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。     

基于生物反馈试验的高原公路驾驶员生理特性研究

为了掌握高原公路海拔对驾驶员生理特性的影响规律,利用生物反馈系统对急进高原公路的驾驶员进行实地行车试验。通过定量分析,建立了驾驶员各项生理指标与试验路段海拔之间的关系模型。结果表明;高原公路行车驾驶员的各项生理指标都随海拔上升而表现出不同程度的变化;驾驶员心率增长率、LF/HF、LF以及脑电波"频段功率值与高原公路海拔成正相关,而表面肌电IEMG、血容振幅、HF指标与高原公路海拔表现出负相关性;其中,驾驶员心率增长率、LF/HF及脑电波"频段功率值三项指标与高原公路海拔的相关性较强,可以作为相关研究的备用指标。     

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。     

草原公路直线段长度对驾驶员心率变异性的影响研究

通过草原公路实驾试验,采集了14名驾驶员在六段长度不同的相邻直线段上的心电数据,通过Kubios HRV软件分析心率变异指标SDNN值和LF/HF值,以探究草原公路直线段长度对驾驶员心率变异的影响。对SDNN值和LF/HF值进行非参数检验,结果表明个体差异对SDNN值影响大,而对LF/HF值影响小,因此可以用LF/HF值来评价直线段长度对驾驶员的影响。在一定范围内,随着草原公路直线段长度的增大,驾驶员的LF/HF值有先增大后减小的趋势,但是不同气质驾驶员的极大LF/HF值对应的直线段长度值不一样,超过该长度后,随着直线段长度的增大,驾驶员的警惕性会逐渐减小,适合草原公路驾驶员心生理情况的直线段长度应该控制在极大直线段长度左右。     

草原公路路侧景观对驾驶员心率变异的影响研究

为了研究草原公路路侧景观的变化对驾驶员心率变异性的影响,在草原公路上进行实地行车试验。运用多导生理记录仪MP150实时记录心率参数,采集驾驶员行驶过程中的心电信号;结合生理学和人机工程学等方面的理论研究,利用心率变异时频域分析方法,对驾驶员在不同路侧景观环境下的心率变异(HRV)进行分析。研究结果表明:在两种景观下,驾驶员的时域指标R-R间期差值的均方根(RMSSD)在较小范围内平稳波动,其平均值之间无显著差异;在景观Ⅱ中低频与高频比值(LF/HF)变化较大,两种景观下的平均值之间有显著差异;驾驶员在相对单调的路侧景观路段精神负荷较大。     

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．     

急进与经常出入高原公路驾驶员生理特性变化试验分析

为了解急进与经常出入高原公路驾驶员生理特性变化规律,寻找提高行车安全的途径,利用生物反馈仪对急进与经常出入高原驾驶员进行实地行车试验。在理论的基础上,定量分析两类驾驶员心电、脑电、肌电指标随驾驶时间、海拔的变化规律,并且建立关系模型。分析结果表明:驾驶员心率增长率与脑电指标R会随着驾驶时间的增长、海拔的升高而逐渐增加;驾驶员肌电指标平均功率频率(MPF)会随着驾驶时间的增长、海拔的升高而逐渐减小;急进高原驾驶员的心率增长率与脑电指标R的增长速度要快于本地驾驶员,而肌电指标平均功率频率(MPF)的下降速度要快于本地驾驶员,表明高原本地驾驶员行车过程中的生理素质要优于急进高原驾驶员。     

驾驶员心率变化与改扩建道路弯坡比和行车速度差关系

驾驶员的心理紧张程度会直接影响到行车安全,为了研究改扩建道路线形和行车速度差对驾驶员心率变化的影响,采用定量分析的方法,建立相关性模型.结果表明,在改扩建道路中,驾驶员心率增长率与行车速度差成正相关性,当行车速度差达到28 km·h~(-1)时,驾驶员处于紧张状态;驾驶员心率增长率与道路弯坡比成负相关性,弯坡比小于50 m·%~(-1)时,驾驶员处于紧张状态.在施工路段中增加限速标志和减速设施,适当增大路段的曲线半径,可有效提高行车安全.     

高原公路纵断面线形与驾驶员脑电特性的试验分析

为了解驾驶员在高原公路行车时,其脑电特性与纵断面线形的关系,探究适宜的公路线形,选在帕米尔高原G314国道进行驾驶试验。通过对比经过181个变坡点附近受测驾驶员脑电(EEG)的变化特征,选取脑电α频段与β频段的平均功率比R作为评价驾驶员心理紧张度的脑电特性指标,定量分析R随海拔、竖曲线半径r、坡差ω的变化规律;同时建立关系模型。研究表明:R与海拔、竖曲线半径、坡差之间的相关性均较强;R与海拔、绝对坡差呈正相关,与r呈负相关。表明海拔的升高,绝对坡差的增大,竖曲线半径的减小,对驾驶活动是不利的,驾驶员的生理不适状况会随之逐渐增加,疲劳感逐渐增强。     

浅析驾驶员心理因素与安全行车的关系

对于驾驶员而言,心理因素与安全行车有着重要的关系,如果驾驶员心理不稳定或者心理急躁,那么在驾车过程中容易忽视道路上的不安全因素,进而造成行车事故。因此,驾驶员的心理因素与安全行车有着直接的关系,我们应当认真的分析驾驶员的各种不良心理因素并予以有效的避免,使驾驶员能够在行车过程中保持正常的心态,并能够遵守道路交通法规做到安全行车。所以,认真分析驾驶员心理因素与安全行车的关系是十分必要的。     

Spectral Analysis of Blood Pressure Variability as a Quantitative Indicator of Driving Fatigue

The quantitative detector of driver fatigue presents appropriate warnings and helps to prevent traffic accidents. The aim of this study was to quantifiably evaluate driver mental fatigue using the power spectral analysis of the blood pressure variability (BPV) and subjective evaluation. In this experiment twenty healthy male subjects were required to perform a driving simulator task for 3-hours. The physiological variables for evaluating driver mental fatigue were spectral values of blood pressure variability (BPV) including very low frequency (VLF), low frequency (LF), high frequency (HF). As a result, LF, HF and LF/HF showed high correlations with driver mental fatigue but not found in VLF. The findings represent a possible utility of BPV spectral analysis in quantitatively evaluating driver mental fatigue.     

高密度立交出入口区段车流量对驾驶人精神负荷影响

要为明确高密度互通立交行驶环境下,主线车流量对出入口区段驾驶人精神负荷间的影响,在重庆市内环快速路高密度互通立交群进行自然驾驶实车试验,使用Physiolab生理检测仪连续采集驾驶人在行驶过程中的心电数据,用于统计各驾驶人的心率指标变化情况。本次试验基于主成分分析法选择心率变异率指标RMSSD(root mean square of successive differences)、LFnorm(low frequency norm)、HFnorm(high frequency norm)、LF(low frequency)/HF (high frequency)以及心率突变率指标HRMR(heat ratemutation rate)作为驾驶人精神负荷的评价指标,记为主成分F₁和主成分F₂,并建立评价模型。结果表明：驾驶人在小净距立交出入口区段行驶时,立交主线车流量的大小会影响驾驶人的精神负荷;当驾驶人驶入立交主线时,三次模型对入口段车流量与主成分F₂的拟合效果最好,呈开口向上的三次曲线,曲线谷值点出现在2级流量水平处,...     

基于心率变异性的草原公路驾驶疲劳恢复调节方式

为研究草原地区驾驶疲劳恢复的特性,利用MP150型多导生理记录仪器收集驾驶员在疲劳恢复阶段不同调节方式下的心率变异性(heart rate variability, HRV)信号,结合主成分分析和均值、低高频均衡比和样本熵指标趋势分析,开展室内模拟驾驶疲劳恢复研究。结果表明：(1)音乐调节休息和车外自由活动方式下,驾驶员的疲劳状态表现为先加重再迅速恢复后波动的现象;(2)长距离驾驶后,不建议驾驶员立刻采用听音乐或下车活动方式调节疲劳,车内安静休息更适合驾驶员;(3)休息时间在20 min左右时,相较于车外自由活动,建议驾驶员采用音乐调节休息方式;休息时间超过20 min,驾驶员应采取多种方式调节驾驶疲劳。     

基于驾驶行为的夜间山区作业路段安全距离研究

山区公路养护作业多数边通车边作业,为了减少养护作业对道路交通的影响,作业工作常常在夜间进行。为了提高夜间道路交通的安全性,以夜间作业区环境影响驾驶员视觉特性理论分析为基础,应用眼动仪等科学仪器,实地采集驾驶员夜间行车速度、视距和驾驶员的心生理反应等数据,分析夜间驾驶员明适应时间与车速的相互关系,不同年龄驾驶员的暗适应时间的变化规律,得到了速度与安全距离的关系模型,最终确定了基于“黑洞效应”的夜间安全行驶距离值,为解决夜间交通安全事故多发提出来一种思路。     

基于驾驶员视觉特性的草原公路平曲线半径研究

驾驶员在行车过程中主要依靠视觉获取相关的道路交通信息。基于草原公路特殊的线形特点,通过在草原公路进行实驾试验,利用眼动仪采集驾驶员眼动指标。分别提取各驾驶员在不同半径平曲线路段行车时的试验数据,探讨驾驶员在草原公路平曲线段行车过程中的眼动规律,分析驾驶员的眼动特性与道路平曲线半径之间的关系。得到平曲线半径对驾驶员的注视持续时间和扫视幅度的影响非常显著,对眨眼持续时间的影响较为显著。驾驶员在小半径曲线行车时,注意力高度集中,紧张感较强;在大半径平曲线行车时,行车感较为舒适,心理较为放松的特点。建议可以适当合理增加不同半径的平曲线来调节驾驶员的驾驶状态,缓解驾驶疲劳。     

Power Spectral Analysis of Heart Rate Variability of Driver Fatigue

IntroductionDrivingfatigue overloadinghas threatenedpeople s healthand life. Investigation datum from suggested that estimates ofthe contribution of driver mental fatigue to total trafficaccidents vary from 4% in 1980 to 25% in 1995[1]. Surveyresults revealed that 64% of respondents had experiencedfatigue on the road. In addition, 7% of the subject sampleclaimed to have had traffic accident due to fatigue.Drivingfatigue is a substantialproblem and serious threat inthe …     

基于呼吸疲劳节点的驾驶员疲劳状态判别研究

为了提高呼吸信号判别驾驶疲劳的准确率,本文通过模拟驾驶试验探究了呼吸信号与驾驶员疲劳状态的关系,提出了呼吸疲劳节点的概念,并基于呼吸疲劳节点判别了驾驶员的疲劳状态。首先,通过模拟驾驶试验采集驾驶员的呼吸信号,采用Karolinska嗜睡量表 (Karolinska Sleepiness Scale, KSS) 对疲劳程度进行主观自评量化。其次,把单位时间内眼睛闭合百分比 (Percentage of Eyelid Closure over the pupil over time, PERCLOS) 作为参考,与主观自评反馈结合,对驾驶员呼吸疲劳节点进行标定。最后,基于呼吸疲劳节点利用随机树算法获得了轻/重度呼吸疲劳变化节点的判别模型。结果表明:该模型能更加及时、准确地判别出驾驶员的疲劳状态;基于随机树算法获得的筛选条件对轻度呼吸疲劳变化节点识别的准确性要高于重度呼吸疲劳变化节点;轻/重度呼吸疲劳变化节点的平均识别误差分别为3.50 min和3.66 min,预测准确率分别为92.09%和92.03%。     

基于表面肌电信号的高原公路驾驶员颈部疲劳试验分析

为了解高原公路驾驶员颈部疲劳状况,寻求减轻驾驶员疲劳途径。选取新疆帕米尔高原典型路段进行实驾试验,通过生物反馈仪获取受测驾驶员颈部肌电数据,利用时域与频域分析方法选取积分肌电值(IEMG)与中值频率(MF)作为评价指标,研究高原公路驾驶员颈部肌肉IEMG与MF在连续驾驶时间、海拔作用下的疲劳特性。研究表明:连续驾驶时间、海拔是影响驾驶员IEMG、MF的主要因素。随着驾驶时间增长与海拔逐渐升高,驾驶员IEMG有上升趋势,而MF有下降趋势,表明高原公路驾驶员从低海拔到高海拔路段长时间连续驾驶车辆导致颈部疲劳感增加。通过对比不同行车经历驾驶员,发现经常出入高原公路驾驶员的颈部疲劳度与自我缓解能力要优于首次进入高原公路行驶车辆的驾驶员。     

非接触式汽车驾驶员心电监测系统设计

驾驶员疲劳驾驶是引发道路交通事故的主要原因,依据心冲击图（BCG）、呼吸等生理参数客观监测行车过程中的驾驶员疲劳状态成为了研究热点。针对传统生理信号采集需用复杂电极和导联线接触人体的弊端,基于偏聚氟乙烯（PVDF）压电薄膜的正压电特性,设计了一种非接触式汽车驾驶员心电监测系统。构建了可靠的小信号调理和电压抬升电路,研究了心冲击图和呼吸信号的分离提取算法,计算出心率和呼吸率并通过低功耗蓝牙通信发送到手机软件（APP）进行显示。实验表明,系统能实时可靠的监测行车中驾驶员的心率和呼吸率,提高了汽车行驶的主动安全性。     

高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响

为研究高原公路不同天气状况对驾驶人工作负荷的影响,共选定了32名被试驾驶人,包括7名外地驾驶员和25名本地驾驶员,在选定的试验路线上进行了实车试验。在晴天、雨天、雪天、雪天+大雾(能见度5米)的4种不同天气状况下,选取心率变异性RMSSD、SDNN和PNN50值和心率增长率作为驾驶人工作负荷表征指标,研究在高原公路不同天气状况下被试驾驶人工作负荷变化规律。研究结果表明：高原公路不同天气状况对驾驶人的工作负荷有显著的影响,驾驶人工作负荷因天气条件的恶劣程度和海拔高度而增加,道路的天气状况、能见度及海拔高度的共同作用对驾驶员工作负荷影响最大。