Организация мероприятий по повышению безопасности движения в городе Йошкар-Ола

1

Содержание

Введение

1. Особенности восприятии водителем дорожной обстановки

1.1 Роль человеческого фактора в организации дорожного движения

1.2 Психофизиология водителя

1.3 Дорожные условия как фактор, определяющий надежность работы водителя

1.4 Использование психофизиологических показателей для оценки надежности водителя

1.5 Оценка надежности водителя тестовыми методами

1.6 Анализ аварийности по городу Йошкар-Ола

2. Технические средства организации дорожного движения

2.1 Дорожные знаки. Назначение и классификация

2.1.1 Установка и зоны действия знаков

2.1.2 Применение дорожных знаков в различных условиях движения

2.1.3 Применение знаков на пересечениях и примыканиях

2.1.4 Опоры дорожных знаков

2.2 Дорожная разметка

2.3 Направляющие пешеходные ограждения

3. Мероприятия по организации дорожного движения

3.1 Установка дорожных знаков

3.1.1 Смена места установки дорожного знака обладающего плохой информативностью

3.1.2 Установка дублирующего дорожного знака

3.1.3 Установка дорожных знаков

3.1.4 Замена дорожных знаков

3.2 Нанесение дорожной разметки

4. Охрана труда для дорожных рабочих при строительстве и ремонте автомобильных дорог

4.1 Общие положения

4.2 Разработка мероприятий по организации безопасного проезда автомобильного транспорта в местах производства дорожных работ

4.3 Охрана труда и техника безопасности при ремонте и содержании автомобильных дорог

4.4 Требования перед началом и во время производства работ

5. Технико-экономическое обоснование

5.1 Расчет капитальных вложений

5.2 Оценка ущерба 9 от дорожно-транспортных происшествий

Заключение

Список литературы

Введение

Дорожное движение - сложная динамическая система взаимодействия транспортных и пешеходных потоков. Сложность управления такой системой заключается в необходимости обеспечения бесконфликтного существования всех участников дорожного движения в ограниченном пространстве.

Увеличение интенсивности, изменение структуры и скоростных режимов транспортных потоков, а также увеличение количества транспортных средств, предъявляет все более жесткие требования к средствам управления и организации дорожного движения, призванным обеспечить необходимый уровень эффективности и безопасности движения. Обеспечение такого уровня осуществляется методами управления и организации дорожного движения, которые включают научные, инженерные и организационные мероприятия, и может быть достигнуто при своевременном и полном информировании участников движения об изменениях условий движения, дорожно-транспортных ситуаций, что в конечном итоге позволит водителям и пешеходам выбрать правильное направление и безопасный режим движения.

Условия жизни в городе зависят от налаженного транспортного обслуживания, осуществляемого транспортными средствами. Их движение должно быть организовано таким образом, чтобы водитель транспортного средства мог заранее предвидеть дорожную ситуацию. Большую роль в организации дорожного движения играют технические средства организации дорожного движения, которые применяются:

· в местах, где встречаются конфликтные потоки;

· в местах, где необходимо регулировать и информировать участников дорожного движение;

· на железнодорожных переездах, паромных переправах, разводных мостах;

· для регулирования движения транспортных средств общественного пользования.

Низкое качество в организации дорожного движения приводит к увеличению числа ДТП, а следовательно и числа пострадавших. Поэтому необходимо на ранней стадии выявить все недостатки в организации и превратить их в преимущества, тем самым, увеличив безопасность движения и уменьшив аварийность.

Проанализировав интенсивность транспортных и пешеходных потоков и сложившуюся дорожно-транспортную ситуацию на улицах можно выделить следующие недостатки:

1) отсутствие, не информативность, не эффективное использование дорожных знаков и не соответствие их состояние нормативно технической документации (т.е неудовлетворительное техническое состояние);

2) отсутствие вертикальной и горизонтальной разметки.

Целью дипломной работы является оценка влияния, качества, правильности установки и информативности дорожных знаков и иных сооружений, на безопасность дорожного движения по г. Йошкар-Ола.

1. Особенности восприятии водителем дорожной обстановки

1.1 Роль человеческого фактора в организации дорожного движения

Водители выбирают режим движения на основании анализа информации о дорожных условиях. Ее объем (геометрические параметры дороги, средства регулирования, интенсивность движения, придорожное пространство) в процессе движения изменяется в широких пределах. Надежность работы человека и его работоспособность могут поддерживаться на необходимом уровне лишь при условии, если объем поступающей к нему информации находится в оптимальных пределах. Оптимальное количество информации определяет эмоциональное состояние водителей, от которого во многом зависит безопасность движения. Из данных, полученных Исследователями [8] следует, что около 80% ДТП происходит из-за эмоциональной неустойчивости водителей (сильное волнение, раздражение, гнев), приводящей к ошибкам.

При избыточном объеме информации водитель не успевает ее перерабатывать, допускает ошибки в решениях и пропуски важнейших сигналов. Не менее опасна и недостаточная информация (сенсорное голодание), приводящая к заторможенному состоянию центральной нервной системы, вследствие чего расслабляется внимание водителя, увеличивается время его реакции и резко снижается надежность работы.

При разработке мероприятий по безопасности дорожного движения роль водителя, его возможности в восприятии и оценке дорожных условии учитываются недостаточно. Предпочтение отдается одному показателю времени реакции. Его принимают постоянным для любых дорожных обстановок, в то время как наблюдения указывают, что время реакции изменяется в широких пределах и зависит от дорожных условий, продолжительности нахождения водителя за рулем, его возраста, физического состояния и т.д. Большая часть исследований в области влияния человеческого фактора на безопасность движения была направлена на регистрацию и оценку действий водителя, что проявляется в изменениях скорости или траектории движения. Между тем, изменение скорости или траектории движения - это последняя фаза в сложном процессе восприятия окружающей обстановки при движении по дороге.

Очень часто реакция водителя на какой-либо элемент дорожной обстановки направлена не на изменение скорости, как того требует дорожно-транспортная ситуация, а на увеличение нервного возбуждения, влияние которого сказывается не в момент его появления, а через некоторое время, по мере распространения процесса возбуждения в коре головного мозга. Данное обстоятельство указывает на то, что водители допускают ошибки не только в момент возникновения аварийной ситуации, но через некоторое время, после, казалось бы, благополучного выхода из нее. Этим объясняется тот факт, что часть дорожно-транспортных происшествий происходит не на самом опасном участке дороги, а на некотором удалении от него.

Эффективность использования средств регулирования дорожного движения во многом зависит от того, насколько правильно были учтены условия, при которых эти средства должны применяться и насколько они соответствуют психофизиологическим особенностям водителя. Исследования показывают, что любое средство регулирования позволяет снизить аварийность и улучшить условия работы, если оно выбрано с учетом особенностей восприятия водителя. Подтверждением этого являются проведенные в МАДИ исследования, которые позволили установить, что при движении по дороге взгляд водителя в течение 95% всего времени находится в определенной зоне. Эту зону называют полем концентрации внимания. Размеры ее изменяется в соответствии с ростом скорости движения. В целях обеспечения своевременного и правильного восприятия элементов дорожной обстановки (дорожные знаки, разметка, указатели направлений, ограждения) время, необходимое для их восприятия (распознавание, расшифровка, осмысливание), должно соответствовать времени нахождения этих элементов в поле концентрации внимания водителя. Так, например, для распознавания знака «Ограничение максимальной скорости», при хорошей контрастности символа относительно фона знака, требуется около 0,1 с., при плохой контрастности - 0,5 с, в сумерках - 0,7-0,8 с. Знак начинает распознаваться с расстояния, при котором угловые размеры его символа превышают при освещенности 1000 лк немногим более 1° (сумерки), днем при 5000 лк - около 40°. Это означает, что знак стандартных размеров должен находиться в поле концентрации внимания водителя в течение всего времени с момента достижения его угловых размеров, необходимых для распознавания и осмысливания. Для освещенности знака 2000 лк это время составляет 1,3 с. Для расчетной скорости 60 км/ч расстояние до знака за это время сокращается с 80 до 58 м. Для дороги с двумя полосами движения это означает, что знак за время его восприятия будет находиться в поле зрения водителя с горизонтальной координатой от 2°40' до 5°45', что соответствует угловым размерам поля сосредоточенного внимания при скорости движения 60 км/ч. При установке знака на обочине дороги с четырьмя полосами движения его угловой размер от центрального луча зрения при скорости движения 60 км/ч за время восприятия знака изменяется от 5°50' до 10°45'. Учитывая, что для скорости движения 60 км/ч предельные угловые размеры поля концентрации в горизонтальной плоскости составляют от 5°30'до 6°-7°30'. При таком расположении знаков возможны их "пропуски" или ошибки в восприятии, что и подтверждается наблюдениями. Если какой-либо элемент дорожной обстановки не будет расшифрован, пока он находится в поле концентрации внимания, то водитель либо не замечает его, вследствие неудачного расположения, либо игнорирует, что имеет место в отношении предметов дорожной обстановки не несущих в себе информацию о транспортном потоке или дорожных условиях.

Психофизиологические возможности водителя в приеме и переработке поступающей информации велики, но не безграничны. Ошибки, наблюдающиеся в работе водителя, появляются вследствие превышения этих возможностей, то есть утомлении. Исследования, проведенные на автомагистралях [8], показали, что до 14% дорожно-транспортных происшествий происходит из-за утомления водителей.

Поскольку в любой момент можно ожидать от водителя ошибочных действий, то движение в автомобиле всегда связано с риском. Риск тем значительнее, чем выше скорость и интенсивнее и разнообразнее поток поступающей информации к водителю. Задача инженеров, проектирующих дорогу и занимающихся организацией или оптимизацией дорожного движения, - свести опасность такого риска к минимуму.

Повышение надежности работы водителя - как оператора системы «водитель - автомобиль - дорога - среда» - является приоритетным в области политики повышения безопасности движения. Водитель, с точки зрения кибернетики, является очень сложной вероятностной системой. Основным отличием вероятностных систем является то, что действия таких систем в любой ситуации можно предсказать лишь приблизительно с большей или меньшей степенью вероятности. Управляющий элемент в транспортной системе - водитель. Основным источником информации для него служит дорога. Воспринимая органами чувств (в первую очередь зрением) дорожную обстановку, водитель назначает определенный режим движения автомобиля. Сопоставляя затем характеристики этого режима и дорожной обстановки, водитель автомобиля получает дополнительную информацию о возможности безопасного проезда и в случае необходимости вносит коррективы в назначенный режим. Таким образом, подсистема «водитель» может рассматриваться как детерминированная и задача обеспечения надежной работы водителя сводится, в первую очередь, к организации дорожной обстановки с учетом его психофизиологических возможностей. Это достигается применением эффективных средств регулирования дорожного движения и рациональной установкой их в поле зрения водителя, исключение или ограничение размещения в полосе отвода предметов, отвлекающих внимание водителя и повышающих эмоциональное напряжение и т.д.

Из изложенного выше следует, что работоспособность водителя, а, следовательно, и его надежность при прочих равных условиях определяется характеристиками дорожной обстановки. При этом элементы дорожной обстановки, как и управляющие действия при их осуществлении в процессе маневра находят отражение в психике водителя, вызывая эмоциональное напряжение.

1.2 Психофизиология водителя

Управление современным автомобилем предъявляет высокие требования к психике водителя. Водитель обязан не только объективно и быстро воспринимать дорожные условия, оценивать и реагировать на их изменения, но и выполнять все необходимые для управления автомобилем действия.

Через зрительный анализатор к водителю поступает свыше 90% всей информации об условиях движения. От того, насколько точно и надежно работает зрительный анализатор, во многом зависит нормальное функционирование система «водитель - автомобиль - дорога - среда».

Различает несколько этапов зрительного восприятия объекта: обнаружение, различение, опознавание и осмысливание. На стадии обнаружения, например, дорожного знака водитель замечает его в поле зрения, но еще не может судить о каких-либо признаках. На стадии различения водитель определяет его форму и детали, на основании чего и происходит его дальнейшая расшифровка.

При управлении автомобилем, прежде всего, важны следующие характеристики зрения: острота, периферийное зрение, восстановление чувствительности после ослепления (например, светом фар встречного автомобиля, искусственным освещением дорожного знака или световых табло). Одной из наиболее важных характеристик глаза является острота зрения, т.е. угловой размер объекта, который глаз в состоянии различить. Острота зрения водителя зависит от освещенности объекта, его контрастности, формы и времени, в течение которого он способен его видеть. Расстояние, на котором опознается объект, называют расстоянием его видимости. Эта величина определяется угловыми размерами объекта, уровнем адаптирующей (приспособительной) яркости, контрастом между фоном и объектом, сложностью дорожной обстановки.

Для одного и того же знака или предмета дорожной обстановки расстояние видимости зависит, главным образом, от его освещенности и фона, а продолжительность восприятия изменяется в зависимости от места установки и количества предметов, одновременно воспринимаемых водителем. Таким образом, при обилии средств наружной рекламы в полосе отвода вероятность того, что водитель не заметит какой-либо дорожный знак или указатель возрастает.

Наиболее надежной способностью по опознанию объектов обладает зона сетчатки глаза человека, которая носит название "конус острого зрения". Конус острого зрения представляет собой небольшую окружность с диаметром 0,4 мм и угловым размером 1,3°. Основную долю всей поступающей к человеку информации от окружающих его объектов он получает из конуса острого зрения. С удалением от границ конуса острого зрения снижается не только надежность опознания объектов, но и количество воспринимаемой информации.

Способность глаза видеть объекты, находящиеся вне конуса острого зрения, называют периферийным зрением. Угол периферийного зрения водителя изменяется от 120 до 160°, уменьшаясь по мере увеличения скорости движения автомобиля. Оно служит для ориентирования водителя в пространстве.

Учитывая важность периферийного зрения для ориентировки водителя, следует отметить, что целый ряд операций в процессе зрительного восприятия может быть выполнен только при условии обязательного участия в них наиболее совершенной области сетчатки желтого пятна "конус острого зрения" - места наилучшего видения. К числу таких операций относятся: чтение надписей, определение цвета, опознавание символа знака, а главное - оценка расстояний.

В нормальных условиях работы предметы, находящиеся в конусе острого зрения, главным образом, поглощают внимание водителя. Это объясняется тем, что внимание водителя концентрируется на тех элементах дорожной обстановки, которые несут наиболее ценную информацию. При высокой интенсивности движения водитель, находясь в потоке автомобилей, сосредоточивает внимание на попутных автомобилях, а при ожидании возможности обгона - на оценке режима движения встречного транспорта. В этих условиях восприятие дорожных знаков затруднено. Наблюдения, проведенные Е.М. Лобановым (МАДИ) [8], показали, что при суммарной интенсивности движения на дороге более 600 авт./ч при дневном освещении (2000-4000 лк) практически все элементы дорожной обстановки, угловые размеры которых менее 8-10°, водителями не воспринимаются. Это означает, что, начиная с расстояния 30-35 м, водитель не расшифровывает дорожные знаки, находящиеся в 2 м от кромки проезжей части.

Данную особенность зрительного аппарата человека следует учитывать при разработке мероприятий по организации движения и, в первую очередь, при расстановке на дороге сооружений, несущих водителю информацию о рекомендуемом режиме движения или изменении дорожных условий. Очевидно, что восприятие дорожных знаков и указателей в более сложных дорожных условиях не должно быть затруднительно.

В конус острого зрения попадают лишь те элементы, которые находятся в поле концентрации внимания. Как показывает анализ графической регистрации движения глаз при управлении автомобилем, размеры этого поля у водителей зависят от скорости движения и от сложности дорожных условий.

Наблюдения за траекторией движения глаз водителя при различных скоростях движения автомобиля показали, что зона поля зрения водителя, в которой концентрируется его внимание, сокращается при увеличении скорости

При малой скорости движения или остановке внимание водителя практически распределено по всему полю зрения равномерно. С увеличением скорости движения внимание водителя сосредоточивается в центральной части поля. Так, например, при движении автомобиля по дороге с увеличением скорости с 20 до 100 км/ч продолжительность сосредоточения внимания в центральной части поля зрения возрастает с 45 до 88%.

С ростом скорости движения сокращается и продолжительность фиксации взгляда водителя, в течение которой происходит зрительное восприятие. При скорости свыше 80 км/ч продолжительность фиксации приближается к своему минимальному значению - порядка 0,15-0,2 с. Это приводит к тому, что водитель воспринимает лишь те объекты, угловые размеры которых достаточны для их расшифровки в течение времени фиксации взгляда. В этом случае щиты и другие крупногабаритные средства наружной рекламы воспринимаются интуитивно водителями прежде, чем знаки и указатели, установленные за 2 м от кромки проезжей части.

Продолжительность времени реакции является важнейшим показателем, характеризующим надежность работы водителя. В процессе движения по дороге водитель определяет свои действия по управлению автомобилем на основании информации, источником которой является дорожная обстановка. Отдельные элементы дорожной обстановки или их совокупности в данном случае выступают носителями информации и с позиций инженерной психологии определяются как сигналы (раздражители), вызывающие со стороны водителя определенную реакцию.

Время реакции зависит от яркости и положения сигнала в поле зрения водителя. Так, для светового сигнала (светофор, световые табло) продолжительность обнаружения почти вдвое меньше, чем для объектов, имеющих небольшое отличие по яркости от фона. К числу таких объектов относятся пешеходы, животные, автомобили, препятствия и разрушения покрытия. В темное время суток щиты с внутренней или наружной подсветкой препятствуют распознаванию водителем дорожных знаков.

Увеличение времени реакции при различении предметов, расположенных, к примеру, на обочине, объясняется тем, что они обнаруживаются не центральным, а периферийным зрением.

Таким образом, время реакции - это время от момента восприятия зрительного или звукового сигнала до начала ответных действий. Сила реакции на внешние раздражители, зависит, в частности, от величины раздражителя, от частоты (числа подкреплений) и продолжительности действия последнего. Раздражители четвертого класса, к которым принадлежат средства наружной рекламы, не требуют от водителя ответных действий, выраженных в частных операциях движения, но сказываются на эмоциональном напряжении, вызывая со временем утомление - снижение работоспособности и внимания.

Анализ дорожно-транспортных происшествий в США показал, что из-за невнимательности водителей происходит до 28% ДТП. Невнимательность - это отвлечение внимания на что-либо второстепенное. Щиты и транспаранты на дорогах, не связанные с деятельностью водителя, так же, как и обилие дорожных знаков, излишне часто информирующих об особенностях дороги, отвлекают внимание водителя, оказывая ему плохую услугу.

1.3 Дорожные условия как фактор, определяющий надежность работы водителя

Безопасность движения на дорогах зависит от безотказной работы всех звеньев комплекса «водитель - автомобиль - дорога - среда». Надежность работы этого комплекса должна быть обеспечена, с одной стороны, технической надежностью автомобиля, техническим совершенством дороги, а с другой - надежностью действий водителя в различных дорожно-транспортных ситуациях. Главным звеном в этой системе является водитель, под надежностью которого понимается его способность правильно и своевременно оценивать ситуацию и выбирать оптимальный режим движения. Надежность водителя как оператора системы «водитель - автомобиль - дорога - среда», зависящая от величины информационной нагрузки, изменяется в течение рабочего дня не только от нарастания утомления, но и под влиянием дорожных условий и обстановки.

По данным Е. М Лобанова [8], наивысшая надежность работы водителя как оператора системы «водитель - автомобиль - дорога - среда» соответствует оптимальному уровню информационной нагрузки. В противном случае малую информационную нагрузку на автомагистралях с малой интенсивностью движения водитель компенсирует высокой скоростью. При этом уровни, эмоционального напряжения (скорость 100-110 км/ч) соответствует уровню, наблюдаемому у водителей при движении по двухполосной дороге со скоростью 60-70 км/ч. Опасность заключается в том, что водитель воспринимает высокую скорость как обычную и у него автоматически устанавливается ритм работы, соответствующей обычной скорости. Исследования показали, что наибольшая надежность водителя обеспечивается не при движении одиночного автомобиля, и не на перегруженной дороге, а при уровнях загрузки для двух полосных дорог 0,15-0,60, для четырехголосных - 0,05- 0,40.

Академик А. И. Берг [8] определил проблему надежности действий человека в технических системах как проблему номер один. Он пишет: "Технический прогресс освобождает человека от тяжелого физического труда, но он предъявляет особенно строгие требования к умственному труду, к надежности действий человека в новых условиях".

Можно выделить три основные группы факторов, от которых зависит надежность работы водителя.

I. Индивидуальные особенности, которые определяется общим состоянием здоровья, состоянием нервной системы, динамикой нервных процессов и другими психологическими характеристиками. Имеется категория людей, для которых характерна психологическая несовместимость с профессией водителя.

Известно, что лица, предрасположенные к совершению дорожно-транспортных происшествий, могут быть выявлены специальными методами психофизиологического обследования. В Австрии было проведены 4282 психофизиологические экспертизы на пригодность водителей к управлению автомобилем. Оказалось, что полностью пригодны к управлению автомобилем 78,5% водителей, временно пригодны - 13,4% и полностью непригодны - 8,1%. Были выявлены следующие недостатки: неудовлетворительное зрение, очень низкая эмоциональная устойчивость, недостатки в профессиональной подготовке.

II. Опыт и обученность водителя. Иногда термин "надежность" по отношению к человеку пытаются заменить термином "обученность". Однако это далеко не одно и то же, хотя от обученности и опыта во многом зависит надежность работы водителя. Бывают случаи, когда водитель быстро и успешно овладевает необходимыми знаниями и навыками, но теряет способность применять их в некоторых реально возникающих ситуациях или совершает ошибки, которые нельзя объяснить недостаточной обученностью. Эти ошибки - следствие потери самообладания или эмоциональной неустойчивости, а также утомления, что снижает психофизиологические показатели и надежность работы водителя.

III. Дорожные условия и обстановка. Дорожные условия несут водителю всю информацию, которая определяет его эмоциональное состояние и которой он руководствуется при выборе режима движения. Изменение надежности работы водителя и эмоциональная напряженность имеют между собой прямую связь. Так, например, нередко возникающие у водителей отрицательные эмоции снижают устойчивость внимания, и, в свою очередь, вызывает уменьшение остроты зрения (снижение расстояния видимости объектов), увеличивает продолжительность реакции, снижает объем и скорость перерабатываемой информации.

Анализ статистики дорожно-транспортных происшествий также дает основание считать, что наибольшее количество происшествий наблюдается на участках дорог, где водитель испытывает большое нервно-психическое напряжение. Это подтверждает то, что надежность работы водителя согласуется с одной из основных закономерностей психофизиологии - успешностью выполнения работы в зависимости от психического напряжения. Согласно этой закономерности, имеется некоторый интеграл эмоциональной напряженности человека, при котором он выполняет работу с наибольшей эффективностью. Превышение этого оптимального уровня, как и снижение его, сопровождается ухудшением показателей работы.

В психофизиологических исследованиях критериями оценки влияния различных дорожных условий на водителя являются значения психофизиологических показателей, соответствующие оптимальному уровню эмоционального напряжения. Исходя из этого определяется степень надежности действий водителя.

Для поддержания эмоциональной напряженности водителя в оптимальных пределах необходимо постоянное поступление к нему некоторого объема новой информации об условиях движения и окружающем пространстве.

Существенную роль в обеспечении надежности действий водителя играет его способность к приему и переработке информации. Качество усвоения информации зависит, главным образом, от ее количества.

Весь поступающий к водителю объем информации можно разбить на следующие группы, каждая из которых характеризует один из элементов комплекса «водитель - автомобиль - дорога - среда»: трасса дороги, дорожно-транспортные ситуации, средства регулирования движения, источники повышенной опасности (пешеходы, боковые препятствия, стесняющие габарит проезда, животные), интенсивность встречного и попутного движения, информация о погодных условиях и окружающем пространстве. Ценность информации каждой из таких групп определяется влиянием на режим и безопасность движения, которое может оказать элемент данной группы. В зависимости от этого и определяется эмоциональная напряженность водителя.

Из всех элементов придорожного пространства только информация о движении автомобилей несет для водителя постоянную новизну. Вся же остальная информация привязана к дороге и незнакома водителям, впервые проезжающим по дороге.

Отдельные элементы дороги можно увидеть с определенного расстояния и места, картины ландшафта и растительности, средства наружной рекламы также привязаны к дороге. Средства регулирования движения и инженерного обеспечения, размещаются непосредственно вдоль дороги. Скорость поступления к водителю этой информации невелика или существенно зависит от скорости движения автомобиля. При отсутствии постоянных или периодических (через небольшие и неравномерные промежутки времени) раздражителей работа водителя становиться монотонной, и надежность его снижается. Эта монотонность может быть устранена путем правильного использования средств регулирования: изменением в разметке проезжей части соотношения длин штриха и разрыва; установкой дорожных знаков и указателей, информирующих водителей об условиях движения, посредством нанесения поверхностной обработки из щебня различной крупности. Эту же роль играют устроенные сбоку дороги площадки для отдыха, красивые пейзажи, щиты и транспаранты. Эстетическое воздействие на психику человека имеет ту же природу, что и "деловая" информация о дороге, а возникающие при этом положительные эмоции повышают надежность работы водителя.

Водитель воспринимает информацию избирательно, выделяя из общего потока только значимую. Свое внимание он распределяет не равномерно по полю зрения, а концентрирует его в области, поставляющей наиболее ценную информацию. Однако в случаях, когда нагрузка информацией выше допустимой, водитель может не заметить сигнала светофора или запрещающий дорожный знак, если его внимание сосредоточено на сложных перестроениях автомобилей в рядах. Это объясняется тем, что надежность расшифровки информации водителем снижается по мере удаления объекта от центральной части сетчатки глаза. Так, если разрешающую способность центральной части сетчатки глаза принять за 100%, то при удалении от нее на 5° разрешающая способность снижается до 40%, на 10° - до 25%, а на 15° - до 15%. Данное обстоятельство указывает на необходимость размещения средств регулирования с учетом зрительного восприятия водителя.

Поскольку пропускная способность дороги однозначно связана с условиями движения, уровень информационной загрузки водителя, определяющий его эмоциональное состояние, а, следовательно, и надежность работы можно оценивать через уровень загрузки дороги движением. Проведенные исследования показывают, что перегрузка водителей информацией, при которой существенно снижается надежность их работы, наблюдается на двухполосных дорогах при интенсивности движения, в одном направлении, свыше 600-700 авт/ч. Расширение потока поступающей к водителю информации ведет к мобилизации его внутренних резервов, направленных на преодоление возникших трудностей. Благодаря этому надежность его работы на некоторое время может оставаться довольно высокой, но если такая напряженность сохраняется продолжительное время, например при работе в течение дня на трассе с высокой интенсивностью и сложным планом и профилем, то водители нередко совершают ошибки, приводящие к возникновению дорожно-транспортных происшествий.

Особенность автомобильных дорог заключается в том, что количество информации, поступающей к водителю, непостоянно в связи с изменением дорожной обстановки. Это усложняет управление автомобилем.

Наблюдения за режимами движения автомобилей в различных дорожных условиях показали, что в однородных условиях рельефа и трассы, водители имеют тенденцию поддерживать постоянный режим, меняя его в сравнительно узких пределах. Существует своеобразная инерция ритма движения, проявляющаяся в том, что снижение скорости начинается через некоторое время после ухудшения условий, а не сразу или заблаговременно. Это дает основание говорить, что важным фактором в обеспечении безопасности движения является ликвидация участков, при въезде на которые резко возрастает информационная нагрузка на водителя, ведущая к внезапным "пиковым" перегрузкам, что приводит к авариям при движении с высокими скоростями или значительным эмоциональным сдвигам.

Возникающая эмоциональная напряженность является следствием как испытываемого водителем дефицита информации об условиях движения, так и перегрузкой информацией, не имеющей отношения к управлению автомобилем в транспортном потоке.

Эмоциональная напряженность водителя, сопутствующая его деятельности, является не только отрицательным фактором, снижающим надежность работы. Всякая деятельность требует определенного уровня активности нервной системы человека, падение ее ниже этого уровня вызывает снижение надежности. Недогрузка информацией приводит к заторможенному состоянию центральной нервной системы, вследствие чего ослабляется внимание водителя, увеличивается время его реакции, снижается надежность работы. Не все водители подвержены этому воздействию в равной степени.

Повышение надежности водителя может достигаться посредством улучшения его профессионального обучения и тренировки навыков, что является одной из задач организации профессионального отбора и обучения. Однако при интенсивной автомобилизации общества, когда право на вождение может получить практически любой человек, возможности профессионального отбора ограничены. Следовательно, особое значение приобретает сама дорога с ее геометрическими параметрами, численностью элементов дорожной обстановки и средствами регулирования, которые должны создавать условия, обеспечивающие оптимальный уровень информационной загрузки водителя и тем самым исключающие возможность нарушения правил движения или возникновения аварийных ситуаций.

Количественно или качественно надежность водителя по переработке информации, содержащейся в дорожной обстановке, можно оценить тремя способами: первый способ - экспериментальный, отслеживающий психофизиологические показатели водителя при работе в различных дорожных обстановках, второй - это оценка функционального состояния водителя, а, следовательно, и его надежности тестовыми методами, третий - это расчетная методика определения надежности исходя из плотности дорожной обстановки и скорости движения автомобиля.

1.4 Использование психофизиологических показателей для оценки надежности водителя

Длительное время основными, хотя и косвенными, методами оценки надежности действий водителя являлись регистрация скорости и траектории движения автомобиля в различных дорожных условиях и статистика дорожно-транспортных происшествий. Однако использование этих показателей не всегда давало возможность оценить надежность работы водителя, а тем более установить причины, оказывающие на нее влияние.

В начале шестидесятых годов для оценки степени надежности водителя в различных дорожных условиях стали использовать психофизиологические показатели. Значения биопоказателей объективно отражают изменения в организме человека, характеризующие состояние покоя, активного внимания или эмоционального напряжения.

Высокий уровень развития электронной аппаратуры позволяет регистрировать различные психофизиологические параметры водителя в реальных условиях.

Такими показателями, по мнению психологов и физиологов, являются следующие: время реакции, запись движения глаз, электрокардиограмма (ЭКГ), кожно-гальваническая реакция (КГР), электромиограмма (ЭМГ), электроэнцефалограмма (ЭЭГ), данные о составе крови, артериальное давление, частота дыхания и ряд других. Требования к дорожным знакам с позиции зрительного восприятия рассмотрены в работах В.П. Залуги и Е.М Лобанова [8]. В этих целях созданы специальные ходовые дорожные лаборатории, позволяющие регистрировать психофизиологические параметры водителя. На рис.1.1 показана созданная в 1972 г. шведским исследователем М. Хеландером лаборатория, позволяющая фиксировать ЭЭГ, КГР, ЭКГ, число морганий и др. Он установил непосредственную связь между количеством дорожно-транспортных происшествий и уровнем активности водителя. В России с помощью лаборатории, смонтированной на базе автомобиля РАФ-977. В МАДИ проводились подобные эксперименты. На рис.1.2 представлен общий вид дорожной лаборатории, на рис.1.3 показано положение водителя в кабине перед экспериментальным проездом.

Рис.1.1. Шведская дорожно-исследовательская лаборатория для регистрации психофизиологических показателей работы водителя

1 - магнитофон для записи информации; 2 - аналоговый преобразователь; 3-шестикана-льный самописец; 4 - усилитель самописца; 5 - усилитель психофизиологических параметров; 6 - датчик скорости в пути: 7 - педаль регистрации элементов дорожной обстановки; 8 - датчик давления в

тормозных цилиндрах; 9 - датчик утла поворота руля.

Рис. 1.3. Водитель в датчиках перед экспериментальным проездом

Рис.1.2. Ходовая психофизиологическая лаборатория:

1 - электроэнцефалограф ЭЭГ - 4; 2 - прибор регистрации скорости и пути; 3 - пульт управления; 4 - самописец; 5 - усилители; 6 - магнитный преобразователь; 7 - аккумуля-торы; 8 - тахогенератор переменного тока

В качестве параметров, характеризующих режим движения, были приняты скорость и пройденным путь. Для регистрации показателей использовался элекгроэнцефалограф ЭЭГ-4, обеспечивающий запись всех необходимых параметров. В условиях эксперимента оборудование лаборатории не мешает естественному состоянию водителя. Размещение датчиков и аппаратуры его практически не стесняет. При проведении исследований на ленту самописца условными обозначениями наносились элементы дорожной обстановки, а также производилась киносъемка. Это позволило наиболее точно оценить воздействие различных объектов на водителя. При проведении исследовании исходят из того, что работа водителя, как и любая другая трудовая деятельность, характеризуется определенным уровнем нервного возбуждения и находится в пряной зависимости от условий ее выполнения.

Определение оптимального эмоционального состояния водителя позволяет решить ряд инженерных задач, направленных на выбор средств и методов управления дорожным движением. Данное обстоятельство обусловлено тем, что эмоции - это отражение в сознании человека объективно воздействующих на него внешних условий, объектов, а также собственных переживаний. Исследования П.В. Симонова показали, что недостаток информации, перед экспериментальным проездом так же как и ее избыток, ведет к возникновению эмоциональных сдвигов. Имеющаяся у водителя информация о какой-либо дорожно-транспортной ситуации, несмотря на то, что он неоднократно попадал в нее, всегда меньше той, которая ему необходима для безопасного проезда. Исследования позволили установить, что колебания эмоционального напряжения водителей в процессе работы являются следствием воздействия дорожных условий.

Внешним проявлением эмоционального напряжения водителя служит изменение значений биопоказателей.

Запись движения глаз водителя в процессе управления автомобилем достаточно хорошо характеризует напряженность его работы. Вследствие ограниченности поля зрения для оценки надвигающихся на него объектов водителю необходимо периодически переключать внимание с одного объекта на другой. Это необходимо и для поддержания нужного уровня активности нервной системы. Наибольшей информативностью обладает горизонтальная составляющая движения глаз. На вертикальной составляющей, помимо перемещения взгляда по вертикали, важной является фиксация количества морганий. Из литературы по психологическим исследованиям известно, что количество морганий в единицу времени может служить одним из показателей напряженности работы водителя. Так, например, частое моргание указывает на наступление дремотного состояния и, следовательно, на снижение активности нервной системы.

Запись движения глаз водителя при управлении автомобилем характеризуется перемещением взгляда по объектам, расположенным как на самой дороге и обочине, так и на придорожном пространстве.

Частота смены точек фиксации взгляда говорит о количестве объектов, оцениваемых водителем в единицу времени, продолжительность - о ценности информации или сложности расшифровки. Эти показатели являются достаточно надежным характеристиками эмоциональной напряженности водителя.

Исследование показывает, что при интенсивности в одном направлении 600 авт/ч количество фиксаций взгляда при работе в таких условиях достаточно высоко.

Напряженность работы в этом случае обусловлена тем, что водителю приходится постоянно переводить взгляд с одного автомобиля на другой для контроля их положения, а также держать свой автомобиль на полосе движения и следить за указаниями средств регулирования движения.

При малой загрузке информацией о движении и о дорожных условиях

водители сами догружают себя до оптимума. Поэтому, например, при интенсивности движения 50-100 авт/ч активность движения глаз может быть вызвана предметами, не имеющими отношения к движению автомобиля (скопление людей, стороне от дороги, водоемы, пейзажи и щиты и транспаранты). Поэтому запись только движения глаз недостаточна для характеристики надежности водителя, и необходимо дополнение ее другими показателями.

При движении по дороге, расположенной в однообразной местности (со спокойным планом и профилем и малой плотностью объектов), внимание водителя ослабевает. К нему поступает меньше информации, чем необходимо для поддержания нужного уровня активности нервной системы, возникает сенсорное голодание. Число фиксаций взгляда в этих условиях снижается и составляет менее одного в секунду, появляются прослеживающие движения глаз за посторонними объектами. Водители пытаются отогнать сон частыми морганиями, включают приемники, открывают окно. Это свидетельствует о начале развития дремотного состояния, граничащего со сном, указывает на снижение эмоционального напряжения ниже оптимального уровня.

Важным фактором, характеризующим работу водителя, как показали исследования, является продолжительность фиксации взгляда на объекте. Элементы дорожной обстановки вызывают у водителей различный интерес и оценивается прежде всего с точки зрения их потенциальной опасности для движения. Продолжительность распознавания, длительность фиксации взгляда на различных объектах, даже содержащих в среднем одинаковое количество информации, могут различаться (табл. 1.1). Значения, указанные в скобках, характеризуют разброс в величине фиксации взгляда водителя в зависимости от дорожно-транспортной ситуации.

Таблица 1.1

Длительность фиксации взгляда на различных объектах

Информационная ценность разных участков дороги не одинакова, отдельные их зоны поглощают значительную долю внимания водителя. С увеличением скорости зона концентрации внимания водителя сужается. Продолжительность фиксации взглядов снижается, а общее число их с возрастанием скорости увеличивается, что свидетельствует о повышении напряженности работы водителя.

В условиях свободного движения избираемая водителем скорость соответствует оптимальному уровню напряжения его нервной системы. Для поддержания нужного уровня возбуждения необходимо переключение внимания с основного объекта на второстепенные, что особенно важно при движении по однообразной, например стенной, местности.

Рис. 1.4 Положение точек фиксации взгляда водитляя при движении с различной скоростью: а) 20 км/ч; б) 40 км/ч; в) 60 км/ч; г) 80 км/ч; д) зоны концентрации внимания водителей

Проведенные в МАДИ исследования показали, что зона концентрации внимания водителя существенно изменяется в зависимости от скорости движения автомобиля. Чем меньше скорость, тем больше зона, на которую распространяется внимание водителей (рис. 1.4)

Уменьшение зоны концентрации внимания с увеличением скорости свидетельствует о более напряженной работе водителя, причем сокращение этой зоны происходит за счет периферийных областей, и именно поэтому информация, находящаяся за пределами зоны концентрации, нередко водителями не воспринимается.

Напряженность работы водителя при движении с высокими скоростями отражается на величине психофизиологических показателей, значения которых существенно возрастают. С ростом скорости количество объектов, которые водитель должен обнаружить, опознать и оценить их влияние на безопасность, значительно увеличивается.

С ростом скорости эмоциональное напряжение водителя повышается, достигая наиболее высоких значений при скоростях свыше 100км/ч.

При движении за автомобилем-лидером в зрительной работе водителя преобладают очень малые по амплитуде перемещения глаз с прослеживающим движениями, на фоне которых наблюдаются отдельные короткие скачки большой амплитуды (перевод взгляда на объекты, расположенные вдоль обочин, привлекающие внимание водителя).

При малых перемещениях взгляда по горизонтали довольно часты вертикальные перемещения, с помощью которых водитель оценивает расстояние до лидера. Активность движения глаз возрастает (вследствие появившейся возможности оценить создавшиеся условия движения) после того, как идущий впереди автомобиль сворачивает с дороги. При этом внимание водителя становится устойчивым и напряженным, а его работа - более надежной. Однако в ряде случаев, напряженность работы водителя может сказаться на движении глаз по-разному. Например, при отсутствии необходимой информации об условиях движения для выбора безопасного режима число фиксаций может достигнуть порядка 3,7-3,9 фиксаций/с или снизится до 0,7-0,9 фиксаций/с. В первом случае, стремясь к принятию правильного решения, водитель за счет быстрого перемещения взгляда сам пытается отыскать - надежный источник информации. Во втором - он сосредоточивает свое внимание на опасной зоне (в случае необеспеченной видимости) или внимательно следит за действиями впереди идущего автомобиля. Смена объекта наблюдений происходит лишь в момент въезда на участок, откуда дорога хорошо просматривается.

Запись движения глаз характеризует психическую напряженность, а, следовательно, и надежность действий водителя. Однако для более точной оценки состояния водителя необходимо использовать и другие психофизиологические показатели - кожно-гальваническую реакцию (КГР), частоту пульса (ЭКГ).

Поступающая к водителю информация о дорожных условиях проходит
предварительную оценку на важность и новизну, как правило, без участия
воли человека, подсознательно. При поступлении информации, которая может потребовать изменения режима движения (узкий мост, кривая малого радиуса и т.д.) или вызывать какие-либо эмоциональные сдвиги, ее оценка,
выработка дальнейших решений происходит в коре головного мозга. Этот
процесс носит название ориентировочной реакции и характеризуется работой
специальных участков коры головного мозга, внешним проявлением которой
и является кожно-гальваническая реакция - это вегетативная реакция центральной нервной системы человека, которая проявляется в изменении электрических свойств кожи. Известно, что изменение сопротивления кожи ладони связано с уровнем возбудительного и тормозного процесса. Так монотонность обстановки приводит к дремотному состоянию, что сразу выражается в резком повышении сопротивлении кожи. И, наоборот, переход к активной деятельности, равно как и напряженная работа на фоне общего высокого нервного тонуса, сопровождается снижением уровня сопротивления кожи.

Изменения величины КГР чаще всего вызываются дополнительной информацией, например появлением встречного автомобиля, человека, переходящего дорогу (на записи КГР это отражается появлением новой волны) (рис. 1.5). Каждому объекту, имеющему отношение к режиму движения, соответствует появление волны, означающей, что водитель воспринял и переработал информацию, заключенную в каждом объекте.

Рис.1.5. Изменение кожно-гальванической реакции при проезде по участку дороги:

1 - человек справа и а обочине; 2 - встречный мотоцикл; 3 - встречный автомобиль; 4 - стоящий справа автомобиль; 5 - встречный велосипедист.

В дорожных исследованиях, когда водитель вынужден постоянно контролировать режим движения в соответствии с изменениями дорожной обстановки, КГР может быть использована для определения воздействия на водителя, как геометрических параметров дороги, так и средств управления дорожным движением.

Исследования, проведенные в МАДИ, свидетельствуют о влиянии разметки (ее наличие и отсутствие, длина штриха и разрыва) на изменение величины КГР. Этими же исследованиями было установлено, что величина кожно-гальванической реакции водителя при движении по дороге с разметкой проезжей части принимает несколько большие значения, чем без разметки. Причем различие тем меньше, чем выше интенсивность движения. Наблюдения за изменением величины КГР свидетельствует о том, что при совершении маневров обгона и разъезда ее величина практически одинакова как при наличии разметки проезжей части, так и без нее, но маневры совершаются с большей уверенностью и осторожностью. Данное обстоятельство указывает на необходимость нанесения разметки проезжей части и ее положительное влияние на безопасность движения. По величине изменения КГР можно судить о рассогласовании между действительным воздействием дорожных условий и прогностическим, которое формируется в сознании водителя заранее. Так, например, при проезде по кривым в плане величина изменения КГР на подходе составляла 600 мкВ, а на самой кривой снизилась до 300 мкВ что указывает на первоначальную переоценку водителем сложности проезда. Бывают и обратные случаи, когда у водителя первоначально создается впечатление о якобы несложных условиях проезда по кривой, и он въезжает на нее не снижая скорости. На самом же деле условия движения оказываются трудными, вследствие чего величина КГР на подходе (200 мкВ) увеличивается на кривой до 600 мкВ. Для снижения психического напряжения при проезде по кривым необходима исчерпывающая информация об условиях движения.

Результаты КГР дают возможность оценивать надежность водителя не только по эмоциональному состоянию в тот или иной момент, но и по отражению таких психических процессов, как готовность к предстоящему действию, напряженность внимания и степень переутомления.

Изменение частоты пульса, как и изменение КГР, характеризует процесс приема и переработки информации человеком. В медицинских и психологических исследованиях частота пульса используется для оценки степени психического напряжения человека, что связано с непосредственным влиянием эмоциональных факторов на сердечнососудистую систему. Характер эмоционального воздействия влияния какого-либо объекта на изменение частоты сердечного ритма водителя может быть прослежен на следующем примере. При последовательном проезде мимо нескольких человек (находившихся в 10-15 м, шедшего навстречу по левой обочине, стоящего на правой обочине и шедшего в направлении движения по правой обочине). Наибольшая частота пульса была зафиксирована в последнем случае. Это объясняется неизвестностью для водителя дальнейших действий пешехода. В аналогичных случаях было замечено, что даже едва заметный поворот головы человека, который давал понять, что он видит автомобиль, приводит к снижению эмоционального напряжения водителя. Нахождение человека в 10-15 м не отражалось на режиме движения, а частота пульса водителя оставалась практически без изменений.