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人机系统下叉车驾驶人员疲劳分析研究
| 论文题名： | 人机系统下叉车驾驶人员疲劳分析研究 |
| 关键词： | 叉车驾驶人员;疲劳分析;操控性;人机系统学 |
| 摘要： | 叉车是物流业和生活中主要的搬运工具，如何保障其作业效率和作业安全是最根本的问题。作为特种设备车辆，叉车具有作业时间长、强度大、难度大等特点，这也直接影响着驾驶人员的工作状态。近年来，特种设备安全事故常有发生，作业安全水平仍没有达到令人满意的程度。并且叉车作业的特殊性会使驾驶人员产生累积疲劳或损伤影响健康。 本文从人机系统学的角度出发，探究叉车作业事故原因中机械设备和人的因素的影响。论文的主要研究内容如下： （1）针对叉车本体操控性方面，本文通过对叉车驾驶人员进行访谈调研，归纳出叉车操作常见问题及叉车布置改进意见；通过JACK虚拟仿真软件对驾驶人员工作状态进行舒适性分析，对驾驶人员视野进行仿真，实现视野状态可视化。通过以上内容，明确了驾驶人员在作业舒适性及视野情况两方面存在问题。 （2）针对叉车布置的改善设计。依据前文发现的问题以及仿真分析结果，本文分别从叉车座椅的舒适性、安全性及视野提升的角度及叉车驾驶室内布置进行改善。通过JACK软件进行仿真，将优化前后的驾驶人员视野状态进行数据可视化，并进行对比。 （3）针对驾驶人员疲劳方面，参照日本能率学会的《疲劳症状自评量表》，结合本研究实验特点，改善设计了本文的疲劳主观评价表，并采用李克特5点等级评估法进行数据统计；根据前文仿真舒适性分析结果确定疲劳部位，结合解剖学理论，确定三处疲劳肌肉，基于Biopac设备采集驾驶人员工作时的肌电信号，并对其肌肉状态进行分析。基于主观评价结果和客观测量结果，确定本文的疲劳判定标准。 （4）针对驾驶人员疲劳导致事故发生，本文基于肌电信号处理后的中位频率值构建疲劳预警模型，利用支持向量机回归模型（SVR）完成预警功能，应用全局搜索能力较强的遗传算法对SVR初始参数寻优；对实验数据样本作插值处理避免样本较少造成的预警误差较大，优化后预警模型对于疲劳时间的误差在一个时间段（10min）以内。基于疲劳预警模型，通过Matlab软件中的GUI设计工具搭建完成针对于叉车驾驶人员的疲劳预警系统。 本文以叉车驾驶人员为研究对象，从叉车本体操控性和驾驶人员疲劳两个角度探究叉车驾驶人员疲劳问题，为提升叉车作业安全性、降低事故率提供新的参考。 |
| 作者： | 朱芮萱 |
| 专业： | 工业工程 |
| 导师： | 王平凯;王立臣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长春工业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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