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原文传递基于生理信号的驾驶疲劳预警对策有效性的实验研究

论文题名：	基于生理信号的驾驶疲劳预警对策有效性的实验研究
关键词：	生理信号;驾驶疲劳;预警对策;有效性验证;综合指标;实验设计;心电信号;脑电信号;交通事故;驾驶员;刺激时间;刺激间隔;振动;信号指标;实验系统;生成模块;设计模块;疲劳状态;疲劳评价;理论基础
摘要：	交通事故已成为当前世界各国所面临的严重社会问题，而驾驶疲劳是造成重大交通事故的主要原因之一，如果可以有效的监测驾驶员的疲劳状态，在疲劳发生时给予警告，并采取相应措施最大程度的减缓驾驶疲劳，可以避免大量交通事故的发生，提高道路交通安全。　　论文在分析国内外驾驶疲劳研究理论的基础上，对驾驶疲劳的形成原因和形成过程进行了详细的分析，系统阐述了驾驶疲劳影响因素，并在此基础上提出了基于人体生理信号的驾驶疲劳预警对策研究方法。　　论文在已有的理论基础和实验设备的条件下，开发设计驾驶疲劳预警对策有效性的实验系统。该系统包括：疲劳检测模块、对策生成模块和实验设计模块。疲劳检测模块主要通过采集驾驶员在驾驶过程中的生理信号，根据生理信号的变化规律确定驾驶疲劳的评价指标，进而对疲劳状态进行判定；当检测到驾驶员出现疲劳症状时，对策生成模块就会产生相应的对策，包括声音对策、光线对策和振动对策：实验设计模块根据各种对策自身的特征，选择合理的实验方法进行实验设计，通过生心理数据采集，依据疲劳评价的指标，对各种对策的有效性进行验证。　　利用驾驶疲劳预警对策有效性实验系统，探讨驾驶任务过程中心电信号时域指标和不同频带的脑电信号指标的变化趋势。通过对各生理指标驾驶任务前后的显著性分析，初步确定了能够有效表征疲劳过程及程度的心电信号和脑电信号指标。利用主成分分析法建立心电信号和脑电信号各指标之间的关系，最终确定驾驶疲劳评价的综合指标，对生理信号综合指标的可靠性进行验证，发现综合指标不但可以有效的表征驾驶员的疲劳程度，而且在整个动态实验过程中，随驾驶时间的增加综合指标平稳上升，这为驾驶疲劳对策的有效性研究奠定了理论基础。　　驾驶疲劳对策有效性验证结果表明，不同声音类型、光线类型、振动类型对于减轻驾驶疲劳的效果不同。声音刺激类型中刺激间隔对驾驶疲劳影响最大，声强次之，频率和刺激时间影响较小；光线刺激类型中刺激时间对驾驶疲劳影响最大，颜色次之，亮度和刺激间隔影响较小；振动刺激类型中刺激间隔对驾驶疲劳影响最大，刺激时间次之，振动强度较小。同时，通过综合分析发现三种刺激中，光线刺激对减轻驾驶疲劳的效果最好。　　研究中形成了一套科学的进行驾驶疲劳对策有效性验证的方法体系，该方法的提出为更客观地研究驾驶疲劳和减缓疲驾驶劳的形成提供新的思路和方法，为验证各种预警信息的有效性和安全性提供实验平台。
作者：	房瑞雪
专业：	交通运输规划与管理
导师：	荣建
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京工业大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文