驾驶员被动疲劳的行为分析与测量

驾驶员被动疲劳的行为分析与测量

【摘要】： 驾驶疲劳是在人机交互过程中出现的一种任务相关疲劳。随着疲劳进程的加深,驾驶疲劳的行为表现发生显著改变。与驾驶任务相关的疲劳有两种,一种是主动疲劳,一种是被动疲劳。在现代化驾驶条件下,被动疲劳源于在低负荷或者使用自适应巡航等自动化技术的环境下,为了保持驾驶绩效所付出的努力。随着车辆的自动化水平越来越高,被动疲劳的研究也逐步受到重视。本研究在综述以往有关被动疲劳的理论和实证研究的基础上,首次将研究对象聚焦于被动疲劳,对驾驶疲劳的性质及主动疲劳和被动疲劳的划分依据进行了深入的探讨;采用现场研究与实验室研究相结合,生理、心理与绩效多指标评估相结合的方法对被动疲劳进行了全面的测量和系统的分析;并探究了被动疲劳的预测指标。本研究不仅对促进疲劳机制的深入理解具有重大的理论意义,而且对于完善驾驶疲劳的预测指标体系,指导自动化驾驶技术的应用具有一定的实践意义。研究一:中文版邓迪压力状态量表的修订。在中英文互译、文字分析及专家评定的基础上,对邓迪压力状态量表进行信度、效度检验(N=362),并对量表的结构进行探索性因素分析和验证性因素分析,确定问卷的适用性,为后续研究提供测量工具。研究二:在真实的驾驶场景中,首先对不同性质的驾驶任务所引起的压力状态进行测量(N=109),通过实车检验市内路和高速路是否能够作为引起驾驶员主动疲劳和被动疲劳的驾驶任务,并分析两种驾驶任务下的心理行为表现差异,从而为对不同性质的驾驶任务所引起的驾驶疲劳进行科学分类提供依据,确定驾驶疲劳的性质。其次,在前面研究的基础上,采用自然实验法将研究对象聚焦于被动疲劳,对典型的被动疲劳任务——长途营运客车驾驶员进行9个小时的追踪测量(N=30),探究驾驶员被动疲劳的生理表现特点及与主观报告疲劳的关系。研究三:在实验室中利用驾驶模拟器诱发典型的主动疲劳和被动疲劳状态,首先考察主动疲劳与被动疲劳在心理表现上的差异(N=63),其次考察被动疲劳的生理和绩效表现(N=63),结合前面研究的结果,系统分析被动疲劳的行为表现并精准计算其阈值。在对以上三项研究结果进行分析和讨论的基础上,得出以下结论:1.修订后的中文版邓迪压力状态量表可以作为测量驾驶疲劳的有效工具。2.驾驶疲劳主要是一种以工作负荷不足为核心的被动疲劳,主动疲劳和被动疲劳的划分依据是工作负荷的过载或者不足。3.主观报告的疲劳感并不一定带来驾驶绩效的减损。在讨论主观疲劳感与驾驶绩效的关系时,明确驾驶环境以及驾驶任务的性质非常必要。4.被动疲劳以工作负荷、任务参与和担忧明显下降为表现特征,主动疲劳以痛苦和工作负荷明显增加为表现特征。5.驾驶员的被动疲劳造成大量的驾驶绩效减损,比主动疲劳程度更深,出现时间更早,必须引起重视。6.心率变异性指标VLF是预测驾驶疲劳的合适指标。当VLF的达到1440.7ms2时,驾驶员即可能处于被动疲劳状态。

【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017

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