草原是内蒙古自治区最主要的景观类型。分布在草原地区的等级公路的交通量较小,线形变化少,多以长直线为主,路域景观环境单一,不能为驾驶员提供适量的视觉信息,是典型的单调环境。单调环境下行车最直接的危害是易引发驾驶员精神疲劳,导致驾驶员警觉水平下降,判断决策能力降低,从而威胁交通安全。通过对自治区内典型草原公路的调查,发现直线长度占比在87.79%到91.19%之间,其中高于符合驾驶员心生理需求的最大直线长度5170m的直线占比在33.62%到74.17%之间,最长直线甚至达16045.72m。调查研究表明81%与疲劳有关的事故发生在直线路段。因此针对草原公路直线段,用人为的方式进行景观干预,是降低单调道路环境对交通安全危害的必要手段。现有研究证明,绿化景观干预对解决环境单调问题具有优于车载任务的优势。而关于绿化景观对驾驶员影响方面的研究具有如下特点:（1）绿化景观属性单独分布在封闭程度、色彩、空间布局、长度阈值和植物配置丰富程度等方面,尚缺乏综合以上属性的绿化景观研究,更缺少将绿化作为提升驾驶员警觉水平的方式针对草原公路特殊单调环境进行景观干预的研究;（2）集中在绿化景观对驾驶行为影响的研究较多,对驾驶员心生理的研究独立分布在心电、脑电和视觉特性方面,缺少综合驾驶员心生理警觉水平和视觉特性的研究。由于驾驶员是道路交通人机环境系统的主体,80%的道路环境信息都是依靠视觉获得,又因为单调环境危害的本质在于降低驾驶员警觉水平,所以应开展草原公路绿化景观对驾驶员警觉水平和视觉特性综合影响的研究。基于以上背景,本研究的核心是通过科学的公路绿化手段来有效解决草原公路单调引发的交通安全危害及风险。根据草原公路区域气候特点、水文条件、生态环境和地域文化的特点,选择草原公路绿化的适宜植物类型。借助文献分析和交通规范,设计出综合封闭程度和色彩搭配的植物配置,通过专家打分法和模拟驾驶实验优选出3种有效的植物配置类型,作为绿化方案。在此基础上展开基于驾驶员警觉水平与视觉特性的绿化方案评价,揭示绿化方案作为一种视觉刺激通过影响驾驶员视觉特性来提升警觉水平的作用效果,科学确定草原公路绿化方案,从而达到改善草原公路景观环境,降低草原公路单调性危害,增强草原公路行车安全和提高草原公路系统功能的目的。此外,该研究对开展以诱导驾驶员眼动行为来提升驾驶员警觉水平和道路环境优化研究都有着理论和现实意义。主要成果如下:（1）通过道路交通环境调查,采集了包括3条典型草原公路在内的9条道路环境行车视频,采用MPEG视频压缩技术用压缩率定量评价了道路环境的单调性,得出草原公路环境单调程度高于非草原公路的结论。（2）通过实驾试验证明了压缩率与脑电指标[（alpha+tehat）/beta]表征的警觉水平极强相关,从驾驶员警觉水平方面提升了MPEG压缩技术用于评价道路环境单调程度的可靠性。同时补充了MPEG视频压缩技术评价单调性缺乏基于驾驶员脑电指标验证的空白。为将MPEG视频压缩技术集成于自动驾驶的无接触检测系统中,用来提升对环境的检测深度和减少现有疲劳监测系统的误报提供了理论支持。（3）根据草原公路区域气候特点、水文条件、生态环境和地域文化的特点,选择草原公路适宜的植物类型,按照开阔、半开阔和半封闭的分类标准设计出16种草原公路绿化景观的植物配置,并借助专家打分法和模拟驾驶实验优选出3种合理的植物配置类型:L1格桑花、L2格桑花+油松（400m间隔）和L7小红柳+沙冬青。（4）用3种合理的植物配置形成3种绿化方案:S1格桑花、S2格桑花+油松（400m间隔）和S3小红柳+沙冬青。通过模拟驾驶实验,分析了不同绿化方案对驾驶员警觉水平和视觉特性的影响,发现S2格桑花+油松（400m间隔）具有在保证警觉水平最佳的前提现,同时提升驾驶员扫视频次和注视频次的作用,该作用对全体和不同性别、经验分组的驾驶员发挥的效果都达到最优,因此建议采用S2格桑花+油松（400m间隔）作为草原公路绿化方案的景观形式。（5）为了避免绿化方案在时间上的积累形成新的单调,造成驾驶员警觉水平的降低。利用ROC曲线,综合瞳孔直径和脑电样本熵,确定出草原公路最佳绿化方案S2格桑花+油松（400m间隔）适宜长度为12km。