基于模擬實(shí)驗(yàn)的酒精對駕駛?cè)诵睦砩硖匦杂绊懛治?/h1>
2017-02-16 22:25:47張麗梅
價值工程 2017年4期
張麗梅
摘要： 本文主要利用汽車駕駛仿真系統(tǒng)來模擬行駛條件，同時利用多通道生物生理儀測量駕駛員生理指標(biāo)，從生理學(xué)角度給出飲酒的判斷方法，通過對飲酒后駕駛員生理指標(biāo)分析，得出駕駛員在酒后駕車時各項(xiàng)生理指標(biāo)的變化趨勢，結(jié)合實(shí)際分析飲酒駕駛對安全駕駛的危害。
Abstract： In this paper， an advanced vehicle driving simulation system， AutoSim AS1300 is used to simulate the driving environment.Meanwhile， a multi-channel physiological apparatus is used to record driver's physiological indicators. In drinking aspect， a common method of judging drink driving and fatigue driving from the physiological point of view is given. Through the analysis of the drunk driver's physiological indicators， the trends of the physiological indicators are obtained. Finally， the harm of drunk driving are analyzed.
關(guān)鍵詞： 虛擬駕駛；駕駛員生理特征；酒后駕駛
Key words： simulated driving；driver's physiological characteristics；drink driving
中圖分類號：U491.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）04-0200-04
0 引言
酒精是能夠侵襲人體神經(jīng)系統(tǒng)，通過破壞神經(jīng)系統(tǒng)直接影響人的生理活動，比如降低駕駛員的觸覺、認(rèn)知、判斷和操作等方面的控制能力，造成駕駛員情緒激動、反應(yīng)遲鈍、視覺障礙、心理扭曲，并且使其易疲勞，易發(fā)生操作失誤。
由于飲酒駕駛是危險(xiǎn)的違法行為，所以對于飲酒駕駛的研究，大多是統(tǒng)計(jì)性資料，在也有少數(shù)在非駕駛條件下進(jìn)行的。上世紀(jì)七十年代，Zvlman注意到30%的道路交通事故的肇事司機(jī)都被查曾過量飲酒。1980年，W.E.Colling and W.D.Chiles測算：BAL在0.0～0.5‰范圍內(nèi)的事故構(gòu)成率高達(dá)51.8%[1]。德國醫(yī)生Fruedenberg對BAL及其對應(yīng)的危險(xiǎn)度（H）分別進(jìn)行了測算，從表1所示測算結(jié)果來看危險(xiǎn)度（H）隨著BAL上升呈正加速增長的趨勢[2]。J. A. Dunbar在1985年也曾承認(rèn)該結(jié)論的準(zhǔn)確性。[3]
1986年，S.E.Lukas，J.H.Mendelsona和R.A.Benedikt也針對432名肇事者和2015名非肇事者進(jìn)行過BAL在0.0～0.5‰?yún)^(qū)間內(nèi)事故構(gòu)成率的研究，研究結(jié)果表明432名肇事者的BAL在0.0～0.5‰范圍的構(gòu)成率為77.5%，2015名非肇事者為91.3%[4]。單就研究結(jié)果來看，低位酒精含量似乎并不是構(gòu)成事故的主要因素，因?yàn)檫@項(xiàng)研究也將BAL接近0.0‰的肇事者算作了樣本采集對象，所以才得出“酒精含量并非是干擾駕駛行為的主要因素”的結(jié)論，實(shí)際并非如此。1991年，Zador通過一項(xiàng)路表調(diào)研得出一條有關(guān)事故發(fā)生率的結(jié)論：BAC每增加0.02%（g/ml），致死性碰撞事故就會以兩倍的概率增長；從肇事駕駛者的年齡和性別來看，BAC為0的駕駛者致死性碰撞事故的危險(xiǎn)性相比，BAC達(dá)到0.05%～0.09%的駕駛者導(dǎo)致事故危險(xiǎn)性的概率高出9倍之多，尤其是在死亡單車事故中，后者比前者高出11倍[5]。1993年，Vingilis及其研究人員提出，全球范圍內(nèi)23%～66%的單車碰撞事故多為駕駛者過量飲酒所致。1999年，江上喜實(shí)、太田喬、北村文昭、松永勝也、樂竟泓也開展過相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究并得出結(jié)論：人們無法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推算出一個固定的酒精攝入量的安全范圍，也就是說，即便少量飲酒的駕駛者也有可能發(fā)生嚴(yán)重的駕駛事故[6]。
1 飲酒駕駛判定方法
《中華人民共和國道路交通安全法》是我國國務(wù)院在2004年5月1日正式頒布實(shí)施的酒駕治理文件。當(dāng)月月底，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局又發(fā)布了《車輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗(yàn)》（GB19522-2004）。該文件通過規(guī)定駕駛者酒精攝入量對酒后駕車行為進(jìn)行了明確定義。該文件中提到，駕駛員每100ml血液中的酒精含量在20m～80mg（包括20mg），則認(rèn)定為飲酒駕車，血液中酒精含量超過80mg的，則屬于醉酒駕車行為。嚴(yán)格來講，人體中每100ml血液中含到80mg酒精的情況，其量化情況會因所飲入的酒的類別而出現(xiàn)差異，具體差異詳見表2。
2 飲酒后靜止時駕駛員生理指標(biāo)
實(shí)驗(yàn)中，駕駛員A、B、C分別飲用了一定數(shù)量酒精飲料（實(shí)驗(yàn)中采用的為啤酒2瓶）后，均處在飲酒狀態(tài)。在駕駛員均處在靜止?fàn)顟B(tài)下，實(shí)驗(yàn)室通過多通道生物生理儀分別采集其20s的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)分析其各自的時域及頻域，經(jīng)Matlab處理后，如圖1至圖6所示。
圖1與圖2為駕駛員A在飲酒后靜止時生理指標(biāo)。如圖1所示，駕駛員A在飲用酒精后，RSP呈現(xiàn)出劇烈且不均勻的變化，變化范圍達(dá)到700。相對而言，BVP所呈現(xiàn)的變化趨勢比較規(guī)則，變化范圍約為70，但頻率明顯上升。再看圖2，駕駛員A飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下，BVP在0.052處達(dá)到了最大值0.61×107，RSP在0.035以內(nèi)的功率值都相當(dāng)可觀，可見RSP的輸出功率已經(jīng)很高。
圖3、圖4為B駕駛者飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下的生理指標(biāo)變化情況。先看圖3，攝入酒精后的該名駕駛者的RSP呈現(xiàn)出劇烈的不均勻的變化，變化范圍達(dá)到了60。其BVP變化情況相對規(guī)則，變化范圍約為40，頻率也呈上升趨勢。再來看圖4，這名駕駛者在飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下，BVP在0.04及0.08處達(dá)到了最大值1.1×106，RSP在0.015以內(nèi)的功率值較大，可見RSP的輸出功率較高。
圖5、圖6為駕駛者C飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下的生理指標(biāo)變化情況。在圖5中，這名在攝入含酒精的飲料后，RSP呈較為規(guī)則但十分明顯的變化，變化范圍達(dá)到75。BVP變化也比較規(guī)則，變化范圍在37上下，頻率有所上升。在圖6中，這名駕駛者飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下，BVP在0.052的位置上達(dá)到了最大值2.8×106，RSP在0.015以內(nèi)的功率值較大，RSP呈較高的輸出功率。
3 飲酒駕駛時駕駛員生理指標(biāo)分析
三位駕駛員在飲酒后，在虛擬環(huán)境SimHighway中，駕駛車輛行駛，利用多通道生物生理儀，記錄三位駕駛員在飲酒駕駛時的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)。分別截取20s的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，經(jīng)Matlab處理后，如圖7至12所示。
圖7與圖8為駕駛員A在飲酒駕駛時生理指標(biāo)情況。如圖7所示，駕駛員A在飲酒駕駛時，RSP變化不均勻，且會出現(xiàn)異常峰值，變化范圍可達(dá)到450。BVP變化范圍在30左右，變化比較規(guī)則，頻率較高。如圖8所示，駕駛員A在飲酒駕駛時，BVP在0.053處達(dá)到了最大值2×106，RSP在0.010以內(nèi)的功率值較大，RSP的輸出功率較高。
圖9與圖10為駕駛員B在飲酒駕駛時生理指標(biāo)情況。如圖9所示，駕駛員B在飲酒駕駛時，RSP變化不均勻，且會出現(xiàn)異常峰值，變化范圍可達(dá)到200。BVP變化范圍在35左右，變化比較規(guī)則，頻率較高。如圖10所示，駕駛員B在飲酒駕駛時，BVP在0.038處達(dá)到了最大值1.6×106，RSP在0.008以內(nèi)及0.03至0.07范圍內(nèi)的功率值較大，RSP的輸出功率較高。
圖11與圖12為駕駛員C在飲酒駕駛時生理指標(biāo)情況。如圖11所示，駕駛員C在飲酒駕駛時，RSP變化十分不規(guī)則，變化范圍可達(dá)到850。BVP變化不規(guī)則，且出現(xiàn)異常峰值，范圍在280左右。如圖12所示，駕駛員C在飲酒駕駛時，BVP在0.043處達(dá)到了最大值5.9×106，RSP在0.07以內(nèi)內(nèi)的功率值較大，RSP的輸出功率較高。
4 結(jié)論
從醫(yī)學(xué)生理學(xué)角度給出飲酒數(shù)量的判定方法，然后在少量飲酒及大量飲酒的情況下，記錄駕駛員各項(xiàng)生理指標(biāo)。通過對飲酒后駕駛員生理指標(biāo)分析，得出駕駛員在酒后駕車時各項(xiàng)生理指標(biāo)的變化趨勢。并最終結(jié)合實(shí)際分析飲酒駕駛對安全駕駛的危害。
參考文獻(xiàn)：
[1]CollinsW.E. and ChilesW.D.Laboratory Performanceduring Acute Alcohol Intoxication and Hangover.Human Factors， 1980，22： 445-62.
[2]長山泰久ドヲイバの-心理學(xué)-運(yùn)センスの養(yǎng)成と防衛(wèi)運(yùn)P63-65，企業(yè)開發(fā)センタ-交通問題研究室，1993.
[3]Dunbar JA. A Quiet Massacre： A review of drinking and driving in United Kingdom. London， Institute of Alcchol Studies.1985.
[4]Lukas， S.E.， Mendelson， J.H.and Benedikt， R.A.Instrumental analysis of ethanol-induced intoxication in human males.Psychopharmacology， 1986，89： 8-13.
[5]Zador PL. Alcohol-related relative risk and fatal driver injuries in relation to driver age and sex. J Stud Alcohol， 1991， 52：302-310.
[6]樂意泓，松永勝也，江上嘉實(shí).太田喬和北村文昭自控?cái)z入小劑量酒精影響熟練駕駛行為的實(shí)驗(yàn)研究[J].心理科學(xué)，1999，2： 120-123.
張麗梅
摘要： 本文主要利用汽車駕駛仿真系統(tǒng)來模擬行駛條件，同時利用多通道生物生理儀測量駕駛員生理指標(biāo)，從生理學(xué)角度給出飲酒的判斷方法，通過對飲酒后駕駛員生理指標(biāo)分析，得出駕駛員在酒后駕車時各項(xiàng)生理指標(biāo)的變化趨勢，結(jié)合實(shí)際分析飲酒駕駛對安全駕駛的危害。
Abstract： In this paper， an advanced vehicle driving simulation system， AutoSim AS1300 is used to simulate the driving environment.Meanwhile， a multi-channel physiological apparatus is used to record driver's physiological indicators. In drinking aspect， a common method of judging drink driving and fatigue driving from the physiological point of view is given. Through the analysis of the drunk driver's physiological indicators， the trends of the physiological indicators are obtained. Finally， the harm of drunk driving are analyzed.
關(guān)鍵詞： 虛擬駕駛；駕駛員生理特征；酒后駕駛
Key words： simulated driving；driver's physiological characteristics；drink driving
中圖分類號：U491.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）04-0200-04
0 引言
酒精是能夠侵襲人體神經(jīng)系統(tǒng)，通過破壞神經(jīng)系統(tǒng)直接影響人的生理活動，比如降低駕駛員的觸覺、認(rèn)知、判斷和操作等方面的控制能力，造成駕駛員情緒激動、反應(yīng)遲鈍、視覺障礙、心理扭曲，并且使其易疲勞，易發(fā)生操作失誤。
由于飲酒駕駛是危險(xiǎn)的違法行為，所以對于飲酒駕駛的研究，大多是統(tǒng)計(jì)性資料，在也有少數(shù)在非駕駛條件下進(jìn)行的。上世紀(jì)七十年代，Zvlman注意到30%的道路交通事故的肇事司機(jī)都被查曾過量飲酒。1980年，W.E.Colling and W.D.Chiles測算：BAL在0.0～0.5‰范圍內(nèi)的事故構(gòu)成率高達(dá)51.8%[1]。德國醫(yī)生Fruedenberg對BAL及其對應(yīng)的危險(xiǎn)度（H）分別進(jìn)行了測算，從表1所示測算結(jié)果來看危險(xiǎn)度（H）隨著BAL上升呈正加速增長的趨勢[2]。J. A. Dunbar在1985年也曾承認(rèn)該結(jié)論的準(zhǔn)確性。[3]
1986年，S.E.Lukas，J.H.Mendelsona和R.A.Benedikt也針對432名肇事者和2015名非肇事者進(jìn)行過BAL在0.0～0.5‰?yún)^(qū)間內(nèi)事故構(gòu)成率的研究，研究結(jié)果表明432名肇事者的BAL在0.0～0.5‰范圍的構(gòu)成率為77.5%，2015名非肇事者為91.3%[4]。單就研究結(jié)果來看，低位酒精含量似乎并不是構(gòu)成事故的主要因素，因?yàn)檫@項(xiàng)研究也將BAL接近0.0‰的肇事者算作了樣本采集對象，所以才得出“酒精含量并非是干擾駕駛行為的主要因素”的結(jié)論，實(shí)際并非如此。1991年，Zador通過一項(xiàng)路表調(diào)研得出一條有關(guān)事故發(fā)生率的結(jié)論：BAC每增加0.02%（g/ml），致死性碰撞事故就會以兩倍的概率增長；從肇事駕駛者的年齡和性別來看，BAC為0的駕駛者致死性碰撞事故的危險(xiǎn)性相比，BAC達(dá)到0.05%～0.09%的駕駛者導(dǎo)致事故危險(xiǎn)性的概率高出9倍之多，尤其是在死亡單車事故中，后者比前者高出11倍[5]。1993年，Vingilis及其研究人員提出，全球范圍內(nèi)23%～66%的單車碰撞事故多為駕駛者過量飲酒所致。1999年，江上喜實(shí)、太田喬、北村文昭、松永勝也、樂竟泓也開展過相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究并得出結(jié)論：人們無法根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推算出一個固定的酒精攝入量的安全范圍，也就是說，即便少量飲酒的駕駛者也有可能發(fā)生嚴(yán)重的駕駛事故[6]。
1 飲酒駕駛判定方法
《中華人民共和國道路交通安全法》是我國國務(wù)院在2004年5月1日正式頒布實(shí)施的酒駕治理文件。當(dāng)月月底，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局又發(fā)布了《車輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗(yàn)》（GB19522-2004）。該文件通過規(guī)定駕駛者酒精攝入量對酒后駕車行為進(jìn)行了明確定義。該文件中提到，駕駛員每100ml血液中的酒精含量在20m～80mg（包括20mg），則認(rèn)定為飲酒駕車，血液中酒精含量超過80mg的，則屬于醉酒駕車行為。嚴(yán)格來講，人體中每100ml血液中含到80mg酒精的情況，其量化情況會因所飲入的酒的類別而出現(xiàn)差異，具體差異詳見表2。
2 飲酒后靜止時駕駛員生理指標(biāo)
實(shí)驗(yàn)中，駕駛員A、B、C分別飲用了一定數(shù)量酒精飲料（實(shí)驗(yàn)中采用的為啤酒2瓶）后，均處在飲酒狀態(tài)。在駕駛員均處在靜止?fàn)顟B(tài)下，實(shí)驗(yàn)室通過多通道生物生理儀分別采集其20s的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)分析其各自的時域及頻域，經(jīng)Matlab處理后，如圖1至圖6所示。
圖1與圖2為駕駛員A在飲酒后靜止時生理指標(biāo)。如圖1所示，駕駛員A在飲用酒精后，RSP呈現(xiàn)出劇烈且不均勻的變化，變化范圍達(dá)到700。相對而言，BVP所呈現(xiàn)的變化趨勢比較規(guī)則，變化范圍約為70，但頻率明顯上升。再看圖2，駕駛員A飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下，BVP在0.052處達(dá)到了最大值0.61×107，RSP在0.035以內(nèi)的功率值都相當(dāng)可觀，可見RSP的輸出功率已經(jīng)很高。
圖3、圖4為B駕駛者飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下的生理指標(biāo)變化情況。先看圖3，攝入酒精后的該名駕駛者的RSP呈現(xiàn)出劇烈的不均勻的變化，變化范圍達(dá)到了60。其BVP變化情況相對規(guī)則，變化范圍約為40，頻率也呈上升趨勢。再來看圖4，這名駕駛者在飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下，BVP在0.04及0.08處達(dá)到了最大值1.1×106，RSP在0.015以內(nèi)的功率值較大，可見RSP的輸出功率較高。
圖5、圖6為駕駛者C飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下的生理指標(biāo)變化情況。在圖5中，這名在攝入含酒精的飲料后，RSP呈較為規(guī)則但十分明顯的變化，變化范圍達(dá)到75。BVP變化也比較規(guī)則，變化范圍在37上下，頻率有所上升。在圖6中，這名駕駛者飲酒后靜止?fàn)顟B(tài)下，BVP在0.052的位置上達(dá)到了最大值2.8×106，RSP在0.015以內(nèi)的功率值較大，RSP呈較高的輸出功率。
3 飲酒駕駛時駕駛員生理指標(biāo)分析
三位駕駛員在飲酒后，在虛擬環(huán)境SimHighway中，駕駛車輛行駛，利用多通道生物生理儀，記錄三位駕駛員在飲酒駕駛時的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)。分別截取20s的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，經(jīng)Matlab處理后，如圖7至12所示。
圖7與圖8為駕駛員A在飲酒駕駛時生理指標(biāo)情況。如圖7所示，駕駛員A在飲酒駕駛時，RSP變化不均勻，且會出現(xiàn)異常峰值，變化范圍可達(dá)到450。BVP變化范圍在30左右，變化比較規(guī)則，頻率較高。如圖8所示，駕駛員A在飲酒駕駛時，BVP在0.053處達(dá)到了最大值2×106，RSP在0.010以內(nèi)的功率值較大，RSP的輸出功率較高。
圖9與圖10為駕駛員B在飲酒駕駛時生理指標(biāo)情況。如圖9所示，駕駛員B在飲酒駕駛時，RSP變化不均勻，且會出現(xiàn)異常峰值，變化范圍可達(dá)到200。BVP變化范圍在35左右，變化比較規(guī)則，頻率較高。如圖10所示，駕駛員B在飲酒駕駛時，BVP在0.038處達(dá)到了最大值1.6×106，RSP在0.008以內(nèi)及0.03至0.07范圍內(nèi)的功率值較大，RSP的輸出功率較高。
圖11與圖12為駕駛員C在飲酒駕駛時生理指標(biāo)情況。如圖11所示，駕駛員C在飲酒駕駛時，RSP變化十分不規(guī)則，變化范圍可達(dá)到850。BVP變化不規(guī)則，且出現(xiàn)異常峰值，范圍在280左右。如圖12所示，駕駛員C在飲酒駕駛時，BVP在0.043處達(dá)到了最大值5.9×106，RSP在0.07以內(nèi)內(nèi)的功率值較大，RSP的輸出功率較高。
4 結(jié)論
從醫(yī)學(xué)生理學(xué)角度給出飲酒數(shù)量的判定方法，然后在少量飲酒及大量飲酒的情況下，記錄駕駛員各項(xiàng)生理指標(biāo)。通過對飲酒后駕駛員生理指標(biāo)分析，得出駕駛員在酒后駕車時各項(xiàng)生理指標(biāo)的變化趨勢。并最終結(jié)合實(shí)際分析飲酒駕駛對安全駕駛的危害。
參考文獻(xiàn)：
[1]CollinsW.E. and ChilesW.D.Laboratory Performanceduring Acute Alcohol Intoxication and Hangover.Human Factors， 1980，22： 445-62.
[2]長山泰久ドヲイバの-心理學(xué)-運(yùn)センスの養(yǎng)成と防衛(wèi)運(yùn)P63-65，企業(yè)開發(fā)センタ-交通問題研究室，1993.
[3]Dunbar JA. A Quiet Massacre： A review of drinking and driving in United Kingdom. London， Institute of Alcchol Studies.1985.
[4]Lukas， S.E.， Mendelson， J.H.and Benedikt， R.A.Instrumental analysis of ethanol-induced intoxication in human males.Psychopharmacology， 1986，89： 8-13.
[5]Zador PL. Alcohol-related relative risk and fatal driver injuries in relation to driver age and sex. J Stud Alcohol， 1991， 52：302-310.
[6]樂意泓，松永勝也，江上嘉實(shí).太田喬和北村文昭自控?cái)z入小劑量酒精影響熟練駕駛行為的實(shí)驗(yàn)研究[J].心理科學(xué)，1999，2： 120-123.
