生理節律對北京市出租車司機駕駛疲勞的影響

張永寶 吳 祥講師 陳建武高級工程師 姚勇征講師

(1.中國地質大學(北京)工程技術學院，北京100083；2.中國安全生產科學研究院 職業危害研究所，北京 100029；3.中國礦業大學(北京)應急管理與安全工程學院，北京 100083)

0 引言

疲勞駕駛是一種不安全駕駛狀態，是導致道路交通事故的重要原因。Maclean等認為20%以上道路交通事故與司機駕駛疲勞有關；毛喆等提出駕駛疲勞造成的交通事故占總交通事故的20%左右，占特大交通事故40%以上。機動車司機在駕駛疲勞時會出現困倦、四肢無力、注意力不集中等癥狀，甚至會產生精神恍惚或體力透支，使其感知、判斷、操作能力下降，進而極易引發交通事故，因此駕駛疲勞是道路交通領域研究的重要內容。

生理節律，包括血壓、皮質醇和多種激素水平周期變化，這些波動會影響我們身心性能。一天內長時間的工作與晝夜生理節律關系密切，會影響與睡眠有關的疲勞。已有研究表明，長時間駕駛汽車的人容易產生疲勞，疲勞會影響駕駛員的警覺性，并增加精神負擔，從而進一步增大事故風險。針對疲勞的研究中，大多用量表作為測量工具，常見的有Epworth嗜睡量表、職業疲勞/體力恢復量表(OFER)。最近幾年，交通運輸行業中的疲勞作業行為越來越受到關注。Husain N A等對馬來西亞出租車司機進行疲勞問卷測量和安全動機自評，發現疲勞對于駕駛安全動機具有顯著影響；李軍等對昆明出租車司機問卷調查發現，肥胖的司機或工作時間超過9 h的司機更易產生疲勞且事故發生率較高。駕駛員的疲勞除了受到個體身體和心理差異因素影響外，還與駕駛員單調的工作環境有關。李都厚等認為睡眠不足和生理節律等因素是導致疲勞駕駛的主要原因，并指出休息放松的重要性；Ma L等提出一種出租車駕駛員疲勞相關的事故風險模型，可以幫助識別出高事故風險的司機；鄧院昌團隊構建了疲勞駕駛行為結構方程模型，從社會心理學角度探討影響司機疲勞駕駛行為的心理因素；盧章平等對一天中3個時段8名司機進行心電和腦電測量，通過構建的疲勞綜合評價指標確定疲勞等級，發現生理節律、駕駛時間、睡眠問題、工作枯燥以及個體差異等因素共同影響出租車司機的駕駛疲勞。以往關于生理節律和疲勞的研究，大多從醫學或心理學角度進行分析，一方面過多依賴問卷調查，缺少實證或實驗來保證研究的客觀性；另一方面大多是聚焦制造業工人等群體進行的長時間周期的分析，而對出租車司機每日短期生理節律和駕駛疲勞的研究還有待深入。

本文結合出租車司機駕駛時間長、睡眠時間短、工作過程單一枯燥的工作特點，在前期調研基礎上，借助3種疲勞測量儀器和半結構化訪談，綜合測定北京市出租車司機駕駛過程中生理節律和工作方式對駕駛疲勞的影響，以期減少駕駛疲勞，并為下一步實證和干預提供參考。

1 研究過程與方法

1.1 研究對象

對北京某出租汽車公司70名出租車司機進行問卷和訪談調查后，選擇其中15人作為測試樣本。15名被試者均為男性，年齡35～45歲，駕齡均大于5年，視力和聽力正常，具體指標，見表1。被試者自愿進行實驗測試，并承諾在每次實驗前24h內，無攝入酒、咖啡、濃茶、藥品等可能干擾生理指標測量的行為。

表1 司機的身體和工作數據

1.2 測試項目

對該15名出租車司機進行深度訪談，了解到出租車司機的疲勞主要表現為由于生理節律的周期性波動而在特定時間段出現明顯困倦、長時間駕駛導致的身體不適、單調的工作內容引起的倦怠，這與經典疲勞程度量表(Swedish Occupational Fatigue Inventory-25，SOFI-25)內容一致。因此有針對性地選取閃光融合頻率計、動作穩定器和視覺反應時測試儀3種疲勞測試儀器對出租車司機疲勞程度進行測試，并在每次測試后針對疲勞程度進行半結構化訪談以輔助實驗測試結果。

(1)閃光融合頻率實驗。選用BD-Ⅱ-118型閃光融合頻率計(Flicker Fusion Frequency Meter)，測量人的閃光融合臨界頻率，即視覺的視敏度(Visual Acuity，V)。視敏度可作為精神疲勞指標,視敏度的變化可衡量出租車司機疲勞程度的變化，即視敏度減小表明疲勞程度增強。

(2)動作穩定性實驗。選用BD-Ⅱ-304型動作穩定器(Motion Stabilizer)，測定手臂的動作穩定性(Action Stability，S)。動作穩定性被看作是衡量體力疲勞的指標，手臂動作穩定性的變化可以衡量出租車司機疲勞程度的變化，即手臂動作穩定性變差表明疲勞程度增強。

(3)視覺反應時實驗。選用BD-Ⅱ-511型視覺反應時測試儀(Visual Reaction-time Tester)，可以測量人從接受光刺激到按下按鈕的反應時間(Reaction Time，T)。反應時間被看作是一個衡量大腦皮層疲勞的指標，反應時間的變化可以衡量出租車司機疲勞程度的變化，即反應時間變長表明疲勞程度增強。

(4)半結構化訪談。單純的實驗測試雖然客觀、實時，但是受到被測者性格、情緒、適應性等因素影響。單一主觀判斷雖然簡單、方便，但客觀性差，存在一定局限性。根據出租車司機的駕駛特點及疲勞程度，本次研究制定半結構化訪談提綱。在每次完成實驗后，工作人員簡要詢問出租車司機困倦、身體不適以及倦怠3種因素對疲勞程度的影響，以及導致疲勞變化的主要原因。

1.3 實驗設計

(1)實驗準備。通過文獻閱讀和訪談調研，了解到出租車司機工作時間是早6點至晚20點，因此本研究要求司機師傅在工作日和休息日分別于6:00、8:00、10:00、12:00、13:00、14:00、16:00、18:00、20:00進行儀器測驗和半結構化訪談，并由工作人員做好記錄。為保證實驗結果盡可能反應即時狀態下的疲勞，無論是工作日還是休息日，出租車司機每日測試次數不超過2次，每位司機可以在若干天內完成工作日和休息日9個時間點的測試和后續訪談評分。

(2)3種實驗儀器綜合測評。研究發現單一指標信息在駕駛疲勞行為判定中具有局限性，所以本文綜合運用多指標信息融合共同判定駕駛疲勞程度，即閃光融合頻率計、通過動作穩定器、視覺反應時測試儀3種疲勞測試儀器，將實驗所得的視敏度、動作穩定性、反應時間整合為出租車司機疲勞程度指數(Fatigue Level Index，FI)。本文在實驗前進行大量模擬分析測試，發現一般人的手臂動作穩定性

S

為2.0～4.5mm，反應時間

T

為0.2～0.4s，視敏度

V

為23～33Hz，結合繆毅強等制定的工作疲勞狀態指數計算方法，定義FI=100-[40(4.5-

S

)+500(0.4-

T

)+10(

F

-23)]/3，表示在手臂動作穩定性

S

最佳2.0mm、反應時間

T

最短0.2s、視敏度

V

最高33Hz的情況下，出租車司機的FI為0，反之，手臂動作穩定性

S

為4.5mm、反應時間

T

最長0.4s、視敏度

V

最低23Hz的情況下，FI為100。需要強調的是，由于人個體的差異性，FI并不能反映出機體是否疲勞，而FI的變化趨勢則可以間接反映出機體疲勞程度波動情況，即FI增加疲勞程度加強。

(3)以訪談輔助實驗測試。本文采用實驗測試和半結構化訪談相結合的方法，即通過測試數據得到出租車司機疲勞波動規律并探索生理節律和工作方式與出租車司機駕駛疲勞的關系，通過半結構化訪談結果分析和驗證上述實驗測試結果。訪談提綱和內容參考前人的經典疲勞程度量表SOFI-25。

訪談過程：出租車司機在每一次實驗測試后，自愿接受工作人員訪談。由工作人員根據測試者的主觀回答對駕駛疲勞具體表現的困倦、身體不適、倦怠3個方面分別進行打分(0分表示沒有，10分表示程度很深)，取平均分作為疲勞訪談得分(The Fatigue Score of Interview，FS)。

訪談內容涉及困倦、身體狀況和倦怠3個維度，每個維度分別通過3個問題來測評，見表2。

表2 訪談維度和測評內容

(4)設置實驗組和空白組。為探索生理節律和工作方式對出租車司機駕駛疲勞的影響，采用自身對照的方法，設置實驗組和空白組。實驗組和空白組的測試對象都是這15名出租車司機，都在9個時間段接受測試，唯一區別在于空白組的測試在其休息日進行，被試者沒有處于工作狀態，而實驗組的被試者在測試前處于工作狀態。被試者在休息日不能進行劇烈的體力和腦力勞動，并與實驗組盡量保持相同作息規律，最后在與實驗組相同的時間與地點接受實驗測試和半結構化訪談。

2 實驗結果

去除3組不完整測試數據后，共得到12名出租車司機完整、有效數據，統計疲勞程度指數與主觀疲勞得分，對實驗組和空白組的疲勞程度指數進行配對樣本T檢驗。為保證測試者的隱私，出租車司機姓名將用字母代替。

2.1 出租車司機FI與FS的相關分析

分別對12名出租車司機在實驗組和空白組中的疲勞程度指數與疲勞訪談得分進行分析，見表3、4。相關系數越高，表明疲勞程度指數與疲勞問卷所反映的疲勞程度波動規律越一致。

表3 實驗組出租車司機FI與FS相關分析結果

表3和表4結果顯示：在實驗組中9名司機相關系數在0.5以上，屬顯著相關水平；B、E、L司機的相關系數在0.3～0.5之間，屬低度相關；在空白組中8名司機的相關系數在0.5以上，屬顯著相關水平；B、D、E、I司機的相關系數在0.3～0.5之間，屬低度相關。

表4 空白組出租車司機FI與FS的相關分析結果

由于A、C、F、G、H、J、K這7名司機在實驗組和空白組中的疲勞程度指數均得到了主觀疲勞得分的顯著支持，為保證測試數據的準確性，本文選取這7名司機的疲勞程度指數進行生理節律和工作方式與出租車司機駕駛疲勞關系的實證研究。

2.2 出租車司機在實驗組和空白組FI的配對樣本T檢驗

為探索生理節律和工作方式對出租車司機駕駛疲勞的影響，將上述7名司機在實驗組和空白組中的疲勞程度指數均值進行統計和分析。統計結果和趨勢分析圖，如下圖。

從下圖發現，8:00是司機疲勞程度最低點，8:00之前疲勞程度短暫降低，8:00之后，疲勞程度迅速增加。處于休息狀態的空白組，全天的身體不適和倦怠處于較低水平，幾乎穩定不變。13:00附近是實驗組和空白組疲勞程度指數的分界點。在13:00之前，空白組的困倦程度反而較高，在13:00后，實驗組的困倦程度迅速增加，并超過空白組。身體不適和倦怠2組疲勞程度指數在13:00以前實驗組和空白組之間差異性較低，13:00后差異增大，具體表現為實驗組的身體不適和倦怠迅速增加，而空白組這2項幾乎保持穩定。

圖 實驗組和空白組的疲勞程度指數變化趨勢

為繼續精確判斷2組疲勞程度指數的關系，本文接下來分6:00～13:00和13:00～20:00 2個時段，分別對7名出租車司機的2組疲勞程度指數進行

T

檢驗(見表5、6)，并結合半結構化疲勞訪談結果，對上述判斷進行驗證。

表5 7名出租車司機在實驗組和空白組FI的配對樣本T檢驗結果(6:00～13:00)

表5是在6:00～13:00，7名出租車司機在實驗組和空白組中疲勞程度指數配對樣本

T

檢驗的結果，結果顯示7名司機的Sig高于0.05，不存在顯著性差異，即出租車司機在實驗組和空白組中的疲勞程度指數差異性很低。另外上圖中，與生理節律相關的困倦平均得分最高，實驗組和空白組的平均值分別為5.3分和5.8分，且呈相同的U型變化；而與工作方式相關的身體不適的平均值分別為1.8分和0.6分、倦怠的平均值分別為1.9分和0.8分，從以上2點可以推斷：在6:00～13:00，出租車司機的駕駛疲勞主要受到生理節律的影響，困倦感則是駕駛疲勞的顯著特征。表6是在13:00～20:00，7名出租車司機在實驗組和空白組中疲勞程度指數

T

檢驗的結果，結果顯示：7名司機的Sig低于0.05，存在顯著性差異，即出租車司機在實驗組和空白組中的疲勞程度指數差異性很高。同樣從上圖中，實驗組和空白組中與工作方式相關的身體不適平均得分分別為6.1分和0.8分、倦怠平均得分分別為4.5分和0.9分，與生理節律相關的困倦平均得分分別為6.5分和5.5分，從以上2點可以推斷：在13:00～20:00，出租車司機的駕駛疲勞主要受到自身工作方式和生理節律的聯合影響。

表6 7名出租車司機在實驗組和空白組FI的配對樣本T檢驗結果(13:00～20:00)

3 討論

出租車司機6:00～7:00正處于生理節律的低谷期，人體各種狀態都處在逐步恢復過程中，困倦感比較強，經過一段時間的調整與恢復，8:00～10:00成為駕駛狀態較為理想的時段。出租車司機在12:00～13:00受到生理節律的影響而出現嗜睡、打瞌睡等困倦現象，具體原因可能有2點:首先是午間行車，司機因饑餓而出現困倦感；其次是13:00剛好為出租車司機午餐后時段，司機午餐后體內大量血液作用于胃腸等消化器官，腦部供血相對減少，因此會出現一段時間的困倦感。6:00～13:00時段，工作方式對出租車司機疲勞的影響不大，因為該時段出租車司機的身體機能良好，對駕駛狀態尚不構成突出影響。研究還發現:6:00～13:00時段實驗組疲勞程度指數中困倦得分要低于空白組。換句話說，處于休息日的司機，在該時間段反而表現出比工作日更強的困倦感。這是因為出租車司機要經常根據道路交通環境迅速地做出行車反應，始終集中注意力和保持警覺性，這在一定程度上瓦解了困倦感，提高了機體的生理狀態。鑒于此，可以判斷出租車司機在6:00～13:00的駕駛過程中，生理節律是導致其駕駛疲勞的主要因素，而困倦感則是駕駛疲勞的顯著特征。

工作方式引起的身體不適和倦怠在13:00～20:00開始顯現并呈現增強趨勢。由于出租車司機長期保持固定的工作姿勢，容易出現手臂麻木、關節僵硬、頭暈腦痛等不適癥狀。另外由于出租車司機長期保持著高度注意力和警覺性，加之駕駛動作反復、連續，使其心理發生變化，表現為對駕駛工作的倦怠，如對乘客漠不關心、注意力分散、心情枯燥等。因此出租車司機工作方式會造成的是體力和腦力混合疲勞。13:00～20:00時段，生理節律對司機疲勞的影響同樣不容忽視，出租車司機在該時間段存在較多嗜睡、打哈欠行為,不同于上一時段，本時段實驗組疲勞訪談中困倦得分明顯高于空白組。這是因為正常情況下人的困倦感受生理節律的調節，如果出租車司機長時間以違背生理節律為代價進行駕駛工作并刻意避免困倦，致使睡眠時間不足或睡眠質量不高，則反而會加劇困倦感。鑒于此，可以判斷出租車司機在13:00～20:00的駕駛過程中，工作方式和生理節律是導致其駕駛疲勞的主要因素，而身體不適、缺乏動力、困倦感則是駕駛疲勞的顯著特征。

從以上結果可以得出，出租車駕駛員的生理節律和工作方式確實會在一定程度影響駕駛過程中的疲勞，并且與出租車司機實際工作情況大致吻合。然而由于被試群體的特殊性和較少的實測人數，雖然我們對70名出租車司機進行問卷和半結構化訪談，大致了解行業特點，但是只有12人完整地完成3組疲勞試驗。導致數據無法詳盡地研究出租車駕駛員的性別、駕齡、人格特質與生理節律情況和工作情況之間的關系。其次，出租車司機產生疲勞的第一現場是車輛，到實驗地點接受試驗，實驗數據是否能夠高效反應駕駛員生理狀態還有待進一步研究。由于出租車駕駛員疲勞發生在出租車內，所以后期將開展針對出租車司機駕駛過程中疲勞的實證研究。盡管這項研究存在一些不足，但是作為對出租車駕駛員疲勞與駕駛安全的初步研究，仍然具有積極意義。筆者希望本研究的過程和結果能有助于提高全社會對出租車司機工作疲勞的影響因素的認識，能夠為相關領域的理論和實證研究提供借鑒。

4 結論

(1)綜合來看，8:00是司機疲勞程度的最低點，8:00之前疲勞程度短暫降低，8:00之后，疲勞程度迅速增加。13:00是反應出租車司機疲勞特征的關鍵點。在13:00之前，處于休息狀態的出租車司機困倦程度反而較高，在13:00后，工作狀態的出租車司機的困倦程度迅速增加，并超過休息狀態的司機。在休息狀態下，司機全天的身體不適和倦怠穩定在較低水平。

(2)7:00～13:00，生理節律是導致駕駛疲勞的主要因素，困倦感是該時段疲勞的顯著特征，而工作方式對疲勞的影響比較小，在一定程度上可以緩解困倦特征。因此出租車司機應盡量避免因生理節律造成的在駕駛過程中出現的困倦感。

(3)13:00～20:00，工作方式和生理節律共同導致駕駛疲勞，困倦、身體不適以及倦怠是該時段疲勞的顯著特征。長時間單調的工作方式不僅會導致明顯的身體不適和倦怠，還會加劇疲勞困倦感，因此出租車司機要適當調整工作方式以減輕對駕駛疲勞的影響。