郭 慧 王 芳

（宁夏大学土木与水利工程学院 宁夏银川 750021）

1 研究背景

近年来，随着宁夏地区经济的增长，宁夏地区的交通发展也比较迅速。但是宁夏地区发生交通事故的情况依然稳居不下。我国2017年部分省市交通事故情况发生比率较高的几座城市，宁夏也位列其中。

2 试验方案

本次试验采用实车在高速公路上进行数据采集来分析研究驾驶员疲劳程度，选取宁夏地区国道110（银川-青铜峡）作为试验路段，试验路段直线段信息统计如，其中本次试验路段所统计最短直线段为150m，最长直线段为15459m，我国对于长直线段的长度并没有硬性规定，所以本文参考国外关于直线段的规定：最长直线段不宜超过20v，最短直线段段不宜短于6v，本文所研究的国道110设计车速为80km/h，所以直线段长于1600m即为所研究的长直线段。试验路段照片及试验车辆照片。共10名驾驶员参与试验，驾驶员信息。

3 数据处理

本文在综合分析驾驶员相关眼动指标之后，决定采用驾驶员瞳孔直径的变化来研究驾驶员的疲劳特性。因为驾驶员的瞳孔直径变化具有高敏性，当驾驶员在精神良好的状态下，瞳孔直径会放大或者表现出正常状态，当驾驶员处于精神疲惫期时，瞳孔直径会缩小以缓解疲劳。

4 结果与分析

此次分析结合已经导出的眼动数据Excel表及试验中的记录情况，结合试验录像，确定试验在进入直线段以及驶出直线段的时间和各直线段的起终点，再对照眼动仪采集的瞳孔直径，确定驾驶员在各直线段的瞳孔直径变化情况，对于数据采集过程中数据异常的点予以剔除。然后对十位驾驶员的瞳孔直径进行平均，取平均值来综合分析，确定直线长度与瞳孔直径关于行车时间的曲线图。

4.1 不同直线长度与瞳孔直径关系分析

如图1所示，当直线长度小于1000m时，驾驶员的瞳孔直径随着时间累积呈现先增大后减小的趋势，当直线长度大于1000m时，驾驶员瞳孔直径随着时间累积呈现先减小后增大的趋势。充分说明了较短及合理的直线段对驾驶员的刺激较大，使得驾驶员在行车过程中能提高警惕。而当直线段过长时，驾驶员在视觉上感觉不到线形变化时就会放松警惕，使得瞳孔直径有下降的趋势。

4.2 时间累积效应下驾驶疲劳与驾驶员瞳孔直径关系分析

我们知道，驾驶疲劳与时间累积也具有很强相关性。因此，本节主要从驾驶员250min的行车过程中的瞳孔直径变化来分析驾驶员的疲劳过程。

根据250min行车驾驶员的瞳孔直径变化与时间的散点图，建立驾驶员行车过程中瞳孔直径D与时间t的关系式：D=2×1013t6-1×108t5+3×108t4-3×103t3+0.0001t2-0.0023t+2.8741（t≤250min）。其中瞳孔直径与时间的相关性系数R2=0.8158，说明相关性较强，具有研究意义。基于瞳孔直径D与时间t的散点图中我们可以看出：驾驶员在长时间行车过程中精神状态经历“良好-疲劳-疲劳恢复-疲劳”等的弹性变化过程，即驾驶员的疲劳过程经历了“轻度疲劳-中度疲劳-重度疲劳的过程”，且随着时间的累积，精神状态无法恢复到期初。

图1 不同长度直线段驾驶员瞳孔直径随时间变化关系

5 结论

综上，本文从驾驶员的瞳孔直径变化出发。首先研究了不同长度直线段上驾驶员的疲劳变化情况。并将其分为两类，当直线长度小于1000m时，能刺激驾驶员的视觉，使其不宜进入疲劳；当直线长度大于1000m时，由于线形变化较小，使得驾驶员放松警惕进入疲劳。其次分析了驾驶员在250min行车过程中疲劳过程，得出了驾驶员在250min行车过程中经历了“轻度疲劳-中度疲劳-重度疲劳”的过程，且疲劳的变化符合“疲劳累积-疲劳恢复”[3]的过程。