基于模拟实验的酒精对驾驶人心理生理特性影响分析

张丽梅

摘要： 本文主要利用汽车驾驶仿真系统来模拟行驶条件，同时利用多通道生物生理仪测量驾驶员生理指标，从生理学角度给出饮酒的判断方法，通过对饮酒后驾驶员生理指标分析，得出驾驶员在酒后驾车时各项生理指标的变化趋势，结合实际分析饮酒驾驶对安全驾驶的危害。

Abstract： In this paper， an advanced vehicle driving simulation system， AutoSim AS1300 is used to simulate the driving environment.Meanwhile， a multi-channel physiological apparatus is used to record driver's physiological indicators. In drinking aspect， a common method of judging drink driving and fatigue driving from the physiological point of view is given. Through the analysis of the drunk driver's physiological indicators， the trends of the physiological indicators are obtained. Finally， the harm of drunk driving are analyzed.

关键词： 虚拟驾驶；驾驶员生理特征；酒后驾驶

Key words： simulated driving；driver's physiological characteristics；drink driving

中图分类号：U491.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）04-0200-04

0 引言

酒精是能够侵袭人体神经系统，通过破坏神经系统直接影响人的生理活动，比如降低驾驶员的触觉、认知、判断和操作等方面的控制能力，造成驾驶员情绪激动、反应迟钝、视觉障碍、心理扭曲，并且使其易疲劳，易发生操作失误。

由于饮酒驾驶是危险的违法行为，所以对于饮酒驾驶的研究，大多是统计性资料，在也有少数在非驾驶条件下进行的。上世纪七十年代，Zvlman注意到30%的道路交通事故的肇事司机都被查曾过量饮酒。1980年，W.E.Colling and W.D.Chiles测算：BAL在0.0～0.5‰范围内的事故构成率高达51.8%[1]。德国医生Fruedenberg对BAL及其对应的危险度（H）分别进行了测算，从表1所示测算结果来看危险度（H）随着BAL上升呈正加速增长的趋势[2]。J. A. Dunbar在1985年也曾承认该结论的准确性。[3]

1986年，S.E.Lukas，J.H.Mendelsona和R.A.Benedikt也针对432名肇事者和2015名非肇事者进行过BAL在0.0～0.5‰区间内事故构成率的研究，研究结果表明432名肇事者的BAL在0.0～0.5‰范围的构成率为77.5%，2015名非肇事者为91.3%[4]。单就研究结果来看，低位酒精含量似乎并不是构成事故的主要因素，因为这项研究也将BAL接近0.0‰的肇事者算作了样本采集对象，所以才得出“酒精含量并非是干扰驾驶行为的主要因素”的结论，实际并非如此。1991年，Zador通过一项路表调研得出一条有关事故发生率的结论：BAC每增加0.02%（g/ml），致死性碰撞事故就會以两倍的概率增长；从肇事驾驶者的年龄和性别来看，BAC为0的驾驶者致死性碰撞事故的危险性相比，BAC达到0.05%～0.09%的驾驶者导致事故危险性的概率高出9倍之多，尤其是在死亡单车事故中，后者比前者高出11倍[5]。1993年，Vingilis及其研究人员提出，全球范围内23%～66%的单车碰撞事故多为驾驶者过量饮酒所致。1999年，江上喜实、太田乔、北村文昭、松永胜也、乐竟泓也开展过相关实验研究并得出结论：人们无法根据经验推算出一个固定的酒精摄入量的安全范围，也就是说，即便少量饮酒的驾驶者也有可能发生严重的驾驶事故[6]。

1 饮酒驾驶判定方法

《中华人民共和国道路交通安全法》是我国国务院在2004年5月1日正式颁布实施的酒驾治理文件。当月月底，国家质量监督检验检疫局又发布了《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》（GB19522-2004）。该文件通过规定驾驶者酒精摄入量对酒后驾车行为进行了明确定义。该文件中提到，驾驶员每100ml血液中的酒精含量在20m～80mg（包括20mg），则认定为饮酒驾车，血液中酒精含量超过80mg的，则属于醉酒驾车行为。严格来讲，人体中每100ml血液中含到80mg酒精的情况，其量化情况会因所饮入的酒的类别而出现差异，具体差异详见表2。

2 饮酒后静止时驾驶员生理指标

实验中，驾驶员A、B、C分别饮用了一定数量酒精饮料（实验中采用的为啤酒2瓶）后，均处在饮酒状态。在驾驶员均处在静止状态下，实验室通过多通道生物生理仪分别采集其20s的生理指标数据分析其各自的时域及频域，经Matlab处理后，如图1至图6所示。

图1与图2为驾驶员A在饮酒后静止时生理指标。如图1所示，驾驶员A在饮用酒精后，RSP呈现出剧烈且不均匀的变化，变化范围达到700。相对而言，BVP所呈现的变化趋势比较规则，变化范围约为70，但频率明显上升。再看图2，驾驶员A饮酒后静止状态下，BVP在0.052处达到了最大值0.61×107，RSP在0.035以内的功率值都相当可观，可见RSP的输出功率已经很高。

图3、图4为B驾驶者饮酒后静止状态下的生理指标变化情况。先看图3，摄入酒精后的该名驾驶者的RSP呈现出剧烈的不均匀的变化，变化范围达到了60。其BVP变化情况相对规则，变化范围约为40，频率也呈上升趋势。再来看图4，这名驾驶者在饮酒后静止状态下，BVP在0.04及0.08处达到了最大值1.1×106，RSP在0.015以内的功率值较大，可见RSP的输出功率较高。

图5、图6为驾驶者C饮酒后静止状态下的生理指标变化情况。在图5中，这名在摄入含酒精的饮料后，RSP呈较为规则但十分明显的变化，变化范围达到75。BVP变化也比较规则，变化范围在37上下，频率有所上升。在图6中，这名驾驶者饮酒后静止状态下，BVP在0.052的位置上达到了最大值2.8×106，RSP在0.015以内的功率值较大，RSP呈较高的输出功率。

3 饮酒驾驶时驾驶员生理指标分析

三位驾驶员在饮酒后，在虚拟环境SimHighway中，驾驶车辆行驶，利用多通道生物生理仪，记录三位驾驶员在饮酒驾驶时的生理指标数据。分别截取20s的生理指标数据，进行分析，经Matlab处理后，如图7至12所示。

图7与图8为驾驶员A在饮酒驾驶时生理指标情况。如图7所示，驾驶员A在饮酒驾驶时，RSP变化不均匀，且会出现异常峰值，变化范围可达到450。BVP变化范围在30左右，变化比较规则，频率较高。如图8所示，驾驶员A在饮酒驾驶时，BVP在0.053处达到了最大值2×106，RSP在0.010以内的功率值较大，RSP的输出功率较高。

图9与图10为驾驶员B在饮酒驾驶时生理指标情况。如图9所示，驾驶员B在饮酒驾驶时，RSP变化不均匀，且会出现异常峰值，变化范围可达到200。BVP变化范围在35左右，变化比较规则，频率较高。如图10所示，驾驶员B在饮酒驾驶时，BVP在0.038处达到了最大值1.6×106，RSP在0.008以内及0.03至0.07范围内的功率值较大，RSP的输出功率较高。

图11与图12为驾驶员C在饮酒驾驶时生理指标情况。如图11所示，驾驶员C在饮酒驾驶时，RSP变化十分不规则，变化范围可达到850。BVP变化不规则，且出现异常峰值，范围在280左右。如图12所示，驾驶员C在饮酒驾驶时，BVP在0.043处达到了最大值5.9×106，RSP在0.07以内内的功率值较大，RSP的输出功率较高。

4 结论

从医学生理学角度给出饮酒数量的判定方法，然后在少量饮酒及大量饮酒的情况下，记录驾驶员各项生理指标。通过对饮酒后驾驶员生理指标分析，得出驾驶员在酒后驾车时各项生理指标的变化趋势。并最终结合实际分析饮酒驾驶对安全驾驶的危害。

参考文献：

[1]CollinsW.E. and ChilesW.D.Laboratory Performanceduring Acute Alcohol Intoxication and Hangover.Human Factors， 1980，22： 445-62.

[2]长山泰久ドヲイバの-心理学-运センスの养成と防卫运P63-65，企业开发センタ-交通问题研究室，1993.

[3]Dunbar JA. A Quiet Massacre： A review of drinking and driving in United Kingdom. London， Institute of Alcchol Studies.1985.

[4]Lukas， S.E.， Mendelson， J.H.and Benedikt， R.A.Instrumental analysis of ethanol-induced intoxication in human males.Psychopharmacology， 1986，89： 8-13.

[5]Zador PL. Alcohol-related relative risk and fatal driver injuries in relation to driver age and sex. J Stud Alcohol， 1991， 52：302-310.

[6]樂意泓，松永胜也，江上嘉实.太田乔和北村文昭自控摄入小剂量酒精影响熟练驾驶行为的实验研究[J].心理科学，1999，2： 120-123.