疲劳驾驶国内外现状
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1.国内背景
近年随着汽车数量的增加和公路建设规模的扩大，交通事故等问题日益突出。中国是 人口最多的国家，道路交通事故死亡人数也是最高的国家，连续数年一直居世界第一位。 据公安部有关报告；2001 年中国交通事故死亡人数为 10 万人，而同年美国的数字为 4 万人， 日本为 1 万人。据全球各交通和警察部门的统计，2003 年全世界交通事故死亡人数为 50 万 人。其中，中国交通事故死亡人数为 10．4 万。我国交通事故的致死率也是世界最高的， 为 27．3％，而美国为 1．3％，日本只有 0．9％。拿两个规模相当的城市比较，北京的交 通事故致死率为 14％，东京则为 0．7％。我国每万辆车每年的死亡人数是法国的 5．8 倍， 是美国的 8．6 倍，是澳大利亚和瑞典的 10 倍，是日本的 17．7 倍。但是，中国机动车保有 量仅为世界的 1．9％，交通事故死亡人数却占到了全球的 15％。交通事故也是造成未成年 人非正常死亡的最主要因素，是人类死亡的第五大杀手。据中国交通事故年鉴统计，
在实际应用中，人们更倾向于使用车载的、实时非接触式的疲劳检测装置，为了真正 解决机动车驾驶员疲劳状态的检测问题，世界许多专家和学者都进行了有益的探索，提出 了不少崭新的思想和方法。其中近些最具代表性有：
美国 lipling，Wang 和 Kanianthra 等测量眼睛的开闭、眼睛的运动和眼睛的生理学表 现形态来研究机动车驾驶员疲劳问题，认为利用眼睛来判断疲劳是非常恰当，并且也是行
2002 773137 675449 87.36 6495 0.84 109381 562074 33.24
2001 754919 654416 86.59 6107 0.81 105930 546485 30.88
2000 616971 516516 83.70 6209 1.00 93853 418721 26.69
劳检测的最好方法。表 2 疲劳识别技术比较 表 2 疲劳识别技术比较
检测技术
描述
检测的准 实用性 可扩展性
基于生 理现象的检 测方法
生 理信号
身 体反应
主要检测脑电波 、
眨眼频率 、心率 、脉搏
频率以及皮肤电压等的
变化
主要检测驾驶员头 部倾斜度 、身体姿势的 下垂度 、眼睛闭合的频 率、驾驶员掌控方向盘 的力度等的变化
2.3 国内外相关产品
(1)心跳速度检测 日本先锋公司开发出防止驾驶员开车打瞌睡的系统。该系统的核心技术之一是贴在 转向盘上的纸状心跳感应器。一般说来，人在打瞌睡之前，心跳速度下降，感应器每隔 15s 检测一次驾驶员的心跳速度，一旦确认驾驶员有睡意袭来，就通过改变音乐节奏等方式给 以警示。 (2)头部位置检测仪 该预警系统由澳大利亚人年设计和开发，主要是通过监视驾驶员在行驶过程中头部 的位移情况来判断其是否在打瞌睡。 (3)PERCLOS 系统 由 Carnegie Mellon 大学 Driving Research Center 研发的 PERCLOS 系统，该系统检测 单位时间内眼睛闭合程度超过 80％以上时问占总时间的百分比，并与预先设定的阈值进行 比较，从而提醒驾驶员注意行车安全。 (4)车道偏离报警系统 DAS2000 当驾驶员驾驶疲劳时，往往出现精神萎靡、注意力分散、反应迟钝等现象，且最容 易无意识地驶出中线或者偏离车道。2000 年，美国 Ellison Research Labs 实验室研制的 DAS2000 型路面警告系统，对车道标志线进行实时检测，当车辆偏离道路中线或车道标志 线时向驾驶员发出警告，提醒驾驶员注意行车安全。 (5)AWAKE 系统
2: 行业现状
2.1 国外研究成果
驾驶疲劳的研究分为主观和客观两种方法，主观的研究方法有主观调查表、驾驶员自 我记录、睡眠习惯调查表 、斯坦福睡眠尺度表四种。客观的方法有脑电图、眼电图、肌电 图、呼吸气流 、呼吸效果、动脉血液氧饱和时的温度和心电图等测量方法。尽管这些方法 是比较准确的，但是由于这些方法一般是在驾驶前或驾驶后测量，是超前或滞后的，而非 实时的，况且在驾驶室有限的空间内安置复杂的检测仪器也是十分困难的；而且驾驶员脱 离驾驶室或未进入驾驶室的精神状态是不同的，再精确的仪器其测量结果也会大受影响。 因此，开发一套车载的 、实时的、适用的、非接触式的驾驶员疲劳检测系统已成为国内外 专家学者共同追求的目标。
从表 1 可以看出，我国交通事故发生因驾驶员的情况因素尤为严重，在 2005 年竟然达 到了 92．69％。交通事故给我国国家财产和人民生命财产安全带来了巨大损失，几乎等于 整个教育科研经费的支出，相当于当年 GDP 的 2～3％。
欧美各国的交通事故统计分析表明，交通事故中有 80％--90％是人为的因素造成的。 根据美国印第安那大学对交通事故原因的综合调查研究，大约 85％的交通事故与驾驶员有 关，车辆的因素引起的事故约为 10％；而环境因素引起事故仅占 5％左右。在非正常死亡 之中，道路交通事故已成为名副其实的“第一杀手”
1996-2007 年中国道路交通事故情况统计如表 1：
表 1 1997—2007 年全国交通事故情况
年份 事故
驾驶员人为因素
死亡 受伤
（次） 事故 比重 疲劳驾驶 比重 人数 人数
直接财产 损失（亿
元）
2007 327209
81649 380442
12
2006 378781
89455 431139 14.90
2004 年，欧盟启动了一项被称为“AWAKE”的驾驶行为综合监控系统，该项目利用图 像、压力等多种传感器 ，旨在通过对驾驶员眼睑运动、视线方向、转向盘握紧力等驾驶状 态，及车道跟踪 、周边车距检测、油门加速度计和制动器的使用等的分析，来对疲劳驾驶 行为进行较为全面的检测和评价。
(6)驾驶员警示系统 2005 年，Volvo 汽车公司推出“驾驶员警示系统”来协助驾驶员提高行车安全。 它不断检测车辆行驶中的运动过程，记录驾驶员的驾驶行为，从而判断车辆是处于 有效控制状态还是失控状态，在驾驶员进入睡眠状态及时给予警示。 （7）国内产品 国内的一些科研机构和企业也推出一些防疲劳的装置，由于该领域技术门槛的 限制，包括南京 XX 公司产品，在原理方法及可靠性方面与国外的差距较大，实用性较差。
美国卡内基梅隆研究表明：机动车辆重大事故率 9．1％归因于驾驶员疲劳，而夜晚疲 劳驾驶重大事故率约达 19．9％。
英国交通研究实验室认为驾驶疲劳导致的路面交通事故占全部交通事故率的 10％，研 究机构曾对 996 名载重汽车和 4621 名轿车男驾驶员跟踪调查，发现 29％的驾驶员在开车 时打磕睡，其中 10％的驾驶员因为疲劳导致事故。
我国在驾驶员疲劳的研究相对较晚，主要集中在高等院校的理论研究与探讨，在 2003 年前后国内只有清华大学、上海交通大学，中国农业大学，西南交通大学等少数几个高校 在进行这方面的研究。2003 年以后，国内进行驾驶员疲劳研究的单位显著增多，如吉林大 学、江苏大学、重庆大学、浙江大学、东北大学、福州大学、北京工业大学等都有学者从 事这方面的研究工作，并取得了一些成果，这些成果主要体现为算法、理论和原型系统， 在真实的驾驶环境场景很难实施和推广，目前这些高校尚没有实用驾驶员疲劳检测系统和 产品在在得到推广应用。
百度文库
1999 412860 351881 85.23 4748 1.15 83529 286080 21.24
1998 346129 291618 84.30 4745 1.40 78067 222721 19.30
1997 304217 254426 83.60 4464 1.50 73861 190128 18.46
2005 450254 417355 92.69 5782 1.28 98738 469911 18.84
2004 567753 465083 89.80 7927 1.53 99217 451810 27.75
2003 667507 576162 86.32 7767 1.16 104372 494174 33.69
之有效的方法。这种方法最根本的前提条件是眼睛的生理学表现形态能够充分提供机动车
驾驶员的警觉状态的信息，眼睛的视觉表现行为能够被测量。
美国联邦公路管理局在技术论坛上首先提出把 PERCLOS(单位时间内眼睛闭合时间所 占的百分率)作为预测机动车驾驶员驾驶疲劳的可行方法，并推荐 PERCLOS 作为未来驾驶疲
确性 很好
很好
很差
一般
好 很好
基于操控行为的 检测方法
检测各种操控器 （如：方向盘、加速器、
刹车踏板 、档位等 ）的 变换
好
很好
很差
基于驾驶员反应
的检测方法 基于行驶条件的
检测方法
定期检查驾驶员的 反应
检测行驶时间以及 行驶条件 （白天或者晚 上、行驶速度等 ）
好 很差
很
差 好
很好 很好
2.2 国内研究成果
近年随着汽车数量的增加和公路建设规模的扩大，交通事故等问题日益突出。中国是 人口最多的国家，道路交通事故死亡人数也是最高的国家，连续数年一直居世界第一位。 据公安部有关报告；2001 年中国交通事故死亡人数为 10 万人，而同年美国的数字为 4 万人， 日本为 1 万人。据全球各交通和警察部门的统计，2003 年全世界交通事故死亡人数为 50 万 人。其中，中国交通事故死亡人数为 10．4 万。我国交通事故的致死率也是世界最高的， 为 27．3％，而美国为 1．3％，日本只有 0．9％。拿两个规模相当的城市比较，北京的交 通事故致死率为 14％，东京则为 0．7％。我国每万辆车每年的死亡人数是法国的 5．8 倍， 是美国的 8．6 倍，是澳大利亚和瑞典的 10 倍，是日本的 17．7 倍。但是，中国机动车保有 量仅为世界的 1．9％，交通事故死亡人数却占到了全球的 15％。交通事故也是造成未成年 人非正常死亡的最主要因素，是人类死亡的第五大杀手。据中国交通事故年鉴统计，
在实际应用中，人们更倾向于使用车载的、实时非接触式的疲劳检测装置，为了真正 解决机动车驾驶员疲劳状态的检测问题，世界许多专家和学者都进行了有益的探索，提出 了不少崭新的思想和方法。其中近些最具代表性有：
美国 lipling，Wang 和 Kanianthra 等测量眼睛的开闭、眼睛的运动和眼睛的生理学表 现形态来研究机动车驾驶员疲劳问题，认为利用眼睛来判断疲劳是非常恰当，并且也是行
2002 773137 675449 87.36 6495 0.84 109381 562074 33.24
2001 754919 654416 86.59 6107 0.81 105930 546485 30.88
2000 616971 516516 83.70 6209 1.00 93853 418721 26.69
劳检测的最好方法。表 2 疲劳识别技术比较 表 2 疲劳识别技术比较
检测技术
描述
检测的准 实用性 可扩展性
基于生 理现象的检 测方法
生 理信号
身 体反应
主要检测脑电波 、
眨眼频率 、心率 、脉搏
频率以及皮肤电压等的
变化
主要检测驾驶员头 部倾斜度 、身体姿势的 下垂度 、眼睛闭合的频 率、驾驶员掌控方向盘 的力度等的变化
2.3 国内外相关产品
(1)心跳速度检测 日本先锋公司开发出防止驾驶员开车打瞌睡的系统。该系统的核心技术之一是贴在 转向盘上的纸状心跳感应器。一般说来，人在打瞌睡之前，心跳速度下降，感应器每隔 15s 检测一次驾驶员的心跳速度，一旦确认驾驶员有睡意袭来，就通过改变音乐节奏等方式给 以警示。 (2)头部位置检测仪 该预警系统由澳大利亚人年设计和开发，主要是通过监视驾驶员在行驶过程中头部 的位移情况来判断其是否在打瞌睡。 (3)PERCLOS 系统 由 Carnegie Mellon 大学 Driving Research Center 研发的 PERCLOS 系统，该系统检测 单位时间内眼睛闭合程度超过 80％以上时问占总时间的百分比，并与预先设定的阈值进行 比较，从而提醒驾驶员注意行车安全。 (4)车道偏离报警系统 DAS2000 当驾驶员驾驶疲劳时，往往出现精神萎靡、注意力分散、反应迟钝等现象，且最容 易无意识地驶出中线或者偏离车道。2000 年，美国 Ellison Research Labs 实验室研制的 DAS2000 型路面警告系统，对车道标志线进行实时检测，当车辆偏离道路中线或车道标志 线时向驾驶员发出警告，提醒驾驶员注意行车安全。 (5)AWAKE 系统
2: 行业现状
2.1 国外研究成果
驾驶疲劳的研究分为主观和客观两种方法，主观的研究方法有主观调查表、驾驶员自 我记录、睡眠习惯调查表 、斯坦福睡眠尺度表四种。客观的方法有脑电图、眼电图、肌电 图、呼吸气流 、呼吸效果、动脉血液氧饱和时的温度和心电图等测量方法。尽管这些方法 是比较准确的，但是由于这些方法一般是在驾驶前或驾驶后测量，是超前或滞后的，而非 实时的，况且在驾驶室有限的空间内安置复杂的检测仪器也是十分困难的；而且驾驶员脱 离驾驶室或未进入驾驶室的精神状态是不同的，再精确的仪器其测量结果也会大受影响。 因此，开发一套车载的 、实时的、适用的、非接触式的驾驶员疲劳检测系统已成为国内外 专家学者共同追求的目标。
从表 1 可以看出，我国交通事故发生因驾驶员的情况因素尤为严重，在 2005 年竟然达 到了 92．69％。交通事故给我国国家财产和人民生命财产安全带来了巨大损失，几乎等于 整个教育科研经费的支出，相当于当年 GDP 的 2～3％。
欧美各国的交通事故统计分析表明，交通事故中有 80％--90％是人为的因素造成的。 根据美国印第安那大学对交通事故原因的综合调查研究，大约 85％的交通事故与驾驶员有 关，车辆的因素引起的事故约为 10％；而环境因素引起事故仅占 5％左右。在非正常死亡 之中，道路交通事故已成为名副其实的“第一杀手”
1996-2007 年中国道路交通事故情况统计如表 1：
表 1 1997—2007 年全国交通事故情况
年份 事故
驾驶员人为因素
死亡 受伤
（次） 事故 比重 疲劳驾驶 比重 人数 人数
直接财产 损失（亿
元）
2007 327209
81649 380442
12
2006 378781
89455 431139 14.90
2004 年，欧盟启动了一项被称为“AWAKE”的驾驶行为综合监控系统，该项目利用图 像、压力等多种传感器 ，旨在通过对驾驶员眼睑运动、视线方向、转向盘握紧力等驾驶状 态，及车道跟踪 、周边车距检测、油门加速度计和制动器的使用等的分析，来对疲劳驾驶 行为进行较为全面的检测和评价。
(6)驾驶员警示系统 2005 年，Volvo 汽车公司推出“驾驶员警示系统”来协助驾驶员提高行车安全。 它不断检测车辆行驶中的运动过程，记录驾驶员的驾驶行为，从而判断车辆是处于 有效控制状态还是失控状态，在驾驶员进入睡眠状态及时给予警示。 （7）国内产品 国内的一些科研机构和企业也推出一些防疲劳的装置，由于该领域技术门槛的 限制，包括南京 XX 公司产品，在原理方法及可靠性方面与国外的差距较大，实用性较差。
美国卡内基梅隆研究表明：机动车辆重大事故率 9．1％归因于驾驶员疲劳，而夜晚疲 劳驾驶重大事故率约达 19．9％。
英国交通研究实验室认为驾驶疲劳导致的路面交通事故占全部交通事故率的 10％，研 究机构曾对 996 名载重汽车和 4621 名轿车男驾驶员跟踪调查，发现 29％的驾驶员在开车 时打磕睡，其中 10％的驾驶员因为疲劳导致事故。
我国在驾驶员疲劳的研究相对较晚，主要集中在高等院校的理论研究与探讨，在 2003 年前后国内只有清华大学、上海交通大学，中国农业大学，西南交通大学等少数几个高校 在进行这方面的研究。2003 年以后，国内进行驾驶员疲劳研究的单位显著增多，如吉林大 学、江苏大学、重庆大学、浙江大学、东北大学、福州大学、北京工业大学等都有学者从 事这方面的研究工作，并取得了一些成果，这些成果主要体现为算法、理论和原型系统， 在真实的驾驶环境场景很难实施和推广，目前这些高校尚没有实用驾驶员疲劳检测系统和 产品在在得到推广应用。
百度文库
1999 412860 351881 85.23 4748 1.15 83529 286080 21.24
1998 346129 291618 84.30 4745 1.40 78067 222721 19.30
1997 304217 254426 83.60 4464 1.50 73861 190128 18.46
2005 450254 417355 92.69 5782 1.28 98738 469911 18.84
2004 567753 465083 89.80 7927 1.53 99217 451810 27.75
2003 667507 576162 86.32 7767 1.16 104372 494174 33.69
之有效的方法。这种方法最根本的前提条件是眼睛的生理学表现形态能够充分提供机动车
驾驶员的警觉状态的信息，眼睛的视觉表现行为能够被测量。
美国联邦公路管理局在技术论坛上首先提出把 PERCLOS(单位时间内眼睛闭合时间所 占的百分率)作为预测机动车驾驶员驾驶疲劳的可行方法，并推荐 PERCLOS 作为未来驾驶疲
确性 很好
很好
很差
一般
好 很好
基于操控行为的 检测方法
检测各种操控器 （如：方向盘、加速器、
刹车踏板 、档位等 ）的 变换
好
很好
很差
基于驾驶员反应
的检测方法 基于行驶条件的
检测方法
定期检查驾驶员的 反应
检测行驶时间以及 行驶条件 （白天或者晚 上、行驶速度等 ）
好 很差
很
差 好
很好 很好
2.2 国内研究成果