高復(fù)雜山區(qū)公路駕駛安全特性及預(yù)警系統(tǒng)研究.pdf

1、西部山區(qū)公路快速發(fā)展的同時(shí),交通事故也在明顯增加,而駕駛疲勞是引發(fā)山路交通事故的重要原因之一。如何針對(duì)駕駛疲勞進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和預(yù)警,將對(duì)保障駕駛員生命安全起到至關(guān)重要的作用。而現(xiàn)有駕駛疲勞預(yù)警大都是基于草原、高速等公路環(huán)境條件,具有一定局限性。根據(jù)山區(qū)公路特性,研究符合實(shí)際駕駛狀況的駕駛安全特性規(guī)律和開發(fā)相應(yīng)的駕駛疲勞預(yù)警系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)駕駛疲勞監(jiān)測(cè)預(yù)警,保障山區(qū)公路駕駛安全和保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全的有效措施。
　　因此,本研究以現(xiàn)代車輛人機(jī)

2、工程學(xué)、心理生理學(xué)等相關(guān)研究理論及成果作為依據(jù),對(duì)復(fù)雜山區(qū)公路駕駛安全特性及駕駛疲勞特性規(guī)律進(jìn)行分析基礎(chǔ)上,研究提煉影響山路駕駛安全特性和疲勞特性的因素。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析駕駛員駕駛疲勞的生理變化情況,總結(jié)獲得山路線形與駕駛疲勞的相關(guān)性,并分別建立了駕駛員心率增長(zhǎng)率、車速與山路縱坡的回歸模型。
　　提出基于HRV分析的疲勞判別方法,從可用性和用戶體驗(yàn)的角度出發(fā),利用傳感器技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)研發(fā)多感官協(xié)同駕駛疲勞預(yù)警系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)中的

3、心電采集模塊通過(guò)心電傳感器提取駕駛員的實(shí)時(shí)心電信號(hào),經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路,由DAQ采集卡將數(shù)據(jù)輸送到上位機(jī)軟件。系統(tǒng)軟件以虛擬儀器LabVIEW為程序設(shè)計(jì)平臺(tái),應(yīng)用NI生物醫(yī)學(xué)工具包的強(qiáng)大功能進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。使用LabVIEW軟件進(jìn)行友好的人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的采集和存儲(chǔ)、信號(hào)分析和安全特性判斷等功能,從而控制功放電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和電磁閥驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)喇叭、電機(jī)和電磁閥,形成語(yǔ)音、振動(dòng)和氣味多維立體的預(yù)警系統(tǒng)。通過(guò)軟硬件的有效結(jié)合

4、,實(shí)現(xiàn)在疲勞階段時(shí)從人的聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行多維立體式報(bào)警提醒,提高預(yù)警功能的有效性,保障了山區(qū)公路駕駛的安全。
　　最后,本文對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估和驗(yàn)證。選取10個(gè)駕駛員樣本在兩條不同公路環(huán)境下進(jìn)行實(shí)車實(shí)驗(yàn),通過(guò)駕駛安全預(yù)警系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、道路特性以及駕駛員的駕駛反應(yīng)特性等綜合分析系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。另外,通過(guò)主觀疲勞評(píng)測(cè)問(wèn)卷、PVT測(cè)試軟件等手段對(duì)駕駛員進(jìn)行精神狀態(tài)和心理的評(píng)估,將正常狀態(tài)和疲勞狀態(tài)兩類樣