驾驶疲劳研究综述

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1、驾驶疲劳研究综述■教育心理学论文驾驶疲劳研究综述杨程程摘要：驾驶疲劳是造成交通事故的主要因素之一,因此，对驾驶疲劳进行硏究能够有效的降低交通事故率。在综合国内外驾驶疲劳的相关研究成果基础上，本文主要介绍驾驶疲劳的概念、检测、影响因素和有效的改善措施。关键词：驾驶疲劳任务相关疲劳睡眠相关疲劳预警系统近年来”我国交通事故率不断上升”交通安全形势已然十分严峻。导致交通事故发生的因素有很多,其中，驾驶疲劳已成为最主要的因素。与此同时，国内外的硏究者们对驾驶疲劳进行了众多探索和硏究，并卓有成效。1.驾驶疲劳的相关概念1.1疲劳Lal和Craig将疲劳

2、定义为从唤醒到睡眠的过渡，如果疲劳持续下去，可能会导致睡眠的发生⑴。疲劳的典型症状就是主观困倦,是指在唤醒和睡眠之间的过渡期，出现与睡眠的愿望或需要有关的感受和躯体症状，如打哈欠，眼皮下垂［2］。持续的活动会导致疲劳,Hancock逬一步将疲劳区分为主动疲劳和被动疲劳。在监控任务中，由于任务要求持续而长时间的知觉活动的协调参与而造成的疲劳称为主动疲劳；在监控任务中，由于任务要求很少的知觉活动参与，长时间的单调反应所造成的疲劳称为被动疲劳。由于驾驶任务常常在单调的环境中进行，两种疲劳任务都有所涉及，因此有研究者将驾驶疲劳称为任务相关疲劳［3］

3、。1.2驾驶疲劳所谓驾驶疲劳,是指机动车驾驶人在驾驶车辆时，由于驾驶作业引起的生理上和心理上的疲劳以及客观上岀现驾驶机能低落的现象［4］。驾驶领域中的疲劳被认为是一种心理上或精神上的疲劳（不是身体或肌肉的疲劳），它的主要特点是：不愿继续驾驶、瞌睡、疲劳、动机降低［2］。驾驶疲劳在生理上会引起大脑活动的变化和心率及眼球运动的减少,驾驶疲劳还会导致认知和精神方面的表现下降,如延长编码和反应的时间,这些都可能会导致撞车事故的发生［1］。1.驾驶疲劳的检测2.1生理信号2.1.1眼动指标眨眼时间是测量疲劳的有效指标⑸。在Schleicher等人的硏

4、究中发现疲劳与眨眼时间的增长总是相伴而行［6］。在研究睡眠程度时，眼动信号被广泛采用。在不同睡眠阶段，眼睛转动的频率不同，所以可以根据眼动信号来判断睡眠的阶段。2.1.2面部表情指标最近十几年来”随着计算机视觉、图像处理技术、模式识别技术以及机器学习的发展，人的面部表情的视频信息也越来越多地被用于疲劳估计⑺。2.1.3脑电指标随着对脑电信号的深入研究，人们发现脑电信号与疲劳密切相关，脑电记录（EEG）是测量疲劳程度的有效手段，可以持续测量驾驶员的脑活动。大脑自发的«纺锤率（来自a波段，6-13HZ）已经被证明与驾驶疲劳的变化相关⑻。同时，由

5、刺激弓I发的P3事件相关电位的波幅对疲劳变化也相当敏啟9］。目前研究的主流是以视频分析、脑电信号分析为主，同时结合其他相关因素对疲劳进行估计［10］。2.1.4生化指标和心率根据体温和血液中褪黑激素浓度等参数的变化，也可以估计人的疲劳程度。被试心率作为生理激活水平对疲劳变化也很敏感［ll］o2.2自我评估在一些夜间或睡眠剥夺条件下的硏究表明，人们有能力在驾驶过程中，正确评估自己表现绩效的受损程度［12］。因此，人们能很好的意识到自己的疲劳水平。2.3绩效测量由于驾驶疲劳被定义为驾驶机能下降，使用绩效测量来评估疲劳状态具有很高的表面效度。绩效

6、指标包括:保持车道的平稳性，方向盘转动的角度，刹车反应时间，躲避障碍物的正确率等。出于安全的原因，为了避免驾驶疲劳导致事故发生，绩效测量更加适用于基于驾驶模拟器的硏究［⑹。1.驾驶疲劳的影响因素May和Baldwin建议，可以把影响驾驶疲劳的这些变量划分为工作任务相关的因素和睡眠有关的因素，并且这些因素相互影响［14］e工作任务相关的诱发疲劳的原因包括：任务的需要，驾驶的持续时间和环境的单调性。睡眠相关的诱发原因包括:昼夜节律（一天的时间）z睡眠质量，睡眠数量和清醒的持续时间。3丄与任务相关的疲劳3.1.1任务负荷当工作任务过于繁重，或是非

7、常枯燥、单调时就会产生疲劳。高密度的交通,恶劣的天气，驾驶之外的额外任务（如手机通话）都会导致主动的疲劳［15］。研究认为，主动的疲劳和注意加工资源的局限性有关。当任务要求的负荷超岀了注意能力,如在双任务范式中，驾驶员的表现就会下降［16］。此外，疲劳降低了注意资源z_旦任务增加z疲劳会导致注意进一步衰竭。3.1.2单调被动疲劳是在驾驶任务单调，自动化，或可以被预测的条件下产生的［15］。在这些情况下，驾驶员的主要工作是监测驾驶环境。当道路交通量小，路线特别熟悉时,这种被动疲劳就有可能发生。3.1.3工作时间工作时间也是导致疲劳的因素，并与

8、单调情境相互作用。超过一定的驾驶时间，尤其是在单调的条件下，驾驶表现会变差。随着时间的推移，驾驶员有大幅度的轿正过度和横摆动作（移动闪躲）［17］。对驾驶行为和脑电图的比较硏究表