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    Plan

    Plan détaillé Texte intégral I – Introduction II – Résultats de la première phase (condition statique) III – Capteurs et systèmes d’acquisition IV – Données physiologiques V – Observation de l’activité VI – Méthode VII – Analyse des paramètres physiologiques et de l’Observation VIII – Analyse des paramètres du véhicule IX – Conclusion Bibliographie Auteurs

    Vigilance et transports

    Ce livre est recensé par

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    Table des matières

    Vigilance du conducteur automobile sur autoroute

    B. Cointot, Ph. Gabon, A. Coblentz, E. Boisvert, P. Siarry, Y. Mevel, S. Bourhis et J.-P. Faidy

    p. 349-354

    Résumés

    Le bilan de l’insécurité routière tant en France qu’à l’étranger reste lourd malgré les améliorations apportées aux véhicules et à l’infrastructure routière. L’assoupissement et la fatigue sont deux des principales causes d’accident. La conception d’un système de prévention des baisses de vigilance au volant exige la connaissance du comportement du conducteur. L’étude présentée a pour objectif de développer une méthode d’analyse du comportement du conducteur en vue de caractériser, par l’intermédiaire des effecteurs véhicule, les baisses de vigilance de ce dernier. Le niveau de vigilance a été évalué par des mesures physiologiques (EEG, EOG). Cette étude a montré l’importance des informations angle-volant, vitesse, action sur la pédale d’accélérateur, maintien de la trajectoire. Certaines règles de variation de comportement du conducteur en rapport avec des variations du niveau d’éveil pourraient éventuellement être appréhendées par ce type de recherche.

    The link existing between vigilance of car’s driver and security has been established for a long time. For twenty years, many improvements in road System have reduced a great number of accidents linked with road equipment. But drowsiness of a car’s driver is a rather frequent behaviour. It is certainly furthered by monotonous driving such as on motorway. The conception of System of low vigilance detection in order to prevent their apparition needs to understand the driver behaviour. The aim of the current research is to develop a method that permits to characterize the driver behaviour by mean of sensors placed at the interface between car and driver, the behaviour of driver. The vigilance levels have been evaluated by physiological parameters: EEG and EOG. We have in evidence the importance of some parameters: wheel angle, speed, action on accelerator pedal, trajectory.

    Texte intégral Bibliographie Références Auteurs

    Texte intégral

    I – Introduction

    1Le lien existant entre la vigilance du conducteur et la sécurité a été établi depuis longtemps. Au cours des vingt dernières années, de nombreux aménagements ont été apportés à l’infrastructure routière réduisant ainsi le nombre d’accidents, de même la fiabilité des véhicules s’est considérablement accrue. Pourtant la fatigue et l’assoupissement restent les principales causes d’accident, ainsi on attribue plus de 200 morts par an à ces facteurs. Par ailleurs, il a été établi, que parmi les conducteurs qui effectuent des trajets de 500 à 600 km, plus de 80 % d’entre eux n’observent aucun arrêt. De nombreuses études portant sur la conception de systèmes de détection de l’hypovigilance ont déjà été réalisées tant par des laboratoires de recherche que par des constructeurs automobiles. Elles ont montré que l’approche monocapteur ne donnait généralement pas de résultats suffisamment fiables et reproductibles. C’est pourquoi, dans cette recherche menée conjointement entre le LAA, le groupe PSA-Peugeot-Citroën et l’École Centrale de Paris nous avons cherché à caractériser le comportement du conducteur par une approche multi capteurs.

    2Cette étude a été menée en deux phases. Une première phase, en condition statique, c’est-à-dire véhicule à l’arrêt, a permis de tester le protocole expérimental ainsi que les capteurs utilisés. Lors de la seconde phase, nous avons procédé à des expérimentations sur un trajet autoroutier monotone. L’analyse des données recueillies est présentée ci-après.

    3Dans cette recherche, le LAA a été en charge du traitement des critères physiologiques et de l’observation chronométrée des activités de conduite et des conditions d’environnement. L’équipement du véhicule et le traitement des paramètres véhicule ont été réalisés par l’ECP et PSA.

    II – Résultats de la première phase (condition statique)

    4L’étude de la bibliographie et l’analyse des systèmes déjà développés ont mis en évidence la nécessité d’une approche multi capteurs. Différents capteurs ont donc été implémentés au niveau de divers effecteurs du véhicule : volant, siège, porte du conducteur, accélérateur.

    5Le niveau de vigilance du conducteur a été évalué par l’intermédiaire de paramètres physiologiques : électroencéphalogramme (EEG) et électro-oculogramme (EOG). Six sujets ont été enregistrés au cours d’un test de conduite simulée d’une durée d’une heure, réalisé véhicule à l’arrêt.

    6Ces premières expérimentations ont permis de valider le protocole expérimental et de tester les capteurs intégrés dans le véhicule. Des modifications de comportement du conducteur en relation avec son niveau de vigilance ont également pu être mises en évidence.

    III – Capteurs et systèmes d’acquisition

    7Les capteurs suivants ont été implémentés dans un véhicule Peugeot 405 diesel :

    • 4 capteurs de pression (de type peau sensible du LAAS) autour du volant afin de mesurer les variations des pressions exercées par les mains,
    • 8 capteurs de pression (de type peau sensible) sur le siège pour étudier les changements de position du conducteur,
    • 1 capteur de pression (de type peau sensible) sur l’accotoir et I capteur sur le rebord de la fenêtre du conducteur,
    • 1 capteur angulaire pour la mesure de l’angle du volant,
    • 1 capteur angulaire pour la mesure de l’angle de la pédale d’accélérateur,
    • 1 capteur de vitesse,
    • 1 caméra CCD pour suivre la trajectoire du conducteur à partir de la reconnaissance des lignes blanches matérialisées sur la chaussée.

    8Les données sont enregistrées sur un compatible PC embarqué dans le véhicule. La fréquence d’échantillonnage est de 4 Hz, sauf pour la mesure de l’angle de la pédale d’accélérateur (16 Hz).

    9La figure 1 présente le synopsis de l’expérimentation.

    Figure 1. Equipement du véhicule et système d’acquisition

    Image

    IV – Données physiologiques

    10Les variations de vigilance sont déterminées à partir de l’EEG et l’EOG. Ces signaux sont enregistrés en continu sur un magnétophone portable (Medilog) puis numérisés et analysés en temps différé au LAA.

    11Les hypovigilances sont déterminées par une méthode semi-automatique développée au LAA et fondée sur l’analyse des puissances relatives des rythmes alpha et bêta. Une analyse visuelle secondaire vient confirmer les périodes de baisses de vigilance déterminées par le système automatique. Cette vérification visuelle secondaire a également pour but d’éliminer les tracés avec artefacts.

    V – Observation de l’activité

    12L’enregistrement des paramètres physiologiques ne peut s’affranchir d’une observation de l’activité du conducteur et des conditions d’environnement.

    13Cette observation est effectuée afin de permettre :

    • d’éliminer de l’analyse les parties de signal présentant des artefacts en raison des mouvements ou modifications importantes de posture,
    • d’établir la relation entre activité, comportement du conducteur et modification des paramètres physiologiques.

    14Pour caractériser le déroulement de la conduite, différents facteurs ont été considérés dans le codage :

    • la phase de conduite (route, autoroute, péage...),
    • l’activité du conducteur (doubler, ralentir...),
    • la signalisation autoroutière, la densité du trafic, l’état de la chaussée et les conditions météorologiques.

    15Cette observation est synchronisée avec l’enregistrement des différents paramètres.

    VI – Méthode

    16Six conducteurs masculins, âgés de 25 à 45 ans, ont été enregistrés. La durée du test est de 4 heures, entre 13 heures et 17 heures. Cette période a été retenue car elle est particulièrement favorable à la survenue d’hypovigilances. Les conducteurs ont effectué le trajet autoroutier Montlhéry-Salbris aller-retour, sans arrêt, sauf aux péages.

    17Trois conducteurs ont été enregistrés une fois ; deux, deux fois et deux, quatre fois afin d’étudier les variations intra et inter individuelles. Tous les conducteurs conduisent très régulièrement.

    18Afin d’assurer des conditions expérimentales identiques, il a été demandé aux conducteurs de respecter des consignes telles que : vitesse moyenne de 130 km/h, ne pas parler avec les autres passagers du véhicule, ne pas s’arrêter sauf aux péages.

    VII – Analyse des paramètres physiologiques et de l’Observation

    19Pour toutes les expérimentations, des hypovigilances ont pu être mises en évidence, elles sont variables en durée (30 s à 8 mn) et en intensité (de la faible hypovigilance à la somnolence).

    20Ces hypovigilances ont été corrélées avec l’activité du conducteur. À l’examen du tableau 1, on constate que dans 75 % des cas elles apparaissent au cours de périodes nécessitant a priori un niveau d’attention soutenue.

    Tableau 1. Pourcentage d’hypovigilances pour chaque type d’activité Résultats obtenus sur l’ensemble des trajets et des conducteurs

    ACTIVITÉS% HYPOVIGILANCES
    Entrée – Sortie station4,9
    Ralentir6,6
    Travaux7,3
    Entrée – Sortie autoroute13,7
    R.A.S.24,9
    Doubler42,3

    VIII – Analyse des paramètres du véhicule

    21L’analyse des paramètres enregistrés au niveau du véhicule a nécessité le développement de traitements statistiques spécifiques. Les paramètres statistiques suivants ont été calculés : moyenne, écart, dispersion, coefficients d’asymétrie et d’aplatissement.

    22Cette analyse a permis de mettre en évidence l’intérêt de certains paramètres, à savoir : la vitesse, l’angle du volant, l’angle de la pédale d’accélérateur et la trajectoire. Des règles de détection des baisses de vigilance à partir de ces paramètres pourraient être élaborées.

    23Des expérimentations complémentaires sont nécessaires pour parvenir à la définition d’un système de règles.

    IX – Conclusion

    24Cette seconde phase de l’étude a confirmé l’intérêt d’une méthode de détection des hypovigilances fondée sur un système de multicapteurs faisant intervenir plusieurs paramètres de caractérisation du comportement du conducteur.

    25À partir des informations données par les différents capteurs, il faut maintenant établir les règles permettant de différencier les états de baisses de vigilance. Ce système de règles devra être validé sur un large échantillon.

    Bibliographie

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    Coblentz, A., Cabon, P., & Ignazi, G. (1989). Human Operator Efficiency in Monotonous Transport Operations. Effects on Safety. SAGE Publications. https://doi.org/10.1177/154193128903301509
    Mollard, R., Coblentz, A., & Cabon, P. (1990). Vigilance in Transport Operations. Field Studies in Air Transport and Railways. SAGE Publications. https://doi.org/10.1177/154193129003401422
    Coblentz, A., Ph Cabon, and G. Ignazi. “Human Operator Efficiency in Monotonous Transport Operations. Effects on Safety”. Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting. SAGE Publications, October 1989. doi:10.1177/154193128903301509.
    Mollard, R., A. Coblentz, and Ph. Cabon. “Vigilance in Transport Operations. Field Studies in Air Transport and Railways”. Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting. SAGE Publications, October 1990. doi:10.1177/154193129003401422.
    Coblentz, A., et al. “Human Operator Efficiency in Monotonous Transport Operations. Effects on Safety”. Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting, vols. 33, nos. 15, SAGE Publications, Oct. 1989, pp. 941-5. Crossref, https://doi.org/10.1177/154193128903301509.
    Mollard, R., et al. “Vigilance in Transport Operations. Field Studies in Air Transport and Railways”. Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting, vols. 34, nos. 14, SAGE Publications, Oct. 1990, pp. 1062-6. Crossref, https://doi.org/10.1177/154193129003401422.

    Cette bibliographie a été enrichie de toutes les références bibliographiques automatiquement générées par Bilbo en utilisant Crossref.

    Références

    P. Gabon, A. Coblentz, R. Mollard, J.-P. Fouillot, Human vigilance in railways and long-haul flight operation. Ergonomics, vol. 36, n° 9, pp. 1019-1033.

    A. Coblentz, J.-P. Fouillot, R. Mollard, P. Gabon, Baisse de la vigilance et conscience de la situation des pilotes au cours de vols long-courriers. Situational Awareness in Aerospace Operations, Copenhague, 2-6 Octobre 1989, Neuilly-sur-Seine : AGARD, 1989. pp. 18.1-18.9.

    10.1177/154193128903301509 :

    A. Coblentz, P. gabon, G. Ignazi, Human operator efficiency in monotonous transport operations. Effects on safety. In : Proceedings of the 33th Annual Meeting of the Human Factors Society, Denver (Colorado), 16-20 octobre 1989. Santa Monica : The Human Factors Society, 1989. pp. 941-945.

    A. Coblentz, Vigilance et sécurité. Bulletin d’informations médicales de la SNCF, n° 166, 1990, pp. 12-27.

    J.-P. Faidy, Y. mevel, P. Siarry, B. Cointot, A. Coblentz, The detection of alertness level drop at the wheel : study of new behavioural parameters and associated sensors. In : XXIV FISITA Congress. 7-11 June 1992, London. Technical Papers. Safety, the vehicle and the road. Part 2. London : Mechanical Engineering Publications Limited, 1992. pp. 33-37.

    B. Cointot, A. Coblentz, R. mollard, P. Siarry, E. Boisvert, Y. Mevel, S. Bourhis, J.-P. Faidy, Detection of driver’s low vigilance periods on motorway. In : 26th ISATA Congress. 13-17 septembre 1993, Aix-la-Chapelle. Technical papers Advanced Transport Telematics / Intelligent Vehicule Highway Systems – Toward development and implémentation, 8 p.

    J.-P. Fouillot, A. Coblentz, P. gabon, R. Mollard, J.-J. Speyer, Étude du niveau d’éveil des équipages au cours de vols long-courriers. Comptes rendus des journées d’études sur le maintien de la vigilance dans les transports, Lyon-Bron, 18-19 octobre 1990, INRETS, 1990. pp. 19.1-19.27.

    L. Lebart, A. Morineau, N. Tabarol, Technique de la description statistique. Paris : Dunod, 1982.

    10.1177/154193129003401422 :

    R. Mollard, A. Coblentz, P. Gabon, Vigilance in transport operations. Field studies in air transport and railways. Proceedings of the 34th Annual Meeting of the Human Factors Society, Orlando, Florida, 8-12 octobre 1990.– Santa Monica : The Human Factors Society, 1990. pp. 1062-1066.

    R. Mollard, A. Coblentz, P. Cabon, Détection de l’hypovigilance chez les conducteurs de trains. Comptes rendus des journées d’études sur le maintien de la vigilance dans les transports, Lyon-Bron, 18-19 octobre 1990. INRETS, 1990. pp. 8.1-8.7.

    R. D. Ogilvie, R. T. Wilkinson, S. Allison, The detection of sleep onset, behavioural, physiological, and subjective convergence. Sleep, vol 12, n° 5, 1989, pp. 458-474.

    Auteurs

    • B. Cointot

      Laboratoire d’Anthropologie appliquée, Université Paris V, Paris, France

    • Ph. Gabon

      Laboratoire d’Anthropologie appliquée, Université Paris V, Paris, France

    • A. Coblentz

      Laboratoire d’Anthropologie appliquée, Université Paris V, Paris, France

    • E. Boisvert

      Laboratoire d’Electronique et de Physique appliquée, Ecole Centrale de Paris,
      Châtenay Malabry, France

    • P. Siarry

      Laboratoire d’Electronique et de Physique appliquée, Ecole Centrale de Paris,
      Châtenay Malabry, France

    • Y. Mevel

      Laboratoire d’Electronique et de Physique appliquée, Ecole Centrale de Paris,
      Châtenay Malabry, France

    • S. Bourhis

      Direction des Recherches et Affaires scientifiques, PSA, Vélizy, Villacoublay, France

    • J.-P. Faidy

      Direction des Recherches et Affaires scientifiques, PSA, Vélizy, Villacoublay, France

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    Cointot, B., Gabon, P., Coblentz, A., Boisvert, E., Siarry, P., Mevel, Y., … Faidy, J.-P. (1995). Vigilance du conducteur automobile sur autoroute. In M. Vallet & S. Khardi (éds.), Vigilance et transports. Lyon: Presses universitaires de Lyon. https://doi.org/10.4000/books.pul.40087
    Cointot, B., Ph. Gabon, A. Coblentz, E. Boisvert, P. Siarry, Y. Mevel, S. Bourhis, et J.-P. Faidy. « Vigilance du conducteur automobile sur autoroute ». In Vigilance et transports, édité par Michel Vallet et Salah Khardi. Lyon: Presses universitaires de Lyon, 1995. doi:10.4000/books.pul.40087.
    Cointot, B., et al. « Vigilance du conducteur automobile sur autoroute ». Vigilance et transports, édité par Michel Vallet et Salah Khardi, Presses universitaires de Lyon, 1995, https://doi.org/10.4000/books.pul.40087.

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    Vallet, M., & Khardi, S. (éds.). (1995). Vigilance et transports. Lyon: Presses universitaires de Lyon. https://doi.org/10.4000/books.pul.39427
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