吳榮鴻，范娟純，黃 揚(yáng)，馬梓凱，沈筱桐

（廣東警官學(xué)院，廣東 廣州 510442）

隨著汽車保有量的增加，每年因?yàn)榻煌ㄊ鹿蕚鋈藬?shù)呈上升趨勢。現(xiàn)代人生活節(jié)奏的加快、睡覺不規(guī)律，熬夜現(xiàn)象嚴(yán)重、長時間駕駛等因素使得駕駛員精神狀態(tài)不佳，注意力不集中，容易疲勞駕駛，進(jìn)而導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。疲勞駕駛作為交通事故的重要因素之一，如何準(zhǔn)確高效檢測疲勞駕駛是多年來各大車企制造業(yè)與交通管理部門的研究重點(diǎn)，通過研究一種實(shí)時精準(zhǔn)的疲勞駕駛預(yù)警系統(tǒng)，以便能夠警示駕駛?cè)藛T改善駕駛行為，避免事故的發(fā)生。

1 緒論

1.1 研究背景

近年來，疲勞駕駛已成為社會熱點(diǎn)話題，其導(dǎo)致的交通事故日益增多。某市是其所在省內(nèi)發(fā)生交通傷亡事故量最多的城市，其中駕駛員因疲勞駕駛造成的違規(guī)行為正是事故發(fā)生的重要原因。

美國卡內(nèi)基梅隆研究表明：機(jī)動車輛重大事故率9.1%歸因于駕駛員疲勞駕駛，而夜晚疲勞駕駛重大事故率約達(dá)19.9%。英國交通研究實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為，駕駛疲勞導(dǎo)致的路面交通事故占全部交通事故的10%。研究機(jī)構(gòu)曾對996名載重汽車和4 621名轎車男駕駛員跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)29%的駕駛員在開車時打瞌睡，其中10%的駕駛員因?yàn)槠趯?dǎo)致事故。

1.2 研究意義

本系統(tǒng)的目的是如何減少疲勞駕駛以及疲勞駕駛事故的發(fā)生，涉及駕駛員、道路環(huán)境等多種因素?，F(xiàn)如今社會各界對疲勞駕駛的關(guān)注度越來越高，但是疲勞駕駛的發(fā)生率卻居高不下。因此需要更加高效的方法去預(yù)防疲勞駕駛以及減少疲勞駕駛事故的發(fā)生。所以文章所研究的預(yù)防疲勞駕駛以及減少疲勞駕駛相關(guān)交通事故發(fā)生的方案有很重要的研究意義。

1.3 研究思路

本系統(tǒng)是一個旨在利用已有的途經(jīng)某地區(qū)的貨車司機(jī)行駛時空數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)今大數(shù)據(jù)與勤務(wù)工作結(jié)合的時代特征，針對性地根據(jù)貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的滯后性、多發(fā)性、時段性和地段性等特點(diǎn)處理所得的時空數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計(jì)分析得出某地區(qū)貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的時空特征，并綜合考慮疲勞駕駛違反行為發(fā)生致使交通事故發(fā)生的主客觀原因，用以分析出當(dāng)下某地區(qū)的勤務(wù)布控優(yōu)化方案，最后以該方案為理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)思維構(gòu)建可以運(yùn)用于任何城地區(qū)的預(yù)防和減少疲勞駕駛交通事故的勤務(wù)系統(tǒng)。

1.4 研究方法

本系統(tǒng)旨在利用已有的途經(jīng)某地區(qū)的貨車司機(jī)行駛時空數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析手段，對研究前期整理的時空數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析，以數(shù)據(jù)得出疲勞駕駛的規(guī)律。本系統(tǒng)進(jìn)一步研究了，某地區(qū)貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的時空特征，發(fā)現(xiàn)了貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的滯后性、多發(fā)性、時段性和地段性等多種特性。

1.5 相關(guān)研究綜述

第一，預(yù)警預(yù)防措施的不當(dāng)。國內(nèi)多篇文章描述的預(yù)警預(yù)防措施只是短暫地停留在如何提醒駕駛員疲勞駕駛，單純的語音提示可能不夠，介于一般駕駛員重度疲勞時可能精神已經(jīng)反應(yīng)不過來，應(yīng)在預(yù)警方式采用一種強(qiáng)硬的手段進(jìn)行防控，比如安裝一種檢測疲勞駕駛的工具，當(dāng)檢測到駕駛?cè)似隈{駛時，讓其強(qiáng)制休息，防止駕駛員發(fā)生意外，減低風(fēng)險(xiǎn)，或者根據(jù)事故多發(fā)地安排多一點(diǎn)的執(zhí)法人員。

第二，駕駛對象不明確。有些研究對象放在軍隊(duì)駕駛員和日常道路上的司機(jī)上，沒有考慮駕駛對象的分別，這樣分析的結(jié)果沒有特定性，而且沒有考慮到不同的駕駛員心理承受能力不同，軍隊(duì)的駕駛員通過日復(fù)一日的訓(xùn)練和提升，比一般人在面對疲勞駕駛的情況會有不同的反應(yīng)。

第三，制作成本高，沒有考慮技術(shù)普及。介于社會資源投入成本少，大多預(yù)防疲勞駕駛的技術(shù)的提高沒有考慮零件和材料的成本，不能讓社會普及使用，并且相關(guān)企業(yè)屬于小眾品牌，政府投入支持少，資金鏈不穩(wěn)定，規(guī)模效應(yīng)弱，開發(fā)成本居高不下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到能夠全社會廣泛普及的程度。

第四，缺少對客體的分析。這些文章雖然細(xì)致入微地對駕駛?cè)说木駹顟B(tài)進(jìn)行監(jiān)測，從而達(dá)到提醒駕駛者疲勞狀態(tài)來預(yù)防發(fā)生交通事故的效果。但是疲勞駕駛的發(fā)生不僅有主體方面的因素，更受客體各方面的因素影響。片面的研究會使在使用這個課題去解決現(xiàn)實(shí)中的疲勞駕駛問題時不能完全發(fā)揮出最大的效果，從而導(dǎo)致文章的實(shí)用性價(jià)值大大減少。

2 疲勞駕駛

2.1 疲勞駕駛定義

駕駛疲勞，是指駕駛?cè)嗽陂L時間連續(xù)行車后，產(chǎn)生生理機(jī)能和心理機(jī)能的失調(diào)，而在客觀上出現(xiàn)駕駛技能下降的現(xiàn)象。這里的疲勞是指駕駛員24 h內(nèi)駕車超過8 h或單次連續(xù)駕車超過4 h或者從事其他勞動體力消耗過大或睡眠不足，以致行車中困倦瞌睡、四肢無力，不能及時發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確處理路面交通情況。

2.2 疲勞駕駛原因

引起疲勞駕駛的因素是多方面的，其存在滯后性、多發(fā)性、時段性和地段性等多種特性。從主觀因素分析，駕駛?cè)俗鳛槠隈{駛的主體，在駕駛?cè)诉@方面存在的問題十分多樣化，包括了個人觀念、駕駛經(jīng)歷、休息因素、駕駛時長、駕駛路程、個人習(xí)慣、身體條件七個大點(diǎn)。其中個人觀念和身體條件是最大的兩個板塊，也即是在主體方面上與發(fā)生疲勞駕駛關(guān)系最為密切的因素。

引起疲勞駕駛的客體因素由車輛情況、駕駛時段、路況因素、設(shè)施因素、他人因素、社會因素六大點(diǎn)組成。其中車輛情況和社會因素是其中最大的兩個板塊，也即是在客體方面上與發(fā)生疲勞駕駛關(guān)系最為密切的因素。

通過主客觀因素綜合對照對疲勞駕駛事故進(jìn)行深入分析，綜合統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示的引發(fā)因素為生活環(huán)境、睡眠質(zhì)量、車內(nèi)環(huán)境、車外環(huán)境、運(yùn)行條件、身體條件、駕駛經(jīng)歷、夏季行車容易導(dǎo)致疲勞和高速行車容易導(dǎo)致疲勞駕駛九點(diǎn)因素。

2.3 疲勞駕駛數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)主體的選擇是某地區(qū)內(nèi)1 700多個于一定時間內(nèi)途經(jīng)該地區(qū)的疲勞駕駛貨車司機(jī)駕駛時間和在國省道行駛的行駛過程數(shù)據(jù)。

通過疲勞駕駛司機(jī)的行駛過程中正常行駛的開始時間、由正常駕駛進(jìn)入疲勞駕駛的開始時間和行駛行程的結(jié)束時間（同時也是疲勞駕駛的結(jié)束時間），在空間選擇的限制條件下，決定根據(jù)該地區(qū)的五個邊界地點(diǎn)，截取貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的開始時間和結(jié)束時間。根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，決定將數(shù)據(jù)分類為空間數(shù)據(jù)和時間數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)性的整理。

根據(jù)貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的地段性和某地區(qū)貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的地域性特征，本系統(tǒng)將1 700多個貨車疲勞駕駛數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；從方向上分為東西行、從地點(diǎn)上進(jìn)行歸類整理，得出疲勞駕駛高發(fā)路段。

根據(jù)路段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出疲勞駕駛車輛經(jīng)過路段的數(shù)量，便可以知道哪個路段為疲勞駕駛高發(fā)路段。

根據(jù)貨車司機(jī)發(fā)生疲勞駕駛違法行為的時段性對數(shù)據(jù)進(jìn)行整體分析（周）和單體分析（天），并細(xì)化到一天的早中晚甚至以半小時為單位進(jìn)行分析。

2.4 疲勞駕駛數(shù)據(jù)特征

2.4.1 發(fā)生疲勞駕駛時間分布特征

疲勞駕駛24 h分布。受到人們生產(chǎn)生活行為的周期性變化影響，國省道交通量在一天24 h中各不相同發(fā)生疲勞駕駛的集中程度也有所不同。一天中發(fā)生疲勞駕駛有高峰期和平峰期之分，涉疲勞駕駛的道路交通事故相應(yīng)也存在多發(fā)時段。

疲勞駕駛星期分布。受到工作日與周末的周期性變化影響，疲勞駕駛在一個星期中發(fā)生的次數(shù)也不盡相同。一個星期中也有次數(shù)多少之分，涉疲勞駕駛交通事故也相應(yīng)有所不同。

2.4.2 發(fā)生疲勞駕駛空間分布特征

疲勞駕駛某地區(qū)內(nèi)各路段區(qū)間分布。受到各路段區(qū)間的路況不同、駕駛環(huán)境和駕駛員等情況影響，某地區(qū)內(nèi)國道、省道疲勞駕駛發(fā)生次數(shù)也有所不同。在某地區(qū)內(nèi)路段發(fā)生疲勞駕駛有高發(fā)路段與較少路段之分，涉疲勞駕駛的道路交通事故也存在相應(yīng)高發(fā)路段。

某地區(qū)內(nèi)全路段東西分布。某地區(qū)內(nèi)國道、省道主要為東西走向，受運(yùn)輸量、起始地址、行駛長度等影響，某地區(qū)內(nèi)國道、省道全路段東行與西行發(fā)生疲勞駕駛的次數(shù)也有所不同。

2.4.3 發(fā)生疲勞駕駛時間與空間分布特征

星期內(nèi)疲勞駕駛某地區(qū)各路段區(qū)間分布。受貨物集散時間不同、所經(jīng)路段不同等因素影響，一周內(nèi)各路段區(qū)間發(fā)生疲勞駕駛的次數(shù)也有所不同。

3 基于大數(shù)據(jù)的疲勞駕駛交通事故預(yù)防系統(tǒng)

3.1 構(gòu)建思路

本系統(tǒng)將時間與空間相結(jié)合，力求創(chuàng)造出一個以理論和實(shí)踐為基礎(chǔ)、以大數(shù)據(jù)思維為框架、以數(shù)據(jù)為內(nèi)容的可以預(yù)防和減少疲勞駕駛交通事故的方案。本系統(tǒng)擬建立的疲勞駕駛交通事故預(yù)防系統(tǒng)由四個端口組成，分別是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)錄入的前端、負(fù)責(zé)整理和分析數(shù)據(jù)的分析端、負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)的系數(shù)端和發(fā)放方案的方案端，各端口由提取和轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)鏈條鏈接。

3.2 預(yù)設(shè)方案建設(shè)

3.2.1 前端獲取

數(shù)字可視化的前提在于數(shù)據(jù)的前端獲取。本系統(tǒng)根據(jù)疲勞駕駛違法行為發(fā)生的一般規(guī)律，把要獲取的數(shù)據(jù)類型按照疲勞駕駛的主體分為了駕駛員、行駛車輛和道路等數(shù)據(jù)，不同類型的數(shù)據(jù)來源于不同的數(shù)據(jù)前端，如貨運(yùn)車輛的行駛數(shù)據(jù)通過GPS定位技術(shù)來獲取，或者通過相關(guān)的機(jī)動車行程管理云平臺來提取數(shù)據(jù)，交通管理部門亦可以提取如貨運(yùn)車輛的年檢信息、道路交通設(shè)施建設(shè)情況和駕駛員的相關(guān)信息等。

3.2.2 分析端

本端口主要由數(shù)據(jù)鏈和數(shù)據(jù)分析端組成，數(shù)據(jù)的整理和分析是本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)系數(shù)的前提，因此本端口的主要內(nèi)容為前端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為系數(shù)所需數(shù)據(jù)的算法。當(dāng)駕駛員駕駛時間超過規(guī)定駕駛時長，系統(tǒng)將會對該駕駛員的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并傳輸至方案端。

3.2.3 方案端

本端口根據(jù)從系數(shù)端所得單次疲勞駕駛行為的系數(shù)構(gòu)成，從方案庫抽取對應(yīng)方案，進(jìn)行合理性和邏輯性編寫后形成單次疲勞駕駛行為預(yù)防和解決方案，隨即發(fā)送至移動端口。

在獲得了一定數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)通過對導(dǎo)致疲勞駕駛的各因素?cái)M以危險(xiǎn)系數(shù)的形式，將危險(xiǎn)系數(shù)分為靜態(tài)系數(shù)和動態(tài)系數(shù)，又根據(jù)疲勞駕駛誘使交通事故發(fā)生的原因及其主體擴(kuò)展，從人、車、路三個角度對行車過程中各種影響行車的因素進(jìn)行量化，當(dāng)系統(tǒng)提取相關(guān)數(shù)據(jù)，會按照設(shè)置完畢的系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過相加計(jì)算后，如果發(fā)現(xiàn)超過閾值則發(fā)出警告，并執(zhí)行相關(guān)預(yù)案。

3.2.4 勤務(wù)布控

本系統(tǒng)構(gòu)建的是實(shí)時監(jiān)控、實(shí)時布控的疲勞駕駛交通事故預(yù)防系統(tǒng)。通過實(shí)時的危險(xiǎn)系數(shù)監(jiān)控，執(zhí)法人員可以迅速地精準(zhǔn)布控，預(yù)防疲勞駕駛相關(guān)交通事故的發(fā)生。

其次，根據(jù)建立的系統(tǒng)，可以從靜態(tài)系數(shù)看出某城地區(qū)內(nèi)道路交通的常況，該地執(zhí)法人員亦可以根據(jù)靜態(tài)系數(shù)所產(chǎn)生的原因去直接完善相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施，降低該地的靜態(tài)系數(shù)，以降低最終的危險(xiǎn)系數(shù)。

根據(jù)此大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，執(zhí)法人員可通過該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)可視化，清晰地了解某地區(qū)貨車司機(jī)行駛過程中所有某時某路段下危險(xiǎn)系數(shù)的高低。對疲勞駕駛多發(fā)時間加強(qiáng)監(jiān)管，對疲勞駕駛的高發(fā)路段進(jìn)行設(shè)點(diǎn)查車。運(yùn)用多種方法對疲勞駕駛多發(fā)的重點(diǎn)時間與路段進(jìn)行管理，減少疲勞駕駛及其相關(guān)事故的發(fā)生，加強(qiáng)執(zhí)法人員辦事效率。

3.3 反饋修正機(jī)制

3.3.1 人工反饋

當(dāng)使用者執(zhí)行完該系統(tǒng)的布置方案后，系統(tǒng)會向執(zhí)法人員發(fā)出問卷，判斷是否準(zhǔn)確。如果不準(zhǔn)確，需要使用者填寫具體出錯部分，包括地點(diǎn)、時間、車輛類型、是否違法等情況。反饋完畢后，運(yùn)行者會根據(jù)反饋情況進(jìn)行系統(tǒng)判定的排查。

3.3.2 系統(tǒng)反饋

系統(tǒng)反饋是根據(jù)數(shù)據(jù)波動而對系統(tǒng)本身做出指向性修正的參考，通過系統(tǒng)反饋模塊為系統(tǒng)修正、警示和總結(jié)等方面提供有效指導(dǎo)。本系統(tǒng)的系統(tǒng)反饋模塊分為路段疲勞駕駛異常波動警示板塊、路段疲勞駕駛高發(fā)警示板塊、月度治理總結(jié)和方案修正警示四個模塊。

4 結(jié)語

文章主要以研究預(yù)防貨車司機(jī)疲勞駕駛為例，對某市司機(jī)的疲勞駕駛行為進(jìn)行研究。通過將疲勞駕駛司機(jī)的車輛數(shù)據(jù)與某市的道路分布情況進(jìn)行分析，分析出其特點(diǎn)以及規(guī)律，并提出如何構(gòu)建預(yù)防疲勞駕駛行為的系統(tǒng)方案思路，提供一種新的預(yù)防思路參考。

在未來，隨著車載探測技術(shù)和路面探測技術(shù)不斷發(fā)展，各種現(xiàn)有問題不斷被解決，再者還可以結(jié)合其他智能科技技術(shù)，對預(yù)防和發(fā)現(xiàn)疲勞駕駛方式做出良好改進(jìn)，降低甚至杜絕相關(guān)交通事故的發(fā)生。