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爆破振动影响下人体舒适度振动台试验及其评价体系构建

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工程科学学报 2023年第2期45卷 326-335页

作者：张继奎蒋楠周传波朱斌蔡忠伟周文斌中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 中国水利电力对外有限公司北京100120 武汉地铁集团有限公司武汉430070

针对现有爆破振动影响下人体舒适度评价体系中人体主观感受的不确定性,通过振动台模拟爆破振动开展人体振动反应试验,结合人体心电指标,分析爆破振动参数、心电指标以及人体主观感受的量化关系,构建爆破振动影响下人体舒适度评价体系.... 详细信息

针对现有爆破振动影响下人体舒适度评价体系中人体主观感受的不确定性,通过振动台模拟爆破振动开展人体振动反应试验,结合人体心电指标,分析爆破振动参数、心电指标以及人体主观感受的量化关系,构建爆破振动影响下人体舒适度评价体系.研究结果表明:竖直方向是影响人体舒适度的主要振动方向,且振动对人体的影响与人体主要震感部位有关,主要震感部位从脚部到头部上移时,影响也逐渐增大;随着振动频率和速度的增加,人体心电指标相邻RR间期之差的均方根(RMSSD)在竖直方向振动下呈现出先减小后增大的趋势,在水平方向振动下则一直减小,但减小的幅度有限;RMSSD的下降比例与爆破振动参数以及人体主观感受之间存在定量关系,利用三者之间的定量对应关系可实现爆破振动影响下的人体舒适度定量评价;爆破施工时,可将0.7 cm·s^(-1)的地表竖直方向振动速度和80 Hz的振动频率作为邻近人群密集区域爆破工程的控制阈值.

关键词：爆破振动振动台试验心电指标人体舒适度定量评价

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基于乘客感受的沥青路面平整度评价方法

北京工业大学学报 2013年第2期39卷 257-262页

作者：张金喜杜艳花北京工业大学交通工程北京市重点实验室北京100124 山西省交通规划勘察设计院太原030012

从道路使用者的角度对乘车舒适性与路面平整度之间的关系进行研究.以乘客的心电指标RMSSD(rootmean square of the squared differences of successive n-n intervals)为主要评价依据,选取平整度范围为1.06～5.53 m/km的12条沥青路面进... 详细信息

从道路使用者的角度对乘车舒适性与路面平整度之间的关系进行研究.以乘客的心电指标RMSSD(rootmean square of the squared differences of successive n-n intervals)为主要评价依据,选取平整度范围为1.06～5.53 m/km的12条沥青路面进行室外乘车试验.实验数据表明:不同速度下RMSSD随平整度的变化有明显的变化规律,同时结合主观打分法和振动加速度评价法,提出基于乘客舒适性的平整度临界值.

关键词：国际平整度指标心电指标乘车舒适性临界值

基于驾驶模拟试验的特长公路隧道驾驶疲劳规律研究

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现代隧道技术 2022年第S1期59卷 610-617页

作者：王安民何佳银张涛郭煜轩严涛云南省交通规划设计研究院昆明650011 西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室成都610031

为确定长时间单调环境驾驶时疲劳急剧上升的临界值,从而定点设置疲劳缓解灯光带,预防疲劳驾驶事故,依托全长9410 m的昆明绕城高速杨林隧道,以7个心电指标作为定量分析参数,基于驾驶模拟试验对特长公路隧道驾驶疲劳进行研究,得到如下结论... 详细信息

为确定长时间单调环境驾驶时疲劳急剧上升的临界值,从而定点设置疲劳缓解灯光带,预防疲劳驾驶事故,依托全长9410 m的昆明绕城高速杨林隧道,以7个心电指标作为定量分析参数,基于驾驶模拟试验对特长公路隧道驾驶疲劳进行研究,得到如下结论:(1)疲劳评价心电指标SDNN、RMSSD、LF、LF_(norm)、LF/HF随隧道内驾驶时间呈上升趋势,心电指标HF、HFnorm呈下降趋势;(2)对心电表征指标进行处理,得到降维后驾驶疲劳累积指标F的计算公式,将该驾驶疲劳累积指标F与驾驶时间的实测数据进行拟合,明确试验工况下驾驶疲劳急剧上升期时间为第4 min,该时间点即为疲劳驾驶危险起点;(3)根据研究成果,给出公路隧道疲劳缓解灯光带的位置设计方法,并对依托工程杨林隧道疲劳缓解灯光带进行设计。

关键词：特长公路隧道驾驶疲劳心电指标驾驶模拟实验疲劳缓解灯光带

基于驾驶员心理与生理评价的草原公路减速设施研究

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基于驾驶员心理与生理评价的草原公路减速设施研究

作者：范井丽内蒙古农业大学

学位级别：硕士

内蒙古草原公路景观环境比较单调,车辆行驶时驾驶员有效视野范围内的特征性参照物较少,容易产生注意力下降、放松警惕的现象,增加了因超速行驶而发生交通事故的潜在概率。人、车、路和环境是公路交通环境系统的四要素,必须协同运作才能... 详细信息

内蒙古草原公路景观环境比较单调,车辆行驶时驾驶员有效视野范围内的特征性参照物较少,容易产生注意力下降、放松警惕的现象,增加了因超速行驶而发生交通事故的潜在概率。人、车、路和环境是公路交通环境系统的四要素,必须协同运作才能构成一个完整的交通系统。其中减速设施是道路交通工程设施之一,也是构成公路交通人机环境系统的要素。在减速设施设计中,设计人员通常只考虑到车辆行驶的速度控制,却没有充分考虑到每种减速设施设置对驾驶员的心理状态、生理特性和舒适性等因素的影响。本研究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,根据本文的研究内容,选取刚性减速设施(有减速带和门架式测速摄像头)和柔性减速设施(限速标志标牌和动物出没减速标志)的路段和一段空白对照组路段进行实驾试验,使用MP150多通道生理记录仪对驾驶员在驾驶过程中的心电信号进行采集,对驾驶员在不同减速设施路段行驶中心电指标的变化进行分析研究,总结了驾驶员在不同减速设施路段心电指标的变化规律,旨在为今后草原公路减速设施人性化的设置提供参考依据,本研究的研究结论如下：(1)通过聚类定量分析与定性分析,驾驶员的心率增长率、LF/HF和HFnorm三个指标对减速设施设置比较敏感,能够很好的反应驾驶员的心理变化。(2)草原公路设置2条减速带比较合理,既能达到调节车速增强安全的目的,又可以降低成本、减少车辆的震动和对驾驶员舒适性的过大影响。(3)减速带、门架式测速摄像头、限速标志标牌和动物出没减速标志的设置有效的提高了驾驶员的注意力与警觉性,其中低驾龄驾驶员注意力相对会更集中一些。(4)对于具有特殊景观环境草原公路,在刚性减速设施中门架式测速摄像头的减速效果要好于减速带,而且对车辆损伤和驾驶员舒适性影响较小。在柔性减速设施中动物出没减速标志的减速效果要好于限速标志标牌。(5)通过LF/HF和HFnorm均值对比分析,驾驶员在刚性减速设施路段行驶时注意力比较集中;通过驾驶员心率增长率分析,刚性减速设施对低驾龄驾驶员影响较大,柔性减速设施对高驾龄影响较大。

关键词：草原公路心电指标刚性减速设施柔性减速设施

行车过程中音频娱乐对驾驶人生理指标的影响研究

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行车过程中音频娱乐对驾驶人生理指标的影响研究

作者：尹燕娜吉林大学

学位级别：硕士

为了获取交通出行信息或缓解驾驶压力,许多驾驶人在行车过程中会收听车载音频娱乐,既用来愉悦自我,放松心情,又能获取各类新闻信息。但如果使用不当会对我们的注意力和认知能力产生一定的负面影响。什么样的音频娱乐对驾驶人会有积极、... 详细信息

为了获取交通出行信息或缓解驾驶压力,许多驾驶人在行车过程中会收听车载音频娱乐,既用来愉悦自我,放松心情,又能获取各类新闻信息。但如果使用不当会对我们的注意力和认知能力产生一定的负面影响。什么样的音频娱乐对驾驶人会有积极、缓解疲劳的作用?什么样的音频娱乐对驾驶人会产生消极、疲劳的影响?这些问题的研究对于我们安全驾驶有着重要的作用。因此,本文以行车过程中播放不同类型音频娱乐时多个驾驶人的生理数据为研究对象,研究不同类型音频娱乐对驾驶人生理指标的影响机理。论文具体的研究内容如下:1)基于HMM的音频娱乐分类识别。通过改进的梅尔倒谱参数调用函数对音频娱乐文件进行预加重、分帧处理、加窗等预处理,通过快速傅里叶变换、计算Mel滤波器组的谱线能量、DCT倒谱等对音频娱乐进行MFCC参数的提取;绘制MFCC参数的三维图及简单距离计算,直观看出不同类型音频娱乐间的不匹配;通过最小失真原理对MFCC参数进行矢量量化,降低矢量维数;训练基于MFCC的DHMM模型,对模型测试及验证,并对试验结果进行分析及模型的优劣进行评价。2)驾驶人生理指标的优选。分析音频娱乐对驾驶人生理指标影响机理的基础上对驾驶人的脑电和心电参数进行优选。优选出α波、β波、θ波三种脑电节律作为音频娱乐对驾驶人脑电影响的量化指标,心率和R-R间期的标准差两个指标作为音频娱乐对驾驶人心电影响的量化指标。3)音频娱乐对驾驶人生理指标的影响分析。通过大量的试验得到多个驾驶人在行车过程中听不同类型音频娱乐时的生理数据。数据的处理分为两个部分,第一部分是驾驶人脑电数据的处理,即通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号,滤波将α波、β波、θ波按照频率范围分离出来。然后通过逆傅里叶变换将驾驶人的α波、β波、θ波频域信号转换成时域信号,得到三种脑电波功率谱密度。最后利用微分的思想求不同节律脑电波的功率谱密度积分。挖掘不同类型音频娱乐对驾驶人不同频率脑电波影响规律,结果表明播放轻音乐类音频和舒缓类音频时,驾驶人α波脑电波会不同程度的增加,β和θ脑电波会不同程度地下降;播放DJ类音频时驾驶人的α波脑电波会不同程度的降低,β和θ脑电波会不同程度地上升。第二部分驾驶人心电数据的处理。挖掘不同类型音频娱乐对驾驶人心电数据的影响规律,发现播放DJ类音频能使驾驶人的心率上升,波动幅度增加,播放轻音乐类和舒缓类音频能使驾驶人的心率降低。不同类型音频娱乐对驾驶人R-R间期的影响不具有普遍性,即对不同驾驶人影响不同,但当播放音频娱乐时SDNN较不播放任何音频娱乐时大,说明音频娱乐能升高心率变异性,并提高迷走神经兴奋性。最后定性分析了不同类型音频娱乐对驾驶人疲劳的影响。本文研究了不同类型音频娱乐对驾驶人生理指标的影响,研究成果可为进一步通过生理指标研究车载音频娱乐对驾驶人疲劳和脑力负荷的影响提供理论基础,并为从安全角度设计车载音频娱乐类型提供了依据。

关键词：音频娱乐梅尔倒谱参数隐马尔科夫脑电指标心电指标

草原公路曲线组合路段对驾驶员心电特性影响研究

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草原公路曲线组合路段对驾驶员心电特性影响研究

作者：冯尚乐内蒙古农业大学

学位级别：硕士

近年来内蒙古自治区公路通车里程逐年增长、交通基础设施条件逐渐改善,但我区交通事故数量仍呈现逐年增加趋势,严重威胁到人民的生命财产安全。内蒙古地域草原面积广阔,公路的改、扩建将不可避免的穿越草原地域。草原公路具有平面直线长... 详细信息

近年来内蒙古自治区公路通车里程逐年增长、交通基础设施条件逐渐改善,但我区交通事故数量仍呈现逐年增加趋势,严重威胁到人民的生命财产安全。内蒙古地域草原面积广阔,公路的改、扩建将不可避免的穿越草原地域。草原公路具有平面直线长,平曲线半径大,纵坡小,变坡点多,景观单一,道路环境刺激较少等特点。其公路平、纵面线形的技术指标大小变化不均匀,影响了线形的平顺性。草原‘公路曲线组合路段线形指标的研究可为驾驶员安全行驶和道路设计者提供理论依据。本文以草原公路为研究对象,结合大量行车实验数据,应用道路线形设计理论、人体心、生理学理论以及相关数学手段和方法,对草原公路实际行车数据进行了相关研究、分析和建模。本文初步选定论文评价指标为心率增量、心率增长率和心率变异LF指标;其次,本文对纵坡和平面曲线各线形要素与驾驶员心率增量分别做偏相关分析,得出草原公路环境中影响驾驶员心电指标的线形要素为坡度和平曲线半径;最后,本文分别建立了纵坡上坡、下坡路段驾驶员心率增量和坡度的相关模型,平面曲线路段驾驶员心率增量和曲线半径的相关模型,曲线组合路段驾驶员心率增量和弯坡度的相关模型。本文通过研究得出以下结论：(1)草原公路上坡路段在坡度为3.1%时,驾驶员心率增量达到最大值,驾驶员在此坡段精神负荷最大,疲劳感增强。当坡度大于3.1%时,驾驶员对于坡度增大变化不敏感,对于坡度的变化逐步适应,心率增长率呈负增长趋势;(2)草原公路下坡路段在坡度为2.6%时,驾驶员心率增量达到最大值,驾驶员在此坡段精神负荷最大,疲劳感增强。当坡度大于2.6%时,驾驶员对于坡度增大变化不敏感,对于坡度的变化逐步适应,心率增长率呈负增长趋势。(3)在草原公路平面曲线路段随曲线半径的增大,驾驶员心率增量逐渐减小。驾驶员在平面曲线路段上行驶时,曲线半径的增大减缓了驾驶员的疲劳感。(4)在草原公路曲线组合路段随弯坡度的增大,驾驶员心率增量逐渐增大。驾驶员在平面曲线路段上行驶时,平纵搭配不均匀的线形指标增加了驾驶员的疲劳感。在最不利小半径曲线组合路段驾驶员心电指标呈现最大值,驾驶员心里紧张程度最大。

关键词：草原公路心电指标线形要素曲线组合

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基于行车舒适性的路面破损评价问题探讨

市政技术 2014年第3期32卷 32-36页

作者：王雪如张金喜孔祥杰北京工业大学交通工程北京市重点实验室北京100124 北京市首都公路发展集团有限公司北京100161

道路路面的科学评价和养护维修决策的科学制定,对于充分发挥道路交通系统功能具有重要的经济和社会意义。通过对具有不同破损率的89条沥青路面进行驾乘试验,测试了路面破损率与驾乘人员心生理指标的关系,探讨了基于舒适性的路面破损率... 详细信息

道路路面的科学评价和养护维修决策的科学制定,对于充分发挥道路交通系统功能具有重要的经济和社会意义。通过对具有不同破损率的89条沥青路面进行驾乘试验,测试了路面破损率与驾乘人员心生理指标的关系,探讨了基于舒适性的路面破损率的评价方法,提出了基于舒适性的不同路面破损类型的权重,为路面破损的评价提出了一种新的方法。

关键词：道路工程路面破损行车舒适性心电指标曲线拟合路面波长