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基于表面肌电的草原公路驾驶员颈部肌肉疲劳模型研究

马爱英  
【摘要】:据调查数据显示,截止2016年底,内蒙古自治区公路总里程已达到19万公里,并且其中大部分已建成公路和规划的待建公路都处于草原地区。草原地区人口密度低,地形地貌变化较小,草原公路途径村镇少、长直线多、平曲线半径大、交通量小,与其他公路相比具有明显的差异。驾驶员在草原公路行车时所受到的外界刺激少,操作转换频率低,使驾驶员处于"安静状态"中,容易导致驾驶疲劳,威胁到行车安全。本文针对具有明显地域特色的草原公路特征,从神经肌肉和人体的生物特性角度出发,结合典型草原公路实驾试验,采用能够很好地表征驾驶员肌肉疲劳的生理指标,对驾驶员行车时全程局部肌肉的表面肌电信号进行数据采集和分析,深入的分析了驾驶员颈部肌肉疲劳特点及影响因素,并在此基础上,建立在不同影响因素作用下驾驶员在草原公路行驶时颈部肌肉疲劳流变模型。对草原公路驾驶员颈部表面肌电信号频域指标及肌肉疲劳模型的变化规律进行研究,得出以下结论:(1)不同驾驶时间段对驾驶员颈部肌肉MF产生了不同程度的影响,其中在35~70min变化程度最大,建议驾驶员在70min左右的时候进行休息。(2)驾驶时间是影响颈部肌肉疲劳的一个重要因素,驾驶时间的增长使驾驶员颈部肌肉抗疲劳能力下降,会逐渐加深颈部肌肉疲劳。(3)性别对驾驶员的MF指标均值有显著影响,经过150min的驾驶规律分析,驾驶时间对女性驾驶员的影响较大,女性比男性更易发生疲劳。(4)在150min的驾驶时间内,驾驶时间对女性驾驶员的影响较大,驾驶经验对驾驶员的MF指标均值无显著影响,驾驶时间对非熟练驾驶员的影响较大。(5)针对性别和驾驶经验分别建立了草原公路驾驶员颈部肌肉疲劳流变模型,对于驾驶时间在150min范围内的,建议选择驾驶经验更丰富的男性的驾驶员。


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