种标线与驾驶疲劳之间的关系进行了研究,结果显示有边缘线的道路不易产生疲劳。周鹏等人根据疲劳时易出现大脑麻痹这一特点,研制出了一部可以佩戴在驾驶员身上的司机疲劳事故预防器，该仪器可在短时间内消除驾驶员出现的疲劳状况。1.驾驶疲劳的量化评价S.M.安排长途司机进行实验研究，选取了人体激素含量、体内酶分泌、血压、心电、脑电、心率、反应时间、声音强度、疲劳主观评价等指标进行研究分析,结果发现长时间驾驶致使驾驶员的反应时间加长、舒张压升高、心率降低、声音强度变化显著。野口文博等研究发现，心率变异性这一指标可以有效的表征脑力负荷和身体疲劳。刘大勇、张畅等人进行了模拟精神疲劳任务的实验研究，应用心率变异分析及疲劳主观评价对实验者的心脏自主神经功能状态进行了分析，结果显示实验者的心率变异性变化显著，证明了心率变异是对精神负荷和疲劳较为敏感的指标,可用于定量评价驾驶疲劳。1.3本课题研究的主要内容经过以上对驾驶疲劳研究背景和国内外研究现状的分析，针对目前存在的问题，本文主要从以下几方面展开研究：图1.1驾驶员疲劳的影响因素1．影响驾驶疲劳生成的道路交通环境的组成因素研究道路交通环境是驾驶疲劳的主要影响因素。目前对道路交通环境的研究比较分散、不够全面。对道路交通环境的组成因素进行系统分析有利于驾驶疲劳生成模型和预防措施的研究。2．驾驶疲劳生成模型的研究驾驶疲劳生成模型是驾驶疲劳生成机理研究的核心。目前有关驾驶疲劳生成模型的研究很少。驾驶疲劳生成模型是研究有效的驾驶疲劳测量指标和预防措施的理论基础。3．有效的驾驶疲劳综合评定研究有效的驾驶疲劳综合评定是可靠判别驾驶疲劳的基础。至今为止，虽然国内外学者们提出了大量的驾驶疲劳综合评定的测量指标，但有效性都不高。驾驶疲劳综合评定是驾驶疲劳预防措施研究的关键。5．驾驶疲劳预防和缓解措施研究对驾驶疲劳进行研究的根本目的是为了预防驾驶疲劳。目前现有的预防措施有效性不高。从道路交通工程专业角度对驾驶疲劳的预防措施提出建议，具有现实意义。第二章汽车驾驶疲劳的生成模型Hancock的心理学模型一些研究者利用现有的心理学理论，探讨其在驾驶疲劳上的应用性和有效性。Hancock认为驾驶疲劳必然会导致注意分散，了解注意分散的原因有助于更好地理解驾驶疲劳产生的本质。作者对三种影响比较大的关于注意分散原因的理论假设（过滤器论、选择论和资源分配论）进行了分析，指出这三个理论假设都是建立在注意资源有限的基础上的，认为无法解释“公路催眠”这一特殊的驾驶疲劳现象。Hancock的模型表明个体通常能够在水平适度的环境中根据工作负荷和环境因素的动态变化进行调整，但是很难同时适应低负荷和超负荷环境。将其引用到驾驶员的驾驶工作中，得出如下结论：一般在正常条件下，相应的驾驶注意力需求低于驾驶员的最佳注意力。这时，驾驶员往往集中其所有的注意力在紧急事件上，而形成“窄注意”现象，所示文献[21]试图用模拟驾驶实验的方法检验两种矛盾的疲劳假说：资源理论和紧张持续操作动态模型理论。后来研究者通过对比分析模拟舱实验中驾驶员驾驶疲劳时分别在曲线道路上和在直线道路上的操纵行为，认为驾驶疲劳会降低驾驶员对低负荷情况的适应能力，从而不能有效地调整自身能力，这进一步证明了Hancock的模型。2.2Malade的驾驶疲劳的累积模型Malade根据疲劳产生的机理，认为驾驶疲劳是一个随着驾驶过程的推进逐渐产生和发展的，而且是不断累积的过程。驾驶作为一项脑力体力并重的劳动更加速了累积的过程。在疲劳累积过程中，如果驾驶员能够主动及早得到适当的休息和调整，驾驶疲劳的现象就能够减轻甚至消除。针对每一个个体，影响疲劳的因子越少，疲劳累积的越慢，休息得越早疲劳感消失得越快。根据疲劳累积理论，结合汽车驾驶员的操作环境，通过借鉴疲劳累积容器模型，建立了驾驶员疲劳累积模型，如图2-2-1容器模型把驾驶员的疲劳看成是容器内的液体，液面越高，表示疲劳程度越深。向容器内不断地倾倒液体，代表疲劳源不断的加大疲劳的程度。液面升高到一定程度，必须打开排放开关，降低液面。容器排放开关的功能如同人体在疲劳后的休息。容器内液体体积代表疲劳程度，开关代表适当的休息，液体溢出代表超出驾驶员身体的疲劳极限。图2.1驾驶员疲劳累积模型液体的不断倾倒代表引起驾驶疲劳的因素不断加重，引起疲劳的因素驾驶的环境，驾驶的节奏，驾驶员的生理心理的变化，驾驶员的身体素质，以及其他的营养、睡眠等。如图2-2-1所示，驾驶员如果处于驾驶疲劳状态，疲劳程度越深，需要休息的时间也越长。在较长时间的驾驶过程中，其疲劳程度可以分成4种水平:第一个阶段是清醒阶段，这段时间驾驶员基本没有疲劳，只是前期的累积过程，只要环境适当或采取主动缓解措施，这个过程的时间是可以延长的。这个阶段本身也包含了两个阶段，一是驾驶操作开始阶段，驾驶员处于驾驶工作熟悉阶段，克服身体的惰性状态，这时不会产生疲劳；第二个阶段是驾驶高效阶段，驾驶员逐渐适应驾驶工作，驾驶员的身体效率达到最佳状态，并能持续较长时间；第三个阶段是轻度疲劳阶段，这时驾驶员感到有些疲劳，从而减少了对安全的注意，会出现换挡不及时、不准确，眼光是随意的移动而不是注意特别的点，汽车不随着路况的不同而改变速度，而是基本保持不变；第三阶段是中度疲劳阶段，驾驶员操作动作呆滞，有时甚至会忘记操作，眼睛痛，口干舌燥，全身发热；第四阶段是重度疲劳阶段，此时驾驶员意识水平非常低，驾驶操作比第三阶段显得更加不慌不忙，往往会下意识操作或出现短时间睡眠现象，头不由自主地往下聋拉，心跳加快，严重时会失去对车辆的控制能力，他们所驾驶的汽车往往会横过道路的中线，甚至会冲出路面。2.3杨波的人机工程学模型国内一些学者从人机工程学的角度出发，将驾驶疲劳的生成过程进行简化，认为驾驶疲劳是在人-汽车-环境之间的信息传递过程中产生的，将驾驶作业划分为不同的阶段，相应阶段产生相应类型的疲劳。杨波首先立了驾驶疲劳的人机工程学模型，然后分析了不同信息传递阶段形成的驾驶疲劳的种类，得出体力疲劳和精神疲劳构成全过程的驾驶疲劳。并且这两类疲劳不能截然分开，即一个信息处理过程中既有精神疲劳又有体力疲劳，如右图所示，杨波则将驾驶图人机工程学模型行为过程分为感知阶段、判断阶段和动作阶段，在这三个阶段中产生的疲劳分别为感知疲劳、判断疲劳和动作疲劳。上述研究模型因为对于疲劳生成机理的研究尚处于假说阶段，所以对于驾驶疲劳生成模型的深入研究就更困难了。至今为止只有为数不多的学者从事这方面的研究，但研究方向较为分散，研究内容也不够深入，基本上都是借助历史已有的理论来进行解释。不是太过理论化就是只停留在概念层面。第三章汽车驾驶疲劳的综合评定3.1汽车驾驶疲劳的特征驾驶疲劳是指机动车驾驶员在长时间驾车后产生出来的一系列生理、心理机能以及驾驶操作能力降低的现象,通常认为，驾驶疲劳是精神、生理同时作用的一种技术性较强的疲劳。当驾驶员发生驾驶疲劳时,身体会发生一系列的变化,包括体内的循环机能的变化、血液中各种物质含量的变化、人体呼吸系统机能的变化、尿液成分的变化、神经系统机能的变化、人体体温的变化等，除此之外,在心理方面也会出现不同的变化,主要表现为驾驶员的自我感觉上。驾驶疲劳的主要表征有以下几个方面：（1）对驾驶操作显得信心不足,主观能动性有所下降，按照驾驶操作规程的要求驾车有困难；（2）对道路的判断力下降,对路况的注意力分散,注意分配减慢，对于重要的路况信息注意不够；（3）感官能力快速降低，视觉、听觉、动作变的迟钝而缓慢；（4）身体僵硬，缺乏灵活性，没有节律，动作不规则，在疲劳积累到一定程度后，甚至会操作失误，违规行驶，出现走错驾驶线路的情况；（5）发生疲劳后,驾驶员心理状态发生变化,易怒、急躁、丧失耐性和自控能力；（6）当疲劳继续得不到休息时,还会造成驾车途中产生困倦感。汽车驾驶疲劳产生的原因产生疲劳的原因是多方面的,主要有驾驶员的睡眠状况、驾驶员的自身条件、连续驾驶时间、操控因素及驾驶员的生活环境等。（1）睡眠状况缺少睡眠容易导致疲劳。正常情况下,成年人一昼夜至少需要一的睡眠,人的睡眠同时还受到人体内部生理因素的控制。如果睡眠时间不恰当或者睡眠质量较低,也同样会引发疲劳。日本某个关于睡眠研究组织对份机动车事故进行了调查,发现发生事故的高峰时间集中在后半夜,以及中午一点到下午的四点之间。在这两个时期,正常人也是会想打磕睡的。由于人体的生物钟及生理昼夜调节使个体特定的时间内无论是否缺乏睡眠,都会感觉到困倦。（2）驾驶员的自身的条件驾驶员的自身身体条件,包括驾驶员的健康状况,年龄的差异、性别、驾车经验、驾车技术水平的高低、个体性格等。根据前人结论得出,年轻人先比年龄大的人容易较早感到疲劳,但同时也会较快的消除疲劳状况老年人发生疲劳时,症状并不显著,但自身消除疲劳的能力较弱对于体弱者,其较易感到疲劳且疲劳感不易消失能够熟练驾驶机动车的驾驶员不易感到疲劳。（3）连续驾驶时间驾驶员长时间连续驾驶机动车较易产生疲劳。驾驶动作的特点是不需很强的体力劳动,但是要消耗大量的脑力劳动,大脑需要消耗更多的氧来维持其高度的醒觉性,长时间驾驶,精神高度集中时间过久,驾驶员脑部得不到充分的氧,就会出现疲劳,这种疲劳随着时间的延续进一步加剧。（4）控制因素驾驶员的整个驾车环境都与疲劳的产生有直接或间接的关系,比如车内驾驶环境、车外行驶环境及驾驶操作系统等。车内驾驶环境包括了车内空气质量、温湿度、噪声振动、光线以及座椅和靠背等装置。这些都会刺激驾驶员的大脑皮层,当这些刺激超过一定程度,就会对人体产生不良作用,引起疲劳。车外行驶环境包括天气情况、道路状况、交通状况、道路交通设施状况和时间等。驾驶员在驾车过程中,若前方能见度较低,没有交通指示牌、自行车抢路、堵车、被超车、路面崎岖等,驾驶员需要高度集中精力,不停的改变行车方向、起步停车等,消耗较大的体力,时间久了就会导致身体疲劳。若驾驶室操作系统设计缺乏合理性,如脚踏板、方向盘和座椅位置的空间布置不符合人体要求,将会导致驾驶姿势不适,产生肌体疲劳。（5）生活环境生活环境包括社会氛围、某个群体氛围、个体所在家庭关系、个体人际关系等。这些因素直接影响着驾驶员的心理疲劳。驾驶员所在的家庭关系好坏,对他的影响较为严重。家庭内部关系处理的不当,会引起驾驶员思绪不宁、心情烦躁、内心失调、思维变的迟缓、遇到突发情况时处理不当、注意力不能很好集中、发生事故的可能性大大增加。驾驶员与社会人际关系的好坏也影响着行车安全,同事之间产生矛盾,必然会导致负面影响,造成心理负担,也易导致疲劳的发生。汽车驾驶疲劳的评定疲劳的测评是指通过生理学、生物力学、心理学的测量方法,测得肌体相关生理、心理指标的变化,以此可以定量地评定肌体的疲劳程度。伴随肌体疲劳感的增加,生理、心理状态也出现若干变化,如心率、血压、血液成分、尿液物质含量的改变、注意力的变化、主观疲劳感的改变等等。对驾驶疲劳的定量评价可通过使用生理、心理设备对人体各指标进行测试,找出上述各种变化值,以此来定量的评定驾驶员的疲劳程度。这是研究疲劳驾驶的基本要求,对驾驶疲劳的评价主要包括ThomyNilsson（托尼.尼森）的主观评价法、Martens（玛腾）的生理参数测试法、Kahneman（卡恩曼）的心理反应测试法和Dodson（多德森）的生物化学法等。ThomyNilsson的主观评价法主观评价法是驾驶员或受试者根据自身的主观感觉评判其身体疲劳状况和程度的一种疲劳评测方法。人体对疲劳感觉很敏感,能够根据自身感觉主动判定自己的疲劳状况。驾驶疲劳的主观评价主要是让对驾驶员填写问卷调查来进行,由被试者在驾车前后根据自身的疲劳感觉填写问卷,并对问卷进行统计分析。这种评价方式可以提供有关精神疲劳的不同信息,如精神疲劳持续的时间、造成此种疲劳的原因以及驾驶员主观不舒适感等。主观评价法相比与其他评价方法而言,存在直接、简单易行等优点,因此它的应用较为广泛。该方法可在驾驶前后进行,且其准确性和可信度与受试个体对疲劳敏感程度有关。此方法不能动态的跟踪评价驾车过程中的疲劳变化,容易受当时评价环境影响,并且还存在受试者短时记忆消退问题。在实际疲劳测评中,仅仅使用此种方法是远远不够的,必须有其他的测评方法作支撑。Martens的生理参数测试法生理参数测试法采集、记录、监测分析人体生理信号,由此来评判人体疲劳状态。人体生理信号包括脑电、心电、肌电、眼球的转动、皮肤电流、鼓膜温度和呼吸等。常用方法有脑电图法、肌电图法、心电图法等。（1）脑电图法（EEG）通过对脑电节律、事件相关电位等脑电信号的分析,评定人体的疲劳程度。其具有较强的客观性,对人体精神疲劳反映较为敏锐等特点,其不足是脑电信号的收集、测试和分析比较复杂,因此应用范围受到一定限制。脑电图通常用于全身性运动较少的操作,在实际驾车中,脑电的收集受到驾驶动作的影响,长时间的记录会对司机产生不适的影响。（2）心电图法（ECG）通过对心电信号心率（心率HR、心率变异性HRV）进行专业分析,反应肌体的疲劳程度。心率的变化与氧气的吸入量相关,可用以表示新陈代谢的程度。心率已成为可以用来定量评判工作负荷的一种评价方法,其特点是具有一定连续性、较强敏感性、干扰性小、能够实时进行,并且能够反应精神负荷的变化。在驾驶疲劳研究中,心率的测试可与其他测量措施相互配合使用。（3）肌电图法（EMG）通过对肌电信号（肌电信号功率谱中值频率、肌电图积分值）进行专业分析,了解肌体的疲劳程度。该方法主要针对的是测试人体局部体力疲劳,并且测试方法相对简单可行,结论明确。（4）眨眼频率等人设计出一种可以通过对驾驶员的眼睛运动情况进行摄像,一记录其眨眼的频率,以此来评判司机身体疲劳状况的设备。该方法具有可连续一记录的特点,且不对司机驾驶造成任务妨碍,易于被司机所接受。Kahneman的心理反应测试法心理反应测试法是依靠肌体对不同外部刺激或信息的反应程度来判定疲劳。主要有膝腿反射检查法,闪光融合频率值,测试法,连续色名呼叫检查法,反应时间测定法,两点闭限值检测法等。（1）膝键反射检查法。使用医用的小硬橡胶锤,按照一定方向一定大小的力敲打被试者的膝部,被试者小腿会因外部的刺激而弹起一定角度,此角度可定量的评定疲劳。（2）闪光融合频率值测试法。被试面前有不停闪烁的光源,光源的频率不断增加,当增加到一定频率值时,被试无法分辨光源是否闪烁,而视为连续的光源,此时被叫做融合。与此相应的闪光频率被叫做闪光值。通常随着人体疲劳程度的发展,闪光频率值会逐渐变低。此值可作为评判疲劳的一个指标。（3）连续色名呼叫检查法。通过被试对颜色识别的正确性来评判其疲劳,若被试有先天颜色识别缺陷,则此方法不可使用。（4）反应时间,测定法。反应时间的快慢变化可反应人体中枢神经系统的迟钝化程度,测试被试者的反应时间,根据时间长短来判断其疲劳程度。（5）两点阂限值检测法。使用两个针状物刺激被试者的皮肤,当两刺激点小到被试者不能辨识的时候时,此时两点之间的距离就被称作两点阂限值。当人体疲劳时,整体机能感觉迟钝,应用此方法可评判人体疲劳。心理反应测试法有其不可忽视的不足,测定疲劳不能与作业同时进行,不能同步反应被试者的心理状况的变化,并且此方法缺乏一定的客观性,容易受多种因素影响。Dodson的生物化学方法生物化学方法借助专业设备检测被试血液中物质含量、尿液成分、汗液及唾液的分泌来评判疲劳的产生。该方法具有获取数据较易、分析方法简单的优点,其结果具有较高的客观性但是测定时需打断被试的驾驶活动,容易引起被试的抵触,并且血液样本的获得对身体造成一定不良影响,还需要专业的生化分析仪器。基于智能的汽车疲劳驾驶的评定由于智能在我们的生活中已普遍应用，且智能化越来越高，综上上文所述汽车疲劳驾驶评定方法，发现汽车疲劳驾驶检测存在以下难点：（1）驾驶员在疲劳状态下，其心理特征和生理特征与正常状态有很大不同，但是反应这些特征的数据很难获得；（2）疲劳状态下的规律很难获得；（3）疲劳状态检测方法还没有明确统一的评价标准；（4）疲劳驾驶检测装置由于检测效果不理想或成本太高而难以获得广泛的应用。所以本人想到将我们的智能应用到汽车驾驶中的疲劳驾驶的评定及预警上。我们可以将疲劳驾驶测定及预警与我们的智能结合起来，利用Android平台的高度开放性，充分发挥智能终端的软硬件功能，开发出一款汽车疲劳驾驶测定及预警的Android软件。该软件功能主要分为三个部分：数据采集、数据处理和结果输出。数据采集部分使用移动终端集成设备如摄像头、加速度传感器、GPS，实时获取驾驶员所在车辆的转向盘图像、汽车加速度、车内环境音频、汽车地理位置等信息。然后对这些数据进行处理，获取汽车的行驶状态和操作状态。当驾驶员处于疲劳驾驶状态时，本系统能够及时输出语音告警提示。另外本系统在实现疲劳驾驶预警功能的基础上还集成严重碰撞事故呼救和来电自动处理功能以有效提高行车安全系数。基于Android智能的汽车疲劳驾驶的评定方法有以下优点：（1）Android是智能的主流系统，所以在Android平台设计并实现疲劳驾驶测定及预警系统，能够方便快速的普及汽车驾驶疲劳预警功能；（2）操作使用简单方便，成本低廉，且具有人性化和个性化；（3）随着IT的高速发展，软件综合性能越来越强大，这种软件只需简单联网更新，就可以使其功能越来越多，测定及预警功能越来越快速准确及有效。第四章驾驶疲劳的预防和缓解措施对驾驶疲劳进行研究的根本目的是为了预防驾驶疲劳的产生。基于前文的研究成果，本章主要从道路交通工程专业角度提出一些建议，以预防驾驶疲劳。4.1驾驶时间前文已经指出，驾驶时间是影响驾驶疲劳的主要因素之一。通过对驾驶时间进行限制来预防驾驶疲劳确实比较简便易行。不少国家都对一次最长连续驾驶时间和每天累计驾驶时间进行了规定。然而，时间并不是造成驾驶疲劳的唯一因素，道路交通环境也是主要影响因素之一。我国幅员辽阔、地域宽广、地形变化大，同时存在着差异非常显著的道路条件、路侧景观和交通量。即使这些硬件条件完全一样，行车速度不同也会影响驾驶疲劳的产生。总之，道路交通环境不同，驾驶员的驾驶疲劳时间也会不同。例如，在山岭重丘区驾驶1小时和在平原地区驾驶1小时，感受绝对是不一样的。因此，在驾驶时间的规定上，全国不宜统一。针对不同的道路交通环境，应该制定不同的标准。这样做既可以体现法律的因地制宜，也考虑到运营者的利益。例如，在有些道路环境设计良好的路段，连续驾驶时间可以适当延长。当然，针对不同地区、不同地形、不同道路等级提出一个定量范围进行控制也是必要的。这样可以提高法律法规的可操作性。通过以上分析，从驾驶时间的规定上来说，不管道路交通环境状况而采取统一的驾驶时间限制的做法是不恰当的。针对不同特点的道路，应该对驾驶员进行适宜驾驶时间的提示。例如，在单调的高速公路上夜间行车时，道路交通环境简单，加上驾驶员人体生物节律的影响，驾驶员形成驾驶疲劳的时间往往要比想象的短得多，此时应该对最长连续驾驶时间进行专门的规定，从而减少高速公路夜间事故、保证道路交通安全。4.2路侧景观根据上文，道路交通环境对驾驶疲劳的形成时间有显著的影响。因此，除了详化对驾驶时间的规定外，设计适宜的道路交通环境也会延缓或减轻驾驶疲劳。路侧景观是道路交通环境的重要组成部分。恰当设计路侧景观也是有效预防驾驶疲劳的措施。一般的做法是创造一些兴奋点，用以唤起驾驶员的注意。另外，兴奋点的间距与路侧景观方案的变化是相关的，景观方案的变化本身就相当于给驾驶员的心理一个景观兴奋点。那么，兴奋点的间距或景观带的长度取多长合适呢？因为道路交通环境不同，驾驶疲劳产生的时间也不同。本文认为应该从驾驶员在该路段上驾驶疲劳的形成时间考虑，最大间距的取值就为驾驶疲劳的形成时间，而不宜采取统一取值。4.3路线设计为了保障道路交通的安全、舒适和畅通，在路线设计时往往会尽量保证道路的连贯性和易识别性、减少道路的复杂性和神秘性。基本上只有道路上交通量和车速的变化才会对道路交通环境产生影响。然而，这样做的结果往往使得道路交通环境过于简单，在某些路段上驾驶员非常容易出现短时间驾驶疲劳的现象。根据节，道路交通环境越简单，开始驾驶疲劳的时间越短。因此，对路线进行恰当的设计，可以避免“公路催眠”等现象的出现，起到提高道路交通。直线在道路交通环境的其他组成因素不变的情况下，过长的直线很容易引起驾驶员的疲劳。为了保障道路交通安全，在路线设计时直线不宜过长。由于驾驶疲劳受行驶速度的影响，因此从行程时间（而不是绝对长度）的角度对最长直线长度进行规定是比较合适的。然而，适宜的最大直线长度与道路交通环境的其他组成因素是分不开的。道路上车辆的多少、路侧景观是否单调、路面条件的好坏、行驶速度的快慢等都会对