在高速公路交通系统中,路侧景观是不可忽视的重要因素,对保障行车安全有着重要的影响。而在我国西北的半荒漠化区域,地形起伏较缓,修建的公路线形指标良好,但同时也带来了路侧景观单调的问题。单调的路侧景观是诱发半荒漠化区域高速公路驾驶人疲劳驾驶的关键因素,直接影响了高速公路的行车安全,因此,研究半荒漠化区域高速公路路侧景观对驾驶疲劳的影响作用具有重要的工程意义。针对半荒漠化区域高速公路存在的疲劳驾驶问题,本文利用聚类分析技术对驾驶疲劳程度进行分级,分析半荒漠化区域驾驶疲劳的演变规律,并利用图像识别技术提出了基于天空比例的路侧景观量化方法,解决路侧景观的量化问题。在此基础上,分析了路侧景观对驾驶疲劳的影响,并据此提出了半荒漠化区域路侧景观单调路段的评价方法及改善措施,主要研究内容和创新性成果如下:(1)基于聚类技术对驾驶疲劳程度进行了分级,分析半荒漠化区域交通条件下的驾驶疲劳演变过程,结果表明:驾驶人的疲劳程度随着驾驶时间逐渐加深,且不同的试验路段中,驾驶人达到的疲劳程度不同;而驾驶人的疲劳程度并非一直保持不变,而是在外界信息影响和驾驶人自我调节作用下处于变化之中。(2)针对半荒漠化区域路侧景观特点,确定了行车视频中的天空比例值作为路侧景观量化指标,利用图像识别技术提出了基于天空比例值的路侧景观量化方法。结合各行车图像间的天空比例变化量提出了路侧景观刺激的定义方法,并采用聚类分析技术依据天空比例变化量的大小将路侧景观刺激的强度划分为三个强度等级。(3)结合心率数据和路侧景观刺激数据分析了路侧景观对驾驶疲劳的影响,结果表明:当路侧景观刺激频率至少为3次/分钟或路侧景观刺激强度至少为4级/分钟时,路侧景观刺激可以起到刺激驾驶人中枢神经以减缓疲劳累积进程的作用。分析路侧景观单调路段长度对驾驶疲劳的累积作用,确定了路侧景观单调路段的临界长度为6分钟驾驶行程。最后结合实例提出了半荒漠化区域路侧景观单调路段的评价方法及改善措施。本研究取得的主要研究成果为改善半荒漠化区域高速公路路侧景观单调而导致的疲劳驾驶问题提供了参考。