驾驶疲劳的检测及相关因素

李晓峰+++马锦飞

摘要：道路交通是一个由多种因素构成的复杂的系统。其中任何一个因素或多因素间的功能出现问题都会造成交通事故。因此，研究这些因素以预防事故具有极其重要的意义。本研究针对驾驶员的主观疲劳，系统综述了驾驶疲劳的研究方法及影响因素。

关键词：驾驶疲劳；研究方法；影响因素

当驾驶员经过长时间驾驶后，身体已经疲劳，如果继续坚持驾驶，就会出现疲劳驾驶的现象。据调查，疲劳驾驶员在车祸后住院或死亡的可能性提高了一倍。随着研究的进展，希腊的研究者采集了 20 名驾驶员疲劳状态时的脑电波信号，通过对驾驶员脑电信号的睡眠和驾驶疲劳评估，分析得到：驾驶疲劳时脑电信号中的 α波增加，γ波减少，由此建议利用 EEG 来判定驾驶员的疲劳状态是可行的。

一、驾驶疲劳的检测

（一）自我评估

研究表明，驾驶员有在驾驶过程中正确评估自己表现的绩效受损程度能力，也就是说驾驶员能够很好的意识到自己的疲劳程度。但这种方法只是驾驶员自己的主观看法，需要有其他科学的数据做参考。

在本研究中，主观疲劳是指驾驶员自己主观报告的疲劳程度，对于主观疲劳的测量通常采用主观调查问卷的方法，主要是让被试在实验前后对自身疲劳程度进行估计，这种方法虽然简单省时但一般不单独使用，因为有些被试对自身的疲劳程度的估计与实际疲劳程度偏差较大，这时就需要与视频等其他手段结合分析，一般是采用主观调查问卷和视频的结合分析，若驾驶员主观疲劳感受在实验前后有显著差异则说明驾驶员在结束实验任务后达到了疲劳状态，在记录的视频中驾驶员若出现不同程度的打哈欠、点头等行为就证明驾驶员在实验中发生了驾驶疲劳。

（二）生理检测法

生理检测法是对各生理指标进行测量，它又包括：瞳孔直径、脑电指标、生化指标和心率，生理检测法可以检测驾驶员的生理驾驶疲劳。

1.瞳孔直径。在阅读方面的研究中有眼动数据证明了当工作负荷增大时，会使得瞳孔直径扩张，伴随着工作时间的增加，疲劳状态会激活副交感神经同时抑制交感神经从而使眼部括约肌收缩，致使瞳孔缩小；而在充分休息后，人的瞳孔直径会达到最大，随着疲劳程度的增大，瞳孔直径也会逐渐缩小。由此可以看出，心理负荷和疲劳的拮抗作用共同作用于瞳孔直径致使其收缩。以上证据证明了瞳孔直径的大小能够有效地反映出驾驶员的生理疲劳状态，为驾驶员生理疲劳检测标准的制定和驾驶员工作负荷的量化提供可靠的心理学依据，对避免交通事故的发生有重要的实践意义。

2.脑电指标。随着对脑电信号的不断研究，人们发现脑电信号与疲劳之间有着密切的联系，脑电记录（EEG）成为一种测量生理驾驶疲劳程度的手段，它可以持续测量记录驾驶员的脑电信号。当今对疲劳进行估计的主流是以脑电信号分析和视频分析为主，结合其他相关因进行研究。

3.生化指标和心率。体温和血液中褪黑激素浓度等参数的变化，同样也可以用于疲劳程度的估计。心率作为一种生理激活水平对疲劳也很敏感。驾驶员的认知负荷越高则心率越快。

（三）绩效测量

驾驶疲劳的一种表现是驾驶机能的下降这就意味着使用绩效测量来评估驾驶疲劳具有很高的表面效度。出于对参与实验驾驶员的安全考虑，使用绩效测量驾驶疲劳程度更适合于使用驾驶模拟器的研究。

二、与任务相关的驾驶疲劳的影响因素

（一）单调

有研究表明驾驶疲劳在单调路况上更容易发生。因为在单调路况上，驾驶员严重缺乏可注意的刺激，导致对知觉周围事物的敏锐性下降，出现思想松弛或将思绪转移到与当时所行驶的道路无关的其他有吸引力的事情上去的现象，促使驾驶员过分疲劳，进入困倦状态。

（二）任务负荷

交通的密度较高，天气情况的恶劣还有除驾驶之外的任务都会导致驾驶疲劳。有研究认為，疲劳与注意加工资源的局限性有关。当任务负荷超出了注意能力，就会引起驾驶员的驾驶疲劳。

（三）工作时间与单调情境相互作用

工作时间会与单调情境相互作用。超过一定的驾驶工作时间，特别是在单调情境下，驾驶员会出现驾驶疲劳。

（四）厌烦情绪

在驾驶方面有研究表明厌烦的驾驶员可能因为分心而发生交通事故，因为有厌烦情绪的驾驶员会采取一些行为来给自己解闷使驾驶任务变得有趣如：唱歌、做白日梦、环顾四周等，这些行为会导致驾驶员分心进而导致事故。研究还进一步说明厌烦的驾驶员在单调路况（高速公路）上容易超速，尤其是年轻、女性和不自觉（不能自觉娱乐）的人更容易厌烦。这是因为他们不能自娱自乐，这一研究结果对我们的启发是注意驾驶员的厌烦情绪以减少交通事故，驾驶员的厌烦情绪还跟其自身有关。本身就热爱驾驶这一行为的驾驶员更不容易感到厌烦，这是因为他们比不喜欢驾驶的驾驶员更擅长在驾驶任务中获得刺激。在认知性警戒作业的研究中厌烦倾向对其作业绩效都有预测作用，二者成反比，这一结果可以引申到驾驶员主观疲劳的预测。

三、与睡眠相关的驾驶疲劳的影响因素

（一）身体内在平衡因素

身体内在平衡因素指的是觉醒时间。一个人的觉醒时间越长，其行为就表现的越差，产生的困倦也就越强。如果限制一个人的睡眠或其未得到充足的睡眠，都会导致困倦增强。有研究证明，身体内在平衡因素对驾驶行为和心理活动警觉性测试有重要影响。研究者们发现，觉醒时间越长驾驶员的行为表现的偏差值越大，在心理活动警觉性测试中驾驶员的反应时和失误率也随觉醒时间的增加而增加。

（二）昼夜节律

昼夜节律是指睡眠和唤醒两种模式。昼夜节律是人体内的时钟，它使得人们能够在夜里睡觉而在白天保持清醒。值得注意的是午后昼夜节律会使人类的警觉下降而更容易睡着，在昼夜节律的波谷间，人类行为表现下降的很明显。

四、未来研究展望

通过以往研究可以把疲劳的影响因素归纳为两类：一类为与任务相关的影响因素，包括音乐、单调、任务负荷、工作时间与单调情境相互作用和厌烦情绪，另一类是与睡眠相关的影响因素，包括身体内在平衡、昼夜节律，从中可以看出，由于任务负荷小而造成的单调感是导致被动疲劳的重要原因。未来研究者应该进一步探明厌烦的驾驶员在单调路况（高速公路）是否更容易发生事故，以及单调是否会预测厌烦感，厌烦又是否会导致驾驶员疲劳。如果给驾驶员提供缓解单调和厌烦的手段，有望可以减轻驾驶员的疲劳感。

参考文献：

[1]常若松.（2014）汽车驾驶员安全心理学手册.人民交通出版社.

[2]范士儒.（2005）交通心理学教程.公安大学出版社，第八章

[3]李哲，汤永隆，邓丽俐，赵玉芳.（2009）中西方古典音乐放松效果及生理唤醒对比.西南师范大学学报（自然科学版），34（5）

作者简介：

第一作者：李晓峰，海军大连舰艇学院政治系军队心理学教研室讲师，心理学硕士，研究方向：军事心理学。

第二作者：马锦飞，辽宁师范大学心理学院讲师，心理学博士，研究方向：交通心理学。