近年来，随着生活节奏的加快，日常生活和工作时产生的疲劳感时时影响着个人的身心健康。而随着交通状况的日益拥挤，疲劳驾驶受到越来越多的重视。如何有效、便捷地减少疲劳驾驶带来的危害，成为当下安全驾驶研究的热点之一。而那些能直接反应驾驶员精神状态的眼部相关行为研究，仍然存在一定的缺陷。因此，针对驾驶员眼部行为的疲劳监测研究，对于改善个人身心状况和降低交通事故危害有一定的理论意义和实用价值。本文在研究驾驶疲劳形成机制的基础上，研究疲劳相关的影响因素，搭建模拟驾驶实验环境，通过眼动仪设备采集驾驶人模拟驾驶过程中的眼部行为相关数据，并对其实验数据进行分析研究。主要研究工作如下：（1）分析研究驾驶人的疲劳特征，选择驾驶人眼部行为特征作为研究对象，建立模拟驾驶实验环境。利用眼动仪对模拟驾驶实验中驾驶人眼动指标进行数据采集。（2）对实验获取的驾驶人眼部行为数据进行分析研究。在对瞳孔直径数据分析的基础上，提出基于瞳孔直径的包络指标。采用检验统计和均值聚类的方法，且与原有的眼动行为相关指标进行对照比较，得知瞳孔直径包络指标可以用来检测驾驶人的精神状态。（3）进一步验证瞳孔直径包络指标对驾驶人疲劳评判的准确程度。结合多特征融合相关理论知识，选取BP神经网络模型作为基于瞳孔直径包络指标的驾驶人疲劳评判方法，建立眨眼时间均值指标和瞳孔直径包络指标作为输入元素的BP神经网络评判模型，并进行训练和测试。验证得知瞳孔直径包络指标可以作为一种新的、更为准确的驾驶人疲劳评判指标。（4）在基于驾驶人眼部行为特征指标研究的基础上，进行驾驶疲劳预警系统的设计，综合考虑实际系统的需求和驾驶人眼动指标监测的便捷程度。实现基于瞳孔直径包络指标的驾驶疲劳监测原型系统的界面设计，并对该原型系统进行性能测试。