Секция «Теория и практика развития транспортных систем»


ОЦЕНКА процесса ВОСПРИЯТИЯ ВОДИТЕЛЕМ



страница36/57
Дата06.06.2016
Размер3.5 Mb.
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   57

ОЦЕНКА процесса ВОСПРИЯТИЯ ВОДИТЕЛЕМ

ДОРОЖНЫХ УСЛОВИЙ И степени ЕГО ВЛИЯНИЯ

НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ

К.В. Глемба, В.К. Глемба


Человек в системе управления является наиболее важным и одновременно менее надежным звеном. Он легко отвлекается, сравнительно быстро утомляется, его поведение подвержено влиянию очень многих непредсказуемых факторов, и поэтому он не может безошибочно выполнять работу в течение продолжительного времени. Частота отказов в системах управления по вине человека составляет от 20 до 95 %. Такие отказы в системе управления оператор-машина-среда (О–М–С) представляют большую угрозу для безопасности технологического процесса. Именно поэтому такое большое значение придается повышению надежности оператора машины [1].

Применительно к оператору-водителю понятия надежности и отказа имеют более широкое значение, чем для механических систем. Они охватывают не только отказ из-за перегрузки, но и изменение состояния психофизиологических показателей водителя под влиянием дорожных условий. Так, причиной 85...90 % ДТП являются ошибки, допущенные водителем при выборе плана действий, т.е. с неправильным выбором скорости, неправильной оценкой дистанции и интервала движения и т.д. Только в 10...15 % случаев причиной ДТП являются ошибки выполнения маневра по выходу из нештатной (критической) ситуации [2].

Ощущения, получаемые оператором с помощью анализаторов – органов чувств, – являются первой ступенью обработки поступающей информации о состоянии и изменении окружающей среды. Для операторов мобильных машин особенно большое значение имеет зрительный анализатор, через который он получает до 80…90 % всей информации. Не меньшее значение имеют чувства: суставно-мышечное, вестибулярное и тактильное. Меньшую роль играют слух и обоняние.

Способность человека к восприятию, переработке и хранению информации имеет количественное выражение – бит (двоичная система информации), определяя, сколько альтернативных выборов надо сделать, чтобы получить правильный ответ. Один бит соответствует выбору из двух равновероятностных альтернатив. Количество информации, содержащейся в сигнале, зависит от частоты, с которой он встречается.

Передача информации определяется пропускной способностью, т.е. максимальной скоростью, с которой канал связи может передавать информацию за единицу времени [3].

Пропускная способность человека как максимальная его возможность обработки потока информации определяется различными авторами со значительными отклонениями. Так, например, по данным Д.С. Миллера, В.Ю. Глезера, Н.И. Цукермана, она изменяется в пределах от 6 до 70 бит/с. Различна пропускная способность и отдельных каналов связи: пропускная способность зрительного канала составляет 20…70 бит/с, а слухового – 0,6…8 бит/с.

Установлено, что человек не может решить простую задачу на распознание единичных сигналов, если их число более 7…9. Однако не следует понимать, что водитель может одномоментно воспринять такое же количество дорожных знаков, так как в это же время он воспринимает и другой вид информации. На продуктивность переработки информации также оказывают влияние индивидуальные особенности человека, условия его деятельности и особенности потока информации [1].

Пути повышения надежности работы оператора лежат в устранении двух противоположных условий – монотонности и информационной перегрузки. Они должны устраняться при проектировании не только за счет эксплуатационных показателей дороги, но и подбора параметров элементов трассы, сочетанием ее отдельных элементов, трассирования дороги, использования положений ландшафтного проектирования, обеспечивающих высокую пропускную способность дороги и улучшая режим и безопасность движения автомобилей [4].

На надежности работы оператора отрицательно сказывается как высокий, так и низкий уровень информационной загрузки.

Для того чтобы водитель мог воспринимать информацию, время прохождения объектов наблюдения в его поле зрения должно быть больше времени восприятия и переработки информации. Скорость поступления информации прямо пропорциональна количеству объектов, требующих внимания, количеству информации, которое несет каждый элемент, скорости движения автомобиля и обратно пропорциональна глубине информационного поля, т. е. расстоянию, на котором водитель оценивает ситуацию [5]:

, (1)

где С – скорость поступления информации, бит/с; i – количество информации, которое дает каждый элемент информационного поля водителя, бит; n – количество элементов информационного поля водителя; V – скорость автомобиля, м/с; L – глубина информационного поля, м.

В условиях интенсивного движения и при движении с большой скоростью имеют место информационные перегрузки (см. рисунок, область 3). Возникает недостаток времени, в результате которого водитель не успевает воспринять, переработать всю поступающую информацию и своевременно выполнить необходимые управляющие действия.

Зависимость надежности восприятия водителем

информации С2 от скорости поступления С1:

1 – сенсорный голод; 2 – нормальная нагрузка; 3 – перегрузка


Кратковременная информационная перегрузка, при которой скорость поступления информации может быть близкой к пропускной способности человека, переносится водителем безболезненно за счёт использования резервных возможностей организма и практически не вызывает снижения надежности работы (см. рисунок, область 2).

Исследования показывают, что наибольшей продуктивности работы оператора соответствует оптимальный уровень психического напряжения, формирующийся под действием факторов: светотехнических условий восприятия, структурной характеристики фона, объема внимания и размеров поля концентрации внимания. Однако продолжительная работа при такой нагрузке недопустима, так как снижается надежность оператора за счет развития утомления [3, 5, 6].

Отрицательное влияние на работоспособность также оказывает недостаток информации (см. рисунок, область 1), который имеет место при отсутствии на дороге других участников движения, монотонном однообразном ландшафте, длительном движении с постоянной скоростью на прямых участках дороги, а также при управлении автомобилем в условиях недостаточной видимости, что вызывает сильное нервно-психическое напряжение, затрудняющее восприятие и переработку информации.

В исследованиях Б.А. Щита было определено, что для обеспечения наивысшей надежности работы и снижения утомления водителя продолжительность пребывания его в состоянии оптимального напряжения должна быть более 80 %, в состоянии перегрузки – менее 5 %, а в состоянии информационной недогрузки – менее 15 %.

По времени непрерывное пребывание в состоянии перегрузки или сенсорного голода не должно превышать 2…4 мин в зависимости от интенсивности движения.

На продуктивность деятельности оператора также оказывают влияние его индивидуальные особенности, особенности потока информации и условия деятельности. Безопасность движения во многом зависит от способности водителя воспринимать и своевременно реагировать на поступающую к нему информацию.

Исходя из особенностей формирования психоэмоциональной напряженности оператора можно сформулировать следующие требования:

– дорожная обстановка должна обеспечивать прогнозирование, связанным с выбором расстояний видимости, рациональным сочетанием элементов трассы и т.д.;

– дорога должна исключать появление как монотонных, так и напряженных условий движения.

По современным представлениям методы оценки информации для биологических систем, заимствованных из теории связи, не совсем точно отражают процесс восприятия, так как не учитывается ценность информации – важное свойство для указанных систем.

Для избегания разногласий методов количественной оценки информации применительно к анализу психической деятельности при оценке способностей сенсорной системы человека следует оперировать не абсолютными, а относительными показателями с целью установления динамики изменения пропускной способности оператора.

В исследованиях Е.М. Лобанова установлено, что скорость переработки информации изменяется в пределах 4…60 бит/с и зависит от степени напряженности работы. Однако, при кратковременном напряжении за счет компенсаторных возможностей организма скорость переработки может быть увеличена до максимальной, обеспечивая 95 %-ную надежность безошибочной работы. Наивысшая же надежность в переработке информации достигается при скоростях от 8 до 16 бит/с [5].

Е.М. Лобанов наряду с психофизиологическими измерениями использовал психологическое тестирование – определялась информационная емкость теста по формуле К. Шеннона:

, (2)

где I – суммарная информация, бит; k – количество разных знаков; ni – количество одинаковых знаков; pi – вероятность встречи данного знака.

Применив формулу К. Шеннона для оценки количества информации У. Хик получил линейную связь между временем реакции и информационной емкостью сигнала (закон Хика). Информационная модель формирования времени реакции определяется математической гипотезой Хика:

, (3)

где tp – время реакции, с; n – количество равновероятных альтернатив; а – постоянная.

Закон Хика неоднократно проверялся и подтверждался исследованиями, но все же имеет ограниченное применение в связи со сложностью самообучающейся системой и приобретаемого опыта человека.

Очень часто реакция водителя на какой-либо раздражитель направлена на усиление эпсихоэмоциональной напряженности, влияние которой сказывается по мере распространения возбуждения в коре головного мозга. Поэтому операторы мобильных машин часто допускают ошибки не в момент возникновения аварийной ситуации, а через некоторое время после благополучного выхода из нее. Этим объясняется концентрация дорожно-транспортных происшествий не на самом опасном участке дороги, а на некотором удалении от него.

Решение проблем безопасности движения состоит в совершенствовании норм и методов проектирования и эксплуатации дорог, организации движения, позволяющих создать оптимальные условия работы. Необходимо принципиальное изменение ориентации с технической безопасности дороги на безопасность, охватывающую также особенности и возможности восприятия оператором дорожной обстановки. Следовательно, дорожные условия должны обеспечивать не только техническую, но и психологическую безопасность [1, 3, 4].
Литература
1. Мишурин, В.М. Надежность водителя и безопасность движения / В.М. Мишурин, А.Н. Романов. – М.: Транспорт, 1990. – 167 с.

2. Повышение надежности автомобильных дорог. – М.: Транспорт, 1977. – 183 с.

3. Романов, А.Н. Автотранспортная психология / А.Н. Романов. – М.: Академия, 2002. – 224 с.

4. Бабков, В.Ф. Ландшафтное проектирование автомобильных дорог / В.Ф. Бабков. – М.: Транспорт, 1969. – 186 с.

5. Лобанов, Е.М. Проектирование дорог и организация движения с учетом психофизиологии водителя / Лобанов Е.М. – М.: Транспорт, 1980. – 311 с.

6. ГОСТ Р 51256-99 «Технические средства организации дорожного движения. Разметка дорожная. Типы и основные параметры. Общие технические требования».




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   32   33   34   35   36   37   38   39   ...   57


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница