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疲劳驾驶监测预警技术路线的思考

http://www.zgwsjx.cn  2020年12月19日18:05  周炜 李文亮  [编辑:驾驶网  点击:209次]

  疲劳驾驶是导致交通事故发生的一个重要原因。根据近年来《道路交通事故统计年报》的统计数据,每年由疲劳驾驶直接引发的道路交通事故一千余起,造成两千余人伤亡。

  为切实防控驾驶员疲劳驾驶等安全隐患,交通运输部发布了《关于推广应用智能视频监控报警技术的通知》(交办运〔2018〕115 号)全国各地逐步开始推广应用疲劳监测等不安全驾驶行为报警技术。

  各类交通事故中,营运车辆参与的交通事故往往人员伤亡严重,损失巨大。特别是京昆高速“8.10”、湖南衡阳“6·29”等重特大道路交通事故,造成了极大的人员伤亡和财产损失,社会影响极其恶劣。

  因此,营运车辆驾驶员疲劳驾驶的问题更应该受到高度重视,积极采取有效措施,利用人防、技防等手段加强营运车辆疲劳驾驶行为监管。

  ► 疲劳驾驶极易造成交通事故

  疲劳是一种医学术语,又称疲乏,是一种主观不适感觉,客观上会在同等条件下,失去其完成原来所从事的正常活动或工作能力。疲劳的本质是指脑力、肌肉或其他器官因过度消耗而机能反应减弱。引起疲劳的原因多种多样,休息不好、运动过度、刺激过强都会引发疲劳,凡是疾病发展到一定阶段都可出现疲劳。

  疲劳的表征也多种多样,一般可分为生理表征和外部表征。生理表征主要包括脑电节律变化、血压、心率及心率变异性改变。外部表征主要包括视觉迷糊、呼吸节奏变化、眨眼次数变化、长时间闭眼、面部表情呆板等。

  在疲劳状态下驾驶车辆称之为疲劳驾驶。疲劳后,驾驶员的生理发生变化并影响驾驶行为,表现为感知机能弱化、注意力下降、驾驶操作行为失调、反应时间延长,易造成判断错误和操作失误,极易发生道路交通事故。

  ► 单一疲劳驾驶监测预警方法存在局限性

  国内外主要从驾驶员生理指标检测、驾驶面部特征检测、驾驶操作特征和车辆行驶状态检测开展研究,各种方法均具有一定理论研究基础和技术可行性,大部分已经有产品应用。同时,各种方法、技术应用均存在一定的局限性。

  一是基于面部特征的监测方法。通过计算机视觉技术,对驾驶PERCLOS值、闭眼时间、眨眼频率、打哈气等有关参数进行分析判断。

  该方法需要定位驾驶员脸部,驾驶员各种动作导致无法准确定位,产生误报漏报,同时个体差异性也使得指标限值难以确定。

  二是基于生理指标的监测方法。通过接触式设备采集驾驶的脑电信号、心电信号、肌电信号、心率等,结合医学数据进行分析判断。

  该方法是接触式测量,影响驾驶感受,行车环境中无法准确测试,受驾驶员身体状态、情绪状态等影响较大。

  三是基于驾驶员操作行为的监测方法。通过检测驾驶对车辆方向盘、油门、制动的操作特征,结合大数据建立模型进行分析判断。

  四是基于车辆运行状态的监测方法。通过检测车辆横向位置、行驶速度变化等运行状态信息,结合大数据建立模型进行分析判断。

  基于操作行为和车辆运行状态的方法监测疲劳驾驶,适应工况有限,受道路条件、个人驾驶习惯影响较大。

  ► 融合疲劳驾驶监测预警方法是发展趋势

  单一技术存在局限性,融合各类技术判定疲劳是技术发展趋势。

  生理特征是疲劳的内在微观层面(心律及血氧含量异常),外部表现为面部(五官)异常和操作行为(手脚)异常,宏观表现为车辆行驶状态异常,生理特征、面部和操作表现、车辆行驶状态存在本质关联性。

  综上,利用手环/方向盘套监测生理特征、利用视觉传感器识别面部特征,同时采集方向盘操作状态和车辆行驶状态等,融合驾驶员内外状态、微观宏观行为特征综合判断,有效提高驾驶员真实疲劳状态识别精准度,减少误报漏报,可有效防止疲劳驾驶,切实提升道路运输安全。

 
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