3.1 Система "водитель – автомобиль – дорога - среда движения" (ВАДС). Компоненты системы. Специфические особенности и взаимовлияние компонентов. Нарушения в системе.
3.2 Качества дорожного движения: характеристики транспортного средства, влияние дорожных условий, выбор режимов движения транспортного средства.
3.1 Система "водитель – автомобиль – дорога - среда движения" (ВАДС). Компоненты системы. Специфические особенности и взаимовлияние компонентов. Нарушения в системе.
Специфические особенности и проблемы дорожного движения обусловлены, прежде всего, системой "водитель – автомобиль – дорога – среда движения" (ВАДС). В дальнейшем изложении среду движения (окружающую среду) будем называть средой.
Эту систему можно представить в виде взаимосвязанных компонентов ВАД, функционирующих в среде С (рис. 3.1). Кроме того, в структуре системы можно выделить механическую подсистему АД – "автомобиль–дорога" и биомеханические подсистемы ВА – "водитель – автомобиль" и ВД – "водитель – дорога", а также подсистемы СВ, СА, СД.
В данной интерпретации термин "среда" охватывает пешеходов, а также погодно-климатические факторы (метеорологическую видимость, осадки, ветер, температуру воздуха). Среда оказывает воздействие на водителя, автомобиль и дорогу в процессе их взаимодействия.
Взаимосвязь и взаимодействие подсистем и компонентов системы ВАДС показаны на рис. 3.2. Применительно к водителю речь должна идти о состоянии его здоровья, степени утомленности, уровне подготовки, умении принимать решения в условиях дефицита времени и правильно выбирать скорость в соответствии с условиями движения.
Безопасность дорожного движения зависит от надежности входящих в систему ВАДС компонентов. Очевидно, что для обеспечения безопасного функционирования системы требуются достаточно большие затраты, но при этом условии создание абсолютно безопасной системы невозможно, поскольку в нее входит человек, действия и ошибки которого существенно влияют на работоспособность системы в целом. Поэтому в настоящее время можно говорить о каком-то определенном уровне обеспечения надежности рассматриваемой системы. Установление этого уровня – достаточно сложная социально-экономическая задача.
Организация дорожного движения рассматривается в рамках единой системы – среда движения (С). В рамках этой системы функционируют взаимозависимо друг от друга подсистемы водитель (В), автомобиль (А), дорога (Д). С помощью теории множеств каждая из названных подсистем характеризуется комплексом показателей, функций и зависимостей, выполнение которых обязательно для обеспечения БД транспортных потоков. ВАД взаимодействует между собой в единых областях движения ВА, АД, ВД, ВАД.
Эффективность действия рассматриваемой системы оценивается рядом показателей, в общем виде они могут быть разделены на технические, экономические, социальные, с точки зрения получения результатов они могут быть абсолютными и относительными. В общем виде вся система организации дорожного движения подразделяется на условно обозначенные районы или участки, каждый из которых характеризуется установившейся и принятой на практике системой показателей. К ним относят количество ДТП, произошедших за отчетный период: год, квартал, месяц.
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.
Источники информации – дорога, её обустройство и окружение, знаки и сигнал, а также показания приборов, шумы, колебания автомобиля.
Связующее звено между источниками информации и водителем, передающее информацию к его телу, ушам и глазам.
Обработка поступающей информации мозгом водителя и выдача команд его рукам и ногам.
Связь между водителем и автомобилем – передача команд органам управления.
Передача команд от органов управления механизмам привода.
Связь между автомобилем и дорогой – выполнение команд колёсами, двигателем, приборами и т.п.
Изменение направления или скорости движения автомобиля.
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 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%;
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%.
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.
Министерство науки и образования Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Кафедра____________
Реферат
Тема: «Система «Водитель –
автомобиль – дорога»
Анализ ДТП.
Выполнил: ст. гр. ТТ-09-2
Принял: к.т.н. проф.
Г. Караганда 2012г
Система «Водитель – автомобиль - дорога»
Анализируя работу дороги,
необходимо рассматривать сложную
систему «водитель – автомобиль
– дорога». В механическом ряду этих
понятий действует прямая связь:
водитель управляет, автомобиль движется
по дороге. В инженерно-психологическом
отношений действует и обратная связь:
дорога передает информацию, водитель
воспринимает эту информацию и использует
ее для управления автомобилем. Главенствующая
роль этой системе принадлежит
водителю.
Обратная связь (дорога -
автомобиль) проходит через водителя,
через его органы чувств, психику и мускулатуру.
С помощью водителя дорога ведет автомобиль.
С увеличением скорости движения растут
требования к человеку, к автомобилю и
к дороге.
Расчетная скорость – это
максимальная скорость, обеспечивающая
безопасность движения одиночного автомобиля
в руках опытного водителя. Она
определяется геометрическими параметрами
дорог, стилем трассы, устройством проезжей
части и обстановки дорог. В часы
пик автомобиль входит в поток. Скорость
автомобиля снижается тем значительнее,
чем большей она была в свободных
условиях, а также чем большей
допущена разнородность автомобилей,
движущихся в потоке.
Ныне принято рассматривать
водителя в системе "водитель - автомобиль
- дорога".
Исходное звено системы
- источники информации: дорога, ее обустройство
и окружение; ее "население" (средства
транспорта и пешеходы); знаки и
сигналы, а также показания приборов
на щитке; шумы внешние и в кузове;
достигающие водителя колебания
от работы двигателя и других механизмов.
К источникам информации относят
и пассажиров, их голоса, их движения.
Следующее звено - поступление
этой информации к водителю, к его
телу, ушам и особенно глазам.
Затем звено обработки
информации и выдачи команд рукам
и ногам водителя.
Четвертое звено - передача
команд рычагам и педалям, а от
них механизмам автомобиля.
Пятое - выполнение команд колесами,
двигателем, осветительными и сигнальными
приборами.
Наконец (шестое звено), предусмотренный
водителем маневр автомобиля и соответственное
изменение обстановки на дороге.
Маневр завершает определенный
цикл и одновременно служит началом
нового. Ведь наклон автомобиля при
торможении и скрип тормозов, действие
центробежной силы на повороте и перемещение
предметов за окнами - все это
для водителя новая информация.
Лишь первое звено водителю
не подчиняется. Оно создано природой
и другими людьми, оно как бы
противостоит ему. И все же от него,
от его манеры управления кое-что зависит,
например шумы и колебания его собственного
автомобиля. Но уже второе звено - это не
только эффективность сигналов и размеры
окон кузова, через которые поступают
сигналы, но и способность водителя воспринимать
их. Третье и частично четвертое звенья
заложены в психофизических качествах
самого водителя. Остальные же действуют
полностью в соответствии с его командами,
хотя, конечно, их исполнение как-то связано
с совершенством конструкции автомобиля.
Что важнее, своевременное
поступление информации или быстрая,
точная передача команд водителя? Вряд
ли удастся установить строгую шкалу
значений, но можно сделать существенное
общее заключение: главный член системы
- водитель требует иного подхода,
чем все прочие, о совершенстве
которых заботятся конструкторы,
строители дорог и другие специалисты.
Водителя тоже можно совершенствовать,
но не техническими средствами, а обучением,
воспитанием, тренировкой.
Технические средства дают
известную гарантию действия отдельных
звеньев системы. В конструкции
автомобиля заложены и такие элементы,
которые помогают водителю, исправляют
его оплошности, недостаточную оперативность.
Например, если водитель перестает
прикладывать усилие к рулевому колесу,
оно само возвращается в положение
"езда прямо".
А воспитание водителя лишь
уменьшает вероятность его ошибок,
повышает его оперативность. Каким
бы квалифицированным он ни был, не
исключено, что в ответственный
момент он будет чем-то отвлечен от
управления автомобилем или совершит
не совсем точное движение. Что же говорить
о менее квалифицированных, каких
большинство!
Отсюда огромное значение
подготовки и тренировки водителя.
Но они, как известно, не зависят
от конструктора, который должен выполнять
элементы системы таким образом,
чтобы ошибки водителя свести к минимуму.
В технике такое исполнение машины
иногда называют "фул-пруф" (дуракоустойчивым).
На автомобиле еще много
несовершенных устройств, но число
их уменьшается. Вот знакомая любому
водителю ситуация - обгон на грязной
дороге. Приходится оперировать рулем,
включателем указателей поворота, рычагом
передач и педалью сцепления,
кнопками стекло-омывателя и "дворника";
если кнопка омывателя ножная, то движения
левой ноги становятся прямо-таки акробатическими;
ночью добавляется переключатель света
фар. Тут и тренированная нога совершит
неточное движение! А в новейших (но пока,
увы, не у всех) автомобилях омыватель
и "дворник" включаются одним нажимом
пальца на кнопку, переключатель света
установлен под рулевым колесом - можно
одновременно управлять фарами и "мигалками",
не снимая рук с руля. Вероятность ошибки
водителя почти полностью исключена.
Еще лучше, если автомобиль
снабжен автоматической трансмиссией
и не нужно нажимать педаль сцепления.
Конечно, добиваясь автоматичности действий
водителя, нужно автоматизировать и другие
звенья системы, в первую очередь органы
управления. И постепенно автоматизация
эта осуществляется. Однако вступают в
действие важные факторы.
Во-первых, автоматические устройства
должны быть полностью "фул-пруф",
действовать абсолютно безотказно, иначе
могут очень подвести водителя. Поэтому
автоматику тщательно отрабатывают, выполняют
приборы из материалов высокого качества,
и они становятся дорогими.
Во-вторых, начинают сказываться
"нетранспортные функции" автомобиля.
Как уже говорилось, управление автомобилем
- это не только работа, выполнение транспортной
операции, но и, как знает всякий
автомобилист, работа увлекательная, а
то и просто приятная, своего рода спортивная
игра. Иным автомобилистам нравится переключать
передачи, своими силами добиваться плавности
и бесшумности хода автомобиля или,
наоборот, ураганного старта "в гоночном
стиле". И они не очень-то стремятся
к автоматике.
Но всякая игра имеет правила,
которым, хочешь не хочешь, приходится
подчиняться. Они меняются, совершенствуются.
Когда-то в правила "игры в автомобиль"
входили и получасовая подготовка к поездке,
и обязательная подача сигналов во многих
ситуациях, и жонглирование тремя рычагами
тормозов (однако на скорости в пределах
всего лишь 10-30 километров в час!), и даже
остановки при встречах с пугливыми лошадьми.
Рост интенсивности и скорости движения,
выход на дорогу миллионов "игроков-любителей"
всех возрастов требуют мгновенной готовности
автомобиля и водителя к любым изменениям
обстановки, запрета звуковых сигналов,
постепенной автоматизации автомобиля.
Сегодня "игрок" имеет дело с тремя
педалями и двумя рычагами, завтра их число
сократится.
Значит, действие всех механизмов
автомобиля должно обеспечивать точнейшее
выполнение команд водителя, а также
по возможности их исправление, если
они неправильные или неточные. Последняя
рекомендация может опять-таки показаться
нереальной.
Но вот пример, причем
относящийся к форме кузова.
На высоких скоростях
все большее значение приобретает
аэродинамическая устойчивость автомобиля.
Она зависит больше всего от формы
кузова. Было время, когда под влиянием
моды и стремления к каплеобразной
форме кузов выполнялся с малой
боковой поверхностью его задней
части. Но автомобили со ступенчатым
или покатым "задком" оказались
весьма чувствительными к порывам
бокового ветра, и водители иной раз
не успевали должным образом реагировать.
Известны многие случаи с трагическим
исходом. Аэродинамические исследования
автомобилей с килями и кузовов
типа "универсал" (вроде застекленного
фургона) показали выгоды увеличенной
задней боковой поверхности кузова.
Автомобили-универсалы, "комби"
и спортивные "со срезанным задком",
оказывается, могут без участия водителя
противодействовать влиянию боковых аэродинамических
сил, снимают с водителя еще одну заботу.
Анализ ДТП
Детальный анализ всех видов
ДТП невозможен без выявления
факторов и причин, их вызывающих. Взгляды
на факторы и причины, лежащие
в основе ДТП, меняются по мере накопления
опыта организации движения и
исследовательских работ в области
безопасности движения.
В соответствии с целями
и задачами анализа ДТП различают
три основных метода анализа: количественный,
качественный, топографический.
Количественный анализ ДТП-
оценивает уровень аварийности по месту
(пересечение, магистральная улица, город,
регион, страна, весь мир) и времени их
совершения (час, день, месяц, год и пр.)
Абсолютные показатели дают общее представление
об уровне аварийности, позволяют проводить
сравнительный анализ во времени для определенного
региона и показывают тенденции изменения
этого уровня.
По данным официальной
статистики, показатель тяжести ДТП
колеблется в различных странах
от 1/5 до 1/40 Следует учитывать, что оказывает
большое влияние полнота охвата ДТП с
легкими телесными повреждениями, что,
в свою очередь, в значительной степени
зависит от правовых положений по страхованию.
Тяжесть последствия от ДТП
может быть охарактеризована, кроме
того, отношением числа погибших или
раненых к общему числу ДТП.
Для оценки тяжести отдельного
вида ДТП (столкновение, опрокидывание
и пр.) может быть использован
показатель, представляющий собой отношение
числа погибших (раненых) к числу
ДТП данного вида.
Чтобы определить потери от
ДТП, разработаны различные методики
расчета материального ущерба от
ДТП. Общий принцип следующий: потери
условно делят на прямые и косвенные.
К прямым относят материальные
потери, произошедшие в результате:
повреждения или уничтожения
материальных ценностей (транспортных
средств, перевозимых грузов, технических
средств организации дорожного
движения и обустройства дорог); транспортировки
и восстановления транспортных средств;
ремонта дорожных сооружений и элементов
обустройства дорог; оказания помощи и
лечения людей; выплаты денежных
пособий и пенсий пострадавшим и
их семьям; задержек движения (потери времени
транспортными средствами, перерасход
топлива, потери времени пассажирами).
К косвенным потерям относят
потери, связанные с временным
или полным прекращением трудовой деятельности
членов общества, т. е. условную потерю
части национального дохода страны.
Интегральная оценка опасности,
отдельных элементов улично- дорожной
сети с учетом тяжести последствий
ДТП может быть определена показателем
опасности или тяжести дорожно- транспортных
происшествий
Качественный анализ ДТП
служит для установления причинно-следственных
факторов возникновения ДТП и
степени их влияния на ДТП. Этот анализ
позволяет выявить причины и
факторы возникновения ДТП по
каждому из составляющих системы «Дорожное
движение». В большинстве
стран общественное мнение и официальная
статистика органов организация дорожного
движения чаще всего усматривают основную
причину ДТП в небрежности, ошибках участников
движения (водителей, пешеходов) или в
неисправности автомобилей. Так, Всемирная
организация здравоохранения считает,
что 9 из 10 дорожно-транспортных происшествий
происходит по вине человека.
Анализ причин ДТП позволяет
свести в следующие группы:
Таблица 3.1 – Причины ДТП
| 1 группа |
2 группа |
| Несоблюдение Правил дорожного
движения участниками этого движения,
т. е. водителями, пешеходами и пассажирами. |
Выбор водителями таких режимов
движения, при которых они лишаются
возможности управлять транспортными
средствами, в результате чего возникают
заносы, опрокидывания, столкновения и
пр. |
| 3 группа |
4 группа |
| Снижение психофизиологических
функций участников движения в результате
переутомления, болезни. |
Употребления алкогольных
напитков, наркотиков, лекарств, под
влиянием факторов, способствующих изменению
его нормального состояния (нездоровый
климат на работе или в семье, болезнь
близких и пр.). |
| 5 группа |
6 группа |
| Неудовлетворительное техническое
состояние транспортных средств; |
Неправильное размещение
и крепление груза |
| 7 группа |
8 группа |
| Неудовлетворительное устройство
и содержание элементов дороги и
дорожной обстановки. |
Неудовлетворительная организация
дорожного движения. |
При анализе дорожно-транспортного
происшествия наиболее просто отнести
его причину к водителю, который,
как считают, обязан мгновенно реагировать
на изменение дорожно-транспортной
ситуации и компенсировать несовершенство
составляющих системы ВАД «человек -
автомобиль - дорога» необходимыми приемами
управления, обеспечивающими безопасный
режим движения. Однако такая уверенность
недостаточно обоснована. Многие ДТП происходят
из-за неопытности, недобросовестности
либо халатности определенных должностных
лиц. Например, дорожно-транспортные происшествия,
возникающие из-за дефектов транспортных
средств, плохого освещения улиц, неудовлетворительного
состояния проезжей части, неправильной
разметки улиц, неверной установки и неудовлетворительного
состояния дорожных знаков и т. п.
В отличие от систем автоматического
регулирования водитель не имеет
запрограммированной системы ответов
на все бесчисленное многообразие дорожно-транспортных
ситуаций. Рассматривая возможные варианты
решения возникшей задачи в ограниченный
промежуток времени, он может допускать
ошибки, число которых увеличивается
при снижении его психофизиологических
возможностей в процессе работы. При
учете этого обстоятельства за такими
официальными причинами ДТП, как превышение
скорости, неправильный обгон или поворот,
наезд на пешехода и пр., во многих случаях
обнаружилось бы, что истинной причиной
дорожно-транспортных происшествий явились
не ошибочные действия водителя, а другие
факторы, относящиеся или к дороге, или
к автомобилю, или к тому и другому одновременно.
В результате было достаточно самого незначительного
недопонимания водителем сложившейся
ДТС, чтобы возникла опасность дорожно-транспортного
происшествия.
В отрезке времени, непосредственно
предшествующем дорожно-транспортному
происшествию, и в процессе его
развития влияние каждой из причин
неодинаково. В каждой фазе развития
ДТП можно выделить одну главную,
ведущую причину. В последующих
фазах происшествия эта причина
может стать второстепенной, сопутству
и т.д.................
Специфические особенности проблемы БДД определяются совокупностью взаимодействующих в условиях окружающей среды таких элементов системы, как автомобиль-водитель-дорога.
Вместе с тем можно говорить еще об одном элементе – пешеходе, т. к. по статистике 25% всех происшествий происходит по их вине. Тем не менее система ОБДД должна строиться на обеспечении высокого уровня именно этих составляющих. К каждому элементу системы предъявляют соответствующие требования по безопасности, регламентируемые соответствующими документами.
Хотя удельный вес элементов различен, все они одинаково значимы.
Официальная статистика говорит, что по причине технических неисправностей АТС происходит от 2 до 5% ДТП. Однако цифра эта достаточно условна, поскольку не всегда четко выявляются конкретные причины ДТП. Среди основных недостатков современных транспортных средств, следует отметить слабое оснащение тормозной системы, недостаточную надежность элементов подвески и рулевой трапеции, неоптимальный рисунок протектора, отсутствие шипов, плохое качество освещения, обеспечиваемое автомобильными фарами.
Наибольшую значимость в системе А-В-Д имеет ее второй элемент, по статистике боле 75% ДТП происходит по его вине. Основная причина в недисциплинированности водителя, т.е. желание соблюдать установленный порядок и как следствие управление АТС в нетрезвом состоянии, превышение скорости, нарушение правил обгона, проезда перекрестков, переездов и т.п. Другие факторы, например, недостаточная профессиональная подготовка, снижение психофизиологических возможностей в результате усталости гораздо реже приводят к возникновению ДТП. Фактор водителя несравним с другими элементами системы в силу своей сложности, специфики и важности обеспечения надежности работы водителя.
Значение третьего элемента как показывает практика значительно больше, чем это определяет официальная статистика (8%). Влияние конструктивных элементов дороги, ее технических параметров и состояния для обеспечения БДД трудно переоценить. На БДД оказывают влияние такие технические параметры дорог как интенсивность движения, ширина проезжей части, радиусы закругления, подъемы, видимость и т.д. А из основных факторов следует отметить такие как скользкость покрытия (сцепление колес с дорогой), ровность дорожного покрытия, состояние обочин, обустройство дорог.
Конкретные особенности каждого элемента системы, влияющих на БДД, управление этими элементами, их совершенствование и являются основой системы обеспечения безопасности дорожного движения.
Современный уровень автомобилизации и международных связей требует международного подхода к проблеме безопасности. Она решается в международном плане различными региональными экономическими комиссиями ООН. В частности в Европейской экономической комиссии (ЕЭК ООН) имеется Комитет по внутреннему транспорту, в компетенцию которого входят вопросы автомобильного транспорта, автомобильных перевозок, безопасности движения и т.п.
Еще в 1968 году СССР подписал вместе с остальными странами соглашение о единообразных условиях и взаимном признании официального утверждения предметов оборудования и частей моторных транспортных средств.
В частности, согласно соглашения, :
1. Участники обязались принимать и разрабатывать единые рекомендации и требования к тому или иному узлу и параметру ТС, методику испытаний.
2. Вводить рекомендации в качестве законоположений в своих странах. Если есть соответствующее оборудование, проводить испытания по рекомендуемым методикам и в случае удовлетворительных результатов присваивать знак утверждения транспортного средства в отношении установленных требований. Такой знак для всех Европейских стран Е (например: - ФРГ; 
- Франция; 
- Италия).
3. Признавать знак международного утверждения, присвоенный страной, проводившей испытания, на территории всех стран – участниц соглашения.
Надо понимать, что требования ЕЭК ОНН рассматриваются как минимальные, некоторые страны используют еще более жесткие требования.
Причем эти требования постоянно совершенствуются, Большую роль при этом играет Международная организация по стандартам (ISO), в составе которой есть технический комитет 22 «Дорожный транспорт», занимающийся международной стандартизацией в автомобилестроении. В настоящее время насчитывается более 3000 стандартов и рекомендаций подготовленных ISO.
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.