Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Костанайский социально технический университет имени академика З. Алдамжар

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: "Анализ влияния состояния водителя на безопасность движения"

по специальности 050713 "Транспорт, транспортная техника и технологии"

Выполнил Бекмухамбетов Е.У.

Научный руководитель

ст. преподаватель Сагимбаев Р.И.

Костанай 2010

Содержание

• Введение
• 1. Роль дорожных условий в обеспечении безопасности движения и надежности работы водителя
• 1.1 Роль человеческого фактора в обеспечении безопасности движения
• 1.2 Роль дорожных условий в обеспечении безопасности движения
• 1.3 Дорожные условия как фактор, определяющий надежность работы водителя
• 1.4 Методы изучения процесса восприятия водителем дорожных условий
• 2. Психофизиология труда водителя, его надежность и рабочее место
• 2.1 Водитель как оператор системы "Водитель-автомобиль-дорога-среда" (ВАДС)
• 2.2 Понятие о надежности водителя
• 2.3 Понятие о психофизиологии труда водителей
• 2.4 Требования к рабочему месту водителя
• 3. Психологическая надежность водителя
• 3.1 Ощущение и восприятие
• 3.2 Сенсомоторные реакции
• 3.3 Внимание
• 3.4 Мышление и память
• 3.5 Эмоции и воля
• 4. Психологические особенности управления автомобилем в сложных условиях
• 4.1 Управление автомобилем и скорость движения
• 4.2 Управление автомобилем в темное время суток
• 5. Работоспособность водителей и их надежность
• 5.1 Утомление водителей и их надежность
• 5.2 Алкоголь и надежность водителей
• 5.3 Здоровье водителей
• 5.4 Курение и надежность водителей
• 6. Аварии на транспорте
• 7. Оценка эффективности мероприятий, направленных на предупреждение ДТП по вине нетрезвых водителей
• 8. Охрана окружающей среды при проектировании автомобильных дорог
• Заключение
• Список литературы

Введение

Велика роль человеческого фактора в обеспечении интенсификации автомобильных перевозок в условиях безопасности. Это может быть достигнуто при хорошей организации дорожного движения и резком снижении дорожно-транспортных происшествий (ДТП). В настоящее же время в странах с высоким уровнем автомобилизации ДТП все еще приводят к большим человеческим жертвам и материальным потерям. В СНГ ежегодно в результате ДТП погибает 45 тыс. чел. и около 2 млн. чел. получают травмы. Ежегодно потери рабочего времени составляют по этой причине 350…400 млн. чел. - дней, что соответствует сокращению валового общественного продукта на 1,5…1,7 триллионов тенге [1].

Большинство ДТП возникает из-за ошибок водителя: в СНГ - 75 % всех ДТП, Германии - 82 %, США - 80…90 %, Бразилии - 75 %, Польше - 96 %, Италии - 52 %, Испании - 47,2 %. Венгрии - 86,8 % [2]. Происходит это потому, что, как бы ни были надежны транспортные средства, совершенны автомобильные дороги, правила движения и его организация, исход аварийной ситуации в подавляющем большинстве случаев зависит от действий водителя.

Цель данной дипломной работы: разработать методы, позволяющие оценивать с учетом создаваемых дорожных условий надежность и удобство работы водителей и при необходимости внести коррективы в проектные решения; совершенствовать нормы и методы проектирования дорог, применение которых исключает создание зрительно неясных дорог, неудобных или опасных для движения участков

Продолжающийся же быстрый рост автомобильного парка приводит к увеличению интенсивности транспортных потоков, что предъявляет к водителям все возрастающие требования. Поэтому повышение надежности водителей становится неотложной задачей, без разрешения которой невозможно добиться существенного снижения ДТП и повышения безопасности движения.

Дорога - это место работы тысяч людей, и условия работы на ней должны быть не только безопасны, но и удобны. Решению это задачи помогут сведения, получаемые в процессе исследования закономерностей восприятия водителем дорожной остановки, поэтому данная дипломная работа посвящена актуальной теме анализа влияния состояния водителя на безопасность движения и выполнена на базе материалов статистики ДТП и учета движения на дорогах Республики Казахстан УДП ДВД Костанайской области

Определены и системно сгруппированы факторы, определяющие надежность работы водителя. При проектировании дорог, конструировании автомобилей, организации дорожного движения необходимо учитывать возможности водителя и создавать оптимальные условия для его работы. На обеспечение теоретических и практических предпосылок в этом направлении и выполнена настоящая дипломная работа.

водитель безопасность психологическая надежность

1. Роль дорожных условий в обеспечении безопасности движения и надежности работы водителя

1.1 Роль человеческого фактора в обеспечении безопасности движения

Проблема обеспечения безопасности движения стала особенно острой из-за роста интенсивности движения на дорогах и увеличения в транспортном потоке доли легковых автомобилей, значительно усложняющих процесс движения смешанного транспортного потока на дорогах [4].

Изменение скорости и траектории движения - последняя фаза в сложном процессе восприятия водителем окружающей обстановки. Очень часто реакция водителя на какой-либо элемент дорожной обстановки направлена не на снижение скорости движения, а на усиление эмоциональной напряженности, влияние которой сказывается не в момент появления ее первых признаков, а по мере распространения возбуждения в коре головного мозга. Поэтому водители часто допускают ошибки не в момент возникновения аварийной ситуации, а через некоторое время, после, казалось бы, благополучного выхода из нее. Этим, в частности, объясняется концентрация дорожно-транспортных происшествий (ДТП) не на самом опасном участке дороги, а на некотором удалении от него.

Изучение человеческого фактора в дорожном движении и выявление его роли в обеспечении безопасности движения состоит из трех крупных этапов [4, 5, 6, 7, 8, 9].

На первом этапе в связи с постоянно увеличивающейся скоростью и интенсивностью движения в проектировании дорог возникла необходимость учета возможностей человека в обнаружении опасности и принятии ответных мер. В связи с этим появилось понятие "необходимое расстояние видимости", включающее в себя не только тормозной путь автомобиля, но и путь, проходимый автомобилем за время реакции водителя.

С принятием в качестве одного из расчетных параметров времени реакции водителя появилась возможность при проектировании дорог обеспечивать безопасность движения инженерными методами: устранение возможности неожиданного появления во время движения по дороге опасности (каких-либо препятствий или разрушений проезжей части) и предоставление водителю времени на оценку ситуации, принятие и реализацию решения. При этом, естественно, из-за отсутствия специальных дорожных исследований возможная величина времени реакции водителя была заимствована из психофизиологических исследований, и для случая неожиданного сигнала была принята 1 с.

Этот показатель оставался долгое время единственным, численно представляющим человека во всей теории проектирования дорог, а параметры трассы дороги рассчитывались исходя из систем уравнений, основанных на геометрии и механике, обеспечивающих устойчивость автомобиля при движении с расчетной скоростью. Возможность выбора параметров расчетных формул с позиций удобства движения появилась после введения коэффициента поперечной силы, позволившего количественно выразить ощущение человеком нагрузок при движении автомобиля по закруглению.

Расчетная формула для определения минимального радиуса кривой в плане с учетом заданной степени комфортабельности движения, предложенная А.В. Макаровым в 1939 г. используется и в настоящее время [8, 9].

Для второго этапа, начавшегося в послевоенные годы, характерно более глубокое изучение степени воздействия дорожных условий на аварийность и удобство движения. Это было вызвано тем, что, несмотря на соблюдение при проектировании дорог требований технических условий в части назначения минимальных параметров трассы и поперечного профиля, на вновь построенных дорогах в процессе эксплуатации выявлялось много участков с повышенной аварийностью и неравномерной скоростью движения. Это свидетельствовало о недостаточном отражении в принятых нормах и методах проектирования дорог особенностей восприятия водителем дорожной обстановки.

В развернутых исследованиях сам водитель выступал еще в неявной форме: в качестве критерия степени влияния дорожных условий на безопасность движения использовались изменения скорости или траектории движения и данные статистики дорожно-транспортных происшествий.

К работам этого периода относятся исследования характеристик комфортабельного движения, времени реакции водителя, ширины проезжей части, расстояний видимости, изучение статистики и причин дорожно-транспортных происшествий и разработка методов проектирования дорог, позволяющих получать оптимальную пространственную плавность и ясность дороги.

Принцип подхода к обоснованию элементов трассы и их взаимному сочетанию на основании анализа работ по изучению психофизиологии водителя и причин дорожно-транспортных происшествий сформулирован В.Ф. Бабковым и заключается в требовании сохранения в процессе проезда по дороге оптимальной психической напряженности водителей путем устранения мест, вызывающих резкое ее повышение, и искусственной активации внимания водителей на участках, где возможны ее спады. В выполнении этих требований имеются трудности, вызванные главным образом отсутствием строгих математических обоснований целого ряда положений ландшафтного проектирования и количественных показателей, позволяющих объективно оценивать трассу дороги в процессе ее проектирования.

Третий период характеризуется непосредственным изучением восприятия водителем дорожной обстановки. Необходимость в работах такого рода существует практически с момента появления массового автомобиля.

Контроль за движением, оценка дорожно-транспортной ситуации полностью лежат на человеке. Но вся сенсорная система, все психические функции формировались под воздействием скоростей поступления к нему информации и необходимой быстроты ответной реакции, которые характерны для естественного перемещения с помощью собственных конечностей. Сенсорные и моторные возможности человека превышают практически необходимые, создавая определенный запас в скорости приема информации и быстроте реагирования, позволяющий ему сопротивляться среде в экстремальных условиях. Однако эти возможности не безграничны и исчерпываются, как правило, уже при средних скоростях движения 60…70 км/ч [10, 11, 12, 13].

Водителю во время движения необходимо помогать в оценке дорожных условий, подсказывать оптимальную тактику управления автомобилем. Наиболее надежным средством при этом является сама дорога [14].

До тех пор пока напряженность работы водителя, вызываемая скоростью и плотностью движения транспортного потока, не стала превышать оптимальные пределы, для обеспечения безопасности движения достаточно было при выборе технических решений учитывать только общие принципы психологии восприятия человеком внешнего мира, из числа которых главными с инженерной точки зрения являются своевременное представление информации за счет обеспечения необходимого расстояния видимости и учет запаздывания ответного действия водителя [15, 16, 17, 18].

Круг изучаемых вопросов расширился, когда в дорожных исследованиях стали использовать электрокардиограмму (ЭКГ) как количественный показатель эмоционального состояния водителя. Большая часть работ была направлена на выявление связи между изменениями в ЭКГ и сложностью дорожной обстановки и была ориентирована на нормирование и организацию рабочего дня водителя.

Первые попытки решения вопросов, связанных с организацией движения (определение оптимальных мест расположения дорожных знаков, выявление факторов, влияющих на точность оценки водителем скорости движения), утомлением водителей и распределением внимания между объектами дорожной обстановки, были предприняты с появлением портативной аппаратуры для регистрации движения глаз человека в полевых условиях.

Необходимость проведения комплексных исследований восприятия водителем дорожных условий, оценки его эмоциональной напряженности и функционального состояния центральной нервной системы вызвала появление ходовых лабораторий, позволяющих в процессе движения фиксировать режим движения автомобиля и целый ряд психофизиологических показателей: электроэнцефалограмму, электроокулограмму, кожно-гальваническую реакцию, миограмму.

Ходовые лаборатории позволили проводить не только сравнительную оценку сложности отдельных маршрутов движения, но и изучать такие важные вопросы, как динамика изменения работоспособности водителя в течение рабочего дня [4], влияние степени утомления на надежность работы водителя [19], влияние дорожных условий на величину порога восприятия элементов дорожной обстановки [20].

Проблема человеческого фактора в обеспечении безопасности дорожного движения заключается в необходимости выяснения механизмов и количественных характеристик восприятия и переработки водителем информации о дорожной обстановке, установлении влияния на продуктивность и надежность деятельности водителя дорожных условий и разработке показателей и методов, позволяющих учитывать психофизиологические возможности водителя при проектировании дорог и организации движения.

1.2 Роль дорожных условий в обеспечении безопасности движения

Официальная статистика считает причинами большинства ДТП ошибки водителей или несоблюдение ими правил движения. Инженерный анализ причин аварийности на дорогах показывает решающую роль дорожных условий в обеспечении безопасности движения, и чем выше интенсивность и скорость движения, тем эта роль значительнее.

Если в 1931 г. на долю дорожных условий, на автогужевых дорогах было отнесено около 34 % происшествий, то в 60-х годах при анализе 13 тысяч ДТП на современной сети дорог европейской части СНГ О.А. Дивочкин установил, что в качестве одной из причин дорожные условия могут быть названы в 70% случаев аварий.

В процессе обследования дорог Эстонии, Литвы и России Лобановым Е.М. были собраны и проанализированы данные более чем по 1500 ДТП с осмотром мест аварий. Этот анализ показал, что в целом после исключения происшествий, совершенных в нетрезвом состоянии (32 %), на долю дорожных условий, выступающих в роли главной или сопутствующей причины, приходится от 60 до 75 % (таблица 1).

Таблица 1

Распределение по видам причин ДТП на дорогах Эстонии, Литвы и России

Главная причина происшествия	Официальное заключение органов дознания, %	Результаты анализа дорожных условий, %
Ошибки водителей (нарушение правил дорожного движения, несоблюдение указаний дорожных знаков)	83,3	34,8
Неблагоприятные дорожные условия (недостаточная видимость дороги, неудовлетворительная ровность, повышенная скользкость покрытия, ошибки в трассировании дорог)	4,7	32,3
Условия погоды	-	7,3*
Пешеходы	-	14,4
Неисправность автомобиля	3,1	3,1
Прочие	8,9	8,1
* На дорогах Эстонии в связи с частым появлением туманов на долю происшествий, зависящих от погодных условий, приходится до 12 %.

Исследования показывают, что при анализе данных учета происшествий, только одну треть от всего количества происшествий на дорогах можно отнести за счет водителей, но даже и эта цифра представляется завышенной. В большинстве случаев выясняется, что водителю можно поставить в вину либо слишком позднее обнаружение опасности, либо излишний риск при выборе скорости движения.

Наиболее часто в качестве основной или сопутствующей причины ДТП в официальной статистике называется превышение скорости движения (37…40 %). В таких случаях виновником происшествия всегда считается водитель.

Если предположить, что уровень местных ограничений скорости соответствует дорожным условиям, то отношение его к величине скорости на подходах, названное В.Ф. Бабковым коэффициентом безопасности, характеризует степень обеспеченности безопасности движения самой дороги.

Чем ниже ограничение скорости и меньше величина коэффициента безопасности, тем большая доля вины в ДТП приходится на дорожные условия. Что же касается причины несоблюдения ограничений, то ею не всегда бывает недисциплинированность водителя. Анализ показывает, что до 27 % случаев нарушения вызваны объективными (с позиции определения виновности водителя) причинами: плохой видимостью дорожных знаков, ошибками в определении собственной скорости движения. Чаще всего нарушаются ограничения, логически не связанные с дорожными условиями.

В этом отношении очень важным является изучение особенностей восприятия водителем скорости движения. Результаты этого исследования позволяют средствами организации движения сократить аварийность, связанную с превышением безопасных скоростей движения. Однако более надежными решениями будет установление главных причин, вызывающих необходимость ограничения скоростей - несовершенство дорожных условий.

Выезд на полосу встречного движения как основная причина происшествий официальной статистикой называется в 18,3 % случаев, в число которых входит и сон за рулем (около 1 %).

Анализ 175 столкновений на двухполосных дорогах, проведенный Е.М. Лобановым [4], показал, что большая часть из них (64 %) произошла после 6…7 ч работы, т.е. в период рабочего дня, когда начинает сказываться утомление водителя. Такие происшествия зафиксированы чаще всего на участках с ограниченной видимостью (72 %) или на длинных монотонных прямых (14,5 %). Этот анализ показал, что дорожные условия как сопутствующая или основная причина происшествий, могут быть названы в 85 %, а вина водителя - в 60 % случаев, причем в качестве основной виновности водителя можно указать снижение бдительности, вызванное утомлением.

В большинстве ДТП в качестве основных причин указаны несоблюдения очередности проезда и дистанций, нарушение правил обгона (21,8 %). Эти на первый взгляд разные причины происшествий связаны, как правило, с ошибками восприятия водителем расстояния до встречных и попутных автомобилей и скорости их движения. При этом большую роль играет стаж работы водителя, его квалификация. Такие происшествия в отличие от других видов происшествий можно отнести полностью на счет водителя, поскольку вызваны они ошибками восприятия, связанными с психофизиологическими особенностями сенсорной системы водителя. Наезды на автомобили, людей, животных, если они вызваны ограничением видимости, при детальном анализе оказываются связанными с неверной оценкой водителями расстояний и скорости движения.

Детальный анализ причин ДТП показывает, что за исключением случаев управления автомобилем в нетрезвом состоянии, значительная доля происшествий приходится на дорожные условия.

1.3 Дорожные условия как фактор, определяющий надежность работы водителя

Количество происшествий, в которых ошибки водителя являются основной или сопутствующей причиной, остается все же довольно высоким. Эти причины можно разделить на две группы: связанные с дисциплинированностью водителя и особенностями работы сенсорной системы. Первая причина - субъективная и является задачей, решаемой при профотборе водителей, а также в процессе надзора и управления дорожным движением органами УДП МВД РК. Вторая причина - объективная, не зависящая от воли и желания водителя, и происшествия, вызываемые особенностями работы сенсорной системы водителя, могут быть исключены, если устранить условия, при которых психофизиологические особенности водителя будут причиной несвоевременного обнаружения и расшифровки сигнала или могут вызвать ошибку в восприятии дорожных условий.

Эта задача инженерная, но для решения ее необходимо знание характеристик основных показателей, определяющих личностные качества водителя, восприятие им дорожной обстановки и динамику их изменений под влиянием условий работы.

Безопасность движения определяется надежностью работы всех элементов комплекса автомобиль - водитель - дорога. Надежность дорожного движения можно представить в виде произведения вероятности безотказной работы каждого из звеньев комплекса автомобиль - водитель - дорога:

_ДВАВД. (1.1)

Вероятность безотказной работы автомобиля также определяется как произведение вероятностей Р_Аi безотказной работы отдельных его узлов и агрегатов:

Р_А= Р_Аi (1.2)

Под надежностью автомобильной дороги понимают ее способность обеспечивать безопасное расчетное движение со скоростью, близкой к оптимальной, в течение заданного срока службы, а под количественной оценкой надежности дороги - вероятность безопасного движения при определенных скоростях в течение заданного времени. Эта вероятность зависит как от вероятности безотказной работы всех элементов дороги, так и от погодных условий, резко меняющих транспортно-эксплуатационные характеристики.

В общем виде надежность самой дороги как звена общего комплекса, так же как и для автомобиля, выражается формулой (1.2), а сомножители Р_i означают безотказную работу отдельных элементов дороги и вероятность того, что транспортно-эксплуатационные качества ее не снизятся до величины, представляющей опасность для движения.

Значительно сложнее вычислить надежность работы водителя. Под надежностью оператора понимается свойство выполнять заданные функции в заданных условиях. Количественно оно оценивается по параметрам (наработка, наработка на отказ, суммарная наработка и др.) и вероятностным характеристикам (вероятность безотказной работы, вероятность отказов, интенсивность работы и др.).

В качестве основных показателей надежности оператора в зависимости от вида операторской деятельности специалистами общей и инженерной психологии предлагается выбирать способность быстро и безошибочно принимать решения в ситуации выбора и в стрессовой ситуации, способность к быстрому приему и переработке информации.

Особым вопросом является количественное выражение надежности оператора, которую разные авторы предлагают определять как отношение численной характеристики какого-либо показателя в данный момент к среднему или оптимальному значению. В качестве такого показателя предлагается продуктивность работы оператора, время его реакции, скорость переработки информации. В некоторых работах надежность оператора количественно характеризуют частотой ошибок, приводящим к отказам, продолжительностью или точностью выполнения особо важных операций.

Для оптимизации норм, методов проектирования дорог и организации движения знание точного количественного выражения надежности работы водителя не обязательно. Для практического использования этого показателя достаточно знать качественные показатели динамики продуктивности работы водителя и связь этой динамики с дорожными условиями.

В теории надежности основным показателем надежности функционирования является отказ системы. Под этим термином обычно понимается невозможность выполнения системой своих функций при не поступлении сигнала из-за перегрузки или выхода из строя одного из ее блоков, а также ошибочные действия. У водителя отказами, в понятиях теории надежности, являются ошибки при восприятии и опознании объектов дорожной обстановки, принятии решений, выполнении управляющих действий, которые могут создать аварийную обстановку или вызвать ДТП, а также прекращение работы под влиянием стрессовых воздействий, нарушение временных режимов работы.

Применительно к водителю понятия надежности и отказа имеют более широкое значение, чем для механических или для радиорелейных систем. Они охватывают не только собственно отказ из-за перегрузки, но и изменение состояния организма водителя и его психофизиологических показателей под влиянием дорожных условий.

Большинство характеристик надежности оператора, в качестве которых выступают психофизиологические функции, имеют лишь качественную оценку, но, несмотря на это, могут применяться как объективные показатели надежности водителя, поскольку динамику их изменения можно связать со сложностью дорожной обстановки.

Влияние условий работы, личностных качеств водителя и его психофизиологического состояния на надежность работы показано на рисунке 1.

Рисунок 1 Факторы, определяющие надежность работы водителя

Сегодняшний уровень познания психики человека, механизмов восприятия и переработки информации еще не позволяет дать количественную однозначную оценку надежности работы не только водителя, но и оператора вообще. Поэтому при решении данной проблемы приходится прибегать к косвенным показателям, таким как скорость переработки информации и время простой и сложной реакций. Большинство исследований в области организации движения направлено именно на изучение этих показателей. Результаты

исследований, совместно проводимых инженерами и психологами, представляют значительный интерес для дорожников, тем более, что зная закономерности изменения отдельных показателей надежности работы водителя, можно уже на стадии проектирования дороги устранять опасные места и исключать ситуации, снижающие показатели работы водителя. Эти же данные для целей организации движения являются основой при разработке методов и средств передачи водителю информации о дорожных условиях и рекомендуемом режиме движения.

1.4 Методы изучения процесса восприятия водителем дорожных условий

Получение объективных количественных показателей, характеризующих процесс восприятия дорожных условий и надежность работы водителя, является одной из основных трудностей при решении проблемы безопасности движения.

В арсенале исследователей, изучающих процесс восприятия информации оператором в реальных трудовых условиях, имеется довольно широкий выбор методов исследования. Наиболее простой из них, применяемый, как правило, на первом этапе изучения какого-либо процесса, - метод словесного отчета испытуемого. Он позволяет получить самые общие представления о процессе и не требует специальной аппаратуры. Испытуемый может давать ответы на заранее поставленные вопросы в процессе выполнения своих обычных производственных обязанностей или, вспоминая свои субъективные ощущения, излагать их в виде ответов в специальных анкетах. Точность этого метода при большом количестве испытаний достаточно высока, но возможности ограничены: с его помощью можно определить лишь субъективное ощущение водителем воспринимаемых стимулов и невозможно получить объективные данные о функциональном состоянии водителя в конкретный момент времени. Кроме того, данный метод позволяет получать сведения о процессе восприятия дискретно, а не непрерывно. Большое распространение в настоящее время получил метод изучения восприятия водителем дорожных условий через его решения, принимаемые под влиянием различных сочетаний изучаемых факторов, главным образом через изменение скорости и траектории движения автомобиля. Большая часть достижений в области совершенствования норм методов проектирования дорог и организации движения связана именно с этим методом. С его помощью нормируются элементы дорог и подбираются их сочетания, решаются вопросы обеспечения пропускной способности дорог, организации и безопасности движения.

При измерении режима движения транспортного потока прямого контакта исследователя с водителем нет. Поэтому изучение процесса восприятия идет по принципу "черного ящика". Это недостаток данного метода. Процесс восприятия водителем дорожных условий может быть раскрыт лишь в том случае, если будет возможность получать о нем объективные данные, регистрируемые с самого водителя. В этом отношении интерес представляют методы исследований, применяемые в психологии, физиологии человека и инженерной психологии.

Из большого количества методов, применяемых в инженерной психологии, интерес представляют те, которые удовлетворяют, как минимум, двум требованиям: они должны давать количественные характеристики психофизиологического состояния водителя и применение их не должно нарушать обычных трудовых условий. Такие методы оценки должны обеспечивать не дискретное, а непрерывное получение информации о функциональном состоянии водителя во время движения. К их числу относятся электрофизиологические методы исследований: электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электрокардиограмма (ЭКГ), электромиограмма (ЭМГ), кожно-гальваническая реакция (КГР), а также окулография (ОКГ) и методы оценки функционального состояния зрительной системы - критическая частота мельканий (КЧМ), фосфен (возникновение ощущения мерцающего свечения на краях поля зрения при прямом раздражении сетчатки глаз переменным током).

Применение электрофизиологических и психологических методов исследования состояния центральной нервной системы человека основано на теоретических положениях, определяющих и методику измерений. В дорожных исследованиях в качестве основных показателей, отражающих процесс восприятия водителем дорожных условий, используются, как правило, ЭКГ, КГР, ОКГ и частично ЭЭГ, а как дополнительные - ЭМГ, КЧМ, фосфен и испытания водителей с применением тестов. Продуктивность использования этих показателей для качественной оценки работы сенсорной системы водителя доказана в многочисленных исследованиях.

2. Психофизиология труда водителя, его надежность и рабочее место

2.1 Водитель как оператор системы "Водитель-автомобиль-дорога-среда" (ВАДС)

Водитель как оператор системы ВАДС большую часть информации получает от дороги - подвижных и неподвижных объектов на дороге, дорожных знаков, светофоров, состояния дорожного покрытия и среды движения.

В системе ВАДС происходит непрерывный обмен информацией: от автомобиля и дороги к водителю поступает осведомительная, а от водителя к автомобилю - командная. После выполнения управляющих действий водитель по каналам обратной связи получает информацию о результатах этих действий и в соответствии с изменившейся обстановкой выполняет последующие, необходимые управляющие действия. Таким образом, система ВАДС представляет собой систему регулирования, в которой положение автомобиля относительно дороги является задающей переменной, водитель - регулятором, а автомобиль - регулируемым объектом. Все звенья этой системы взаимосвязаны, взаимозависимы и определяют надежность друг друга.

Надежность водителя как оператора системы ВАДС зависит от его способности воспринимать и перерабатывать поступающую информацию. Прием и передача информации осуществляются через органы чувств: зрение, слух, суставно-мышечное, вестибулярное и тактильное чувства, обоняние, а также висцеральный анализатор, от которого кора головного мозга получает информацию со стороны внутренних органов. Каждый анализатор состоит из периферического, проводникового и центрального отделов. Периферическим отделом зрительного анализатора является глазное яблоко, слухового - нервные окончания внутреннего уха, суставно-мышечного - нервные окончания (рецепторы), расположенные в мышцах, сухожилиях и суставных поверхностях. Периферические отделы анализаторов воспринимают определенные раздражители (световые, звуковые и др.), которые передаются в центры коры головного мозга, где возникают психические процессы - ощущения света, звука, мышечного напряжения и т.д. Для водителя особенно большое значение имеет зрительный анализатор, через который он получает до 80…90 % всей информации. Важное значение имеют суставно-мышечное, вестибулярное и тактильное чувства. Меньшую роль играют слух и обоняние.

Передача информации определяется пропускной способностью, т.е. максимальной скоростью, с которой канал связи может передавать информацию за единицу времени. Пропускная способность зрительного канала составляет 20…70 бит/с, а слухового - 0,6…0,8 бит/с. Количество дорожных знаков, устанавливаемых на отдельных участках дороги, должно быть не более трех.

На продуктивность деятельности водителя оказывают влияние его индивидуальные особенности, условия деятельности и особенности потока информации.

К индивидуальным особенностям относятся: психофизиологические и личностные качества, уровень его профессиональной подготовки, физические данные и состояние здоровья.

К условиям деятельности относятся: особенности рабочего места (расположение органов управления, приборов, сиденья), обзорность и видимость, исправность техники, микроклимат кабины (влажность, температура воздуха и скорость воздушного потока), состояние дороги, интенсивность и скорость движения, уровень организации движения и др.

Особенности потока информации характеризуются:

пространственным расположением источников информации;

скоростью информационного потока;

легкостью восприятия информации, которая определяется размерами, контрастностью, взаимным расположением и освещенностью цифр, слов, знаков и т.д.

При получении, переработке информации и реализации ее в деятельности водителя различают пять этапов.

Первый этап - прием информации. На этом этапе происходит активное обнаружение, выделение и восприятия нужных сигналов из окружающей обстановки. Источником информации для водителя являются объекты, находящиеся на проезжей части дороги, состояние дороги и среды движения, околодорожное пространство, светофоры, дорожные знаки, показания приборов, шум двигателя и шум, возникающий при трении колес с грунтом, вибрация и другие сигналы, несущие информацию, необходимую для ориентировки в дорожной обстановке. У водителя вырабатываются навыки избирательного восприятия наиболее важной в данный момент информации. Затруднения в приеме информации возникают вследствие ее недостаточного или избыточного поступления.

Второй этап - переработка информации. Важным фактором в процессе переработки информации является прогнозирование, т.е. предвидение изменения дорожной обстановки и выполнение действий, упреждающих возможность возникновения аварийной ситуации. Нередко ДТП происходит вследствие неправильной оценки водителем дорожной ситуации, неумения предвидеть ее ближайшие изменения, т.е. неспособности прогнозировать ее развитие.

Третий этап - принятие решений. Если из оценки ситуации следует, что решение однозначно, то выбора решения не происходит. При наличии нескольких возможных решений водитель выбирает оптимальный вариант. Однако при этом увеличивается время принятия решения. Оно увеличивается и при особо ответственном решении. Быстрота и правильность решения зависят от профессионального опыта и индивидуальных психофизиологических особенностей водителя.

Четвертый этап - выполнение решений. Это может выражаться в действиях органами управления в соответствии с принятыми решениями, в прекращении выполняемого действия, изменении его амплитуды или направления, сохранении движения в прежнем режиме. Рабочее движение состоит из двух основных фаз: поисковой (перемещение рук и ног к определенному рычагу или педали управления) и исполнительной (собственного действия). Скорость и точность действий зависят от степени автоматизации двигательных навыков. При недостаточной автоматизации движения выполняются сознательно и под контролем зрения. При хорошо автоматизированных навыках поисковый и исполнительные этапы сливаются в один двигательный акт, который выполняется без участия зрения, но под контролем мышечно-суставного чувства и сознания. Такой способ действий значительно сокращает время выполнения решений.

Пятый этап - контроль за выполненным действием. Он осуществляется с помощью обратной связи, представляющую собой осведомительную информацию о результатах управляющих действий водителя. Основную осведомительную информацию водитель получает от изменений в положении и динамике автомобиля на проезжей части дороги после выполнения управляющего действия, от изменения его соотношения с подвижными и неподвижными объектами на дороге и околодорожном пространстве, а также от изменений напряжения мышц и амплитуды движения, положения рычагов, педалей и силы их сопротивления мышечным воздействиям, от показаний приборов, интенсивности шума, вибрации и т.д. Вся эта информация по каналам обратной связи поступает к органам чувств и после ее переработки является основной для оценки изменившейся обстановки, принятия нового решения и выполнения нового действия.

Быстрый темп деятельности водителя не всегда позволяет четко выделить все пять этапов переработки информации. Эти этапы могут сливаться. Особенно трудно разграничить переработку информации (второй этап) и принятия решения (третий этап).

Для сокращения времени переработки информации большое значение имеет умение водителя избирательно воспринимать необходимые для его деятельности сигналы. Опытные водители правильно распределяют внимание и воспринимают только те объекты, которые в данных условиях представляются наиболее важными с точки зрения безопасности движения.

Скорость переработки информации зависит также от состояния водителя и дорожных условий. Снижение функциональных возможностей водителей в результате утомления, а также управление автомобилем в сложных дорожных условиях приводят к уменьшению скорости переработки информации.

В результате исследований [21] получены зависимости изменения скорости переработки информации и наиболее приемлемого темпа предъявления световых раздражителей от продолжительности работы автомобилей на линии. На рисунке 2.1 видно, что скорость переработки информации в течение рабочего дня в результате развивающегося утомления все более снижается. При этом наибольшее снижение на самом сложном маршруте, наименьшее - на самом легком.

Рисунок 2.1 Изменение скорости переработки информации водителями V_и в зависимости от времени работы t при движении по автодорогам

Рисунок 2.2 свидетельствует о том, что по мере развития утомления снижается и оптимальный темп, при котором водители могут эффективно перерабатывать поступающую информацию. При этом степень снижения также зависит от сложности маршрута. Наибольшее снижение было на самом трудном маршруте и наименьшее - на самом легком.

Рисунок 2.2 Изменение наиболее приемлемого темпа предъявления световых сигналов Т_и от продолжительности работы водителя t при движении по автодорогам

2.2 Понятие о надежности водителя

Надежность водителя определяется его способностью безошибочно управлять автомобилем в любых дорожных условиях в течение всего рабочего времени. К основным факторам, определяющим надежность водителя, относятся его профессиональная пригодность, подготовленность и работоспособность.

Пригодность водителей определяется состоянием здоровья (при медицинском освидетельствовании) и психофизиологическими качествами. Психофизиологическая пригодность - это соответствие психофизиологических и личностных качеств требованиям водительской деятельности. Нередко такие качества водителя, как воля, самообладание, смелость, решительность, быстрая сообразительность, скорость восприятия и реакций, решают исход аварийной ситуации. В основе этих и других важных для надежной деятельности водителя качеств лежат особенности протекания его психических процессов.

Подготовленность водителей определяется уровнем их профессиональных знаний и навыков, которые приобретаются в процессе обучения и последующей профессиональной деятельности. Хорошая подготовка водителей выражается в наличии широкого диапазона навыков, обеспечивающих правильные и своевременные действия в критических дорожных ситуациях. Она позволяет: максимально использовать технические возможности автомобиля и безошибочно, с минимальной затратой сил управлять им; правильно оценивать и своевременно предвидеть возможные изменения дорожной обстановки и предупреждать возникновения аварийных ситуаций; управлять автомобилем на больших скоростях, ночью в тумане, при высокой интенсивности движения, в горных и других сложных условиях.

Подготовленность характеризуется также уровнем психологической подготовленности водителей, т.е. формированием у них психических свойств, которые обеспечивают надежность их работы в любых условиях. Успешность психологической подготовки зависит от методологического уровня ее проведения, активности будущих водителей в совершенствовании мастерства. Недостаточная подготовленность является наиболее частой причиной ошибок, допускаемыми молодыми, неопытными водителями в критических ситуациях, которые нередко приводят к ДТП. Поэтому совершенствование подготовки водителей и повышение их профессионального мастерства являются важнейшими факторами обеспечения безопасности дорожного движения.

Работоспособность - это состояние человека, позволяющее ему выполнять работу с высокой производительностью и высокими качественными показателями. Высокая работоспособность имеет большое значение для обеспечения надежности водителей. При сниженной работоспособности водитель может допускать грубые ошибки при управлении автомобилем, которые нередко приводят к ДТП. Работоспособность снижается после приема алкоголя, при заболевании, утомлении, в состоянии сильного нервного возбуждения или в угнетенном состоянии. Сохранение высокой работоспособности водителей обеспечиваются рациональной организацией их труда и отдыха, а также контролем за состоянием перед рейсом в пути, что позволяет своевременно отстранять от управления автомобилем лиц, состояние которых создает угрозу возникновения ДТП.

Большое влияние на надежность водителей оказывают условия, в которых протекает их деятельность. К этим условиям относятся: состояние дороги и ее оборудование, уровень организации дорожного движения, интенсивность транспортных потоков и скорость движения, состояние среды движения и время суток. При одном и том же уровне подготовленности водитель будет более надежным в простых дорожных условиях и менее надежным - в сложных. Надежность водителя зависит также от комфортабельности и технического состояния автомобиля. Конструкция кабины автомобиля, выполненная с учетом психофизиологических возможностей человека, легкость и простота управления, исправность и безотказность всех систем автомобиля повышают надежность водителя.

Таким образом, все звенья системы ВАДС взаимосвязаны и определяют друг друга. Поэтому при проектировании дорог, конструировании автомобилей, организации дорожного движения необходимо учитывать возможности водителя и создавать оптимальные условия для его работы.

2.3 Понятие о психофизиологии труда водителей

Психофизиология труда изучает протекание психических и физиологических процессов при трудовой деятельности человека и требования, предъявляемые к этим процессам в различных видах труда.

Психофизиология труда водителей изучает психофизиологические особенности их профессиональной деятельности, требования, предъявляемые к физическому состоянию и психическим процессам водителей в различных видах деятельности, разрабатывает мероприятия, направленные на повышение их надежности, сохранение здоровья и повышение производительности труда.

Надежность водителя зависит от особенностей и профессиональной тренированности их психических процессов. Поэтому особенности этих процессов необходимо учитывать при обучении и совершенствовании мастерства водителей, без чего невозможно соблюдение такого важного принципа обучения, как индивидуальный подход. Без учета этих особенностей трудно, а порой невозможно установить истинные причины допускаемых водителями ошибок, которые приводят к ДТП, и, следовательно, разработать действенные мероприятия по их предупреждению.

Для правильного понимания допускаемых ошибок, которые являются наиболее частой причиной ДТП, необходимо учитывать психофизиологические особенности труда водителей. К ним можно отнести следующие.

1. Значительное нервно-психическое напряжение, обусловленное тем, что автомобиль является транспортным средством повышенной опасности. Поэтому при управлении автомобилем нередко преобладают отрицательные эмоции: страх, тревога, сомнение, неуверенность, постоянное ожидание возникновения аварийных ситуаций. Отрицательные эмоции особенно быстро ведут к утомлению и вызывают напряженность, которая выражается в ухудшении процессов восприятия, мышления и памяти, в понижении внимания, нарушении координации движений, увеличении времени реакций и т.д.

2. Непрерывность и дискретность. В деятельности водителя эта особенность выражается в том, что, с одной стороны, он заинтересован как можно быстрее, без перерывов и с соблюдением правил дорожного движения доставить груз и пассажиров из одного пункта в другой. С другой стороны, непрерывность движения постоянно замедляется или прерывается возникающими помехами (состоянием дороги, сигналами светофоров, плохой видимостью, другими автомобилями, пешеходами и т.д.). Водитель автобуса за рабочую смену (7…8 ч) делает 400…500 остановок, до 2000 раз включает сцепление и переключение передачи. На 1 км пути водитель автомобиля-такси делает в среднем 19,9 операций, а водитель автобуса - 40,5. Общее количество трудовых операций в течение рабочей смены у водителя автомобиля-такси составляет 5300, у водителя автобуса 5600. Частые остановки, изменение скорости и другие подобные действия водителей в условиях интенсивного дорожного движения являются одной из причин утомления.

3. Работа в условиях навязанного темпа и дефицит времени. Эти особенности в деятельности водителя возникают при вождении автомобиля на больших скоростях, в плотном транспортном потоке и при возникновении критических дорожных ситуаций. Водитель особенно ограничен во времени при неожиданном возникновении аварийных ситуаций при управлении автомобилем в больших городах и на оживленных магистралях. Нередко в этих случаях только очень быстрые и точные действия могут предотвратить ДТП. Надежность водителя при этом обеспечивается не только высокой профессиональной подготовкой, но и скоростными параметрами его психической деятельности. При неожиданном возникновении критических дорожных ситуаций от водителя требуется умение мгновенно принять иногда единственное правильное решение и выполнить соответствующие управляющие действия. Особенно трудному испытанию подвергается водитель, когда такие ситуации возникают одна за другой. Например, сделав резкий поворот и предупредив наезд на пешехода, водитель вдруг оказывается перед движущимся ему навстречу автомобилем. В подобных ситуациях возникают характерные ошибки, сущность которых заключается в том, что водитель иногда непроизвольно по инерции продолжает действие, которое должно быть заторможено в изменившихся условиях. В результате он запаздывает с выполнением необходимых действий в новой аварийной ситуации. По этим же причинам водители нередко запаздывают при необходимости быстро изменить начатое действие на противоположное.

4. Прогнозирование, т.е. предвидение вероятного развития дорожной обстановки. Опытный водитель, быстро сопоставляя текущую информацию о дорожной обстановке с запечатленными в его сознании аналогичными ситуациями, может понять намерения водителей других автомобилей или пешеходов, что позволяет ему предупредить возникновение аварийной ситуации. Водитель должен уметь определять скорость, направление движущихся транспортных средств и пешеходов, ясно представлять положение, в котором они окажутся в ближайшее время по отношению к управляемому им автомобилю и друг к другу. Особенно большие трудности при прогнозировании развития дорожной ситуации возникают, когда водитель должен одновременно предвидеть поведение на дороге двух, а иногда и более объектов.

5. Устойчивость и интенсивность внимания. Эта особенность проявляется в постоянной и высокой готовности к действиям при неожиданном изменении дорожной обстановки. Как бы водитель ни старался быть предельно внимательным, интенсивность его внимания периодически снижается, особенно если он утомлен, болен или находится в состоянии алкогольного опьянения. И если внезапно возникшая критическая ситуация совпадает с таким снижением, то водитель может допустить ошибку.

6. Монотонность (однообразность). Ее причиной является недостаток информации, возникающий при отсутствии или небольшом количестве участников движения, однообразном ландшафте окружающей местности, при движении в транспортном потоке с постоянной скоростью на прямых участках дороги большой протяженности. Монотонность приводит к снижению двигательной активности, сонливости, резкому снижению готовности, и, как следствие, грубым ошибкам при внезапном усложнении дорожной обстановки.

7. Неравномерность и неопределенность поступающей информации. Неравномерность выражается в том, что при езде за городом или на второстепенной дороге значимых раздражителей в течение минуты и более может вообще не быть, а при въезде в населенный пункт или на главную дорогу количество таких раздражителей может достигать 10 и более в секунду. Неопределенность информации приводит к отсутствию у водителя уверенности, что в следующий момент обстановка на дороге будет изменяться так, как он предполагает, поэтому возникновение критических дорожных ситуаций может быть для него неожиданным.

8. Активный поиск недостающей информации при управлении автомобилем в условиях плохой видимости (ночью, в тумане, в дождь, снегопад). В этих условиях водитель не может правильно оценить дорожную обстановку и положение своего автомобиля по отношению к другим участникам движения и поэтому активно ищет недостающую для такой оценки информацию. При этом появляется чувство неуверенности, тягостного ожидания внезапного усложнения дорожной обстановки, что приводит к быстрому утомлению.

9. Нервное напряжение. Этому способствует высокая ответственность за жизнь пассажиров, сохранность груза и автомобиля.

К особенностям деятельности водителя следует отнести также и воздействующие на него внешние неблагоприятные условия: жара и холод, высокая влажность воздуха, неудовлетворительное состояние дороги (гололед, снег, грязь и т.д.), попадание в кабину отработавших газов или паров бензина, шум и вибрация, частое воздействие угловых и прямолинейных ускорений, неудобная рабочая поза и др.

Любые конструктивные изменения автомобиля, совершенствование дорог и организации дорожного движения должны учитывать психофизиологические возможности водителя, разрешающую способность его нервной системы и органов чувств. С другой стороны, вся система профессионального отбора, подготовка водителей, их профессиональная тренировка, организация труда и отдыха должны строиться с учетом требований, которые предъявляет к водителю автомобиль, его технико-эксплуатационные показатели, дорожные условия и вся система организации движения.