冬季温度漂移下心率变异性对人体热舒适的影响

研究显示,环境温度的变化对人体心脏活动的影响显著,寒冷或极端温度会给人们带来心血管疾病。本文基于人体心率变异性指标,探讨了温度漂移热环境在室内热舒适方面的优势,并分析了人体主观热评价、皮肤温度与心率变异性之间的关系。本文设置16名受试者从初始稳定温度（24℃或18℃）经历半小时的温降漂移,最后再经历升温回到初始温度。实验收集了受试者的主观热评价与皮肤温度,并全程监测了其心电信号。通过频域分析法,得到了心率变异性的低频功率/高频功率比值（LF/HF）。结果表明：在冬季,适当的温度漂移可以改善受试者对相同温度热环境的热舒适评价;温度漂移对人体热舒适的影响可以通过LF/HF值表征出来;冬季温度漂移热环境下,人体的LF/HF值与平均皮肤温度、热感觉显著相关。     

换道工况下乘员舒适性的影响因素研究

随着自动驾驶技术研究的深入,乘员舒适性是除安全性外另一个关注重点.然而,现有研究多以传统汽车舒适性为对象,未充分考虑自动驾驶中驾驶员由于操纵权丧失而表现出的乘坐舒适性的新特征.除平顺性外,自动驾驶汽车的乘员舒适性还受平衡觉刺激和视觉刺激影响.前者由车辆行驶行为引发,后者由外部环境引发.本文设计换道工况下以平衡觉和视觉刺激强度为变量的3×3双因素混合试验,探究其对自动驾驶乘员舒适性的影响规律.通过问卷和访谈获得受试者的舒适性主观评价,利用皮肤电水平验证了主观评价结果的可靠性.结果表明:(1)乘员舒适性受平衡觉和视觉因素的共同影响;(2)随着环境视觉危险程度增大,乘员舒适性的主要影响因素从平衡觉刺激向视觉刺激转变,乘员倾向于牺牲一定程度的体感舒适性以换取视觉舒适性.     

城市道路环境中驾驶人视觉行为与工作负荷的相关性

为开展城市道路环境中驾驶人的工作负荷评价试验,研究了驾驶人视觉行为与工作负荷之间的相关性。在西安选取了1条典型城市道路路线,包括普通城市道路和城市快速路,招募了25名驾驶人开展实车试验,采用KF2生理检测仪和EyelinkⅡ型眼动仪,分别采集试验中每位驾驶人的心电指标(心率、心率变异性)和视觉行为数据,运用统计学方法分析驾驶人视觉行为参数与心率增长率和心率变异性(低频和相邻2个R-R间期差值的均方根)指标之间的相关性。研究结果表明:城市道路环境中,驾驶人扫视行为参数中的扫视幅度、扫视峰值速度、扫视平均速度和扫视持续时间与心率增长率和心率变异性之间分别存在正相关性(相关系数r≥0.5)和负相关性(r≤-0.5),扫视幅度、扫视峰值速度与工作负荷之间的相关性表现更强,而扫视平均速度、扫视持续时间与工作负荷之间的相关性表现较弱,说明城市道路环境中可以采用扫视行为参数来评价驾驶人的工作负荷。该研究丰富了驾驶人工作负荷的评价指标,为驾驶过程中驾驶人状态监测提供了理论借鉴,有助于提高城市道路环境中驾驶人的行车安全性。     

人体热舒适客观评价指标

在人体、动物实验基础上,对有可能作为人体热舒适客观评价指标的重要生理参数进行探讨.人体热反应实验在人工气候室内进行,对不同环境温度下受试者的生理参数和主观感觉同时进行测量.研究结果表明:受自主性体温调节活动影响的生理参数如人体皮肤温度、心率变异性、新陈代谢率、脑电波、肌电、排汗率与人体热舒适具有较好的生理相关性,并且在人体处于热舒适与不舒适状态时差异显著,具备作为人体热舒适客观评价指标的生理基础;平均皮肤温度反映热舒适程度的灵敏性较高,具备较高的可靠性,而且其测量与计算较为简单,可作为一个有效的客观指标来评价稳态热环境下的人体热舒适程度.     

驾驶员驾车使用手机对其心率变异性的影响

为了定量分析在驾车过程中驾驶员使用手机进行通话时对其造成的生理负担,设计仿真实验研究一般性电话通话、微信语音通话和干扰性电话通话三种不同形式通话时对驾驶员心率变异性的影响。基于Logitech仿真驾驶器,设计了实验内容与流程,分一般性电话通话、微信语音通话和干扰性电话通话三种使用手机通话方式下,在城市仿真道路上进行模拟驾驶。通过MINDWARE系统采集驾驶员在整个驾驶过程中的心率变异性各指标。分析得到三种使用手机通话方式下驾驶员的心电波形图、心搏间期序列、心动间期时间序列的频谱等;根据心率变异性各指标变化得出使用手机对驾驶员生理的影响。结果发现:无论在哪种通话方式下,驾驶过程中使用手机前后心率发生明显变化,呼吸功率谱中峰值频率、平均呼吸振幅、心率平均值和呼吸速率增大,心搏间期值降低;心电波形图的心跳频率增大,心搏间期序列的峰值降低、心搏间期变短,心动周期时间序列的峰值升高、周期变短。从心率变异率的各指标的变化值来看:微信语音通话对驾驶人心率变异性指标的影响最大,干扰性电话通话次之,一般性电话通话影响最小。     

驾驶员驾车使用手机对其心率变异性的影响分析

为了定量分析在驾车过程中驾驶员使用手机进行通话时对其造成的生理负担,设计仿真实验研究一般性电话通话、微信语音通话和干扰性电话通话三种不同形式通话时对驾驶员心率变异性的影响。基于Logitech仿真驾驶器,设计了实验内容与流程,分一般性电话通话、微信语音通话和干扰性电话通话三种使用手机通话方式下,在城市仿真道路上进行模拟驾驶。通过MINDWARE系统采集驾驶员在整个驾驶过程中的心率变异性各指标。分析得到三种使用手机通话方式下驾驶员的心电波形图、心搏间期序列、心动间期时间序列的频谱等;根据心率变异性各指标变化得出使用手机对驾驶员生理的影响。结果发现:无论在哪种通话方式下,驾驶过程中使用手机前后心率发生明显变化,呼吸功率谱中峰值频率、平均呼吸振幅、心率平均值和呼吸速率增大,心搏间期值降低;心电波形图的心跳频率增大,心搏间期序列的峰值降低、心搏间期变短,心动周期时间序列的峰值升高、周期变短。从心率变异率的各指标的变化值来看:微信语音通话对驾驶人心率变异性指标的影响最大,干扰性电话通话次之,一般性电话通话影响最小。     

高原公路驾驶员心率变异性试验分析

为了揭示驾驶员在高原公路行车时的心率变异性的变化情况,寻求提高行车安全性的途径,利用生物反馈仪在高原公路上进行了实地行车测试。以频域指标LF/HF作为高原公路驾驶员心率变异性指标,在分析驾驶时间、海拔高度与驾驶员心率变异性指标之间关系的基础上,建立了相关模型。分析结果表明：驾驶员在高原公路行车时,心率变异性受到高原低氧环境和驾驶时间的双重影响;海拔越高,驾驶时间越长,驾驶员交感神经张力越大,使驾驶员疲劳程度增大,安全隐患增大。     

体育系跆拳道专项学生心率变异性特征分析

目的:探讨跆拳道专项学生和普通大学生的心率变异性特征.方法:用MCA-3C心脏功能检测仪,分别采集受试者在安静平卧状态下的512次心率信息,对信息进行时域和频域分析,获得心率变异性各相关指标数据.结果:实验组时域各项指标(HRP、RRP、RRM、RRN、SD、MSD、P50)值均显著高于对照组(P0.01);频域指标显示,T.S、HF.H、HF.A、HF.S、LF/HF值均显著高于对照组(P0.01);其他指标也高于对照组,但无统计学意义.结论:和普通大学生相比,体育系跆拳道专项大学生心率变异性较大,其迷走神经张力相对较大而交感神经张力相对较低,自主神经调节能力较强.     

分段滤波在心率变异性功率谱分析中的应用

心率变异性是了解人体植物神经系统功能状态的方便窗口,近年来已成为心血管疾病临床研究的一个前沿热点。心率变异性长时程功率谱主要成份分为超低频、极低频、低频、高频,不同的频段具有不同的生理意义,文中介绍了了一种可得到各频段局部范围精细结构的分段滤波方法,从而利用于观察各频段的变化趋势,为医学上对心率变异性信号的进一步研究及临床上的应用提供科学的手段。     

实验分析高海拔地区对驾驶员心电的影响

驾驶员心理紧张度与行车安全有直接的关系,而心率变化是心理紧张度的直接反应。利用生物反馈仪对驾驶员在不同海拔的心率变化进行系统研究和分析。以心率变异性低频功率与高频功率之比(LF/HF)作为疲劳评价指标,利用SPSS建立LF/HF与海拔的关系模型并对此进行研究。随着海拔的升高,驾驶员行车疲劳度会更加明显。驾驶疲劳度对驾驶员的心率产生的影响越明显,行车过程中越容易发生安全问题。     

音乐环境对驾驶行为危险度影响的预测模型

考虑到车载音乐环境下驾驶行为变化规律在道路交通系统中具有理论和现实意义,以国内外车载音乐对驾驶员心理负荷和驾驶行为影响的研究成果为基础,界定出驾驶行为危险度的定义.同时引入主成分分析法并结合驾驶行为的三个指标,实现对车载音乐环境下驾驶行为危险度的评价.以驾驶员的心率变异性作为输入变量,驾驶行为危险度作为输出变量,构建基于心理负荷的驾驶行为危险度预测模型,并提出不同类型驾驶员收听音乐的建议方案.研究成果可为减少道路交通事故和保障汽车安全运行发挥作用.     

拥堵状态下驾驶人心率与不良换道的关系模型

道路交通拥堵已成为交通领域的研究热点,交通拥堵对驾驶人的生理和行为特性产生了显著影响,选择驾驶人心率指标和斜插型换道比例来分别表征交通拥堵状态下驾驶人的生理状态和行为特征,并通过实测试验获取交通拥堵压力系数、驾驶人心率均值和斜插型换道比例的同步数据,引入BP神经网络理论构建拥堵压力系数和心率均值对不良换道行为的联合影响模型。研究结果表明:该模型清晰地表达了拥堵状态下驾驶人心率与不良换道的关系,为评价道路交通拥堵的危害性提供了新的视觉。     

桥头跳车对行车安全影响评价指标的研究

桥头跳车现象影响了驾驶舒适性和行车安全性．通过调查统计和驾驶行车实验，发现驾驶员心率的变动和行车加速度与桥头跳车严重程度有明显的相关性，可作为桥头跳车对行车安全影响的评价指标．研究结果表明，跳车严重时驾驶员心率比驾驶稳定心率增加了10次．min^-1以上，加重了驾驶员的心理生理负担，对行车安全产生了较大影响．     

基于人脸视频的心率检测研究综述

心率是反应人体生理状态的重要指标。目前,以接触式为主流的心率检测方法需要直接皮肤接触,无法进行远程测量,易导致不卫生、不舒适等问题。近年来,基于远程光学体积描记术(Remote photoplethysmography, rPPG)的心率检测方法受到广泛关注,该方法无须接触即可远程测量,解决了不卫生、不舒适等问题。介绍了人脸视频心率检测的背景;总结了通过人脸视频进行心率检测的基本原理和一般流程;归纳了目前主流的检测方法、常用数据集和评价指标,并从兴趣区域(ROI)的选取、滤波去噪方法和心率信号分离算法等方面进行了实验比较;最后指出了该方向存在的问题及未来研究趋势。     

生理参数对不同室内环境的敏感性分析

摘要： 观察了室内环境参数（温度、相对湿度、新风量、噪声和照度）改变时心电、血氧饱和度、指尖血流量、皮肤电和呼吸率等生理参数的变化,分析了各生理参数对不同室内环境参数的敏感性.结果表明：对于声环境,可以考虑将心率变异性、指尖血流量和呼吸率结合作为指标;对于热湿环境,可选取心率变异性和血氧饱和度作为指标;对新风量发生变化的环境,可选取呼吸率作为指标;对光环境,可将指尖血流量和皮肤电导结合作为指标.     

行人突然侵入道路时驾驶人的生理负荷特性研究

针对行人突然侵入道路时的驾驶人生理负荷问题,通过在驾驶模拟器上进行虚拟场景的仿真驾驶试验,获取了22名被试驾驶人的心率表征参数。采用心率增长率和心率变异性LF值对驾驶人的心理负荷特性进行研究,结果表明:自车行驶速度一定时,行人侵入距离减小时驾驶人的心理负荷逐渐增加。相比于正常心率,35.8 m、27.5 m和19.2 m侵入距离情况下的被试平均心率增长率分别达到了18.83%、24.83%和29.6%。侵入距离一定时,车速增加时被试的负荷也呈现明显的增加趋势,30 km/h、40 km/h和60 km/h情况下平均LF值分别为776.38 ms2、744.47 ms2、704.57ms2。差异性检验结果表明,行人侵入距离对驾驶人生理负荷的影响程度要高于自车行驶速度。     

冬季夜间乘员舱内热环境及人体热舒适性研究

采用试验与数值模拟相结合的方法对冬季夜间乘员舱内热环境不均匀性进行了研究,得到不同送风模式下乘员舱内温度、速度不均匀度.接着基于Stolwijk人体热调节模型,采用Berkeley热舒适评价模型对乘员热舒适状态进行模拟,对比分析了2种送风方式下的人体热舒适性.最后通过对实际送风工况、基于相同送风焓值的等温送风工况以及基于驾驶员前方等效来流的均匀热环境工况的研究,发现在不均匀热环境下人体更易处于不舒适的状态.     

基于驾驶人生理心理参数的午餐后驾驶疲劳分析

为找出午餐前后驾驶人疲劳特征变化规律,选取6名驾驶人开展了驾驶模拟试验。对驾驶人午餐前后的体温、心率变异性、深度知觉、速度知觉等生理、心理特征参数进行了测定,并通过问卷方式获取了驾驶人对自身疲劳状况的主观感受,分析了午餐前后驾驶疲劳特征的变化。生理参数分析结果表明:驾驶人心率变异性指标在午餐后1~1.5 h内呈升高趋势,随后下降至正常水平;体温指标在午餐后出现一个低谷,随后恢复正常;PERCLOS指标值午餐后均有所增大,其中67%受试者PERCLOS值增幅明显。心理特征参数变化表明:午餐后受试者认知能力出现了不同程度的降低,主要体现为深度知觉能力下降、反应时间延长和速度判断力下降。这些都将影响驾驶人对道路环境信息的获取,进而会增加驾驶不安全因素。     

汽车乘员舱内温度场的数值仿真及试验研究

建立了自然暴晒下汽车乘员舱内的温度场-流场模型,考虑车身传热、车内空气流动和人体散热的影响,对乘员舱内传热过程进行模拟计算.通过暴晒升温试验和制冷降温试验分析制冷模式关闭和开启2种工况下乘员舱温度动态变化规律.仿真结果表明,在制冷工况下前排的冷却效果比后排好,但垂直方向上局部温度差异较大,人体表面存在较大温差.试验结果与仿真结果较吻合,并发现前、后排的热不均匀性在冷却风作用下有不同程度的改善,在制冷初始阶段(10min内)乘员舱的温度变化较为剧烈,对人体热舒适性影响大.研究成果对优化空调设计和提高汽车的乘员热舒适性有重要意义.     

基于智能手机的公交运行舒适性测度指标研究

为量化分析公共汽车运行过程中行驶平顺性以及车体振动状态对乘车舒适性的影响.以智能手机作为数据采集终端,通过对速度、经纬度数据的统计分析构建表征平顺性的多维变量,并以主成分分析法降维获得平顺舒适性指标;另一方面,通过对高频采集的加速度数据进行傅氏变换构建振动舒适性指标.该研究弥补了以往研究中忽略车辆运行状态对舒适性影响的不足.通过多项Logit回归法分析调查数据表明,该研究基于智能手机采集数据所构建的舒适性测度指标值能客观反映乘客对公交运行状态的舒适性主观感知.