夜间长途客车驾驶员操作行为差异性识别研究

发布时间：2020-11-11 16:00

　　 为避免长途客运班车2名驾驶员夜间疲劳驾驶,探讨基于操作行为差异性识别的驾驶时间和换班管理的方法。应用SPSS聚类方法,建立降维后夜间高速公路长途客车的油门踏板行程(TPS)和车速聚类指标体系,即车速15%分位、车速标准差、TPS的85%与15%分位差值的时域聚类指标,TPS和车速直流频谱值(DC)的频域聚类指标,TPS的DC与交流频谱值(AC)的15%分位、车速DC与最大AC的综合聚类指标,分析不同聚类指标下不同驾驶员的聚类特征。结果表明,在夜间高速公路自由流下,对同一辆客车不同驾驶时间段,同一名驾驶员聚类在同一组,不同驾驶员聚类在不同组。因此,同一辆客车当值驾驶员当前数据样本与该驾驶员历史数据样本连续聚类在同一组,说明该驾驶员连续驾驶;若下一组数据样本与前一名驾驶员数据样本聚类在另外一组,说明该驾驶员已经换班。对于高速公路非自由流下,同一名驾驶员不同驾驶时间段样本不能聚类在同一组。
【部分图文】：

崭髯缘钠谕?邓俸?轨迹驾驶。长途客车上2名驾驶员若不按时换班，易导致长时间连续疲劳驾驶。通过层次聚类识别不同驾驶员操作行为差异性，从而为驾驶员按时换班提供依据。因此，层次聚类分析有2个主要作用:1)在同一路段同一班车2名驾驶员m+k个样本，在不同工作日的m+n个样本同一驾驶员的多个样本聚类到同一组内，另一驾驶员k个样本聚类到另外一组，说明驾驶员在同一路段同一驾驶员操作行为特性是稳定的，不同驾驶员间存在差异性。2)可通过操作行为参数的层次聚类，判断驾驶员连续驾驶时间或是否按时换班，判断流程如图1所示。图1驾驶员换班状态判断流程图Fig．1Flowchartofdriver＇sstatejudgment·10·中国安全科学学报ChinaSafetyScienceJournal第24卷2014年

3综合Ｒ型聚类降维，选择变量V15%，VD，T85%－15%为操作行为聚类指标，进行驾驶员层次聚类分析。2．2驾驶员Q型聚类Q型聚类使具有相似特征的样本聚集在一起，使差异性大的样本分离开来。取每个驾驶员在该自由流路段上连续驾驶时间为2.0～2.5h，运行一次即为5个样本。为验证自由流相同路段下，同一驾驶员操作行为参数的同类特性，取一个驾驶员在该路段的4次运行的20个样本。为验证不同驾驶员操作行为特征的差异特性，取该路段的3名驾驶员进行聚类。总试验时间为55013s，共30个样本进行层次聚类分析。图2和表2为层次聚类后的树形图和驾驶员类成员表。其中驾驶员的含义为:驾驶员英文单词(driver)首字母+驾驶员姓名汉语拼音缩写字母+试验日期+连续驾驶样本序号(其他图表驾驶员含义相同)。图2驾驶员层次聚类分析的树形图Fig．2Treemapofdriver＇shierarchicalclusteringanalysis表2层次聚类分析的成员表Table2Drivermembershiptableofhierarchicalclustering驾驶员6组5组4组3组驾驶员6组5组4组3组D－LZY－801－11111D－WX－809－12222D－LZY－801－21111D－WX－809－22222D－LZY－801－31111D－WX－809－32222D－LZY－801－41111D－WX－809－42222D－LZY－801－51111D－WX－809－52222D－WX－807－12222D－WX－810－12222D－WX－807－22222D－WX－810－22222D－WX－807－32222D－WX－810－35432D－WX－807－43322D－WX－810－43322D－WX－807－52222D－WX－810－55432D－WX－808－14432D－WXN－730－16543D－WX－808－22222D－WXN－730－26543D－WX－808－32222D－WXN－730－36543D－WX－808－4

图3TPS和车速DC指标分布图Fig．3DCindicesdistributionofTPSandspeed从表4中可看出:Q型聚类操作行为差异性分析时，聚类3组到6组时，驾驶员D－LZY始终聚类在一组，而驾驶员D－WXN在聚类到5—6组时，第2个样本时间段的数据特征区别于该驾驶员其他3个样本时间段的数据特征，但仍区别于其他驾驶员。TPS和车速DC指标能实现不同驾驶员聚类在不同组，不同驾驶日期和驾驶时间的同一驾驶员聚类在同一组。3．3FFT的AC特征指标层次聚类TPS和车速AC信号指TPS和车速变化的快慢程度，定义变量T'和V'为不同频率的幅值，取不同TPS和车速的统计指标，见表5，进一步运用AC信息分析操作行为差异性。表5驾驶员操作行为参数统计指标和含义Table5Statisticalindicesofdriver'sbehaviorparametersandtheirmeanings指标含义指标含义T'0TPS_FFT常量值V'0车速FFT常量值T'15%15%分位TPS_FFT幅值V'15%15%分位车速FFT幅值T'50%50%分位TPS_FFT幅值V'50%50%分位车速FFT幅值T'maxTPS_FFT幅值最大值V'max车速FFT幅值最大值T'SDTPS_FFT幅值标准差V'SD车速FFT幅值标准差图4为试验时间段在2.0h的AC指标分布图。图4TPS和车速AC指标分布图Fig．4DistributionofACindicesofTPSandspeed表6为Ｒ型聚类对AC指标进行降维。频域交流分析时，一般重点分析AC信号的最大值，因此取T'm和V'm指标。表6TPS和车速AC指标Ｒ型聚类表Table6Ｒ-meansclusteringmembershipofACindicesofTPSandspeed指标4组3组2组指标4组3组2组T'15%111V'15%322T'50%111V'50%322T'm211V'm431T'D211V'D431表6降维后聚类指标取T'm，T'15%，V'm，V'15%等4个AC指标，Q型聚类结果?
【参考文献】

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【共引文献】

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