山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文1 緒論1.1 課題研究的背景及其意義機(jī)動(dòng)車輛作為社會(huì)發(fā)展、人類文明和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，為人類文明進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)然而，隨著機(jī)動(dòng)車輛的增加，交通事故發(fā)生量有不斷增加的趨勢(shì)隨著我國交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，交通事故的發(fā)生也日趨頻繁，給人們的生產(chǎn)、生活帶來了嚴(yán)重的影響表1-1是近年來我國道路交通事故發(fā)生的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表 1-1 我國道路交通事故統(tǒng)計(jì)表[1]年份事故次數(shù)直接損失（億元）死亡人數(shù)受傷人數(shù)10萬人口死亡率200061697126.7838534187217.3200175491930.91059305464858.5200277313733.210938156211613.7200366750733.710437249417410.8200451788923.91070774808649.9200545025418.8987384699117.6200637690315.6903214323716.9從上表可以看出，在“十五”(2001-2005)期間，我國的交通事故居高不下自2005年以來，全國交通事故死亡人數(shù)首次回落到10萬人以下。

公安部交通管理局2004年與2005年的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明:2004年與2005年的疲勞駕駛直接導(dǎo)致的死亡人數(shù)分別為2799和2566，產(chǎn)生的死亡率分別是2.614%和2.599%但是疏忽大意、判斷錯(cuò)誤、措施不當(dāng)三項(xiàng)相加分別是18.8%和20.29%;產(chǎn)生的死亡率是18.6%和20.84%，而這三項(xiàng)事故原因中往往夾雜著駕駛疲勞[1]據(jù)交通部門統(tǒng)計(jì)，我國是道路交通事故死亡人數(shù)最高的國家，連續(xù)數(shù)年一直居世界第一2001年中國交通事故死亡人數(shù)為10.6萬人，而同年美國的數(shù)字為4萬人，日本為1萬人據(jù)全球各交通部門的統(tǒng)計(jì)，2003年全世界交通事故死亡人數(shù)為50萬人其中，中國交通事故死亡人數(shù)為10.4萬人，美國、俄羅斯的死亡人數(shù)分別為4萬人和2.6萬人我國的交通事故統(tǒng)計(jì)資料顯示，交通事故的主要加害者是機(jī)動(dòng)車駕駛員，而行人、乘車人和騎自行車的人是交通事故中的三大受害群體，死亡人數(shù)中的四分之三是行人、乘車人和騎自行車的人這些交通事故給國家財(cái)產(chǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了巨大損失在每年發(fā)生的大量交通事故中，約有三分之二的交通事故責(zé)任在駕駛員一方我國交通事故的致死率也是世界最高的，為27.3%，而美國為1.3%，日本只有0.9%。

拿兩個(gè)規(guī)模相當(dāng)?shù)某鞘斜容^，北京的交通事故致死率為14%，東京則為0.7%[2]現(xiàn)在，全世界由機(jī)動(dòng)車輛事故導(dǎo)致的受傷人數(shù)約有2500萬人，而每一年由于交通事故的原因至少使50萬人死亡.統(tǒng)計(jì)資料表明，全球道路交通事故的總數(shù)約占安全事故的90%左右，造成的傷亡人數(shù)占所有安全事故傷亡人數(shù)的80%以上在非正常死亡之中，道路交通事故已成為名副其實(shí)的“第一殺手”國外的疲勞駕駛與交通事故研究的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)同樣令人觸目驚心美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)在駕駛模擬器上研究表明:機(jī)動(dòng)車輛重大事故率9.1%歸因于駕駛員駕駛疲勞，而夜晚疲勞駕駛重大事故率達(dá)19.9% 英國交通研究實(shí)驗(yàn)室(Transport Research Laboratory)認(rèn)為駕駛疲勞導(dǎo)致的路面交通事故占全部交通事故率的10%據(jù)澳大利亞聯(lián)邦議會(huì)統(tǒng)計(jì):在2000年，司機(jī)疲勞駕駛造成的交通事故占所有交通事故的20%到30%專家認(rèn)為這只是保守統(tǒng)計(jì)，實(shí)際所占的比例可能更大.2004年美國國家交通安全委員會(huì)NTSB(The National Transportation Safety Board)檢查了107起由駕駛員造成的卡車交通事故，表明有58%的交通事故與駕駛員疲勞駕駛有關(guān)。

美國國家公路交通安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration，NHTSA)最近幾年的調(diào)查顯示:每年平均有56000起車禍與疲勞駕駛相關(guān)，造成76000人受傷，1544人死亡(占交通事故死亡總?cè)藬?shù)的3.7%)，調(diào)查還顯示有27%的受訪者表示有過開車打瞌睡的經(jīng)歷美國汽車聯(lián)合會(huì)（American Automobile Association，AAA）的交通安全部初步估計(jì)41%-59%的重型卡車交通事故與疲勞駕駛有關(guān)[3]據(jù)我國交通部報(bào)道，駕駛疲勞造成的交通事故無論是絕對(duì)數(shù)字還是所占比例都是最高的從我國歷年交通事故的大量案例分析中得出的結(jié)論:駕駛員因疲勞駕駛所造成的道路交通事故約占總數(shù)的10%至25%，由此可知，駕駛疲勞是造成交通事故的主要原因，也是引發(fā)駕駛員職業(yè)病的主要原因因此，開展駕駛疲勞的研究工作意義重大1.2 疲勞駕駛的定義及其相關(guān)問題1.2.1 疲勞與疲勞駕駛疲勞是由于過度的體力或腦力勞動(dòng)引起的一種復(fù)雜的生理現(xiàn)象，它是人體一種正常的生理活動(dòng)規(guī)律表現(xiàn)在瞌睡、精力不集中，同時(shí)人體的正常反應(yīng)減慢，交感神經(jīng)活動(dòng)減弱，副交感神經(jīng)增強(qiáng)醫(yī)學(xué)上沒有給疲勞以明確的定義，因此，我們平時(shí)把疲勞、瞌睡、困倦等同為一個(gè)意思。

嚴(yán)格地講，疲勞是一種超過負(fù)荷或延長時(shí)間的腦力或者體力勞動(dòng)引起的生理現(xiàn)象，而瞌睡是一種需要睡覺的狀態(tài)，這種需要是人體本身不能抵制的一種狀態(tài)疲勞雖然是一個(gè)正常的生理現(xiàn)象，對(duì)于從事無危險(xiǎn)性簡單工作的人來說，除了自我感覺不適外，不會(huì)有其它影響，但是對(duì)司機(jī)這個(gè)特殊的群體而言，在疲勞狀態(tài)下行車即疲勞駕駛就可能引起嚴(yán)重的后果，甚至危及生命1.2.2 疲勞駕駛產(chǎn)生的原因 (1)睡眠不足人在正常情況下，每晝夜需要約8h的睡眠，實(shí)驗(yàn)證明每晚睡眠少于4h，人的肌肉反應(yīng)速度、警惕性就會(huì)降低而司機(jī)如長途運(yùn)輸，晝夜兼程，夜間出車，不能熟睡、睡眠環(huán)境差等則可造成睡眠不足 (2)工作模式持續(xù)或者延長時(shí)間的工作都是產(chǎn)生疲勞的一個(gè)原因，一個(gè)健康的駕駛員如果一天連續(xù)行車8小時(shí)，既使途中飲食正常并有短暫休息，也會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)性疲勞如果連續(xù)數(shù)天持續(xù)行車，極易造成積累性疲勞，從而導(dǎo)致人體生物鐘紊亂需要較長時(shí)間的調(diào)整才能完全恢復(fù)，因此工作的性質(zhì)也是產(chǎn)生疲勞的重要原因 (3)睡眠質(zhì)量睡眠方面的疾病是影響睡眠質(zhì)量的重要原因，睡眠呼吸暫停綜合癥(SAS)是一種發(fā)病率很高的疾病，這種疾病的特征是在床上睡眠的總時(shí)間很長，甚至比正常人的睡眠時(shí)間長，但是，由于在睡眠過程中有呼吸暫停，因此易被憋醒，所以在睡眠過程中，深睡期(睡眠分期中的3、4期睡眠)很短，大腦和肌肉不能得到充分的恢復(fù)。

因此，在白天的工作中表現(xiàn)為嗜睡，這種病人駕車是十分危險(xiǎn)的4)睡眠周期據(jù)研究表明，正常人的睡眠、清醒周期是一致的，大多數(shù)人在4～8、14～16時(shí)之間容易發(fā)生瞌睡，因此，重要的工作應(yīng)該避開這些時(shí)間段5)復(fù)雜的道路，如在人群擁擠、狹窄的街道以及山區(qū)行車時(shí)，要求司機(jī)注意力高度集中，動(dòng)作準(zhǔn)確敏捷，不能有任何疏忽大意，在這種情況下極易造成疲勞6)車況不良，如轉(zhuǎn)向盤、離合器踏板、變速檔桿沉重發(fā)笨，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音刺激，擋風(fēng)玻璃不清晰等均可造成駕駛員體力、心理或視覺疲勞7)天氣變化，如盛夏行車時(shí)氣溫高，駕駛室內(nèi)缺氧，陰雨連綿又使人的心情變壞，精神壓抑、心煩意亂等亦可造成疲勞[4] [5]1.2.3疲勞駕駛的表現(xiàn)及其與道路交通安全的關(guān)系 (1)自我感覺全身疲倦無力，麻木、呆滯、肌肉痙攣等對(duì)駕駛車輛缺乏信心，駕駛車輛能力下降總覺得應(yīng)該休息，不想繼續(xù)駕車但由于各種原因所致，不繼續(xù)駕駛又不行，只好硬頂下去2)注意的分配發(fā)生困難，注意的范圍變小，注意力不穩(wěn)定，注意的轉(zhuǎn)移遲緩，注意的集中性也下降在駕車過程中經(jīng)?？紤]與行車無關(guān)的問題，即思想開小差，精力不集中3)感覺方面不協(xié)調(diào)，不準(zhǔn)確，思維遲緩，感覺器官的功能發(fā)生減退和紊亂。

如視覺模糊，出現(xiàn)錯(cuò)覺，判斷錯(cuò)誤，聽覺不準(zhǔn)確，遲鈍觸覺和動(dòng)作的機(jī)敏度下降，反應(yīng)速度降低4)駕駛車輛的動(dòng)作失調(diào)，操縱的動(dòng)作準(zhǔn)確性下降，手腳不靈，動(dòng)作遲緩，生硬呆板不協(xié)調(diào)，甚至有時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤的動(dòng)作5)過度疲勞會(huì)導(dǎo)致駕駛員在駕車過程中打瞌睡，如果人在打瞌睡時(shí)，人的覺醒水平就會(huì)顯著下降，反應(yīng)遲鈍，判斷失誤在上述不正常的狀態(tài)駕駛車輛，是很容易造成交通事故的其特點(diǎn)一般是:1、事故多發(fā)生在深夜和凌晨2、事故的現(xiàn)象多表現(xiàn)為墜車、翻車、追尾3、向靜止的物體沖撞.4、重大交通事故多，死亡率高5、事故的責(zé)任絕大多數(shù)是駕駛疲勞是單方面造成的駕駛員在較長時(shí)間的駕駛過程中，其疲勞程度可以分成三種水平:①清醒階段，這時(shí)駕駛員基本沒有疲勞②有一點(diǎn)疲勞階段，這時(shí)駕駛員感到非常困，從而減少了對(duì)安全的注意，眼光是隨意的飄動(dòng)而不是注意特別的點(diǎn);汽車不是隨著路況的不同而改變速度，而是保持恒定不變③高度疲勞階段，這時(shí)駕駛員意識(shí)水平非常低，眨眼也急劇減少，駕駛操作也比第二階段顯得更加不慌不忙;但是駕駛員對(duì)汽車的控制極其困難，他們會(huì)之字型駕車，并且他們所駕駛的汽車往往會(huì)橫過道路的中線，甚至?xí)_出路面疲勞駕駛所產(chǎn)生的交通事故往往比較嚴(yán)重，典型的表現(xiàn)是:正面相撞、汽車沖出路面，碰撞前沒有緊急剎車的痕跡。

說明在疲勞的時(shí)候，駕駛員不能及時(shí)回避瞬間出現(xiàn)的意外情況[6]1.3 疲勞駕駛檢測(cè)的研究現(xiàn)狀 近年來 ，“如何檢測(cè)駕駛疲勞”問題越來越受到人們的關(guān)注，各國研究人員都在努力開發(fā)出一個(gè)能實(shí)時(shí)監(jiān)視駕駛警覺水平，并在任何不安全狀態(tài)下能對(duì)駕駛員進(jìn)行預(yù)警的系統(tǒng)，疲勞檢測(cè)技術(shù)自然成為首要解決的問題.1.3.1 國外研究現(xiàn)狀 早期的駕駛疲勞測(cè)評(píng)主要是從醫(yī)學(xué)角度出發(fā)，借助醫(yī)療器件進(jìn)行的這些研究可以追溯到1935年美國交通部管轄的洲際商業(yè)協(xié)會(huì)ICC(the Interstate Commerce Commission)要求美國公共衛(wèi)生服務(wù)署USPHS(the United States Public Health Service)對(duì)城市商業(yè)機(jī)動(dòng)車駕駛員服務(wù)時(shí)間(the hours of service)管理?xiàng)l例的合理性所進(jìn)行的調(diào)查，但是對(duì)駕駛疲勞的實(shí)質(zhì)性的研究工作是從20世紀(jì)80年代由美國國會(huì)批準(zhǔn)交通部實(shí)施駕駛服務(wù)時(shí)間(HOS)改革，研究商業(yè)機(jī)動(dòng)車駕駛和交通安全的關(guān)系，并健全卡車和公共汽車安全管理?xiàng)l例開始的這樣美國把駕駛疲勞的研究提到立法高度，保證了開展駕駛疲勞研究的合法性、有效性和持續(xù)性20世紀(jì)90年代，疲勞程度測(cè)量方法的研究有了很大的進(jìn)展，許多國家已開始了駕駛疲勞車載電子測(cè)量裝置的開發(fā)研究工作，尤以美國的研究發(fā)展較快。

現(xiàn)有的研究成果中具代表性的產(chǎn)品有：(1)美國研制的打瞌睡駕駛員偵探系統(tǒng)DDDS(The Drowsy Driver Detection System)它是采用多普勒雷達(dá)和復(fù)雜的信號(hào)處理方法，可獲取駕駛員煩躁不安的情緒活動(dòng)、眨眼頻率和持續(xù)時(shí)間等疲勞數(shù)據(jù)，用以判斷駕駛員是否打瞌睡或睡著該系統(tǒng)可制成體積較小的儀器，安裝在駕駛室內(nèi)駕駛員頭頂上方，完全不影響駕駛員正常的駕駛活動(dòng)2)方向盤監(jiān)視裝置S.A.M. (steering attention monitor)一種監(jiān)測(cè)方向盤非正常運(yùn)動(dòng)的傳感器裝置，適用于各種車輛方向盤正常運(yùn)動(dòng)時(shí)傳感器裝置不報(bào)警，若方向盤4s不運(yùn)動(dòng)，S.A.M．就會(huì)發(fā)出報(bào)警聲直到方向盤繼續(xù)正常運(yùn)動(dòng)為止S.A. M．被固定在車內(nèi)錄音機(jī)旁，方向盤下面的桿上裝有一條磁性帶，用以監(jiān)測(cè)方向盤的運(yùn)動(dòng)使用S.A.M并不意味延長駕駛時(shí)間，而是要提醒駕駛員駕車時(shí)不要打瞌睡另外，S.A.M.與錄像機(jī)配合使用可以為保險(xiǎn)公司提供證據(jù)3)DAS 2000型路面警告系統(tǒng)(The DAS 2000 Road Alert System)一種設(shè)置在高速公路上用計(jì)算機(jī)控制的紅外線監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)行駛車輛擺過道路中。