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公路交通系统是由人、车、路和环境四部分构成的,研究表明,当人、车、路、环境之间失去均衡时,就会引发交通事故。人与公路路域景观环境均衡是人机环境系统的重要研究内容,研究如何保持人与公路路域景观环境的和谐具有较大的现实意义。草原是内蒙古自治区最主要的景观类型,其面积占土地总面积的百分之七十以上。大部分已建公路和规划待建的公路都处于草原地区。作为兼具运输和旅游功能的草原公路其特点不同于其它类型公路,其所处的环境地势平坦、人口密度低、纵坡坡度小,主要以长直线和大半径曲线为主。草原公路交通量少、景观单一,当驾驶员在草原公路上持续行驶时,易使驾驶员放松警惕、反应迟缓、注意力降低,感知和处理信息的能力下降,连续驾驶过程中易出现驾驶疲劳,引发交通事故。因此研究草原公路路域景观对驾驶员心电特性的影响,并探究不同草原公路路域景观环境下驾驶人员的疲劳特性,对于完善和改进我国草原公路景观设计、优化草原公路的景观环境、减缓驾驶员紧张及疲劳程度、促进人与路域景观环境的协调、提高驾驶人员在开车过程中的舒适性和安全性以及降低交通事故率都有着重要的现实意义。此外,该研究也有助于修订和完善我国现行的有关的公路技术标准与规范。本文根据研究的需要,选择了内蒙古境内的4条草原公路路域景观进行调查,依据课题组前期对草原公路路域景观类型的划分,统计4条调查路段上各种景观类型所占的比重,最终选择两条路域景观差异性较大的S309和S203路段作为试验路段,并进行景观单一试验和景观与时间耦合作用的试验;根据主成分分析法,结合心电信号各指标的心、生理学意义选择心电指标;通过实驾试验采集并分析驾驶员在不同草原公路路域景观环境下行车时的心电数据,研究草原公路路域景观对驾驶员心电特性的影响,掌握驾驶员在不同景观环境下的心电特性及其变化规律;通过采集不同路域景观下连续行车时的驾驶员的心电指标,研究分析景观与时间耦合作用下驾驶员的心电特性和疲劳特性,得出两种景观环境下驾驶员疲劳出现时间。为草原公路人机环境系统优化奠定基础。通过草原公路不同路域景观环境对驾驶员动态心电特性的影响研究,得出如下结论:(1)驾驶员在景观Ⅰ环境下行驶时,HFnorm和LF/HF的波动范围小,波动频率低;SDNN波动范围大,变异程度大。说明在公路路域景观单调、视野开阔、线性变化小的草原公路上行车时,驾驶员比较放松,警惕性和注意力下降,若连续在景观Ⅰ环境下行驶时,易引发交通事故。(2)驾驶员在景观Ⅱ环境下行驶时,驾驶员的HFnorm和LF/HF波动范围大,且波动频率高;驾驶员的SDNN波动范围小,均值较小。说明在公路路域景观较为复杂、线形起伏、行车干扰大的草原公路上行车时,驾驶员接收的信息较全面,驾驶员的操作频率较高,警惕性较高,有利于行车安全。(3)同一种景观环境下不同驾龄和性别的驾驶员的Ni、SDNN、HFnorm和LF/HF存在差异性,在景观Ⅱ环境下驾驶员的心电指标差异性更大,但驾驶员的心电指标的变化总体上能反映驾驶员的心生理特性;景观Ⅰ和景观Ⅱ下,驾龄和性别对驾驶员的Ni指标影响显著,对驾驶员的SDNN、HFnorm和LF/HF指标影响不显著。(4)连续行驶在路段1和路段2景观环境下时,四组驾驶员的Ni、SDNN、HFnorm和LF/HF存在差异性,且同一路段景观环境下,不同驾龄和性别的驾驶员其心电特性存在差异,路段2景观环境下行车时,驾驶员的心电特性的差异性更大。景观与时间耦合作用下,驾驶员在路段1和路段2景观环境下,性别和驾龄对驾驶员的LF/HF影响不显著。(5)在路段1景观环境下行驶时,1组驾驶员心理疲劳和生理疲劳出现的时间分别为30min-40min时和100min-110min;2组驾驶员心理疲劳和生理疲劳出现的时间分别为40min-50min和100min-110min、130min-140min;3组驾驶员心理疲劳和生理疲劳出现的时间分别为60min-70min和140min-150min;4组驾驶员心理疲劳和生理疲劳出现的时间分别为30min-40min和90min-100min;(6)在路段2景观环境下行驶时,1组驾驶员心理疲劳和生理疲劳出现的时间分别为40-50min和110min-120min;2组驾驶员心理疲劳和生理疲劳出现的时间分别为50-60min和120min-130min;3组驾驶员心理疲劳出现的时间分别为60min-70min,且在150min内没有出现生理疲劳;4组驾驶员心理疲劳和生理疲劳出现的时间分别为50min-60min和140-150min;(7)将1、2和3组驾驶员的LF/HF指标取平均值,得到驾驶员在路段1景观环境下心理和生理疲劳出现的时间分别为40min-45min和125min;在路段2景观环境下行驶时其心理疲劳时间平均时间为70min,在150min内没有出现生理疲劳。说明景观质量较好的路段能延缓驾驶员疲劳出现的时间。(8)时间与景观耦合作用下,驾驶员在路段2景观环境下行驶时,四组驾驶员的精神疲劳和生理疲劳的出现时间均比其在路段1景观环境下行驶时疲劳时间出现的晚,说明质量较好的草原公路路域景观能推迟驾驶员疲劳出现的时间。