公交駕駛員狀態監測及緊急情況處理系統

趙 妍

(東北林業大學交通學院，黑龍江 哈爾濱 150040)

1 概述

近幾年來，公共汽車駕駛員因身體不適而出現意外的事件并不罕見，公共汽車駕駛員的狀態與所有乘客，以及來往行人的生命財產安全息息相關。由于長時間久坐與重復的工作模式，駕駛員極易出現疲勞和困倦的狀態。同時由于工作環境與工作方式的原因，心腦疾病成為了公共汽車駕駛員的職業病。因為汽車駕駛員的狀態關系到公共安全，所以對駕駛員的狀態進行檢測，并積極采取處理的措施十分必要。

針對減小公共汽車駕駛員的狀態，文獻[1]通過比較不同的工作模式對駕駛員疲勞程度的影響，得出通過合理安排工作與休息時間降低駕駛風險的觀點。從根本出發，使駕駛員處于較好的身體狀態，是解決公共汽車駕駛員出現不良狀態的關鍵方法。但是關于人員調動和休息時間的安排在現實中可能不那么靈活。因此，為了當此類問題發生后將人身財產安全損失降到最小，安裝監測及緊急狀況處理裝置是非常有必要的。

本文所介紹的緊急情況處理系統分為監測模塊、警示模塊、緊急制動模塊、報警模塊，當駕駛員出現困倦狀態時，車速會減慢，同時警報鈴聲1響起，使駕駛員清醒。當駕駛員感到身體不適時，可以按下方向盤下的急停按鈕，警報信號發出，使乘客及來往行人知情，以便進行駕駛員救治和乘客疏散。若傳感器監測到駕駛員出現失去意識的狀態時，緊急制動系統啟動，公共汽車熄火停下，同時警報響起并發送短信進行報警和請求救護車救援，同時發送位置信息。

2 方案設計

本系統具有監測駕駛員是否處于困倦、失去意識的功能，并可采取一系列的警示和處理措施，具體功能實現如下：

1)監測駕駛員所處的狀態：通過眼動儀監測駕駛員是否處于疲勞狀態，運用文獻[2]中所得出的判斷是否處于駕駛疲勞的方法，即:

(1)

當眼動儀監測不到駕駛員的狀態，同時發動機轉角傳感器和安裝于方向盤的握力傳感器30 s內接收到的信號沒有發生變化時，則判斷駕駛員處于失去意識的狀態。

2)依據駕駛員狀態發出警示信號。當駕駛員處于疲勞狀態時，駕駛座位附近的警報鈴聲1響起，當駕駛員集中精力后鈴聲停止。當駕駛員處于失去意識狀態時，公共汽車內位于中央的警報鈴2立即響起，提醒乘客駕駛員出現緊急情況，迅速對駕駛員進行救助和疏散。同時前后車燈一起閃爍，以提醒車外行人此車為非正常狀態運行。

3)由駕駛員使用緊急停車按鈕或公共汽車主動剎車：當駕駛員感到身體不適需要停車時，可以主動按下發動機下的急停按鈕，公共汽車就會主動進行緊急制動。若監測系統已經判斷出駕駛員處于失去意識的狀態，則汽車主動進行緊急制動。

4)報警請求救援：若駕駛員處于緊急狀態，此緊急處理系統將同時向110和120發送短信，并通過GPS系統發送公共汽車所在的具體經緯度位置，同時說明具體的情況。

該系統采用模塊化思路，系統可具體分為監測模塊、控制模塊、警示模塊、緊急制動模塊、報警模塊、電池模塊。監測模塊向控制模塊發送監測到的信息，由控制模塊根據信息做出判斷并向警示模塊、報警模塊、緊急制動模塊發出指令。具體的工作原理如圖1所示。

3 實現各模塊功能所用技術

3.1 監測模塊及控制模塊

在駕駛員的上方安裝眼動儀將接收到的信號傳給ECU，ECU將做出駕駛員正常駕駛、困倦、駕駛員非正常駕駛的判斷。公共汽車所具有的方向盤轉角傳感器將方向盤轉角的有關信息直接傳給ECU，在駕駛員有可能手持的方向盤包上握力傳感器，傳感器將握力信號發送給ECU。若根據眼動儀采集的信號ECU得出的式(1)的值大于0.15，則駕駛員處于困倦狀態，啟動駕駛員旁的蜂鳴器。若眼動儀監測不到駕駛員的眼動信號，且ECU接收到的握力傳感器和方向盤轉角傳感器的信號30 s內沒有變化則判斷駕駛員處于失去意識狀態，則啟動警示、剎車、報警裝置。

3.2 執行模塊

當駕駛員處于困倦狀態時，ECU向駕駛員旁的警示器1下達工作的命令，同時眼動儀對駕駛員狀態進行監測，當駕駛員脫離困倦狀態時，ECU接收傳感器信號向蜂鳴器下達停止工作的命令。當駕駛員處于昏迷狀態時，汽車啟動緊急剎車。緊急剎車是由ECU控制的電子制動輔助系統(EBA)工作實現的，同時當駕駛員需要緊急剎車時，也可直接按下位于方向盤下方的急停按鈕，使虛弱的駕駛員易于剎車，在剎車的同時公共汽車進行熄火。同時位于車廂中部的警報器2響起，聲音較高，前后車燈同時打開閃亮，對乘客及行人進行提醒。報警系統同時開始工作，采用GPRS通用分組無線服務技術系統向110，120發送報警及求助短信，系統采用GPS定位，給接警人員和救援人員提供車輛所在的精確位置信息，同時說明情況，縮短救援人員到達的時間，以使事件的損失達到最小。

4 結語

本文介紹了一種針對公共汽車駕駛員出現困倦、失去意識等情況的監測和緊急處理系統，在使公共汽車及時停下的同時警示乘客和行人，同時具有自動報警求救功能，可有效使此類緊急情況的發生對駕駛員、乘客、行人的損失達到最小。