合理连续驾驶时长量化确定方法研究.pdfVIP

第 37卷 第6期 北 京 工 业 大 学 学 报 V01．37 NO．6 2011年 6月 JOURNALOFBEIJING UNIVERSITY OFTECHNOLOGY Jun．2011 合理连续驾驶时长量化确定方法研究 郭孜政 ，陈崇双，成泽亮，钱丙益，张 骏，谭永刚 (西南交通大学 交通运输与物流学院，成都 610031) 摘 要：针对连续驾驶合理时长确定问题，提出一套系统的量化确定方法．首先在确定驾驶行为状态因子的基 础上，采用方差分析法，选取若干显著因子作为驾驶时长影响因子．其次通过差分算子寻找各因子值 曲线突变 点，得到单因子约束下合理连续驾驶时长值．然后通过一致性检验确定一致性因子，并采用贝叶斯信息融合算 法，建立合理连续驾驶时长多因子融合模型，得到最优合理连续驾驶时长值．最后结合实例予以试算，验证了方 法的可行性． 关键词：交通工程；贝叶斯信息融合；连续驾驶时长 中图分类号 ：U491 文献标志码 ：A 文章编号 ：0254—0037(2011)06—0863—06 机动车运行状态在某种程度上是驾驶行为的外在机械化表现．由于疲劳等因素影响，驾驶员的生理 、 心理状态逐步降低 ，致使驾驶可靠性下降，系统危险性增加．因此如何确定合理连续驾驶时长，成为交通 安全研究的关键性课题． 目前 国内外对连续驾驶时长与安全相关性分析研究可归为2类 ： 1)驾驶时长与事故率相关性分析．PATTEN等 ¨。通过统计分析 ，认为连续驾驶 3h后 ，事故率开始 增加 ，连续驾驶4h后事故率是连续驾驶 3h的 1．5倍 ；美国交通部专项调查表明，疲劳驾驶造成的交通事 故 占事故总数的20％～40％，其中20％～30％是由连续驾驶时间过长引起 ． 2)连续驾驶时长对驾驶员生理 、心理因素影响性分析．马艳丽等 通过非线性 回归建立 了驾驶员 7 项心理指标与连续驾驶时间的函数关系；李斌等 通过时间对驾驶能力影响度评估发现，累计驾驶 8～12 h驾驶员的反应能力和注意能力显著降低 ；冯舒等 通过模拟驾驶测试分析认为，长时间驾驶对驾驶员操 控能力 、反应时间、心率 、主观疲劳都有显著影响；田强等 通过肌电图分析认为 ，长时间驾驶将导致腰腿 部肌肉疲劳的慢性累积 ；宋国萍等 发现，驾驶疲劳后听觉非随意注意能力下降． 上述研究从不同角度分析连续驾驶时间与交通安全 、驾驶员身心特性间的关系 ，并给出了合理连续驾 驶时间建议值 ，但仍存以下不足． 1)驾驶员身心状态具有连续缓慢衰变性 ，已有研究主要从状态差异对 比性 、状态相似性 、主观疲劳感 受性角度 ，未能从状态变化率角度对合理连续驾驶时长予以讨论． 2)驾驶员各类生理 、心理因子对连续驾驶时长敏感性不 同，已有研究未能进行必要 的因子敏感性分 析 ，可能造成次要因素对确定合理连续驾驶时长的干扰． 3)驾驶员各项生理 、心理因素随驾驶时长的变化率具有差异性 ，故各因素确定的合理连续驾驶时长 亦应不同，已有研究未能对各因子 的差异与融合性予以考虑． 就此，笔者 以连续驾驶时驾驶员各项生理、心理因素变化率突变点为控制点，结合贝叶斯信息融合算 法 ，提出了一套系统的合理连续驾驶时长确定方法 ，并对模型实用性予以验证． 2009．09．11． 收稿 Et期 ： 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目60870005；中央高校基本科研业务费专项资金资助项 目 (SW JTUO9BR133)． 作者简介 ：郭孜政 (1982一)，男，甘肃定西人 ，讲师． 864 北 京 工 业 大 学 学 报 1 驾驶行为模式分析与驾驶时长影响因子选取 驾驶行为过程为车辆在运行过程中，各类控制信息、周边道路环境信息、车况信息通过视觉、听觉传人 大脑 ，大脑经过对各类信息识别、判断产生相关决策指令，通过运动中枢传递给 四肢操纵车辆 ，依据经典 s 一 0一R模型可构建其行为过程模式 ，见图 1． 由图1可看 出，驾驶行为系统划分为感知、信息 处理及操控 3个子模块．感知模块包括听觉感知 s 及视觉感知，结合具体驾驶环境又可将视觉划分为动