一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法及系统，该方法通过构建回归模型预测公交司机应对突发状况的能力。其中，模型输入分为心理状态和技术能力两个部分，心理状态通过心电信号解构提取的SAI

【技术实现步骤摘要】
一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法及系统


[0001]本专利技术涉涉及心理学领域和计算机领域，具体涉及一种公交车公交车驾驶安全预警方法及系统。

技术介绍

[0002]公共交通领域中，公交车司机遇到的突发状况是最为频繁的，而公交司机的情绪状态会直接影响突发状况的处理能力及处理后的平静速度，直接影响公交车的驾驶安全；在公交司机情绪不稳定，不适合继续工作时，应该及时预警并调换驾驶员，然而目前并没有准确的监测手段来实时监测公交司机的工作状态，也没有相关的预警机制和方法。
[0003]由于上述原因，本专利技术人对激惹情绪做了深入研究，具体分析激惹情绪的形成原因、影响因素和该情绪对紧急情况处理能力的影响关系，以期待设计出一种能够解决上述问题的公交车驾驶安全预警方法及系统。

技术实现思路

[0004]为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法及系统，该方法通过构建回归模型预测公交司机应对突发状况的能力。其中，模型输入分为心理状态和技术能力两个部分，心理状态通过心电信号解构提取的SAI
‑
PAI比值序列表征司机在突发事件到来之前的紧张状态，技术水平通过测试评价获取，输出分为突发事件完成度、响应及恢复时间三部分，用于表示司机突发事件应对成功的程度，反映时间和突发事件过后心理状态恢复的时间，将其合并为能力值集合，从而获得回归模型；在此基础上将实施获得的心电信号和该司机的技术水平评分输入到回归模型中，获得该公交司机真实能力值，再结合预先设定的阈值，在发现该值低于阈值时，及时发出报警信息，通知公交公司，以便于及时处置，确保安全，从而完成本专利技术。
[0005]具体来说，本专利技术的目的在于提供一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法，该方法包括如下步骤：
[0006]步骤1，选择一定数量的被试公交司机进行模拟测试获得每位公交司机对应的技术水平评分，并且构建适用于公交司机突发事件应对能力评估的回归模型M
i
；
[0007]步骤2，在被试公交司机的实际驾驶过程中，实时监测获得该公交司机的心电时序信号，通过加窗解构得到交感/副交感比值序列；
[0008]步骤3，将步骤2中获得的交感/副交感比值序列与步骤1中获得的公交司机技术水平评分结合，基于回归模型M
i
，得到该公交司机真实能力值；
[0009]当该真实能力值低于预设的阈值时，发出报警信息。
[0010]其中，在所述步骤1中：
[0011]选择m名被试公交司机，依次令每名公交司机在模拟测试场景驾驶公交车；其中任意一名公交司机的模拟测试过程如下：
[0012]在驾驶初期，公交司机处于平静状态5分钟，随后引入一级突发事件由公交司
机执行应对操作，并对公交司机的执行情况做出评分，之后令公交司机继续驾驶，在公交司机恢复平静状态1～3分钟后，再引入二级突发事件由公交司机执行应对操作，并对公交司机的执行情况做出评分，之后令公交司机继续驾驶，在公交司机恢复平静状态1～3分钟后，再引入三级突发事件重复上述操作，直到引入l级突发事件由公交司机执行应对操作，并对公交司机的执行情况做出评分，之后令公交司机继续驾驶，在公交司机恢复平静状态后该公交司机的模拟测试完成，再为该公交司机的整体技术水平做一个综合评分，即为技术水平评分。
[0013]其中，在所述步骤1中：在公交司机的模拟测试过程中，通过可穿戴设备实时获取公交司机的心电时序信号数据，引入拉盖尔正交函数将其解构为交感神经序列和副交感神经序列，进一步获得交感/副交感比值序列p；
[0014]优选地，在模拟测试过程中，针对任意一个突发事件e
i
，都记录e
i
引入之前的比值序列P
i,j
、出现突发事件至公交司机执行应对操作的反应时间t
i1
、公交司机执行应对操作处理突发事件后至公交司机恢复平静状态所用时间t
i2
、该突发事件的完成度ω
i
。
[0015]其中，在所述步骤1中：对P
i,j
做加窗操作，将获得的序列作为第一输入，将该公交司机在模拟测试过程中获得技术水平评分作为第二输入，将t
i1
、t
i2
和ω
i
加权得到的能力值集合S
i,j
作为输出，形成适用于公交司机突发事件应对能力评估的回归模型M
i
，并对该回归模型进行参数调优。
[0016]其中，在步骤1中，所述预设的阈值设置为0.6～0.9，优选地设置为0.65～0.8。
[0017]其中，在所述步骤1中：在每次引入突发事件后，都通过至少5位评委各自独立地为公交司机执行的应对操作做出评分，取平均分作为该公交司机的该次突发事件的完成度ω
i
；
[0018]在评委评分时，综合考量处理措施的及时性和规范性，还要考量有无交通事故，总分值在[0,1]之间。
[0019]其中，通过下式(1)进行加权获得能力值集合S
i,j
：
[0020]S
i,j
＝a
·
t
i1
+b
·
t
i2
+c
·
ω
i
ꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0021]其中，加权的权重a+b+c＝1。
[0022]本专利技术还提供一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警系统，其特征在于，
[0023]该系统采用上文所述的方法为公交车驾驶安全做出预警。
[0024]本专利技术所具有的有益效果包括：
[0025](1)根据本专利技术提供的基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法，所述方法采集驾驶员的心电信号，利用评估模型进行情绪评价，实现实时检测驾驶员的情绪状态，基于无侵入指标，不会影响驾驶人的正常驾驶，将个体差异性指标加入神经网络的输入特征，基于拉盖尔自回归模型调优不断学习驾驶员的评价指标，极大地提高了驾驶员激惹情绪评估的准确率，即极大地提高了报警信息的准确性和及时性；
[0026](2)根据本专利技术提供的基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法，该方法响应时间短，可以实现实时判断驾驶员的激惹情绪并及时发出预警信息，降低交通事故的发生概率。
附图说明
[0027]图1示出根据本专利技术一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法的整体逻辑图。
具体实施方式
[0028]下面通过附图和实施例对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0029]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0030]根据本专利技术提供的，如图1中所示，一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1，选择预定数量的被试公交司机进行模拟测试，获得每位公交司机对应的技术水平评分，并且构建适用于公交司机突发事件应对能力评估的回归模型M
i
；步骤2，在被试公交司机的实际驾驶过程中，实时监测获得该公交司机的心电时序信号，通过加窗解构得到交感/副交感比值序列；步骤3，将步骤2中获得的交感/副交感比值序列与步骤1中获得的公交司机技术水平评分结合，基于回归模型M
i
，得到该公交司机真实能力值；当该真实能力值低于预设的阈值时，发出报警信息。2.根据权利要求1所述的基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法，其特征在于，在所述步骤1中：选择m名被试公交司机，依次令每名公交司机在模拟测试场景驾驶公交车；其中任意一名公交司机的模拟测试过程如下：在驾驶初期，公交司机处于平静状态5分钟，随后引入一级突发事件由公交司机执行应对操作，并对公交司机的执行情况做出评分，之后令公交司机继续驾驶，在公交司机恢复平静状态1～3分钟后，再引入二级突发事件由公交司机执行应对操作，并对公交司机的执行情况做出评分，之后令公交司机继续驾驶，在公交司机恢复平静状态1～3分钟后，再引入三级突发事件重复上述操作，直到引入l级突发事件由公交司机执行应对操作，并对公交司机的执行情况做出评分，之后令公交司机继续驾驶，在公交司机恢复平静状态后该公交司机的模拟测试完成，再为该公交司机的整体技术水平做一个综合评分，即为技术水平评分。3.根据权利要求2所述的基于心电信号的公交车驾驶安全预警方法，其特征在于，在所述步骤1中：在公交司机的模拟测试过程中，通过可穿戴设备实时获取公交司机的心电时序信号数据，引入拉盖尔正交函数将其解构为交感神经序列和副交感神经序列，进一步获得交感/副交感比值序列p；优选地，在模拟测试过程中，针对任意一个突发事件e
i
，都记录e
i
引入之前的比值序列P
i,j
、出现突发事件至公交司机执行应对操作的反应时间t

【专利技术属性】
技术研发人员：李风华，刘正奎，晏阳，吴坎坎，
申请(专利权)人：中国科学院心理研究所，
类型：发明
国别省市：