草原公路行车驾驶员颈部疲劳试验研究

发布时间：2017-05-09 11:06

  本文关键词：草原公路行车驾驶员颈部疲劳试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在公路交通系统中,人、车、路、环境四个要素必须协同运作才能够构成一个完整的系统。而作为系统主导的驾驶员极易受到系统环境的影响,尤其单调驾驶环境下容易导致注意力、感知能力、反应能力等下降,出现疲劳。驾驶员疲劳严重影响整个公路交通系统的安全。草原公路地势起伏小、交通流量小、线形结构简单、景观环境单调。草原公路上行车,驾驶员视野环境单调,操作转换频率低,长期保持固定坐姿,使得肌肉受到压迫,肌肉紧张,血液循环不通畅,供氧不足,从而产生困倦,形成肌肉疲劳,影响行车安全。而到目前为止,在草原公路单调环境下研究驾驶员肌肉疲劳的尚少。本文在前人的研究基础上,以内蒙古地区典型的草原公路为研究对象,使用MP150多通道生理记录仪采集并对驾驶员颈部胸锁乳突肌的表面肌电信号进行了测试分析,结合时域、频域分析方法以积分肌电值(iEMG)与中值频率(MF)为评价指标,研究驾驶员颈部肌肉的疲劳状态,从大量的行车试验数据中,寻找驾驶员表面肌电信号与驾驶时间的变化关系。结合主观问卷调查及心率变异指标对肌肉疲劳分析的合理有效性进行验证,并对驾驶员精神疲劳状况进行分析,从而为草原公路驾驶疲劳提出科学而合理的预防措施。通过以上分析得到以下结论：(1)驾驶时间过长会对驾驶员iEMG、MF造成明显的影响,驾驶员iEMG上升,MF下降,肌纤维神经传导速度降低,导致肌肉疲劳,影响驾驶员行车安全性,对草原公路上连续行驶时间应该加以限制,建议草原公路上行车驾驶员50 min时需适当地休息,防止或缓解肌肉深度疲劳,保证驾驶员的行车安全。(2)驾驶员性别、年龄、驾龄、驾驶技能等都会导致不同程度的疲劳现象。女性因自身的生理因素和体力弱等会比男性更容易感到疲劳；年轻驾驶员因驾驶经验不足容易紧张易感到疲劳；老驾驶员因驾驶技能熟练疲劳症状不明显。(3)利用主观问卷调查和心率变异指标对驾驶员颈部肌肉疲劳分析结果进行验证。结果表明驾驶员在草原公路行车时,不同驾驶员存在个体差异。总体来说,在驾车过程中有经验的驾驶员会做出合理有效地调整,使自己处于相对舒服的状态,尽量防止或缓解肌肉疲劳：而经验少的驾驶员驾车过程中长时间保持精神高度集中,容易紧张导致身体僵硬,引起肌肉疲劳,且局部肌肉疲劳会引发全身疲劳从而影响行车安全。该结论与颈部肌肉疲劳分析结果相吻合。
【关键词】：草原公路 时域分析法 频域分析法 表面肌电信号 颈部疲劳
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U491.25;R318.04
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及分析11-14
• 1.2.1 国外研究现状11
• 1.2.2 国内研究现状11-13
• 1.2.3 国内外研究现状分析13-14
• 1.3 研究内容14-15
• 2 试验设计与数据处理方法15-22
• 2.1 试验方案设计及实施15-18
• 2.1.1 技术路线15
• 2.1.2 试验路段的选择15-16
• 2.1.3 试验对象16-17
• 2.1.4 试验仪器及辅助设备17-18
• 2.1.5 肌肉的选取及电极片的粘贴18
• 2.2 试验过程及要求18
• 2.3 试验数据预处理过程18-21
• 2.4 本章小结21-22
• 3 表面肌电信号及驾驶疲劳的概述22-26
• 3.1 表面肌电信号的定义22
• 3.2 表面肌电信号的特点22
• 3.3 表面肌电信号分析方法22-24
• 3.3.1 时域分析法22-23
• 3.3.2 频域分析法23-24
• 3.4 驾驶疲劳的定义24
• 3.5 驾驶疲劳的特征24-25
• 3.6 本章小结25-26
• 4 驾驶员颈部肌电信号时域分析26-33
• 4.1 颈部原始肌电信号分析26
• 4.2 颈部IEMG数据统计26-27
• 4.3 颈部IEMG处理与分析27-32
• 4.3.1 数据分析27-30
• 4.3.2 回归模型的建立30-32
• 4.4 本章小结32-33
• 5 驾驶员颈部肌电信号频域分析33-40
• 5.1 静止状态下的颈部MF数据统计33
• 5.2 静止状态下的颈部MF处理与分析33-34
• 5.3 行车状态下的颈部MF数据统计34-35
• 5.4 行车状态下的颈部MF处理与分析35-39
• 5.4.1 数据分析35-38
• 5.4.2 回归模型的建立38-39
• 5.5 本章小结39-40
• 6 驾驶疲劳验证分析40-54
• 6.1 主观问卷调查验证40-44
• 6.2 心率变异指标验证44-53
• 6.2.1 心率变异指标的选取44-45
• 6.2.2 指标验证45-53
• 6.3 本章小结53-54
• 7 结论与展望54-56
• 7.1 结论54
• 7.2 展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-61
• 附录61-62
• 作者简介62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 明东,田锡惠,杨春梅,丁北生,万柏坤;心率变异(HRV)信号的谱分析方法研究[J];北京生物医学工程;2001年04期

2 崔玉鹏,洪峰;表面肌电图在人体运动研究中的应用[J];首都体育学院学报;2005年01期

3 张鄂;毕朝瑞;张俊峰;张帆;;驾驶振动所致局部肌肉疲劳的肌电信号分析[J];四川兵工学报;2012年12期

4 段振伟;景国勋;杨书召;;基于安全人机工程学的驾驶疲劳因素及其产生机理分析[J];河南理工大学学报(自然科学版);2008年01期

5 冯在高;黄斌宇;梁维广;;自然环境因素对道路交通安全影响的机理分析[J];山西建筑;2010年03期

6 赵永超;孔德刚;刘立意;;基于表面肌电信号的拖拉机驾驶员颈部疲劳研究[J];农机化研究;2010年02期

7 刘军;孔德刚;刘立意;张影微;;拖拉机座椅振动对驾驶员腰部疲劳影响研究——以积分肌电值和主观感受评价值为指标[J];农机化研究;2011年01期

8 陈晓静;戚春华;朱守林;高明星;;草原公路行车驾驶员肩部表面肌电信号分析[J];科学技术与工程;2014年26期

9 李卓;;表面肌电的信号分析及在体育科研中的应用[J];体育科技文献通报;2006年03期

10 胡晓;王志中;任小梅;颜志国;王刚;;基于非线性尺度小波变换的表面肌电信号的分类[J];生物医学工程学杂志;2006年06期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 王刚;基于小波变换和多重分形分析的表面肌电信号分析[D];上海交通大学;2008年

2 李庆玲;基于sEMG信号的外骨骼式机器人上肢康复系统研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 徐冬青;草原公路环境下连续驾驶时间对疲劳的影响研究[D];内蒙古农业大学;2011年

2 魏建东;沙漠公路交通环境下驾驶员疲劳问题研究[D];新疆农业大学;2006年

3 蔡春风;人体表面肌电信号处理及其在人机智能系统中的应用研究[D];浙江大学;2006年

4 张宇;不同肌肉收缩训练方式对肌肉力量及其肌电图特征的影响[D];太原理工大学;2008年

5 赵永超;基于表面肌电的拖拉机驾驶员作业疲劳试验研究[D];东北农业大学;2009年

6 刘涛然;人体表面肌电信号的特性研究[D];天津科技大学;2009年

7 王海晓;基于草原公路环境下的驾驶员动态视觉特性分析[D];内蒙古农业大学;2012年

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本文编号：352355