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原文传递汽车驾驶员脑氧参数的振动响应特性分析

论文题名：	汽车驾驶员脑氧参数的振动响应特性分析
关键词：	驾驶疲劳;脑部血氧参数;汽车振动;检测装置;汽车驾驶员
摘要：	在当今社会,车祸是致使人类非正常死亡的重要因素,驾驶员疲劳驾驶是导致交通事故频发的重要原因。研究疲劳驾驶,揭示驾驶员在行车过程中疲劳的客观规律,可以为疲劳检测装置的开发提供可靠的信息依据。目前的各种疲劳检测技术存在着各种各样的缺点,因此,寻找新的简单可靠的实时检测方式,近年来已经成为各大科研院所和汽车企业研究的热点。积极探索驾驶疲劳产生的机理,对于预防疲劳驾驶,提高道路交通的安全性,确保人民的生命和财产安全具有很重要的意义。　　氧是维持人体正常生命活动的最重要物质之一,缺氧是导致人体疲劳的重要原因。因此实时检测人体组织的氧合状况,对于揭示疲劳客观机理及研制评估技术具有重要意义。基于安全人机工程学的原理分析了驾驶疲劳的一个重要形成原因—汽车振动引起的脑氧中氧合血红蛋白浓度的降低。因此,研究分析汽车驾驶员在振动状态下的脑部血氧参数值变化,探讨车辆振动对脑氧参数的影响,对研究汽车振动对驾驶员疲劳的影响,具有重要作用。人体组织氧合状况的可用近年来新发展起来的近红外光谱技术来检测,它可以无损、连续、实时检测人体组织血氧参量。本文提出了应用近红外光谱法检测驾驶员疲劳态下脑氧信息,是近红外光谱技术在疲劳驾驶领域的新探索。本文所作重要工作如下: 　　 (1)长途车驾驶员长期处于紧张的精神状态下,不但要经受不同频率和振幅的全身振动,而且同时操作各种手动控制,如手柄、旋钮、按钮等。驾驶员驾驶车辆路况环境复杂,精神一般高度紧张,容易疲劳。同时驾驶员经受不同频率的车辆振动。这些振动一方面有车辆本身产生,如发动机和悬架的振动;另一方面是由不平路面导致的振动。驾驶员在行车时振动的振幅和频率都有很大的变化范围,本文分析研究不同频率的振动对人体的不同影响。　　 (2)本研究采用近红外光谱法对汽车振动状态下驾驶员的脑氧参数进行研究。文中探讨了近红外光谱法检测脑组织血氧参数的基本原理,对汽车驾驶员在车辆振动状态下的脑氧参数采用近红外光谱法实时监测进行了可行性分析。介绍了TASH-100近红外光谱血氧无损监测仪的仪器构造原理和其实时监测脑氧参数的使用方法。　　 (3)通过应用近红外光谱法无创检测脑部组织血氧参量,并对其进行统计分析和小波分析,一方面揭示驾驶员驾驶疲劳的血氧变异性(氧供)机理,扩展预防驾驶员驾驶疲劳的知识;另一方面分析那个频率的全身振动下,驾驶员血氧参数变化最明显,为今后的车辆设计的振动频率设计提供一些依据。　　 (4)确定驾驶员血氧参量对车辆振动响应的研究。不同振幅和频率的车辆振动对人体血氧参量的影响不同,表现在在不同频率和振幅的车辆振动下,血液中的还原血红蛋白浓度、氧合血红蛋白浓度、血氧饱和度的变化趋势都不同。而这些参量的不同含量对人体的生理反应都有影响。本项目拟开展有关车辆振动和驾驶员脑部血氧参量对振动相应趋势的研究工作,研究各个频率下各种血氧参量的变化趋势。确定那个频率下血氧参量的变化趋势最为显著,从而确定那个频率范围的振动最易使驾驶员疲劳,为今后预防和缓解驾驶疲劳提供一定的理论依据。
作者：	张亮亮
专业：	车辆工程
导师：	李增勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文