傅天宇，馮國紅，張猛猛，胡定林

(東北林業(yè)大學 工程技術學院，哈爾濱 150040)

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車逐漸成為人們出行必不可少的交通工具，但是與此同時交通事故的發(fā)生頻率也在不斷上升。交通運輸安全問題已經成為嚴重的社會安全問題。據文獻介紹[1-2]，全世界每年因為交通事故而導致的死亡人數達60萬，世界衛(wèi)生組織2009年的研究分析表明，37.91%的交通事故是由疲勞駕駛引起的。疲勞駕駛已經成為交通事故的重要因素，嚴重威脅著人們的生命和財產安全[3-4]。

為了減少因疲勞駕駛造成的人員傷亡和財產損失，本文將設計出一套具有一定實用價值的集疲勞駕駛計時功能、疲勞駕駛檢測功能、疲勞駕駛警示燈顯示功能、GPS疲勞語音提示功能及GPS定位功能于一體的防疲勞駕駛系統(tǒng)。

1 防疲勞駕駛系統(tǒng)的總體框架

防疲勞駕駛系統(tǒng)包括計時系統(tǒng)、疲勞駕駛檢測系統(tǒng)、語音和警示系統(tǒng)及GPS定位系統(tǒng)四個部分。其中計時系統(tǒng)主要負責測定駕駛員是否進入疲勞駕駛時間，如果是，就啟動疲勞檢測系統(tǒng)；疲勞檢測系統(tǒng)主要負責檢測駕駛員的疲勞程度，并把疲勞程度通過不同燈光顏色反映在車體外部警示燈上，以提醒周圍車主注意安全；語音提示系統(tǒng)主要負責提醒車主保持清醒，安全行車；GPS系統(tǒng)負責定位，尋找最近的停車休息點。其具體流程如圖1所示。

圖1 防疲勞駕駛系統(tǒng)總體框架

2 最優(yōu)疲勞駕駛檢測方法的選定

目前研究的疲勞駕駛檢測方法主要有[5-8]：頭部位置檢測系統(tǒng)、車道偏離報警系統(tǒng)、轉向盤監(jiān)測系統(tǒng)、駕駛員警示系統(tǒng)、PERCLOS系統(tǒng)等。哪種檢測方法更適合應用于本系統(tǒng)？為此，本文通過模擬駕駛器(如圖2所示)模擬實際駕駛，對各種檢測方法進行了比較分析。

圖2 模擬駕駛器

模擬結果發(fā)現，頭部位置檢測系統(tǒng)會因為駕駛員身高不同以及駕駛員在駕駛時的個人原因(如吸煙、喝水、電話等)而使頭部位置偏離，致使檢測結果不準確；車道偏離報警系統(tǒng)檢測時，由于疲勞時眼睛閉合，此時方向盤一般不會動，這樣就會導致駕駛員雖然已經疲勞，汽車卻并沒有偏離車道，從而使檢測失效；轉向盤監(jiān)測系統(tǒng)檢測時，由于疲勞駕駛多發(fā)生在高速公路或者長途行駛時，這樣的路段多為直線，可能經常保持方向盤4秒不動，這就會造成駕駛員沒有疲勞駕駛，卻一直報警，不能真正發(fā)揮作用；駕駛員警示方法要涉及對駕駛員的行為進行記錄，這在無人的情況下實施難度很大，沒有現行的裝備可供使用參考，所以該方法可行性不高；PERCLOS系統(tǒng)通過實時監(jiān)測眼睛閉合情況，并實時比較前后閉眼情況，來判斷駕駛員是否疲勞，符合身體疲勞特征，受外界干擾小，比較有科學依據，可行性較高。

因此，PERCLOS系統(tǒng)為最優(yōu)疲勞駕駛檢測方法。

3 車外部警示燈設計方案選定

3.1 警示燈位置的設計

警示燈可以放置在車頂四角、前后窗角、與車前后大燈布置在一起、車窗骨架上，如圖3所示。

圖3 警示燈位置

圖3(a)的車燈放置位置比較醒目，但是影響外觀美觀，而且并排車輛不容易注意；圖3(b)的車燈布置會影響外觀，技術難度較高，不容易實現；圖3(c)的車燈可實踐性強，但是并排車輛不容易發(fā)現；圖3(d)車燈布置不影響外觀，能使前后左右車輛及時發(fā)現，并且車燈與車體結合，電線內置，比較有可行性和實踐性。

因此，圖3(d)為最佳布置方案。

3.2 警示燈顏色的設計

通過人因工程相關知識可知[9]，綠色代表安全、可通行，黃色代表警示，紅色代表禁止。本文選用這三種顏色作為警示燈的顏色。當檢測到駕駛員為正常行駛時，警示燈顯示為綠色；當檢測到駕

駛員為一般疲勞駕駛時，警示燈顯示為黃色，提醒周圍車輛該車駕駛員已經駕駛疲勞，請保持車距和提高警惕；當檢測到駕駛員為嚴重疲勞駕駛時，警示燈顯示為紅色，告訴周圍車輛應該遠離，不要尾隨或并排行駛。

4 結束語

本文設計的防疲勞駕駛系統(tǒng)，一方面能夠由內防止司機疲勞駕駛，由外提醒周圍車主注意周邊疲勞車輛；另一方面，該系統(tǒng)將疲勞測定方法及GPS定位系統(tǒng)結合起來，能同時獲得駕駛者的疲勞狀態(tài)及駕駛者的位置，當檢測到駕駛者處于疲勞狀態(tài)時，利用GPS的定位功能能迅速找到安全休息位置。該系統(tǒng)具有一定的實用價值，能夠更有效的預防疲勞駕駛帶來的危害。

【參 考 文 獻】

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[5] 楊 瑞，孫成啟.汽車行駛平順性的模擬與仿真[J].森林工程，2010，26(2)：62-67.

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