国内外大量事故统计数据表明,驾驶疲劳是引发高速公路交通事故的主要原因之一。相对于平原高速公路,驾驶员在线形复杂多变的山区高速公路上驾驶时,需要保持更加集中的注意力,驾驶强度也更大,导致驾驶疲劳事故多发,且事故后果严重。因此,为提高山区高速公路交通安全服务水平,有必要对山区高速公路的驾驶疲劳进行研究。而引发驾驶疲劳事故的原因有很多,除了驾驶时长、道路交通环境等因素外,昼夜生理节律也会对驾驶疲劳产生影响,具体表现为不同时段下驾驶员的觉醒水平不同,从而导致驾驶员在特定时段容易昏睡。但是,目前关于驾驶疲劳的研究主要侧重于驾驶时长方面,仅有少数学者分析了午后或夜间对疲劳的影响。因此,本文从昼夜生理节律出发,研究重点时段下驾驶员的心电、速度与加速度特征,并选取合适的驾驶疲劳程度表征指标,用于判定不同类型驾驶员在不同时段下的驾驶疲劳程度。本文的主要内容如下:首先,总结国内外学者对疲劳时段的论述,并分析了事故统计数据,确定了本文所研究的重点时段。同时,基于本文的研究目的,选取生理典型参数——心电以及操作行为典型参数——速度与加速度进行驾驶疲劳研究。此外,通过实车实验,采集了不同类型驾驶员在不同时段下的心电、速度与加速度以及主观疲劳状态评价数据。其次,运用统计学方法研究了不同类型驾驶员在不同时段下驾驶的心电以及速度与加速度特征的变化规律。心电方面重点分析了心率均值、低频和高频比值LF/HF的特征,速度与加速度方面重点分析了速度标准差、加速度绝对均值、加速度标准差的特征,并运用合适的检验方法,对各特征参数在不同时段、不同类型驾驶员的差异进行了分析。再次,根据相关性分析结果,选取相关性较强的速度标准差、加速度绝对均值、加速度标准差进行主成分分析,得到了操作行为典型参数综合指标。然后,基于该综合指标、心率均值和LF/HF,运用K均值聚类方法分析各指标与驾驶疲劳程度的关系,得到不同类型驾驶员的各指标在不同等级疲劳程度的阈值。据此,基于模糊综合评价方法建立了驾驶疲劳程度判定模型,得到不同类型驾驶员在不同时段下的驾驶疲劳指数。再将得到的疲劳指数与采集的主观疲劳评价结果进行对比,证实了两者具有较好的一致性。最后,从驾驶疲劳的智能监控和警示、驾驶行程安排、连续驾驶时间的科学制定等方面提出了本文研究成果的应用设想和建议,以期提高山区高速公路的行车安全。