И.С.Степанов, Ю.Ю.Покровский, В.В.Ломакин, Ю.Г. Москалева Влияние элементов системы водитель – автомобиль – дорога – среда и безопасность дорожного движения Под общей редакцией В.В. Ломакина Учебное пособие Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальности «Автомобиле- и тракторостроение» Москва 2011 1 УДК 659.113/.115:658.382.015.12:331.101.1 Степанов И.С., Покровский Ю.Ю., Ломакин В.В., Ю.Г. Москалева Влияние элементов системы водитель - автомобиль - дорога – среда на безопасность дорожного движения: Учебное пособие – М.: МГТУ «МАМИ», 2011. – 171 с. Рассмотрены вопросы надежности системы водитель-автомобиль- дорога-среда (ВАДС). Показано влияние ее отдельных элементов на безопасность дорожного движения. Даны рекомендации по обеспечению надежности системы ВАДС на стадиях проектирования и эксплуатации автомобиля. Предназначено для студентов высших и средних профессиональных учебных заведений, обучающихся на автомобильных специальностях, а также может быть полезно для инженерно-технических работников автомобильной отрасли. Рецензенты: заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор кафедры «Экология и БЖД» МГТУ «МАМИ» В.И. Ерохов, кафедра автомобили и автомобильное хозяйство Тульского государственного университета, зав. кафедрой к.т.н., профессор Н.Н. Фролов © И.С Степанов., Ю.Ю. Покровский, В И Ломакин, Ю.Г. Москалева 2 ВВЕДЕНИЕ Постоянное увеличение автомобильного парка приводит к увеличению плотности и интенсивности потоков транспортных средств. Повышение динамических свойств автомобилей, увеличение в потоке количества легковых автомобилей, управляемых их владельцами, не имеющими достаточных навыков управления, способствуют значительному увеличению аварийных ситуаций, приводящих к дорожно-транспортным происшествиям (ДТП). Ежегодно в результате ДТП в мире более 10 миллионов человек погибают и получают ранения. Аварийность на автомобильном транспорте – одна из острейших социально-экономических проблем, стоящих перед большинством стран с высоким уровнем автомобилизации. ДТП наносят обществу большой социально-экономический ущерб. Глобальные экономические потери составляют, по данным Всемирного Банка, около 500 млрд. долларов в год. Рис. В.1. Общий вид ДТП В России за 2009 год произошло без малого 204 тысячи аварий, а это на 6,7% меньше от показателей позапрошлого года. Интересным является тот факт, что за первое полугодие 2009 года, количество ДТП было больше чем во втором полугодии, а именно на 1,4%. Учитывая общее количество дорожно-транспортных происшествий, эта цифра стает существенной. Если говорить о количестве пострадавших в следствии ДТП, то количество людей, получивших ранения превысило 257 тыс. человек. Это конечно меньше на 5,1% от показателей 2008 года, но все же, это очень большое количество пострадавших. Получается, что каждый 10-й получивший ранение погибает в ДТП. Только за этот год на дорогах погибло 26 084 3 человека! Это количество превышает общее число погибших советских солдат, сражавшихся в Афганистане. Более чем в 12 тыс. случаях аварии произошли по вине водителей в нетрезвом состоянии. В ходе таких происшествий пострадали более 18 тыс. человек. Согласно Правилам учета ДТП, к ним относятся события, возникшее в процессе движения на дороге транспортного средства и с его участием, при котором погибли или ранены люди, повреждены транспортные средства, груз, сооружения. В настоящее время принята следующая классификация ДТП: - столкновение, когда движущиеся механические транспортные средства столкнулись между собой или с подвижным составом железных дорог; - опрокидывание, когда механическое транспортное средство потеряло устойчивость и опрокинулось. К этому виду происшествий не относятся опрокидывания, вызванные столкновением механических транспортных средств или наездами на неподвижные предметы; - наезд на пешехода, когда механическое транспортное средство наехало на человека, или он сам натолкнулся на движущееся механическое транспортное средство, получив травму; - наезд на велосипедиста, когда механическое транспортное средство наехало на человека, передвигавшегося на велосипеде (без подвесного двигателя), или он сам натолкнулся на движущееся механическое транспортное средство, получив травму; - наезд на стоящее транспортное средство, когда механическое транспортное средство наехало или ударилось о стоящее механическое транспортное средство; - наезд на неподвижное препятствие, когда механическое транспортное средство наехало или ударилось о неподвижный предмет (опору моста, столб, дерево, ограждение и т. п.); - наезд на гужевой транспорт, когда механическое транспортное средство наехало на упряжных, вьючных, верховых животных либо на повозки, транспортируемые этими животными; - наезд на животных, когда механическое транспортное средство наехало на диких или домашних животных; - падение пассажира, когда пассажир (любое лицо, кроме водителя, находящееся в транспортном средстве или на нем) упал с движущегося механического транспортного средства. К этому виду происшествий не относится падение, произошедшее при столкновении, опрокидывании механических транспортных средств или их наезде на неподвижные предметы; - прочие происшествия, т.е. происшествия, не относящиеся к перечисленным выше видам. К этому виду происшествий относятся сходы трамваев с рельсов (не вызвавшие столкновения или опрокидывания), падение перевозимого груза на людей и др. Кроме того, ДТП классифицируют по тяжести последствий, характеру (механизму), месту возникновения и т.д. 4 Наибольшей тяжестью последствий характеризуются наезды на пешеходов и столкновения, опрокидывания транспортных средств. В этих происшествиях из 100 пострадавших в среднем 15 человек погибают. К самым опасным для участников дорожного движения относятся столкновения транспортных средств и наезды на пешехода. Распределение основных видов ДТП представлено в табл. В.1. Таблица В.1 Распределение основных видов ДТП Статистика ДТП по России за ДТП Погибл Ранено 2009г. абс. уд.вес о Общее количество ДТП, число 203603 - 26084 257034 погибших и раненых ДТП и пострадавшие из-за 173312 85,1 21921 229560 нарушения ПДД водителями транспортных средств ДТП и пострадавшие из-за 12326 7,1 2217 18206 нарушения ПДД водителями транспортных средств в состоянии опьянения ДТП и пострадавшие из-за 11187 6,5 1436 15071 нарушения ПДД водителями транспортных средств юридических лиц ДТП и пострадавшие из-за 150220 86,7 19636 203113 нарушения ПДД водителями транспортных средств физических лиц ДТП и пострадавшие из-за 32435 15,9 5064 28896 нарушения ПДД пешеходами Количество ДТП с участием детей, 19970 9,8 846 20869 число погибших и раненых детей в возрасте до 16 лет ДТП и пострадавшие из-за 1389 0,7 252 1972 эксплуатации технически неисправных транспортных средств ДТП и пострадавшие из-за 38105 18,7 5098 48354 неудовлетворительного состояния улиц и дорог ДТП и пострадавшие с участием 10347 5,1 901 9884 неустановленных транспортных средств ДТП и пострадавшие с особо 166 - 524 1414 тяжкими последствиями 5 Всесторонний анализ всех видов ДТП невозможен без выявления факторов и причин, их вызывающих. Исходя и такого представления, ДТП необходимо рассматривать с системной точки зрения, а факторы, определяющие или сопутствующие происшествию, классифицировать в соответствии с комплексными свойствами системы «Водитель – автомобиль – дорога – окружающая среда» (ВАДС). 6 Глава 1. СИСТЕМА «ЧЕЛОВЕК – АВТОМОБИЛЬ – ДОРОГА – СРЕДА» Система (от греч. Systema – целое, соединенное из частей; соединение) – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Движение автомобиля по дороге или какой-либо другой местности можно рассматривать как функционирование системы «человек - машина - окружающая среда». В данном учебном пособии рассматривается движения автомобиля по дороге, что представляется системой «водитель – автомобиль – дорога – среда», которую обычно и обозначают аббревиатурой ВАДС. Любой системный объект в наиболее общем виде обладает следующими свойствами. ◦ Объект создается ради определенной цели и в процессе достижения этой цели функционирует и развивается (изменяется). Целью системы ВАДС является перевозка пассажиров и грузов, при этом происходят процессы движения, управления, технического обслуживания, ремонта и другие. ◦ В составе системного объекта имеется источник энергии и материалов для его функционирования и развития. Автомобиль имеет двигатель, он заправляется топливом и другими эксплуатационными материалами, водитель питается, дорога обрабатывается антиобледенительными составами. ◦ Системный объект – управляемая система, в нашем случае для этого имеется водитель, который пользуется информацией о дорожной обстановке, дорожной разметке, дорожных знаках и другой информацией. ◦ Объект состоит из взаимосвязанных компонентов, выполняющих определенные функции в его составе. ◦ Свойства системного объекта не исчерпываются суммой свойств его компонентов. Все компоненты системы ВАДС при их совместном функционировании обладают новым свойством, которое отсутствует у каждого входящего в систему компонента. Каждый из компонентов системы ВАДС может рассматриваться как система более низкого уровня. Таким образом, система обладает иерархией (от греч. hieros – священный и arche – власть), т.е. расположением частей целого в порядке от высшего к низшему. В свою очередь, система ВАДС входит в систему или системы более высокого уровня: транспортные системы региона, страны, мира, которые включают также другие средства транспорта (железнодорожный, водный, авиационный). Нарушения в работе каждого из компонентов системы ВАДС приводит к снижению ее эффективности (уменьшению скорости движения, немотивированным остановкам, увеличению расхода топлива) или к аварии (дорожно-транспортному происшествию – ДТП). 7 Упрощенная схема системы ВАДС представлена на рис. 1.1. Рис. 1.1. Схема системы «водитель – автомобиль – дорога – среда» (ВАДС) Основной характеристикой системы ВАДС является ее надежность. Вообще надежность объекта – свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям пользования, технологического обслуживания, ремонта. Надежность – сложное свойство, слагающееся из более простых (безотказности, ремонтопригодности, долговечности, сохраняемости). Смысловое значение каждого из упомянутых терминов оговорено соответствующими нормативными документами. В зависимости от вида объекта, надежность его может определяться всеми или частью перечисленных свойств. Для объекта «ВАДС» надежность зависит, прежде всего, от безотказности. Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени. Далее свойства элементов системы ВАДС рассмотрены более подробно. 8 Глава 2. ВОДИТЕЛЬ В большинстве развитых стран соответствующими организациями и учреждениями проводится анализ ДТП и определяется причина или причины, которые их вызвали. Естественно, что в разных странах и в разных регионах одной и той же страны дорожные, климатические и иные условия функционирования системы ВАДС существенно различаются, но имеются определенные общие закономерности. Можно считать установленным, что наименее надежным элементом системы ВАДС является человек. По некоторым данным, из-за ошибок человека – водителя и пешехода – происходит более 80% ДТП. Между человеком-пешеходом и человеком-водителем, как основными участниками дорожного движения, имеется существенное различие, обусловленное генетически: пешеход при ходьбе выполняет естественные движения и перемещается с естественной для него скоростью, водитель же совершает своеобразные рабочие движения с относительно небольшой нагрузкой, а скорость его перемещения в десятки раз больше естественной. Водитель в транспортном потоке вынужден действовать в навязанном ему темпе, последствия его решений в большинстве случаев необратимы, а ошибки имеют тяжелые последствия. В инженерной психологии существует понятие надежности человека- оператора, применительно к водителю – это способность безошибочно управлять автомобилем. Восприятие появляющихся перед водителем объектов начинается с их беглого осмотра, что дает примерно 15…20% информации, затем он сосредотачивается на каждом из них с детальным распознаванием, и это дает еще 70…80% информации. На основании полученной информации водитель создает в своем сознании динамическую информационную модель окружающего пространства, оценивает ее, прогнозирует развитие и производит действия, которые представляются ему адекватными развитию динамической модели. Деятельность водителя как оператора жестко лимитирована по времени. Он должен замечать информацию об окружающей обстановке, выделять из общего потока информации нужную и важную, опираясь на оперативную память запоминать текущие события, связывать их в единую цепочку и подготавливать их связь с предполагаемыми событиями, которые он может предвидеть. На каждом из этапов обработки поступающей водителю информации возможны специфические ошибки, приводящие к ДТП. В текущей деятельности водителя можно отметить четыре этапа: выделение источника информации, его оценка, принятие решения, реализация решения (управляющие воздействия на автомобиль). Каждый из этапов выражается вопросом, на который возможно три ответа: да, нет, ошибочно. На основании анализа действий водителей в нескольких сотнях ДТП составлена схема, приведенная на рис. 2.1. При этом было установлено, что основными причинами ДТП была замеченная, но не воспринятая информация (49%), а также неверно 9 Рис. 2.1. Схема принятия решения водителем и возможные ошибки истолкованная информация (41%). Если информация замечена, воспринята, правильно проанализирована, и предприняты верные и достаточные действия, то движение безопасно, т.е. система ВАДС функционирует безотказно. Способность к оценке и прогнозированию развития дорожной ситуации определяется многими характеристиками человека-водителя, некоторые из них рассмотрены ниже. С п о с о б н о с т и конкретного человека к управлению автомобилем, т.е. к его деятельности в качестве водителя – профессионала или любителя – различны. Каждый человек при получении документа на право управления автомобилем проходит медицинскую комиссию, которая оценивает его с точки зрения остроты зрения и слуха, возможностей опорно-двигательного аппарата и т.п. Надежность каждого человека-водителя как элемента системы ВАДС неодинакова, в большинстве случаев, к счастью, ему не приходится оценивать ее непосредственно. Общеизвестно, что определенный процент людей лишен музыкального слуха, и, напротив, некоторые люди обладают выдающимися музыкальными способностями. Таким же образом, некоторые люди весьма способны к достижению высоких результатов в каком-либо виде спорта, например, в футболе, но слабы как 10

Модель взаимодействия комплекса «водитель - автомобиль - дорога - среда»

Перемещение грузов и пассажиров по автомобильным дорогам - сложный производственный процесс с участием людей, автомобилей, дорожных сооружений и обустройств, на которые существенно влияют погодно-климатические условия. Эта совокупность может быть объединена в комплекс «водитель - автомобиль - дорога - среда» (ВАДС). В его структурной схеме можно выделить 12 прямых и обратных связей (1-12): водитель - автомобиль (ВА), автомобиль - водитель (АВ), автомобиль - дорога (АД), дорога - автомобиль (ДА) и другие (рис. 2.1 а).

Рис. 2.1. Комплекс ВАДС и иерархия его элементов и подсистем: а - структура комплекса; б - иерархия элементов и подсистем; в-укрупиеииая структура взаимодействия комплекса ВАДС и системы ДУ - ТП

В некоторых случаях приведенную совокупность расширяют и превращают в комплекс «человек - автомобиль - дорога - среда» (ЧАДС), имея в виду участие в дорожном движении пешеходов, пассажиров, работников дорожной службы, службы регулирования движения и т.д. Такое расширение вполне допустимо, но мало полезно для анализа сути дорожного движения, поскольку главным участником этого процесса из всех перечисленных является человек - водитель.

Комплекс ВАДС представляет собой иерархическую систему, в которой кроме парных связей между элементами и подсистемами существуют множественные связи, например ДАВ, СДА и т.д. (рис. 2.1 б) .

Эти связи описывают взаимные воздействия элементов системы. При системном анализе взаимодействия комплекса ВАДС приняты следующие понятия и определения.

Дорожные условия (ДУ) - совокупность геометрических параметров и транспортно-эксплуатационных качеств дороги, имеющих непосредственное отношение к движению, подразделяются на постоянные и переменные (временные и кратковременные) параметры и факторы.

К постоянным отнесены параметры и характеристики дорог, не меняющиеся в процессе эксплуатации или изменяющиеся очень редко (при реконструкции или капитальном ремонте): параметры продольного профиля, радиусы кривых в плане, длина прямых и кривых и др.

К переменным (временным или сезонным) отнесены параметры и характеристики дорог, изменяющиеся в результате сезонных колебаний метеорологических условий и качества содержания дороги: ровность и сцепные качества покрытия, фактическая ширина проезжей части и обочин, наличие и состояние съездов и пересечений, инженерного оборудования, видимость в плане и др.

К переменным кратковременным отнесены факторы, влияющие на режим и безопасность движения в течение краткого времени - от нескольких часов до одного месяца: осадки, туман, гололед, ветер, метеорологическая видимость и др.

С позиций восприятия дороги водителем термин «дорожные условия» полнее отражает объект его восприятия, тем более что каждый автомобиль проезжает по многим дорогам с различными характеристиками.

Транспортный поток (ТП) - совокупность отдельных движущихся по дороге автомобилей, управляемых водителями,

Состояние окружающей среды (С) - совокупность условий метеорологических или погодных в данный момент. Правильнее рассматривать здесь всю окружающую природную среду, включая рельеф местности, ландшафт, растительность и животный мир, что существенно усложняет анализ. По отношению к каждому автомобилю дорожные условия, транспортный поток и окружающая среда составляют условия движения.

Условия движения (УД) - реальная обстановка на дороге, в которой движется автомобиль в данный момент: дорожные условия, транспортный поток и состояние окружающей среды.

С учетом изложенного можно представить укрупненную схему структуры взаимодействия комплекса ВАДС, в которой главная роль принадлежит системе «дорожные условия - транспортные потоки» (систему «Д - У - Т - П») (рис. 2.1 в), каждый элемент которой отдельно и все вместе находятся под влиянием окружающей среды С.

Дорожное движение - результат взаимодействия комплекса «водитель - автомобиль - дорога - среда» как единого целого.

Режим движения характеризуется скоростью одиночных автомобилей и всего потока, интервалами между автомобилями в потоке (плотностью потока), числом обгонов, перестроений и их траекториями, режимом разгонов и торможений. Режим движения - главная выходная характеристика функционирования всего комплекса, которая интегрально отражает его эффективность и качество.

Функция, характеризующая режим i-го автомобиля,

где А/, - параметры, характеризующие данный автомобиль и данного водителя;

D и С - параметры, соответственно характеризующие дорогу и среду.

В условиях возрастающей интенсивности движения успешно обеспечить перевозочный процесс можно лишь при непрерывном совершенствовании дорог и организации дорожного движения. В связи с этим необходимо знать закономерности формирования транспортных потоков в различных дорожных условиях.

Объединение элементов дорожной и транспортной составляющих в подсистемы и единый комплекс позволяет анализировать роль каждого элемента в обеспечении надежного и эффективного функционирования всего комплекса.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

Система управления Система управления образуется тогда, когда ряд звеньев объединяется единой цепью передачи информации. Принципиальная структура такой системы управления приведена в виде схемы на рис. В.1. Условием образования системы управления является наличие цели управления. Система управления состоит не менее чем из трех звеньев: органа управления; средств, с помощью которых управляющие воздействия от органа управления передаются к объекту управления, и объекта управления. Принципиальным элементом системы управления является обратная связь - возвращение информации о результатах управления на вход органа управления. Обратная связь позволяет сравнить результат управления с заданием. Если они совпадают, управляющее действие не выполняется. При наличии рассогласования орган управления выполняет управляющие действия, направленные на устранение возникшего отклонения от требуемого значения. Управление означает достижение поставленной цели с наибольшей эффективностью.

3 слайд

Описание слайда:

Система управления автомобилем Применительно к автомобилю управление означает перевозку груза с минимальными затратами. Когда управление сводится к поддержанию постоянного уровня какого-либо параметра, например скорости или направления движения автомобиля, это называется регулированием. Принципиальной особенностью системы управления является то, что с ее созданием возникает новое свойство, которое присуще только данной системе, тогда как входящие в нее компоненты этого свойства не имеют. Таким новым свойством системы ВАД является активная безопасность движения. Она зависит от согласованности мастерства водителя с ездовыми свойствами автомобиля и дорожными условиями. Когда возможности автомобиля и хорошие дорожные условия не соответствуют мастерству водителя, безопасность снижается. Ездовые свойства автомобиля и дорожные условия улучшаются непрерывно, и чтобы в этих условиях обеспечивалась безопасность, необходимо постоянно повышать мастерство водителей.

4 слайд

Описание слайда:

5 слайд

Описание слайда:

Эффективность, безопасность и экологичность транспортного процесса Потребность в перемещении пассажиров и грузов определяет цель управления. Цель и условия, в которых необходимо действовать, формируют задачи, стоящие перед органом управления. Управление осуществляется на основе нормативно-правовой базы через министерства и ведомства, которые являются средствами управления. Объектом управления являются участники дорожного движения. К ним относятся: водители, велосипедисты, пешеходы, а также сотрудники ГИБДД, регулирующие движение. Результаты функционирования системы ВАД по каналу обратной связи возвращаются на вход органа управления. Сопоставление достигнутых результатов с поставленной задачей дает возможность оценивать правильность принятых решений и вносить необходимые коррективы. Органом управления в стране является правительство Российской Федерации. Основными ведомствами, которые занимаются проблемами безопасности движения, являются Минтранс, МВД и Министерство образования и науки РФ.

6 слайд

Описание слайда:

Система водитель-автомобиль Основным элементом системы ВАД является система водитель-автомобиль (ВА). Цель функционирования системы ВА - перемещение из пункта X в пункт Y. Условия движения формируют конкретные задачи, которые должен решать водитель и которые сводятся к изменению скорости и траектории движения ТС. Особенностью системы ВА является то, что в отличие от машиниста и пилота водитель сам формирует план действий, причем, как показывает статистика, именно на этой стадии возникает 85…90% ошибок, приводящих к ДТП, и безопасность дорожного движения поэтому значительно ниже, чем на железнодорожном и воздушном видах транспорта.

7 слайд

Описание слайда:

Рассмотрим структурную схему системы ВА, приведенную на рис. В.2. Исходя из цели управления и условий движения водитель формирует задачу: выбирает маршрут движения, определяет способ решения задачи (максимальная средняя скорость, максимальная эффективность, максимальная надежность). На формирование задачи большое влияние оказывает свойственный водителю стиль вождения (агрессивно-самоуверенный, спокойный и уверенным, неуверенный). В соответствии с поставленной задачей формируются планы действий в складывающихся дорожно-транспортныx ситуациях (ДТС): определяются скорость Vа, дистанция d и интервал b. На выбор плана действий влияют мастерство водителя, свойства автомобиля, дорожные условия.

8 слайд

Описание слайда:

Реализация плана действий выражается в перемещении органов управления автомобилем. В результате таких перемещений параметры движения автомобиля изменяются: перемещение педали скорости Sпc вызывает изменение тяговой силы Рт, что приводит к изменению скорости автомобиля Va. (За более чем сто лет существования автомобиля педаль скорости называли по разному: «педалью газа», «педалью дроссельной заслонки», «педалью подачи топлива», «акселератором». Мы будем называть ее «педалью скорости», потому что, перемещая эту педаль, водитель регулирует скорость автомобиля.)

9 слайд

Описание слайда:

10 слайд

Описание слайда:

Перемещение педали тормоза Sп.т создаст тормозную силу Ртр, вызывающую замедление движения, которое и изменяет скорость автомобиля. Поворот рулевого колеса αр приводит к повороту управляемых колес на угол θ, т.е. вызывает появление поперечного ускорения jy, что изменяет траекторию движения. При возникновении курсовой неустойчивости (заноса) или опасности опрокидывания водителю дополнительно приходится стабилизировать неустойчивость автомобиля. В этом случае задача, стоящая перед водителем, усложняется, а надежность управления снижается. Результат регулирования параметров движения автомобиля в виде скорости Va, дистанции d и интервала Ь воспринимается водителем, т.е. является информацией обратной связи, и сравнивается с планом действий. При наличии рассогласования между планом и результатом водитель производит коррекцию параметров движения автомобиля для устранения возникшего рассогласования. В частности, водитель непрерывно корректирует отклонение автомобиля от выбранной траектории движения.

11 слайд

Описание слайда:

Результат управления автомобилем в виде пройденного пути Sa, времени поездки tп, расхода топлива gs, надежности управления автомобилем R является информацией обратной связи, на основании которой водитель принимает решение о необходимости внесения изменений в задачу управления. Предельные условия, при которых система ВА в состоянии функционировать с требуемой точностью, определяется функциональными свойствами автомобиля: скоростными и тормозными, устойчивостью. Они определяют максимальные величины ускорений, которые можно реализовать при разгоне, торможении и криволинейном движении. Другая группа свойств, называемых эргономическими, характеризует удобство управления автомобилем и влияет на возможность реализации его функциональных свойств. Чем выше эргономичность автомобиля, тем надежнее управление им в критических ситуациях. На первый взгляд кажется очевидным, что создание автомобилей с высокими функциональными и эргономическими свойствами решает проблему безопасности. В действительности все оказалось сложнее. Да, улучшая автомобиль, мы расширяем границы пределов, в которых можно обеспечить устойчивость управления автомобилем. Но как только водитель ощущает расширение границ безопасности, он меняет план своих действий и опять приближается к границам устойчивого движения.

12 слайд

Описание слайда:

Человек не может абсолютно точно определить эти границы. Когда параметры плана действий близки к ним, водитель легко выходит за границы безопасности. Поэтому причиной 85…90% ДТП являются ошибки, допущенные водителем при выборе плана действий, т.е. ошибки водителя связаны с неправильным выбором скорости, дистанции и интервала движения, неправильной оценкой возможности смены полосы, выезда на встречную полосу движения. И только в 10…15% случаев причиной ДТП являются ошибки выполнения маневра по выходу из нештатной (критической) ситуации. Чтобы повысить безопасность дорожного движения, необходимо изменить поведение большей части водителей - сделать его менее рискованным. Препятствием на этом пути является массовое незнание критериев мастерства управления автомобилем. Каждый начинающий и значительная часть опытных водителей считают, что единственным показателем мастерства является скорость. Такой водитель при каждой возможности увеличивает скорость до предельно возможной по его оценке и из-за ошибок в оценке допустимой скорости регулярно выходит за границы безопасности. Движение автомобиля при этом является неравномерным - с интенсивными разгонами и замедлениями. В действительности показателем мастерства является равномерность движения, умение доехать до пункта назначения с оптимальной средней скоростью при минимальном расходовании топлива и ресурса автомобиля.

13 слайд

Описание слайда:

14 слайд

Описание слайда:

Из графика на рис. В.3 следует, что, когда водитель проявляет осторожность (период I), вероятность ДТП быстро уменьшается по мере развития у водителя «чувства автомобиля». Необходимо опасаться переоценки своих возможностей (период II), вероятность, которой возникает после завершения «технического оснащении мастерства», когда водитель ощутил, что автомобиль «подчиняется» ему. На этом этапе важно осознавать, что к этому моменту вы научились только регулировать движение автомобиля и что вам предстоит научиться управлять им. Управление автомобилем - это многоплановая задача, решению которой посвящено обучение водителей. В большей степени решение задачи управления автомобилем зависит от состояния дорог.

15 слайд

Описание слайда:

Задачи управления автомобилем Целенаправленные действия водителя для достижения определенных целей называются его деятельностью. Деятельность водителя направлена на перемещение автомобиля из одной точки пространства в другую. В теории управления различают управление и регулирование. Под управлением понимается поиск и реализация оптимального способа достижения цели, под регулированием - изменение регулируемых параметров в соответствии с поставленной задачей. Возможна постановка следующих задач: перемещение из пункта X в пункт У с максимально возможной средней скоростью или перемещение из пункта X в пункт У с оптимальной средней скоростью при минимально возможном расходе топлива.

16 слайд

Описание слайда:

Модели поведения водителей Первой задаче соответствует модель поведения гонщика, который при любой возможности увеличивает скорость до максимально допустимой. Второй задаче соответствует модель поведения перевозчика, который стремится ехать наиболее равномерно со скоростью транспортного потока, реализуя экономичный алгоритм управления. Надежность управления автомобилем является условием достижения цели. Отметим, что при реализации модели гонщика надежность управления ниже, чем при реализации модели перевозчика. В то же время средняя скорость либо увеличивается незначительно, либо не растет совсем, потому что ее величина определяется плотностью транспортного потока, а не желаниями водителя. Для управления автомобилем водителю необходима информация, которая характеризует состояние среды движения, среды в салоне автомобиля, состояние его систем и агрегатов, а также его (водителя) состояние. Перечень показателей, которые описывают требуемую водителю информацию, называется «информационной моделью процесса управления автомобилем» или кратко «информационной моделью автомобиля».

17 слайд

Описание слайда:

Получение водителем информации Информация поступает к водителю посредством ощущений - отражения в сознании водителя отдельных свойств предметов и явлений среды движения автомобиля, состояния автомобиля и водителя. Процесс воздействия на органы чувств называется раздражением. Раздражитель воздействует на рецепторы (получатели информации), возникшее возбуждение по проводящим нервным путям передается в соответствующие отделы центральной нервной системы (ЦНС), в которых нервное (физиологическое) возбуждение переходит в явление психическое - ощущение. Нервно-физиологический аппарат получения ощущения называют анализатором. Получение информации из среды движения, среды в салоне автомобиля о состоянии автомобиля основано на действии группы анализаторов, в числе которой зрительный, слуховой, кожный (тактильный), мышечно-суставный (кинестезический), статико-акселерационный. К внутренним ощущениям относятся: бодрость или усталость, насыщение или голод, ощущение здоровья или болезненного состояния. Рецепторы анализаторов этих ощущений водителя расположены в его внутренних органах. Внутреннее ощущение проявляется как общее самочувствие и оказывает большое влияние на профессиональную надежность водителя.

18 слайд

Описание слайда:

Наибольшую часть информации водитель получает через зрительный анализатор. Его важность закреплена в широко известной пословице: «Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». Через слуховой анализатор также поступает важная информация - звуковые сигналы других участников движения; информация, передаваемая для участников дорожного движения по радио; шумы, создаваемые автомобилем и позволяющие судить об исправности его агрегатов. Благодаря тактильному анализатору водитель может на ощупь определять органы управления. С помощью мышечно-суставного анализатора водитель без зрительного контроля находит необходимые органы управления и, плавно регулируя, изменяет их положение на необходимую величину. Не менее важным является ощущение характера изменения усилия при перемещении органов управления. Статико-акселерационный анализатор играет важную роль в определении штатности режима движения автомобиля, предотвращении потери устойчивости автомобиля при заносе, крене. Получение водителем информации

19 слайд

Описание слайда:

Восприятие Восприятие формируется на основе ощущений. В результате восприятия в сознании водителя отражаются свойства предметов и явлений в их взаимосвязи в виде единого образа. Например, в результате комплекса ощущений (зрительных, слуховых, кинестезических, акселерационных) у водителя формируются так называемые «чувство автомобиля», «чувство дороги», «чувство устойчивости (неустойчивости) автомобиля». Рецепторы водителя испытывают воздействие большого числа источников информации. Одной из задач психической деятельности является отсечение ненужной и выделение полезной информации. Эта задача решается с помощью психических процессов, называемых вниманием.

20 слайд

Описание слайда:

Внимание Внимание - это сосредоточенное познание какого-либо объекта (явления) или действие с одновременным отвлечением от остального. Различают два вида внимания: непроизвольное (не зависящее от воли водителя) и произвольное (направляемое волевым усилием). Непроизвольное внимание направляется на объекты, явления, возникающие неожиданно: появление нового препятствия, ранее не видимого; занос автомобиля; резкое изменение шума, создаваемого автомобилем в результате неисправности, и т. п. Произвольное внимание проявляется в выделении объектов (явлений), являющихся наиболее значимыми для решения поставленной задачи. Так, например, при движении по свободной дороге значимой является информация о положении автомобиля относительно дороги. При разъезде со встречным автомобилем при сохранении значимости информации о положении своего автомобиля необходимо знать, представляет или не представляет опасность встречный автомобиль. Когда на пути встречается знак, ограничивающий скорость, к рассмотренным объектам внимания добавляется спидометр. При увеличении числа объектов внимания на надежность восприятия информации оказывают влияние такие свойства, как распределение и переключение внимания.

21 слайд

Описание слайда:

Распределение внимания - умение сосредотачивать внимание на нескольких анализаторах одновременно и выполнять при этом несколько действий. Например, при появлении препятствия водитель применил экстренное торможение, в результате которого начался занос автомобиля. Распределение внимания проявляется в том, что, продолжая наблюдать за препятствием и тормозить, водитель выполняет действия по стабилизации заноса, действуя педалями управления и рулевым колесом. Переключение внимания - умение сосредотачивать внимание на нескольких объектах поочередно. Так, например, для считывания показаний приборов необходимо переключать внимание со среды движения на приборы и обратно. При нахождении на дороге нескольких объектов необходимо переключать внимание с одного объекта на другой по очереди. Концентрация внимания - это умение длительное время сосредотачиваться на наиболее важных в данный момент объектах. С концентрацией внимания тесно связано свойство устойчивости внимания, которое характеризует умение сохранять интенсивность (напряжение) внимания в течение длительного времени.

22 слайд

Описание слайда:

Умение распределять, концентрировать и переключать внимание наиболее ярко проявляется в работе зрительного анализатора. Рассматривая этот вопрос, введем понятие сенсорного поля - пространства вне и внутри автомобиля, из которого водитель получает значимую для движения автомобиля информацию. Для сбора информации водитель сканирует сенсорное поле - переключает внимание, направляя взгляд на элементы дороги, препятствия, находящиеся на дороге и в околодорожном пространстве, а также на других участников движения, приборы в кабине автомобиля, зеркало заднего обзора. Для получения информации о сканируемых объектах взгляд должен быть зафиксирован на них в течение 0,2 с и более. Продолжительность фиксации взгляда зависит от значимости объекта наблюдения для безопасности, его видимости, скорости автомобиля. Чем более значим объект, тем большее время фиксации; чем выше скорость, тем время фиксации меньше. Зависимость времени фиксации tф от скорости Vа для объектов разной значимости приведено на рис. 1.1.

23 слайд

Описание слайда:

Если число объектов больше, чем водитель в состоянии просканировать за определенный промежуток времени, часть информации окажется потерянной, и это может стать причиной ДТП. Поэтому при пересечении, например, нерегулируемого пешеходного перехода безопасной окажется малая скорость, и она должна быть тем ниже, чем больше пешеходов находится вблизи перехода.

24 слайд

Описание слайда:

Водитель концентрирует внимание в определенной части пространства, как показано на рис. 1.2. Ограничение поля обзора происходит потому, что психика человека защищает себя от излишней информации, которая не может быть использована для управления.

25 слайд

Описание слайда:

Видимость Видимостью называется возможность различать особенности окружающей обстановки. Зрительное восприятие объектов зависит от освещенности предметов и прозрачности воздушной среды. Видимость характеризуется дальностью и степенью видимости. Под дальностью видимости понимают минимальное расстояние, на котором рассматриваемый объект невозможно различить на фоне окружающих предметов. Дальность видимости зависит от яркости объекта и контрастности его относительно фона. Зажженные фары улучшают видимость встречного автомобиля в светлое время суток, что повышает безопасность обгона на шоссе. Степенью видимости называют возможность различать отдельные детали наблюдаемого объекта. Видимость ухудшается в темное время суток, в тумане, в дождливую погоду, при снегопаде, движении в пыли, Для безопасного движения расстояние до границы видимости должно превышать остановочный путь автомобиля.

26 слайд

Описание слайда:

Обработка информации водителем Полученная водителем информация поступает в центральную нервную систему (ЦНС), где формируется общая картина движения, называемая «информационной моделью движения автомобиля». Информационная модель сопоставляется с опытом, хранимым в памяти. На основании этого сопоставления водитель формирует планы действия (рис, 1.3), выбирая тот, который по мнению водителя обеспечивает наилучшее решение задачи управления, и реализует его посредством перемещения органов управления. Результатом этого является изменение информационной модели движения автомобиля, и процесс повторяется. Для описания информационной модели используют несколько групп параметров. Информационная картина, отражающая ДТС Анализаторы Информационная модель движения автомобиля, формируемая в сознании водителя План действий, формируемый в сознании водителя К моторному выходу водителя Рис. 1.3. Схема циркуляции информации при ее анализе водителем

27 слайд

Описание слайда:

К первой группе следует отнести параметры, характеризу-ющие положение автомобиля относительно дороги и других участников движения: пройденный путь; интервалы между автомобилем и кромками твердого покрытия дороги; кривизну поворота дороги; расстояние до препятствий, перекрестков; расстояние видимости дороги; дистанции между находящимися впереди и сзади автомобилями; ровность и скользкость дорожного покрытия; состояние атмосферы. Ко второй группе - параметры, характеризующие динамику движения автомобиля и работу его систем и агрегатов: скорость; ускорение разгона; замедление при торможении; центробежное ускорение на повороте; углы сноса и крена автомобиля; угловые скорости и угловые ускорения продольной и вертикальной осей, проходящих через центр масс автомобиля; его устойчивость; частоту вращения коленчатого вала; загрузку двигателя; передачу; температуру охлаждающей жидкости; давление масла и воздуха в смазочной и пневматической системах; напряжение в бортовой электросистеме.

28 слайд

Описание слайда:

К третьей группе - параметры, характеризующие взаимодействие водителя с автомобилем: величины усилий, скорости и ускорений перемещения органов управления; чувствительность автомобиля к перемещению органов управления (управляемость автомобиля); чувствительность к действию внешних возмущающих сил и моментов (возмущаемость автомобиля); характер изменения усилия на органе управления при его перемещении (реактивность органа управления). К четвертой группе - параметры, характеризующие состояние здоровья водителя: частоту сердечных сокращений (ЧСС); артериальное давление в кровеносной системе; частоту дыхания; объем вентиляции легких; температуру тела; время реакции.

29 слайд

Описание слайда:

Поступающая в ЦНС информация хранится в памяти. Благодаря ей происходит накопление опыта. Различают долговременную и оперативную (кратковременную) память. Объем оперативной памяти ограничен и составляет 7 ± 2 единиц запоминаемого материала. Переработка информации возможна на подсознательном (выра­ботанные рефлексы) и бессознательном (врожденные рефлексы) уровнях. Результатом переработки информации является сигнал, который ЦНС посылает конечностям (рукам и ногам), которые выполняют моторное действие, перемещая органы управления автомобилем (рис. 1.4). Мотивы Сформированные рефлексы. Обработка информации на подсознательном уровне Сознательная обработка информации. Канал оперативной памяти Сознательная обработка информации. Канал долговременной памяти Анализаторы Информационная картина, отражающая ДТС Моторный выход К органам управления Рис. 1.4. Схема передачи и обработки информации водителем

30 слайд

Описание слайда:

План действий На деятельность водителя существенное влияние оказывает мотивация - стимулы, подталкивающие его к деятельности. Различают положительную (стремление к цели) и отрицательную (стремление к избежанию опасности, неудачи в достижении цели) мотивацию. Положительная мотивация более эффективна, чем отрицательная. План действий формируется в долговременной памяти на основании сопоставления поступившей информации с планами действий в аналогичных ситуациях, возникавших ранее, и представлениями водителя о предельных значениях параметров информационной модели. Сопоставление текущих значений параметров информационной модели с предельными, при достижении которых задача не может быть решена, позволяет осуществить прогноз успешности выполнения плана действий. Разница между текущим и предельным значениями параметра называется резервом управления. Когда текущее значение параметра информационной модели равно предельному, резерв управления равен нулю. При этом равна нулю и вероятность достижения цели управления. При увеличении резерва надежность управления повышается, и в тот момент, когда резерв управления станет равным безопасной величине, надежность управления приобретает значение единицы. Безопасная величина резерва составляет 0,37 предельного значения параметра.

Описание слайда:

Условие надёжного управления Наличие резервов - необходимое условие надежного управления автомобилем. Если текущие резервы по параметрам информационной модели превышают безопасную величину, устранение ошибки происходит на уровне сформированных рефлексов (на подсознательном уровне). Когда величина резервов становится меньше безопасного значения при исправлении ошибки на уровне подсознания, надежность резко снижается (черная линия на рис. 1.5). В этих условиях вступает в действие механизм саморегуляции надежности водителя, что проявляется в ощущении им психической напряженности. При этом увеличивается частота сердечных сокращений, повышается артериальное давление крови, увеличиваются частота дыхания и объем вентиляции легких. Благодаря улучшению кровоснабжения мозга и мышц повышаются точность принимаемых решений, сокращается время реакции, повышаются скорость и точность перемещения органов управления. Как результат надежность управления снижается медленнее (желтая линия на рис. 1.5).

33 слайд

Описание слайда:

Быстрота реакции водителя Обработка информации требует определенного времени. Период между поступлением информации и ответным моторным действием называется «временем реакции». Различают простую и сложную реакции. Простая реакция состоит в выполнении единственно возможного моторного действия при появлении сигнала. Например, когда зажигается лампочка, необходимо нажать кнопку. Так, в частности, определяется минимально возможное время простой реакции на свет в лабораторных условиях. Сложная реакция связана с выбором ответного действия: при зажигании красной лампы нажать одну кнопку, а при зажигании зеленой - другую. Понятно, что время сложной реакции больше, чем простой. В лабораторных условиях получено, что время простой и сложной реакций увеличивается с возрастом. При управлении автомобилем водителю практически всегда приходится решать задачу выбора. Поэтому время реакции водителя с возрастом может уменьшаться, поскольку растут его стаж и опыт.

34 слайд

Описание слайда:

Психомоторика Всякая психическая деятельность завершается мышечным движением - моторным действием. Психомоторика - это связь психических процессов (ощущение, восприятие, мышление и т. п.) с мышечным движением. В каждом рабочем движении существуют три составляющие: физиологическая - восприятие раздражителя и раздражение нервной системы, психологическая - возбуждение двигательных или психомоторных центров ЦНС, механическая - сокращение мышц и перемещение конечностей как конечный элемент проявления психики человека. Пространство, в котором размещаются органы управления автомобилем, называется «моторным полем». Особенностью управления автомобилем является невозможность разделения сенсорного (связанного с ощущениями) и моторного (двигательного) моментов. Такой процесс называется сенсомоторным.

35 слайд

Описание слайда:

Сенсомоторная реакция Различают три формы сенсомоторной реакции: простую, сложную, сенсомоторную координацию. Сенсомоторная координация характерна для процессов слежения за параметрами плана действий при регулировании скорости, замедления и траектории автомобиля. Скоординированные движения педалями управления, рулевым колесом характеризуют высокую степень навыка, при котором восприятие изменений в сенсорном поле и координация движений представляют непрерывный единый процесс автоматизированной деятельности. При этом правильность моторного действия корректируется (с помощью обратной связи) восприятием его результатов. Высокий уровень сенсомоторной координации обеспечивает точное выполнение плана действий в штатных ДТС. Еще больше возрастает роль сенсомоторной координации при возникновении нештатных ДТС. Уровень сенсомоторной координации определяет надежность выхода из нештатных ДТС. С высоким уровнем сенсомоторной координации связано также возникновение у водителя «чувства автомобиля». Это чувство не обеспечивает высокой надежности водителя, но является одной из ее составляющих. Высокая профессиональная надежность водителя связана с его умением не попадать в нештатные ДТС. Это умение в значительной мере зависит от личностных качеств водителя.

36 слайд

Описание слайда:

Влияние личностных качеств водителя на его профессиональную надежность Теоретически надежно управлять автомобилем совсем не трудно - необходимо, чтобы резервы скорости, дистанции и интервала всегда были больше безопасных значений. Однако точное определение этих значений на практике составляет значительную трудность. На точность определения водителем резервов управления влияет выбираемая им модель поведения. При выборе модели гонщика водитель допускает систематическую ошибку в сторону завышения реальных резервов управления и регулярно попадает в нештатные ситуации. Большое влияние на выбор модели поведения и характер ошибок при оценке величины резервов оказывают личностные характеристики (черты характера) водителя.

37 слайд

Описание слайда:

1.1. Цели и задачи дисциплины.
Её место в системе научных дисциплин,
изучающих дорожно-транспортный комплекс

Цель дисциплины – сформировать у студентов знания по влиянию свойств водителя, автомобиля и дорожных условий на надёжность системы «водитель – автомобиль» и применению средств диагностики для прогноза надёжности водителя и автомобиля, контроля дорожных условий, надёжности и управления автомобилем.

Задачи дисциплины определяются требованиями квалификационной характеристики специальности 190702 (240400.01).

Эта дисциплина включает в себя круг вопросов, излагаемых в дисциплинах: «Организация дорожного движения», «Техническая эксплуатация автомобилей», «Эксплуатационные и потребительские свойства автомобиля», «Безопасность дорожного движения», «Инженерная психология».
^

1.2. Система «водитель – автомобиль –
дорога – среда движения»

Система ВАДС определяет требования, предъявляемые к водителю, автомобилю и дороге.

Система водитель – автомобиль – дорога – среда движения состоит из семи основных элементов.

1. 
   Источники информации – дорога, её обустройство и окружение, знаки и сигнал, а также показания приборов, шумы, колебания автомобиля.
2. 
   Связующее звено между источниками информации и водителем, передающее информацию к его телу, ушам и глазам.
3. 
   Обработка поступающей информации мозгом водителя и выдача команд его рукам и ногам.
4. 
   Связь между водителем и автомобилем – передача команд органам управления.
5. 
   Передача команд от органов управления механизмам привода.
6. 
   Связь между автомобилем и дорогой – выполнение команд колёсами, двигателем, приборами и т.п.
7. 
   Изменение направления или скорости движения автомобиля.

Дорожно-транспортное происшествие можно охарактеризовать как нарушение взаимодействия звеньев системы ВАДС. Причины возникновения ДТП можно сгруппировать по каждому звену системы ВАДС:

• 
  по звену «водитель» – невыполнение водителями установленных Правилами дорожного движения требований; понижение работоспособности водителя вследствие переутомления, болезни и т.п.;
• 
  по звену «автомобиль» – неудовлетворительное техническое состояние автомобиля или его агрегатов; неправильное техническое использование и обслуживание автомобиля или его агрегатов;
• 
  по звену «дорога» – неудовлетворительное состояние дороги и отдельных её элементов, неправильная организация движения и т.п.

Водитель является главным звеном системы ВАДС. Профессиональная деятельность водителя оценивается двумя взаимосвязанными требованиями;

• 
  водитель должен работать эффективно, т.е. быстро выполнять порученные задачи;
• 
  водитель не должен нарушать требования безопасности движения, т.е. обязан работать надёжно.

^

1.3. Цели и задачи управления автомобилем.
Системный подход к повышению надёжности
управления автомобилем

Функции управления автомобилем:

1. Восприятие ситуации.

2. Оценка ситуации.

3. Принятие решения.

4. Выполнение действия.

Вся информация о дороге, расположенных на ней объектах и об автомобиле поступает к водителю через органы чувств, возбуждая у него ощущения – отображения в сознании человека отдельных свойств, предметов и явлений окружающего мира.

Информация к водителю поступает со скоростью 10 9 –10 11 бит/сек. Водитель способен воспринять и переработать только 16 бит/сек.

Различают ощущения зрительные, слуховые, кожно-мышечные, вибрационные, вестибулярные, обонятельные и тепловые.

Основную роль в деятельности водителя играют зрительные ощущения, которые поставляют водителю 80% информации. 10% информации поступает от вестибулярного аппарата и нервных окончаний кожи, 6% приходится на слуховой канал, а оставшиеся 4% на долю суставной чувствительности.

Большой объём информации или быстрые её изменения часто лишают возможности своевременно и точно её воспринимать и перерабатывать, а следовательно, и выработать верное решение. Водителю приходится выполнять большое число действий по управлению автомобилем, часть из которых оказывается ошибочной вследствие недостатка времени для переработки информации.
^

1.3.1. Статистика ошибок, допускаемых водителем,
и их классификация по функциям

Водитель не воспринимает ситуацию на дороге – 49%;

неправильная оценка ситуации водителем и неправильное принятие решений – 41%;

прочие ошибки – 10%.

Прямые ошибки:

• 
  отвлечение внимания – 36%;
• 
  недооценка опасности – 30%;
• 
  боязливость в манерах поведения и опасные привычки – 25%;
• 
  ошибочный прогноз поведения других участников движе­ния – 18%;
• 
  неправильная оценка обстановки – 12%;
• 
  недооценка собственного ошибочного поведения – 11%;
• 
  осознанное противоправное собственное поведение – 8%;

Косвенные ошибки:

• 
  ошибки при прогнозе дорожной обстановки – 36%;
• 
  спешка – 35%;
• 
  настроение – 17%;
• 
  недостаточное владение навыками управления транспортным средством – 16%;
• 
  временное ухудшение функционального состояния в связи с психологическими условиями – 16%;
• 
  бездействие – 5%;
• 
  неудовлетворительное техническое состояние транспортного средства – 4%.

Профессия водителя автомобиля – одна из самых массовых и напряжённых. Автомобильный транспорт занимает в мире первое место как по абсолютным людским потерям (свыше 250 тыс. погибших и 7 млн раненых ежегодно), так и по относительным (число смертельных случаев в автомобильных катастрофах в 10 раз больше, чем в железнодорожных, и в 3,3 раза больше, чем в авиационных). Поэтому проблема повышения надёжности водителя затрагивает непосредственно каждого человека. Надёжность водителя – одна из важнейших составляющих проблемы безопасности дорожного движения.

Роль водителя в обеспечении надёжности системы «водитель – автомобиль – дорога» сложна. Из общего числа причин дорожно-транс­портных происшествий (ДТП) на долю ошибок водителей приходится до 95%, и на первом плане оказываются психологические аспекты его деятельности.

Наблюдения показывают, что высокий уровень надёжности водителя положительно сказывается не только на безопасности движения, но и на долговечности автомобиля, экономичности расхода топлива. При изучении надёжности необходимы анализ психологической структуры труда и обширная статистика дорожных происшествий. Важно изучать и использовать опыт различных стран с высоким уровнем автомобилизации, выявлять общие закономерности динамики безопасности движения. Анализ может выявить эффективные методы повышения безопасности движения, которые могут быть применены и в нашей стране. Начнём с обсуждения общих факторов.
^

1.3.2. Взаимодействие водителей и пешеходов

Основными участниками, определяющими условия дорожного движения, являются водители и пешеходы. Существуют глубокие различия между условиями, в которых они находятся, имея примерно равные психофизиологические характеристики (остроту зрения, скорость реакции, способность к прогнозированию и т.д.). Скорость движения водителя в автомобиле в 15–30 раз больше скорости пешехода. Соответственно возрастает и скорость поступления информации к водителю. Временами возникает информационная перегрузка, утомление, и водитель пропускает чрезвычайно важные сигналы. Пешеход, как правило, в состоянии регулировать самостоятельно количество поступающей к нему информации, уменьшая скорость своего движения или останавливаясь; водитель же в транспортном потоке часто лишён этой возможности и оказывается в напряжённых ситуациях.

Кроме того, от него требуется рассредоточение внимания между многими объектами и направлениями (вперед-назад, вправо-влево, вверх-вниз). Пешеход должен беречь самого себя от столкновений, а водитель – автомобиль, у которого периметр в 15–25 раз больше, чем у пешехода. Если к этому добавить, что возможности управления своим телом у пешехода выше, чем у водителя автомобилем, и круговая обзорность у пешехода лучше, чем у водителя, то будет понятна сложность задачи, стоящей перед человеком по обеспечению безопасности при управлении автомобилем. Сознание того, что вероятность опасной ситуации на дороге высока, усиливает напряжённость и утомление водителя. Однако при этом появляется адаптация к опасности – явление, отмечаемое во многих профессиях.

Водитель с течением времени, особенно при утомлении, монотонной езде, отвлекающих факторах, перестаёт считаться с тем, что всего лишь секундный перерыв в наблюдении за дорогой – это бесконтрольное движение на участке протяженностью 15–20 м. Адаптация водителя к опасности – одна из причин того, что среди участников ДТП часто попадаются водители со стажем работы 10–20 лет. Положение усугубляется ограниченностью информационных контактов между водителями: если встречаются пешеходы, то они могут составить известное представление друг о друге, в определённой степени прогнозировать поведение; психологические же особенности водителя распознать значительно труднее.

Между человеком-пешеходом и человеком-водителем существуют и другие различия, в частности по энергозатратам на перемещение (у пешехода средние, у водителя малые), а главное – на увеличение скорости: энергозатраты пешехода растут в зависимости от скорости ходьбы, а водителем увеличение скорости достигается чуть большим нажатием на педаль дросселя, т.е. он перемещается с разными скоростями при практически постоянно малых энергетических затратах. Восприятие и точная дозировка физических усилий особенно затрудняются под воздействием возбуждающих средств. По статистическим данным, большинство ДТП у водителей в нетрезвом состоянии происходит на фоне превышенных скоростей движения.

Существенное различие между пешеходом и водителем проявляется в числе возможных причин нарушений правил дорожного движения, которые могут вызывать ДТП. Практические наблюдения показывают, что у пешехода таких причин по существу четыре: выход на проезжую часть в недозволенном месте или в недозволенное время, нетрезвое состояние или физические дефекты. Когда человек становится водителем, число возможных ошибочных действий, вызывающих ДТП, превышает 20. Сравнивая психологические особенности людей в роли пешеходов и водителей, психолог К. Леман, специализирующийся на дорожном движении, считает, что у водителя могут возникать достаточно глубокие изменения в психической сфере. Человек за рулём проявляет меньшую рассудительность, чем в обычной жизни, обладает повышенной агрессивностью, медленнее накапливает опыт и навыки, чаще повторяет ошибки.

^ Схема принятия решения водителем в определённой степени подобна деятельности человека-оператора, управляющего технологическим объектом.

Схематически управляющие действия водителя включают следующие пять этапов: обнаружение источника информации, восприятие информации, анализ информации, выработка вариантов решения, исполнительные действия по реализации решения. На каждом из этих этапов водитель может ошибиться.

^ Основные ошибки – водители не воспринимают изменения в дорожной ситуации, либо принимают неверные решения. Избежать этого можно путём предоставления водителю адекватных данных о дорожной ситуации, информирующих, предупреждающих, исключающих ошибочные решения и предписывающих правильные. Известно, какие сложные системы отображения информации приходится создавать для обеспечения высокой надёжности профессиональной деятельности человека-оператора. Нужной информации водитель со щитка автомобиля не получает, поэтому используются такие дополнительные информационные средства организации дорожного движения, как дорожные знаки, светофоры, разметка дорожных покрытий, ограждения. Число таких средств неуклонно растёт.

Дорожные знаки выполняют разнообразные функции – информирующие, предписывающие, указывающие, запрещающие. Таким образом, они не только информируют водителя о дорожно-транспортной ситуации, но и подсказывают правильные действия, удерживают от принятия ошибочных решений.

Анализ показывает, что целесообразное использование различных (до 40) способов организации дорожного движения, таких как ограничения скорости, запрещение остановок и стоянок, одностороннего или приоритетного для отдельных видов транспорта движения и др., явилось одной из решающих причин повышения надёжности и безопасности.

^ Психологические особенности трудовой деятельности водителя. Многочисленные вопросы надёжности водителя изучаются обычно с целью изыскания путей повышения качества и надёжности управляющих действий. Как всякая задача, связанная с человеком-оператором, психологический анализ трудовой деятельности водителя сложен, многопланов. Приведём некоторые примеры.

^ Эффект «идеальной дороги». Надёжность водителя, помимо его личностных профессиональных свойств, зависит от прочих элементов системы ВАДС: водитель, надёжно выполняющий свои функции на грузовом автомобиле, может оказаться ненадёжным, например, на скоростном автомобиле, водитель, надёжный на дороге одного вида, может оказаться ненадёжным на дороге другого вида и т.д. В настоящее время возможности, связанные с обеспечением безопасности движения за счет усовершенствования автомобиля, в значительной степени исчерпаны, чего нельзя сказать о современных дорогах.

Главное состоит в резком изменении структуры ошибок, существенно изменяются поведенческие характеристики водителя.

Отметим некоторые: 1) переход на «идеальную» дорогу не снимает всех причин ДТП; 2) снятие ограничения скорости движения делает управление более сложным, последствия ошибок более серьёзными; 3) можно предполагать появление у водителя противоречивых ощущений опасности:

отсюда следствия – число нетрезвых водителей, выезжающих на скоростные магистрали, уменьшается в 32,7 раза по сравнению с обычными дорогами и происходит адаптация к ней (две трети причин ДТП порождены чрезмерными скоростями движения); улучшение дороги делает движение монотонным (почти половина причин ДТП). Это компенсируется меньшими энергозатратами на управление автомобилем (уменьшение случаев переутомления).

^ Социально-экономические факторы. К ним отнесём эффект высокой оплаты труда водителя. Нетрудно предвидеть, что повышение оплаты труда водителя с какого-то момента станет оказывать влияние на безопасность движения.

^ Психология и профессиональная надёжность водителя. Для рассмотрения некоторых специфических психологических факторов надёжности водителей обратимся к фактическому материалу. Для водителей оказалась характерной устойчивость, повторяемость однотипных ошибок и нарушений. Иначе говоря, у водителей гибкая профессиональная адаптация к меняющимся условиям трудовой деятельности уживается с очень устойчивой структурой ошибок и нарушений.

^ Психологические факторы общения между водителями

Анализ зарубежных материалов показывает, что психологи мало уделяли внимания изучению процессов общения, информационного взаимодействия между водителями. Ситуационный анализ ДТП указал на необходимость дальнейшего развития сигнального взаимодействия участников движения. Типичными ошибками участников движения являлись: несвоевременность или неподача сигналов; неправильная подача сигнала; невосприятие сигнала; неоднозначное распознавание сигнала. Например, в последнем случае световой указатель «левый поворот» может иметь различный смысл – левый поворот, разворот, перестроение, обгон, объезд слева, начало движения, комбинированный манёвр.

Ограниченность возможностей общения водителей, с помощью существующих в автомобилях средств породила большое число нерегламентированных сигналов. Общее число таких сигналов достигает 40. В соответствии с функциональной классификацией эти сигналы разбиваются на следующие четыре группы: 1) предупреждающие о манёвре (5 сигналов); 2) сигналы об опасности (17 сигналов); 3) сигналы-просьбы (10 сигналов); 4) разрешающие (6 сигналов). Всё это свидетельствует о необходимости дальнейшего развития средств общения и информационного взаимодействия участников дорожного движения.

Проблема общения – одна из ключевых в психологической науке, представляющая собой общую тенденцию развития всей системы психологических наук и имеющая особенно актуальное значение для инженерной психологии и психологии труда. Действительно, рационализация совместной трудовой деятельности людей, процессов их информационного взаимодействия при управлении различными объектами невозможна без глубокого изучения и инженерно-психологического обеспечения общения между людьми.

Процессы управления автомобилями и другими взаимодействующими объектами необходимо изучать не только как ряд независимых действий, но, прежде всего, как единую взаимосвязанную систему.

Была выдвинута гипотеза о том, что эффективность и безопасность управления взаимодействующими неконфликтующими объектами могут быть повышены путём организации совместного управления, основанного на согласовании индивидуальных стратегий управления и выработке единой стратегии в ходе специально организованного общения между участниками управления.

В основе организации общения лежат формирование и взаимодействие первичных и вторичных психических отражений каждым водителем своей стратегии и стратегий других участников движения. Первичным названо отражение среды движения и своей стратегии с позиций собственных интересов и целей, а вторичным – отражение своей стратегии с позиций других участников, их целей, интересов, психологических особенностей поведения. Общение в виде информационного взаимодействия должно быть организовано так, чтобы в условиях ограниченного времени, технических средств, высоких скоростей и ответственности были обеспечены высокие эффективность труда, безопасность управления взаимодействующими объектами.

Разработана модель саморегулирования поведения человека в ситуации общения с другими людьми при управлении взаимодействующими объектами. Основными её элементами являются первичный и вторичный психические образы дорожной обстановки и стратегий управления. Проведение исследований позволило обосновать необходимость разработки дополнительных форм и средств информационного взаимодействия между водителями, методов совершенствования процессов общения между водителями, направленных на повышение безопасности дорожного движения. Экспериментально установлено, что водители автомобилей самостоятельно без посторонней помощи, с большой погрешностью определяют визуально ряд важных параметров дорожной обстановки, в том числе дистанцию и скорость автомобилей, движущихся во встречном и перекрёстном направлениях.

Психологическая структура отражения обстановки и саморегулирования поведения в ходе активного согласования стратегий управления включает следующие важнейшие элементы: первичное отражение обстановки, т.е. отражение с позиций собственных интересов и целей; вторичное отражение обстановки и своих собственных действий с позиций других участников управления взаимодействующими объектами; планирование манёвра и процесса взаимодействия; выбор способов и средств коммуникации; подача сигналов и приём обратной, ответной информации. Успех взаимодействия возможен в том случае, если на каждом шаге водитель осуществляет первичное и вторичное отражение обстановки, собственных целей, действий, сигналов. Важным этапом общения является установление партнёрства – достижение состояния взаимопонимания и взаимопомощи. В этом случае достигается наибольшая согласованность манёвров и безопасность управления взаимодействующими объектами, составляющими единую систему.

Поведение водителя в большой мере является социальным, в результате которого происходит взаимодействие с другими участниками дорожного движения. Взаимодействие носит опосредованный характер, отсутствует речевое общение, имеют место некоторая обезличенность и анонимность. Подаваемые сигналы иногда могут быть истолкованы неоднозначно.

Известно утверждение, что человек управляет автомобилем, как живёт, то есть сохраняя все свои основные привычки поведения. Отсюда делается обычно вывод о том, что отрицательные черты личности водителя ведут к ошибкам в управлении автомобилем и нарушению Правил дорожного движения.

Поведение человека, учитывающего интересы других людей и интересы предприятия, считается социально желательным.

Проблема установления предрасположенности водителя к совершению дорожно-транспортных происшествий гораздо сложнее, чем просто оценка его моральных и нравственных качеств, дисциплинированности и отношения к технике. Более результативным для прогноза предрасположенности водителя к дорожно-транспортному происшествию должно быть, по-видимому, исследование тех психологических качеств, выраженность которых у участников ДТП заметно отличается от остальных водителей.

Возникает естественный вопрос, какие причины определяют различную вероятность совершения дорожно-транспортного происшествия водителями, имеющими близкий возраст и опыт управления автомобилем и работающими на одних и тех же дорогах примерно в одинаковых условиях, на подвижном составе одних и тех же моделей и технического состояния.

Низкая надёжность части водителей в определённом смысле психологически детерминирована. Причём нельзя сказать, что особенности их психики таковы, что они постоянно сознательно нарушают правила. Не исключено, что это вполне добросовестные и дисциплинированные в быту люди, но они не всегда способны принимать правильные решения в критической ситуации или даже своими действиями могут провоцировать её возникновение. Ни один разумный человек не станет нарушать правила дорожного движения, зная, что это может привести к ранению, гибели, административному или уголовному наказанию. Человек рассчитывает на благоприятный исход, но не всегда эти расчёты сбываются.

Сказанное не означает фатальной обречённости таких водителей на неизбежное попадание в дорожно-транспортные происшествия. Важно знать негативные особенности своей психики и уметь их компенсировать. В общих чертах это может напоминать компенсацию водителем-инвалидом отсутствия ноги или руки. Тысячи таких людей управляют транспортными средствами и управляют безопасно.

Признание психологической детерминированности аварийного поведения водителей делает неизбежным решение о целесообразности психологического отбора водителей, предрасположенных к совершению аварий. Для этого надо установить, по каким психологическим качествам надёжные водители отличаются от ненадёжных. В этом случае удалось бы, оценив психологические качества претендента на работу водителем, дать прогноз его надёжности. Практическая значимость такого прогноза очевидна – это помогло бы предотвратить часть аварий.

В водительской среде довольно широко распространено мнение, что надёжность водителя тем выше, чем меньше время его сенсомоторной реакции. Вместе с тем многочисленные экспериментальные исследования показывают, что это справедливо только для сложных реакций выбора, которые включают в себя мыслительные процессы.

Скорость простых сенсомоторных реакций, как оказалось, слабо связана с аварийностью водителя. Более того, поспешные и преждевременные действия редко оказываются самыми правильными. В аварийной ситуации не всегда важно реагировать как можно быстрее. В большинстве случаев важно реагировать правильно, но, безусловно, надо не опоздать с реакцией. Правильная реакция возможна только при полной и быстрой оценке возникшей ситуации.

Сенсомоторная реакция – это двигательная реакция организма человека на сигнал, воспринимаемый органами чувств: обнаружение сигнала; узнавание сигнала; принятие решения; передача импульса к мышцам; движение органов тела и передача сигналов обратной информации; прекращение реагирования на сигнал. Сенсомоторные реакции протекают по принципу рефлекса и включают в себя:

– начальное звено (превращения рецепторами внешних раздражений в нервные импульсы и передача их в мозг);

– центральное звено (процессы в мозгу, перерабатывающие полученную информацию в команды);

– двигательное звено;

– звено обратной информации.

Под простой сенсомоторной реакцией понимается ответ заранее заданным, простым движением на заранее известный сигнал. Когда водитель, подъезжая к перекрёстку, нажимает на тормоз при красном сигнале светофора, то это является примером простой сенсомоторной реакции.

Если у водителя есть выбор действий, то тогда будет иметь место сложная сенсомоторная реакция. Именно такой вид реакции является преобладающим в работе водителя. При движении водитель обычно всегда делает выбор: изменить скорость, предпринять манёвр, сохранять имеющийся режим движения. Время сенсомоторной реакции складывается из двух составляющих.

Первый этап реагирования включает в себя латентный (скрытый) период. В это время происходит восприятие сигнала водителем, переработка информации и принятие решения. В латентный период импульсы передаются от двигательного центра к мозжечку и к мышцам. Мозжечок обеспечивает координацию движений.

От момента начала движения до его завершения длится следующий этап сенсомоторной реакции – так называемый моторный (двигательный) период.

Латентный период реакции в среднем составляет от 60 до 75% от общего времени реакции. Специалисты считают, что латентный (скрытый) период простой реакции на звук составляет в среднем 0,14 секунд, на свет – 0,20 секунд, а общее время реакции торможения колеблется в пределах 0,4–1,0 секунд.

В случае сложной сенсомоторной реакции длительность латентного периода может изменяться в очень широких пределах. Она увеличивается при внезапном появлении сигнала и при большом количестве вариантов действий.

Длительность моторного периода определяется характером движений водителя и их амплитудой, например, требуемым углом поворота рулевого колеса. Имеет значение состояние костно-мышечной системы водителя и центральной нервной системы.

В среднем длительность моторного периода реакции меняется слабо. Колебания времени реакции в основном обусловлены изменением длительности латентного периода.

Обобщающей характеристикой деятельности водителя является его сенсомоторная координация – умение отслеживать изменение дорожной обстановки и способность своевременно и правильно реагировать на них управляющими действиями. Производя экстренное торможение, опытный водитель координирует свои действия, чтобы не создать помех другим транспортным средствам, двигающимся по соседней полосе или сзади. Он контролирует величину замедления и частоту вращения коленчатого вала, чтобы обеспечить устойчивую работу двигателя. Водитель регулирует нажатие на педаль тормоза, чтобы не допустить движения юзом.

На время реакции оказывает влияние тип нервной системы. Водители холерического или сангвинического темперамента реагируют быстрее, чем флегматики.

Время реакции опытных водителей в знакомых ситуациях колеблется от 0,5 до 1,5 секунд, а для водителей с меньшим опытом время реакции даже в знакомых ситуациях увеличивается до 1,0–2,0 секунд. В тёмное время суток время реакции возрастает на 0,6–0,7 секунд. Время реакции увеличивается не только в зависимости от времени суток, но также из-за утомления и при неблагоприятных сезонно-климатических условиях, например, при сковывающем холоде или расслабляющей жаре.

В сложных и незнакомых ситуациях время реакции может возрасти даже до пяти секунд! Реакция торможения при неожиданно появившемся препятствии может быть в два раза больше, чем если бы водитель заранее готовился затормозить. При повышенном внимании водителя, например в городе в плотном транспортном потоке, время реакции обычно меньше, чем в условиях слабой интенсивности движения и, соответственно, низкой готовности водителя.

В ряде исследований получен вывод о том, что длительность простых реакций не оказывает существенного влияния на безопасное вождение автомобиля, тогда как длительность и правильность сложных реакций выбора чрезвычайно значимы для безопасности дорожного движения.

Реакция в условиях эмоционально неустойчивого состояния представляет собой проявление оборонительного рефлекса, когда человек не может в полной мере осознавать разумность и правильность своих действий.

Основное, что должна обеспечивать правильная и своевременная реакция – наличие резерва управления.

5. Система, водитель – автомобиль – дорога - среда.

6. Безопасность транспорных средств. Виды безопасности.

Виды безопасности, различают активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность транспортного средства. Безопасность транспортного средства вкл. в себя комплекс конструктивных и эксплутационных св-в снижающих вероятность возникновения ДТП, тяжесть их последствий, отрицательное влияние на окр, среду.

Активная безопасность - св-во транспортного средства снижающее вероятность ДТП.

Анализ св-в активной без-ти позволяет с определенной степенью условности обьеденить их в следующие основные группы:

Св-во в знач-ой степени зависящее от действий водителя по управ-ию транс-м средством (тяговоскоросные, тормозные, устойчивость, управляемость, информативность)

Св-во независящее или зависящее в не значительной степени от действий водителя по упр-ию транс-м сред-вом (надежность элементов конструкции, весовые и габаритные параметры тран-го сред-ва)

Св-ва определ-е возмож-ть эффек-ной деятельности водителя по управ-ю транс-м сред-вом (рабочее место водителя)

Пассивная безоп-ть- св-во транс-го средства снижающее тяжесть последствий ДТП.

Различают внутреннюю и внешнюю пассивную безоп-ть.

Внутренняя - определяет конструктивные возможности транс-го средства по сохранению жизни и повышению травмы, безоп-ти водителей и пассажиров находящихся в транс-м средстве в момент ДТП.

Внешняя – по снижению тяжести последствий ДТП для других участников движения.

Послеаварийная – св-во трас-го средс-ва снижающее тяжесть последствий ДТП т.е. тех последствий которые могут возникнуть после самого ДТП (возгорание, наезд других участников)

Экологическая – св-во транс-го средства снижающая степень его отрицательного влияния на окр. среду по определению это транспортное средство в отличае от первых 3 связано в той или иной степени с ДТП. Определено самим существованием и работой тран-го сред-а и появляется на протяжении всего срока службы транс-го сред-а. Все виды безоп-ти транс-го сред-а взаимосвязаны и взаимовлияют на конечный результат перевозочной деятельности. Правило безоп-ти изложено в требованиях ЕЭК ООН (единая экономическая компания ООН).

8. Организация дор-го дв-я. Основные задачи.

Основными принципами в организации дорожного движения явл. разработка мероприятий обеспечивающих эффек-ть и безоп-ть транс-х и пешеходных потоков.

О существовании этого прнципа основывается на:

Исследовании хар-к дорожного движения, анализы статистики ДТП;

Выявление очагов повышенной аварийности;

Выявление мест снижения эффективности дв-я;

Разработки мероприятий по снижению уровня аварийности и повышение эффек-ти дв-я на выявленных местах;

Совершенствовании сущ-х орган-ий дв-я внедрения новаых техн-х средств регулирования;

Прогнозирование, изменение параметров дв-я;

Разработки элементов и систем автоматизированного управ-я дорожным дв-ем.

В качестве основных конкретных мероприятий могут быть названы следующие:

Строительство многоуровневых пересечений

Введение принудительного регул-я напересечении

Запрещение лево и право паворотних маневров, разворотов, обгонов

Введение принудительного разделения транспортных потоков по направлению или траектории дв-я (канализир-е дв-е)

Запрещение остановок тр-х средств

Размещение и оборудование необходимого числа стоянок и остановочных пунктов

Организация и обустройство дорог своевременными и необходимыми средствами информации

Распределение потоков в пространстве (дополнительные полосы, парралельные дороги)

и во времени (смещения начала и окончание работы пред-я)

Размещение в пространстве объектов передвижения, а также грузо и пассажирообразующих объектов

Рациональное распределение видов перевоза в течение суток

Выделение полос для пассажирского транспорта

Организация одностороннего дв-я

Запрещение дв-я отдельным видам тран-х средств, в районе, по магистрали, улицам
- обеспечение высокого коэф-та на дороге

Ограничение скоростей дв-я

Выравнивание скоростного режима дв-я при помощи ограничении верхнего и нижнего предела

Оперативное управление скоростью дв-я потока управляемыми знаками в зависимости от условий видимости и состояния покрытия

Создание бестранспортных зон. На практике используют ряд частных критериев оценки мероприятия по организации дорожного дв-я, задержки состояния потока, скоростной режим. При внедрении новых мероприятий по организации дв-я эффек-м можно считать мероприятия изменившие оценочные критерии в нужную сторону.