矿车司机是个辛苦职业，而连续作业产生的疲劳问题则是威胁矿山安全的关键隐患之一。如今，随着科技的飞速发展，疲劳监测系统成为了矿山安全管理的新防线。从传统的人工经验判断，到如今借助先进的科技手段实时监测、精准预警，矿山疲劳监测走过了一条不断创新发展的道路。

疲劳监测：矿山安全的 “刚需”

矿山作业环境艰苦，工作时长往往较长，这使得疲劳成为困扰矿山从业者的一大难题。据相关研究，在典型的矿山车队中，15 - 30% 的司机存在未被诊断的睡眠障碍 ，这不仅导致每天数小时的生产力损失，还极大地增加了事故风险。其中，最常见的睡眠呼吸暂停低通气综合征（OSA），会使司机在睡眠中出现呼吸困难、血氧水平降低的情况，进而导致他们在工作时大脑昏沉、难以集中精力，时刻处于疲劳状态，犯错的概率也大幅增加。

长期以来，疲劳引发的事故给矿山企业带来了巨大的损失，人员伤亡、设备损坏、生产停滞等问题层出不穷。因此，寻求有效的疲劳监测与管理方案，成为矿山行业保障安全生产、提升运营效率的迫切需求。

国际市场上的主流 “选手”

卡特彼勒的 MineStar DSS 在全球疲劳检测系统市场中占据重要地位。自 2021 年起，卡特彼勒疲劳管理系统在全球的使用数量增长了 80%，其应用范围不仅涵盖采矿车队，还包括矿山使用的轻型车辆、移动维修车和巴士等辅助设备。

如今，DSS 5.0 版本已在市场上部署。该版本对头部位置跟踪、眼睛闭合跟踪和面部识别相关的底层算法进行了重大升级，配备的改进型摄像头在眼动追踪方面的精度也大大提高，如今甚至能够区分眼睛闭合是由于疲劳，还是因为眼睛干涩、瘙痒等原因。

在系统推广方面，卡特彼勒通常会从风险感知最高的大型采矿卡车和相关机器开始部署。如果是新用户，可能会先进行疲劳风险评估；而对于已在其他矿区使用该系统的采矿集团，则往往希望尽快部署以获取即时的安全效益。之后，部署范围会逐步扩展到其他车队车辆，如运水车、服务车，以及轻型车辆和员工巴士。不过，也有因员工巴士此前发生过疲劳相关事件，而优先在巴士上部署系统的情况。

对于像平地机这类操作人员并非始终朝前看的机器，卡特彼勒采取了改变或关闭分心设置的应对策略，未来还计划在这类机器上安装多个摄像头，以覆盖操作人员的主要位置。此外，该系统在处理操作人员佩戴头巾或口罩的情况时表现出色，能够通过一只眼睛的数据进行推断分析，这一功能在应对操作人员注意力更为分散的平地机和其他辅助机器时，发挥了重要作用。

Optalert 公司的 Eagle Industrial 系统独树一帜，它号称是市场上唯一的嗜睡预防系统，其核心优势在于采用了经过临床验证的约翰斯嗜睡量表（JDS）。这一医学指标能够在驾驶员陷入危险的疲劳状态之前，提前监测到嗜睡程度的变化，让安全管理人员在风险达到临界水平之前就做出反应，就如同烟雾探测器与全面防火计划相结合一样，起到预防为主的作用。

该系统基于可穿戴眼镜工作，通过镜框上的微型 LED 每秒 500 次测量操作人员的眼睑速度，从而准确测量其警觉程度。眼镜轻便，具备良好的紫外线防护功能，还配备了三种不同颜色的聚碳酸酯镜片，可适应不同的驾驶条件，并且能更换为处方镜片。

Optalert 的算法还能处理眼睑运动数据，预测参与者患睡眠障碍的可能性，准确率高达 96.6%，超过了市场上领先的智能手表产品。操作人员可以通过系统的大屏幕，一目了然地看到自己的嗜睡程度得分（0 - 10 分，JDS 评分），当得分接近高风险水平时，会有听觉警报提醒。平均而言，操作人员每 20 - 25 分钟就会查看一次自己的警觉程度。

Optalert 认为，基于人工智能的摄像头嗜睡检测系统只能对晚期嗜睡的可见迹象做出反应，此时驾驶员很可能已经处于危险边缘，这类系统更像是火灾报警器，侧重于事后报警。而他们的系统则更强调预防，从源头上降低风险。此外，Optalert 还提供睡眠障碍筛查测试的附加服务，通过数周时间被动监测驾驶员车队，无需干扰日常运营。在完成筛查后，现场管理人员会收到一份报告，指出哪些驾驶员最有可能患有睡眠障碍，鼓励他们寻求医学诊断和治疗。在过往的筛查中，Optalert 已经帮助许多驾驶员发现并治疗了睡眠障碍，有效提升了员工队伍的健康水平、警觉性和生产力。

在地下矿山作业中，由于环境特殊，传统的疲劳管理技术面临诸多挑战，如缺乏网络连接、部分地区不允许使用侵入性摄像头等。Fatigue Science 公司的 Readi 疲劳风险管理系统则为地下矿山的疲劳管理提供了创新解决方案。

该系统无需网络连接，就能为每位地下操作人员提供预测性疲劳评分。在墨西哥的一个地下矿山，由于上述原因，该矿山迫切需要一种既保障隐私又实用的疲劳管理系统，Readi 正好满足了这些需求。目前，该矿山有 153 名工人佩戴 ReadiWatches 来跟踪睡眠情况，中央控制中心会根据手表收集的睡眠数据计算操作人员的 ReadiScore 分数，并在每班工作前对工人的疲劳数据进行全面审查。如果操作人员的 ReadiScore 分数低于 70，将会被重新分配到地面工作或暂时离岗，以此确保只有状态良好的操作人员才能从事高风险的地下作业。

此外，主管还会与工人沟通，了解疲劳产生的原因，对于反复出现疲劳的情况，会将工人转介到诊所进行医学评估。Readi 还将成为矿山事故调查过程的重要工具，帮助分析疲劳是否是导致事故的潜在因素。主管通过 Readi 网络应用实时记录所有与疲劳相关的决策和应对措施，这有助于控制中心、主管和职业健康团队之间的沟通，确保疲劳相关问题得到及时有效的处理。即便没有网络连接，Readi 也能为每位操作人员提供逐小时的疲劳评分，在矿山的疲劳管理计划中发挥核心作用，这是其他系统难以做到的。

Hexagon（海克斯康）公司的 Operator Alertness System（OAS）在疲劳监测领域也颇具特色，它致力于将疲劳监测技术与防撞技术相融合。OAS 利用先进的计算机视觉技术，能够检测到微睡眠或分心等疲劳事件，并通过不显眼且操作友好的显示屏，为重型和轻型车辆的操作人员提供实时的疲劳和分心风险状态以及交通状况信息。

当系统检测到疲劳事件时，会在驾驶室内发出清晰的声音警报，以避免即将发生的事故；如果系统被篡改，还会提供视觉警报，操作人员也能通过驾驶室内的显示屏收到错误自动诊断信息。OAS 与 Hexagon 的 Collision Avoidance System（CAS）集成后，现有 CAS 装置可轻松升级为 OAS - HV。并且，随着最新版本 HxGN Personal Alert 的发布，OAS - HV 和 CAS 还可全面升级为行人检测功能；通过与 HxGN Tracking Radar 集成，能够升级障碍物检测功能；升级到 HxGN Vehicle Intervention System，还可为露天矿山提供车辆干预功能。

在澳大利亚塔斯马尼亚州的萨维奇河铁矿，Hexagon 于 2023 年成功部署了疲劳管理项目。该项目中的 OAS 系统有效解决了操作人员的疲劳问题，显著提升了矿山的安全措施，改善了操作人员的健康状况，提高了生产效率。OAS 系统实现了主动的疲劳监测，有助于营造无责备文化，支持操作人员并致力于改善他们的健康状况。操作人员也反馈，该系统让他们更加专注于工作，减少了因分心而导致事故的风险，并且认为警觉的操作人员能提高生产效率。

中国矿业大学（北京）的李诚信等人针对矿山人因事故中的疲劳因素展开深入研究，提出一套综合疲劳监测技术思路，并构建了涵盖感知层、计算层和判断层的监测系统。感知层通过多种装置全面采集矿工眼部、面部、头部、身体姿态、心率等疲劳特征；计算层运用层次分析法，科学赋予各特征指标权重，经复合判别得出疲劳程度；判断层将结果与相关标准匹配，对疲劳人员进行报警、记录并强制休息，符合标准者允许进入工作区。此外，基于该监测技术，从人、机、环、管四个维度提出了管控建议，如关注井下人员体力和脑力疲劳并采取相应缓解措施、优化人机结合面设计、改善井下环境、优化轮班制度与工间休息等，有力提升了矿山事故预防能力，助力智慧矿山安全管理。