关键词：机车驾驶；疲劳检测；安全驾驶；计算机视觉；数字信号处理
一、概述
虽然近几年随着我国经济的发展和私家车的普及，人民的出行方式的得到了极大的改善。但是目前在我国，长途旅行人民选择的方式，依然主要是火车，由此可见铁路运输在我国占到的地位无可替代。正因为如此，铁路的安全就成为了其最重要的准则。根据统计调查得知：在我国造成铁路运输事故的因素有很多，但是这诸多因素之中，因为人为原因所造成事故足足占到38%。再对此进行更多的分析可以得知因为机车司机、乘务员等所造成的比例达到30%-40%。因为机车任务繁重，司机在工作时面临着巨大的工作压力和身体压力，在工作中很可能会造成其疲劳，因此对铁路机车司机驾驶疲劳的检测与研究是十分重要的。
二、机车驾驶疲劳分析
在我国，铁路机车的司机需要具有极高的专业水平和操作技术，只有这样才能够胜任这个职位，分析其特点，这种驾驶行为倾向于感知型劳动。在铁路上，司机操作驾驶的方法大致可以归为：司机在驾驶过程中，通过自己的感知不断得到铁路上的外部信息，自己通过大脑的分析，考虑机车行驶路线等因素，从而做出最合适的驾驶操作。
通过调查，在我国，铁路驾驶员的工作制度大多为轮换制度，日常的的工作划分为白班与夜班两大类方式，而也正式因为这个特点，成为了造成司机睡眠不规律，这很容易会造成司机疲劳驾驶。司机在工作中，同样还需要做到精神的高度集中，时刻关注机车的各项数据以及道路上的各种具体情况，而这很容易会造成司机用眼过度从而使得司机出现视觉疲劳。如果当铁路机车的司机进入到疲劳驾驶的状态中去，会直接拉低司机的各种感知能力以及大脑做出的判断力，具有很大的危害。
三、系统方法选择
如今，对于铁路机车疲劳驾驶这一情况，已经在社会中得到了极大的关注，从而对此进行了多项研究和分析。现在，对铁路机车司机进行疲劳检测的方法大致分为主观与客观两种监测方法。
（一）主观先验检测法
通过分析铁路机车司机日常的工作时间表，考虑到司机日常的休息状况和身体健康状况等诸多因素来判断铁路机车司机是否存在有疲劳驾驶的行为。这种方法在现在得到了很广泛的使用，但是这种方法也同样存在着极大的缺陷：检测时所得到信息的确定性存在极大的主观影响。因此，这种方法在预防司机疲劳驾驶上有着不错的作用，但是却无法从根本上杜绝疲劳驾驶这种工作问题。
（二）客观实时检测法
为了得到更加精准的数据，开始在司机的工作室进行一定的监控，充分利用科学设备对司机是否疲劳驾驶做到精准的把控。
1.接触式检测法
正如其名，利用各种接触的科学仪器设备，用类似体检的方式，来对司机的各项身体数据进行观察和检验，来确定该司机是否存在疲劳驾驶的行为。这种方法数据虽然精准，但是在操作中却并不十分便利。司机为了进行检测需要携带一定的接触仪器，而这无一不在司机紧张的工作之中增加更多心里压力。
2．非接触式检测法
考虑到接触式检测所带来的诸多不变，人们对其方法进行进一步的优化处理。一个人是否疲劳，眼睛是其最好的观察点。通过利用监控设备来观察机车司机的眼睛并以此作为判断依据，利用人体眼睛的状态并同时分析司机脸部图像，经过充分的运算分析，来判断铁路机车司机是够存在疲劳驾驶。这种方法存在较高的可操作性和精准度。
（三）硬件设备
通过利用利用普通的CCD摄像头和DSP图像处理系统，结合而这特点，设计利用被动视觉的机车驾驶疲劳实时检测系统。利用摄像头，对处在驾驶状况中的铁路机车司机进行实时拍摄，以此不断获取司机面部和脸部的数据图像。在得到数据后利用PERCLOS（眼睛闭合时间占特定时间的比例）方法的P80标准评测疲劳程度。最后，将所得到和计算的各种图像和数据，利用TMS230DM6437核心处理器进行最后的统筹，确定司机是否存在疲劳驾驶行为。
四、基于人眼状态特征提取的列车司机驾驶疲劳检测算法
（一）PERCLOS疲劳检测方法
通过充分的监控观察，对比司机的眨眼时间以及频率、以及面部表情和头部运动状况等9个方面来判断其是否疲劳。通过各种检测，该方法的的准确率相比较其他方法最高，而在其中P80准则与机车司机的疲劳程度具有极大的关系。因此在研究设计时，以P80来作为主要的判断准则。
在P80准则之下，当司机眼部闭合达到80%的时候，则视为闭合状态。因此在判断时，时间单位就时司机眼部的闭合次数。由此可利用计算公式：PERCLOS=130sec×framespersecond30secΣ[C（t）<0.2]，如果当PERCLOS的数值高于40%或者在连续3秒时间内，司机眼部处于闭眼状态，则认为该司机很可能在驾驶之中已经进入到疲劳状态，则此时应当对其进行疲劳驾驶警告信息。
（二）列车司机驾驶疲劳检测算法
该方法通过人脸检测、人眼定位、人眼特征提取、疲劳检测和预警处理等步骤，来判断司机是否存在疲劳驾驶行为。
五、驾驶疲劳检测系统软件设计
通过利用以设备驱动程序和疲劳检测应用程序为主要方面的检测系统，并利用其他设备和软件，来进行系统软件的开发和设计。ADI公司提供的基本系统服务程序为ADSP嵌入式系统提供了各种常见功能的软件库，偏于利用和使用。这也使得可以方便接入TMS230DM6437处理器的直接内存存取、中断控制器、标志控制器和定时器等硬件子系统。疲劳检测系统应用程序和设备驱动程序都是通过使用基本系统服务程序来实现有关工作。利用外部存储器控制和电源管理服务进行系统的初始化服务，完成对设备进行配置或改变处理器参数。使用中断、DMA和回调管理器来实现对系统流程管理机制。
六、总结
在我国铁路运输发达便利的今天，安全成为了我们最优先考虑的重要因素，为了能够真正做到保障乘客安全，我们应当关注和考虑铁路机车司机疲劳驾驶的问题。利用以上方法和技术来对铁路机车司机进行监控和检测，使得其具有一般计算机不能比肩的优越性和精准度。因此，在日常生活之中，我们应当注意检测方法的优化和检测软件系统的不断开发。同时也应当在主观上，对铁路机车司机进行一定的照顾，通过主观和客观两部分的充分结合，促进铁路机车司机疲劳驾驶问题可以得到有效的处理和解决，从而促进铁路运输安全的进一步提升，真正可以做到利国利民。
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