2.4 Требования к рабочему месту водителя

Быстрота и точность рабочих движений водителя современного автомобиля необходимы для обеспечения его надежности. Эти качества зависят и от рабочего места водителя, к которому относится кабина автомобиля со всем находящимся в ней оборудованием. Насколько удобно водителю в кабине, как свободно он пользуется рычагами, приборами, как облегчить его деятельность, сделать ее более продуктивной и надежной - вот вопросы, которые являются предметом исследования инженерной психологии - науки о взаимодействии человека и техники.

Рабочее место водителя характеризуется размерами кабины, обзорностью, удобством доступа к органам управления, положением сиденья и расположением по отношению к нему органов управления, наличием и информативностью контрольно-измерительных приборов, особенностями среды в кабине (микроклимат, освещенность, шум, вибрация). Для оптимального решения этих вопросов необходима рациональная организация рабочего места в соответствии с антропометрическими требованиями и психофизиологическими возможностями человека. В результате несоответствия рабочего места этим требованиям увеличивается расход энергетических ресурсов, что приводит к более быстрому утомлению, снижению работоспособности и, как следствие, к ошибкам при управлении автомобилем.

Основным требованием к конструкции сиденья является обеспечение положения тела водителя, исключающего излишнее мышечное напряжение и способствующее наилучшей обзорности. При правильной посадке (рисунок 2.3) водитель должен сидеть прямо, его спина должна полностью прилегать к спинке сиденья. Ноги должны легко доставать до педалей, а руки, лежащие на рулевом колесе, должны быть слегка согнуты в локтях. При такой посадке водитель не утомляется даже при длительной поездке и затрачивает минимальные усилия при работе рулевым колесом, педалями и рычагами управления. Если спинка сиденья не обеспечивает достаточной опоры тела в области поясницы, то основные мышцы спины и шеи будут излишне напряжены.

Рисунок 2.3 Основные размеры, определяющие правильную посадку водителя.

Мышечное усилие при нажатии на педали зависит от угла наклона спинки сиденья, от высоты и глубины сиденья, Чем больше наклон спинки, тем больших усилий требуется при нажатии на педали (рисунок 2.4). Расстояние от края сиденья до сгиба в колене должно быть не менее 15 % длины бедра. Основными показателями, по которым определяется степень соответствия сиденья требованиям инженерной психологии, являются: пространственное положение сиденья относительно органов управления; длина, ширина и глубина подушки; высота и наклон подушки по отношению к полу; высота спинки, система регулировки и виброзащиты, влаговоздухопроницаемость обивки, угол наклона спинки и др.

Рисунок 2.4 Зависимость мышечного усилия ног от положения сиденья:

а - нормальное положение; б - положение для больших усилий (400 Н и более)

Одной из характеристик рабочего места водителя является обзорность, которая зависит от размеров и конфигурации лобового и боковых стекол кабины и зеркал заднего вида, от их чистоты. Загрязнение, повреждение, завешивание стекол, а также подвешивание на них различных безделушек уменьшают поле зрения водителя. Использование панорамных зеркал заднего вида увеличивает обзорность до 350°.

Специалисты считают, что интерьеры кабины автомобиля не должны быть яркими и отвлекать его внимание от дороги и приборов, которые должны выделяться на общем темном фоне передней панели автомобиля.

Большое значение для самочувствия водителя и его работоспособности имеет микроклимат кабины - это совокупность температуры воздуха, его влажности и скорости передвижения. Оптимальные микроклиматические параметры в кабине и салоне для пассажиров должны обеспечиваться независимо от количества людей, погодных условий, географических широт и времени года. Температура воздуха в кабине зависит от температуры наружного воздуха, степени нагрева двигателя, термоизоляции, системы отопления и вентиляции. Температура в кабине должна быть в пределах 15…25°С. Наиболее благоприятная температура 18…20°С. Однако в летнее время года температура воздуха в кабинах автомобилей превышает температуру наружного воздуха на 4…12°С. Температура в кабинах грузовых автомобилей достигает 50…60°С.

Повышение или понижение температуры ухудшает самочувствие водителя и снижает работоспособность. При высокой температуре нарушаются функции мышления, внимания, памяти, увеличивается время и уменьшается точность сенсомоторных реакций. В результате водитель несвоевременно замечает изменение дорожной обстановки, запаздывает с выполнением необходимых управляющих действий, допускает ошибки, быстрее утомляется. Снижение быстроты и точности двигательных реакций при пониженной температуре возникает вследствие ухудшения работы мышц. Это выражается в скованности и неточности движения. Работа в теплой одежде стесняет движения, широкая валяная обувь затрудняет действия педалями, так как плохо ощущается их сопротивление при нажатии. Зависимость между температурой воздуха в кабине и количеством ДТП представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 Зависимость между температурой воздуха t и количеством ДТП

При оценке температуры воздуха в кабине необходимо также учитывать влажность воздуха, которая оказывает большое влияние на терморегуляцию организма и состояние водителя. Влажность воздуха определяется содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную влажность - содержание паров в воздухе при данной температуре, максимальную влажность - предельно возможное содержание водяных паров в воздухе при данной температуре и относительную влажность - отношение абсолютной влажности к максимальной в процентах.

Большая относительная влажность воздуха при высокой температуре может быть причиной перегрева организма человека. Особенно неблагоприятное влияние оказывает относительная влажность более 70…75 % при температуре воздуха, близкой к +30°С. В воздухе, насыщенном водяными парами, теплоотдача путем испарения невозможна или ограничена, так как пот не испаряется, а стекает по коже и охлаждающего эффекта не дает. Высокая влажность воздуха оказывает неблагоприятное воздействие на человека и при низкой температуре воздуха вследствие повышенной теплоотдачи с поверхности тела. Нормальная относительная влажность воздуха колеблется в пределах от 30 до 70 %.

Немаловажное значение для терморегуляции организма имеет и движение воздуха. Человек начинает ощущать воздушные потоки при скорости движения воздуха 0,25 м/с. Резкое движение холодного воздуха значительно увеличивает теплоотдачу с поверхности тела, что может вызвать переохлаждение организма.

Система вентиляции должна обеспечивать необходимый гигиенический микроклимат кабины и очистку воздуха кабины от вредных примесей (окиси углерода, паров бензина, пыли).

Содержание отработавших газов в воздухе связано со скоростью движения автомобиля. По данным НИИАТа, при движении автомобилей ЗИЛ - ММЗ-555 (с пробегом 106…130 тыс. км) на автомобильной дороге с твердым покрытием со скоростью 35 км/ч концентрация СО в воздухе кабины достигает 125 мг/м³. С повышением скорости до 50…60 км/ч концентрация СО снижается в течение 10…15 мин до 25 мг/м³. Это объясняется повышением воздухообмена в кабине автомобиля и быстрым уносом встречным потоком воздуха отработавших газов при выходе их из глушителей. Предельно допустимая концентрация СО, установленная для воздуха рабочих помещений, составляет 30 мг/м³. Наибольшее количество вредных примесей, в том числе и СО, содержится в отработавших газах при работе двигателя на холостом ходу, особенно если двигатель неисправен. В этом случае концентрация СО увеличивается в несколько раз и может достигать 625 мг/м³.

Возможность отравления отработавшими газами двигателей автомобиля предупреждается установкой резиновых прокладок, закрывающих отверстия в полу кабины, повышением эффективности системы отопления и вентиляции кабины. Вентиляцию необходимо использовать даже при низкой температуре воздуха.

При неисправности системы питания двигателя в кабину попадают пары бензина, которые вызывают острое или хроническое отравление водителя. Хроническое отравление, наступающее при длительном воздействии на организм малых концентраций, возникает чаще. Оно проявляется в повышенной раздражительности, головокружении и ослаблении сердечной деятельности. Чтобы исключить возможность отравления водителя бензином, следует систематически проверять исправность системы питания двигателя.

Определенное значение для успешной деятельности водителя имеют контрольно-измерительные приборы. Главное назначение приборов - помогать водителю управлять автомобилем и контролировать работу двигателя. Это обеспечивается достаточно высокой информативностью приборов, под которой понимается получение наиболее точных сведений в минимальное время. Исследованиями в области инженерной психологии установлено, что информативность приборов зависит от их размеров и компоновки, особенностей шкал и освещения.

Точность отсчета показаний приборов с увеличением их диаметра возрастает, а затем падает. Так, например, приборы с диаметром 60 мм читаются лучше, чем приборы с диаметром 80 мм, показания светящих приборов четче воспринимаются на черном фоне.

Во время работы на водителя воздействует звуковая среда, которая содержит полезную информацию от работающего двигателя, скрипа шин и тормозов, сигналы от других автомобилей и пр. В кабину проникает и шум, который оказывает вредное влияние на органы слуха и нервную систему человека. Шумом называют беспорядочное сочетание звуков, состоящих из большого количества тонов различной частоты и силы.

Колебательные движения воспринимаются органом слуха как ощущение звука. Частота звуковых колебаний определяет высоту звука и измеряется в герцах (Гц). Ухо воспринимает частоты в пределах от 17 до 20 тыс. Гц. Уровень звукового давления зависит от амплитуды колебаний и измеряется в децибелах (дБ). Шум внутри легковых автомобилей примерно соответствует нормам по шуму, принятым для производственных рабочих мест. В кабинах автомобилей, особенно тяжелых, интенсивность шума превышает эти нормы и может достигать значительных величин. Допустимым пределом шума в кабине автомобиля у нас принято считать 74…75 дБ при частоте 1000 Гц. Во Франции и США максимальный уровень шума для грузовых автомобилей установлен 90 дБ (рисунок 2.6).

Рисунок 2.6 Влияние шума на концентрацию внимания

1 - до воздействия шума; 2 - сразу после его воздействия; 3 - через 30 минут после воздействия; 4 - через 1 ч после воздействия шума; 5 - через 2 ч 5 минут после воздействия шума;

а и б - 60 дБ; в - 70 дБ; г - 80 дБ; д - 90 дБ; е - 100 дБ

При движении автомобиля основными источниками шума являются качение колеса, работа двигателя, карданного вала, подвески и т.п. Шум из внешней среды проникает в кабину через окна, стенки, пол, а также распространяется по металлическим конструкциям.

Шум оказывает отрицательное воздействие непосредственно на орган слуха и вызывает нарушение высшей нервной деятельности человека. Под влиянием шума увеличивается скрытый период двигательной реакции, снижается устойчивость ясного видения, ослабляется сумеречное зрение, нарушается концентрация внимания, координация движений и функций вестибулярного аппарата, быстрее развивается утомление. Чем выше звук, тем больше его утомляющее действие. Звуки частотой 2…4 тыс. Гц оказывают утомляющее действие при уровне звукового давления 80 дБ, а при уровне звукового давления 90 дБ утомление наступает и при отсутствии высоких частот. Влияние шума на концентрацию внимания водителей представлено на рисунке 7 (цифрами на оси абсцисс обозначены временные интервалы), из которого видно, что с увеличением шума снижается концентрация внимания.

Для снижения неблагоприятного влияния шума существуют следующие мероприятия: ослабление источников шума, шумопоглощение и шумоизоляции. Это осуществляется шумопоглощающей обивкой под капотом (поглощает шум двигателя), внутренней обивкой, звукопоглощающим покрытием металлических поверхностей, плотными прокладками, расположенными на внутренней поверхности крыльев (хорошо глушит шум), прокладками на раме двери, амортизированной подвеской различных деталей, плотной подгонкой стекол в окнах.

Однако водителя нельзя полностью изолировать от звуков, возникающих вне кабины, так как он должен воспринимать сигнальные звуки, необходимые для оценки дорожной обстановки. В больших городах с ростом интенсивности движения транспортных средств значительно увеличивается шум, в результате которого уровень звукового давления в дневное время достигает 120…130 дБ.

Вибрация - это колебания высокой частоты и малой амплитуды. Источники вибрации в автомобиле те же, что и шума, степень вибрационного дискомфорта зависит от состояния подвески шасси автомобиля, конструкции кабины и устройства сиденья. Ускорения, возникающие при вибрации, растут с увеличением скорости движения автомобиля, с ухудшением дорожного покрытия, а также с уменьшением полезной нагрузки. При этом кабина автомобиля может колебаться в продольном, поперечном и вертикальном направлениях. Вибрации в диапазоне 1…5 Гц особенно опасны. Они создают резонансные колебания отдельных частей тела человека, передающиеся голове. Это приводит к изменению ритма и частоты движения, повышению артериального давления, понижает остроту зрения, особенно бинокулярного. Под действием вибраций ухудшается восприятие, снижается внимание, замедляются психомоторные реакции, ухудшается точность действий.

Вибрации на частотах 75…120 Гц с амплитудой 0,01 мм человеком не ощущаются. При частоте 65…75 Гц и амплитуде до 0,02 мм они временно отвлекают от работы, при частоте 56…65 Гц и амплитуде 0,03 мм отвлекают постоянно, а при дальнейшем росте амплитуды создаются невозможные для работы условия.

Сиденье автомобиля является хорошим амортизатором колебаний, если оно относительно жесткое и хорошо сочетается с анатомическими особенностями человеческого тела, т.е. имеет с ним наибольшую площадь соприкосновения. Вибрации воспринимаются человеком поверхностью кожи и тканями всего организма. Водителю вибрации передаются через спину, таз и руки.

3. Психологическая надежность водителя

3.1 Ощущение и восприятие

Психологическая надежность водителей - это соответствие психологических качеств их требованиям водительской деятельности. Психологическая надежность зависит от особенностей этих качеств, к которым относятся: ощущение и восприятие, скорость и точность сенсомоторных реакций, внимание, мышление и память, эмоции и воля, а также такие особенности личности, как морально-нравственные качества, способности и интересы, темперамент и характер. Психологическая надежность достигается путем целенаправленной тренировки этих качеств водителя в процессе обучения и последующей профессиональной деятельности.

Одним из элементов психологической надежности водителя является его способность своевременно и точно воспринимать информацию, необходимую для оценки дорожной обстановки и положения своего автомобиля по отношению к другим участникам движения. Водитель эту информацию получает с помощью психических процессов - ощущения и восприятия.

Ощущение. Отражение в сознании человека отдельных свойств предметов и явлений, воздействующих на органы чувств, называется ощущением. Различают зрительные, суставно-мышечные, статические, слуховые, вестибулярные, кожные и другие ощущения. При помощи ощущений водитель постоянно оценивает отдельные свойства предметов и явлений: форму, цвет, величину, положение подвижных и неподвижных объектов, органов управления, скорость и направление движения, звуковые сигналы.

Восприятие. Психический процесс отражения предметов и явлений в совокупности их различных свойств называется восприятием. В нем объединено несколько ощущений. В зависимости от того, какое из них преобладает, различают зрительные, слуховые и другие восприятия. Восприятие - это не просто сумма ощущений, а психический процесс, включающий память, мышление, воображение, даже догадки и предположения. Возникает целостное представление о предмете, явлении, в виде его единого образа в каждый данный момент. В процессе восприятия водитель выделяет из общего фонда объектов и явлений те, которые являются наиболее значимыми с точки зрения безопасности движения.

От своевременности и точности восприятия, появляющихся на дороге объектов, оценки скорости их перемещения, направления движения, а также расстояния до них зависит надежность водителя. Одним из направлений решения этой задачи должно быть улучшение светотехнических качеств дорожных знаков и расстановка их в поле зрения водителя с учетом изменения границ этого поля при различной скорости и интенсивности движения. Необходимо также повышение информативности и всех других источников дорожной информации, в том числе улучшение дорожной разметки. Качество восприятия, т.е. его быстрота, полнота и точность, зависит от знаний и опыта водителя.

Зависимость восприятия от прошлого опыта и особенностей личности человека называется апперцепцией. Апперцепция в значительной степени обеспечивает быстрое и точное восприятие дорожной обстановки и адекватные управляющие действия в сложных дорожных условиях.

Особую ценность при скоростном вождении автомобиля имеет так называемое "чувство машины", когда опытный водитель ощущает малейшие изменения в положении автомобиля и в сцеплении колес с грунтом. Это чувство является результатом комплекса зрительных, слуховых, мышечно-двигательных и вестибулярных ощущений.

Качество восприятия водителя зависит от его способности правильно и быстро воспринимать пространство и время, что лежит в основе водительского расчета. При восприятии пространства (формы, величины, объема предмета и расстояния между предметами) для водителя наиболее важно восприятие расстояния между предметами и удаленности их от него.

К пространственному восприятию относятся поле зрения, острота зрения и глубинное зрение.

Поле зрения - это видимое пространство, которое человек может охватить взглядом при неподвижном глазном яблоке. Поле зрения для белого цвета распространяется к наружной стороне на 90°, к внутренней - на 60°, вверх - на 50° и вниз - на 70°, но это монокулярное поле зрения, т.е. для одного глаза. Бинокулярное поле зрения (двумя глазами) составляет 120…130° и практически охватывает все пространство перед автомобилем. Поле зрения при перемещении взора может быть увеличено до 180°, что обеспечивает большую безопасность движения.

При значительном сужении поля зрения водители могут допускать ошибку в управлении автомобилем, например, не заметить пешехода на обочине дороги, неправильно оценить расстояние до стоящего или обгоняемого автомобиля, упустить важные детали дорожной обстановки на перекрестке и пр.

Острота зрения - это способность различать мелкие предметы или их детали на значительном расстоянии от них. Если из центра глаза условно провести конус, то отличная острота зрения будет в конусе с углом 3°, хорошая в конусе 12…14° (рисунок 3.1). Дорожные знаки должны размещаться в пределах зрительного конуса с углом не более 12°.

Рисунок 3.1 Зоны остроты зрения.

Для четкого восприятия объектов дорожной обстановки при ограниченности центрального поля зрения требуется перевод взгляда водителя в зоны периферического зрения, для чего нужно определенное время. Это время, например, для переезда перекрестка, складывается из времени движения глаз влево (0,15…0,23 с), фиксации глаз на левой стороне (0,1…0,3 с), перевода глаз вправо (0,15…0,3 с), фиксации глаз на правой стороне (0,1…0,3 с). Общее время обозрения составляет 0,5…1,16 секунды. В течение этого времени, когда водитель отвлекается от проезжей части дороги, автомобиль в зависимости от скорости проходит от 10 до 25 м, что нередко приводит к ДТП.

Глубинное зрение - это свойство различать расстояние до различных объектов и между объектами. В восприятии удаленности предметов главная роль принадлежит ощущениям, возникающим от конвергенции, т.е. сведения осей обоих глаз. Систематическая тренировка в определении расстояния развивает глазомер - важное качество водителя, которое является элементом его профессионального мастерства.

На расстоянии 30 м водитель воспринимает участок дороги шириной 1,5 м, на расстоянии 500 м - 16 м. Для обгона впереди идущего автомобиля водитель должен видеть перед собой дорогу на расстоянии не менее 600…800 м, что обеспечивает наибольшую безопасность движения. Важную информацию водитель получает при восприятии дорожных знаков. Четкость и быстрота их восприятия во многом зависят от размеров знаков, расстояния их от водителя, места их расположения, скорости движения автомобиля, освещенности, контрастности букв, символов и т.д. При плохой контрастности время восприятия знаков будет увеличиваться на 0,6…0,7 с и более, а иногда восприятие их совсем становится невозможным.

Для восприятия предметов необходимо фиксировать их зрением на 0,1…0,3 с. Если в зоне периферического зрения появляется движущийся объект или яркий свет, то водитель непроизвольно перемещает глаз и голову так, чтобы этот предмет оказался в поле его центрального зрения. На это требуется время, в течение которого водитель упускает из поля зрения объекты, находящиеся на дороге. Установлено, что при управлении автомобилем в течение 70…80 % всего времени движения взор водителя направлен прямо, а в 20…22 % - направо, налево, на зеркало заднего вида и на приборы, По данным Э.В. Гаврилова /22/ водитель смотрит на дорогу в течение 90 % всего времени; 8,1 % времени - на зеркало заднего вида; 0,4 % - на рычаги управления и 0,5 % - на приборы.

Особенно затруднительны восприятие и оценка расстояний от водителя до движущихся объектов (автомобили, пешеходы). Это восприятие осуществляется с помощью динамического глазомера, в основе которого лежит восприятие расстояния, времени, скорости и направления движения

Острота динамического зрения зависит от угловой скорости движения объекта восприятия, степени координации между шейными и глазными мышцами, а также от степени развития периферического зрения. Хорошо развитый динамический глазомер необходим водителю при выборе дистанций и интервалов, при объезде и обгоне, при въезде в ворота, разъезде на нерегулируемом перекрестке и смене полосы движения.

Большое значение для водителя имеет правильная оценка времени, т.е. продолжительности явлений, событий, своих действий и действий других участников движения. В восприятии времени взаимодействуют различные анализаторы. Наиболее точное различие временных промежутков движения дают суставно-мышечные и слуховые чувства. Оценка времени связана со скоростью реакции человека. Неточная оценка временного интервала приводит к излишней поспешности, резким приемам управления и, как следствие, нередко к аварийной ситуации.

При управлении автомобилем предметы и явления иногда могут восприниматься водителем в неправильном, искаженном виде. Такое неправильное восприятие называется иллюзией. Наиболее часто иллюзии возникают при определении размеров предметов и направления движения. Иллюзии следует отличать от галлюцинаций, при которых человек видит предметы, явления, слышит звуки, в действительности отсутствующие. Некоторым лицам стоит только подумать или усомниться в правильности восприятия, как возникает иллюзия. Предрасполагающими условиями для возникновения иллюзий у водителей являются: отрицательные эмоции (неуверенность, страх, сомнение), ослабление внимания, утомление, сонливость за рулем, состояние алкогольного опьянения, неправильная рабочая поза.

После окончания торможения при прямолинейном движении центр тяжести тела перемещается в направлении, противоположном движению, и создается впечатление, что скорость увеличивается. При окончании разгона центр тяжести тела перемещается вперед, т.е. по направлению движения, и воспринимается как торможение автомобиля.

Отмечено, что движение автомобилей с темной окраской (черной или темно-зеленой) кажется более медленным, а расстояние до них больше чем в действительности. Именно этим объясняется, что автомобили темных цветов значительно чаще попадают в аварии.

Основными мерами борьбы с иллюзиями являются правильный режим труда и отдыха, знание водителями характера и причин, возникающих у них иллюзий, выработка прочных навыков управления автомобилем и повышение уверенности в себе, изучение качеств внимания, правильное его распределение и устранение недостатков своего внимания. Для предупреждения иллюзий рекомендуются также мероприятия, направленные на снижение влияния монотонных раздражителей, вызывающих сонливость.

Качество зрительного восприятия зависит также от видимости и обзорности. Видимостью называют возможность различать особенности окружающей обстановки, обусловленную степенью освещенности предметов и прозрачностью воздушной среды. Дальность видимости определяется расстоянием от глаз водителя до объектов на дороге, которые он видит. Степень видимости - это детали дороги и объекты на ней, которые видит водитель.

Обзорность - это пространство, которое видит водитель впереди, позади и по обе стороны дороги. Обзорность зависит от конструктивных особенностей автомобиля (размеров лобового стекла, зеркала заднего вида, высоты сиденья и возможности его регулирования). В обстановке плотного междурядного движения взгляд водителя перемещается в пределах 40…50° влево и вправо и в пределах 20…30° вверх, что необходимо для восприятия сигнала светофора. При переезде перекрестка, поворотах требуется обзорность 80…90° в обе стороны, а при обгоне или смене полосы - 180°.

Двигательный анализатор водителя осуществляет контроль правильности и точности действий при управлении автомобилем. Импульсы, посылаемые от мышц и суставов, постоянно сигнализируют об их сокращении или расслаблении, о малейших изменениях положений любой части тела. В результате действия водителя постоянно исправляются и дополняются с учетом изменений условий деятельности. Благодаря такому механизму водитель мгновенно получает информацию о малейшем отклонении автомобиля, а также о положении органов управления. Эта информация имеет огромное значение для своевременных и правильных управляющих действий водителя в критических дорожных ситуациях.

Зрительная и двигательная системы человека постоянно взаимодействуют, в результате чего образуется множество связей между корковыми отделами зрительного и двигательного анализатора. Эти связи имеют большое значение для быстрой и точной реакции на различные двигательные и проприоцептивные раздражители. Одновременная и согласованная деятельность мышечного чувства и зрения лежит в основе оценки расстояний, величины предметов и скорости их перемещения. Установлено также, что зрительный и двигательный анализаторы взаимно влияют друг на друга и их функционирование зависит от состояния человека и силы воздействующих на него раздражителей.

Слуховой анализатор необходим водителю для восприятия звуков извне, сигнализирующих об опасной ситуации на дороге. Оценивая силу звука, направление и расстояние до его источника, водитель точнее и быстрее ориентируется в дорожной обстановке. Для водителя важно определить направление звука.

Вестибулярный анализатор участвует в восприятии движения и положения тела в пространстве. Кожный анализатор воспринимает болевые, температурные и тактильные раздражители. Вестибулярные и тактильные ощущения дают водителю дополнительную информацию об изменении скорости или направлении движения автомобиля. Обонятельный анализатор, воспринимающий запахи, может сигнализировать о возникающем пожаре, попадании в кабину паров бензина или отработавших газов.

3.2 Сенсомоторные реакции

Сенсомоторные реакции - это ответные действия человека на различные ощущения, воспринимаемые органами чувств. У водителя это проявляется в выполнении необходимых управляющих действий в ответ на информацию, сигнализирующую об изменении положения его автомобиля в системе ВАДС.

Управление автомобилем при высокой интенсивности транспортных потоков, а также на больших скоростях нередко происходит в условиях жестко ограниченного времени. В этих случаях надежность водителя в значительной степени определяется скоростью и точностью его ответных действий на различные раздражители (сигналы). Такими действиями являются: нажатие на педаль тормоза или педаль управления дроссельной заслонкой, поворот рулевого колеса, манипулирование рычагами переключения передач, включение и выключение фар и др.

Простая сенсомоторная реакция - это очень быстрый ответ заранее известным, простым движением на внезапно появляющийся, но заранее известный сигнал. В действии водителя примером простой реакции является быстрое нажатие на педаль тормоза при появлении красного сигнала светофора, если водитель, ожидая сигнал, подготовился к торможению.

Сложная сенсомоторная реакция (реакция выбора) - это когда предъявляется несколько заранее известных сигналов, на каждый из которых следует отвечать определенным, также заранее известным движением. К сложным реакциям относятся также и такие, когда на один и тот же раздражитель следует отвечать различными действиями. Так, например, при появлении на дороге пешехода водитель в зависимости от скорости автомобиля, расстояния до пешехода и других факторов может нажать на педаль тормоза, снизить скорость, совершить объезд, а иногда сочетать эти действия.

В любой сенсомоторной реакции различают латентный (скрытый) и моторный период. Время от момента появления сигнала до начала движения называется латентным периодом, а время выполнения движения - моторным. Латентный период простой реакции в среднем составляет на звуковой сигнал 0,14 с, на свет - 0,20 с. Время сложной реакции значительно превышает время простой реакции и зависит от многих факторов. К ним относятся: сложность дорожной обстановки, неожиданность ее изменения, время суток, состояние и психофизиологические особенности водителя, а также другие факторы, которые представлены на рисунке 3.2 Большинство из них увеличивает время реакции.

Рисунок 3.2 Факторы, влияющие на продолжительность времени реакций водителя

Реакции водителя при управлении автомобилем характеризуются правильностью и точностью. Например, реакция считается неправильной, если водитель перепутает направление и повернет влево вместо того, чтобы повернуть вправо. Однако реакция может быть правильной, но неточной, например, если водитель повернет вправо, но слишком круто, на большой скорости. Это может быть причиной аварии. Точность реакции определяется способностью водителя правильно оценивать расстояние, скорость и направление движения своего автомобиля и других участников движения.

Важным качеством реакций водителя является их своевременность. Обстановка на дороге быстро меняется, и запаздывающие реакции, например, торможение, поворот и т.д., могут быть причинами ДТП.

Значение времени реакции водителя определяется тем, что от него зависит остановочный путь автомобиля, а, следовательно, и исход аварийной ситуации. Время реакции водителя на препятствие в темное время суток возрастает в среднем на 0,6…0,7 с. Увеличивается время реакции и с возрастом.

Исследование времени простой сенсомоторной реакции показало, что при утомлении, заболевании, после приема алкоголя не только увеличивается время реакций, но и заметно учащаются увеличенные значения времени отдельных реакций (эксцессы). Эти реакции условно обозначаются ВР_Э. Порогом, выше которого увеличение времени реакций может считаться эксцессом, является величина, равная М+2у, где М - среднее арифметическое время 50 реакций, а у - среднее квадратическое отклонение. На рисунке 3.3 представлен характерный пример, свидетельствующий о значительном увеличении показателей простой сенсомоторной реакции испытуемого водителя в состоянии утомления после работы в ночную смену. При этом М увеличилось на 74 мс, а у на 43 мс, а количество эксцессов возросло в 8 раз - с двух до 16. Приведенные исследования свидетельствуют, что при сниженной работоспособности в результате утомления, болезненного состояния, а также после приема алкоголя увеличиваются все показатели простой сенсомоторной реакции, но особенно резко возрастает количество эксцессов, что свидетельствует о высокой информативности этого показателя.

Рисунок 3.3 Изменение времени t простой сенсомоторной реакции R:

а - до работы; б - после работы в ночную смену; Ф - фоновая черта.

Увеличение времени сенсомоторных реакций при утомлении водителей подтвердилось в эксперименте. Была установлена зависимость времени простых сенсомоторных реакций от продолжительности работы водителей и условий движения (рисунок 3.4). Наибольшие изменения времени реакций наблюдались на автомобильной дороге Горький - Саранск с шириной проезжей части 6,5…7,5 м, пролегающей по пересеченной местности, характеризующейся большим числом помех движению (нерегулируемые перекрестки, съезды с дороги, мосты, пешеходные переходы и т.д.), преимущественно грузовым составом транспортного потока и высокой интенсивностью движения. Наименьшее изменение времени реакций было зарегистрировано при движении по дороге Москва - Киев, проходящей по равнинной местности и характеризующейся более свободными условиями движения. На всех маршрутах нарастающее увеличение времени реакций отмечалось после 4 ч работы, что связано с нарастающим утомлением водителей.

Рисунок 3.4 Изменение времени сенсомоторной реакции водителей T_p за время работы t при движении по автомобильным дорогам

Надежность водителя определяется также уровнем его сенсомоторной координации, т.е. способностью своевременно воспринимать и правильно оценивать быстро меняющуюся дорожную обстановку и адекватными управляющими действиями обеспечивать безопасность движения. В процессе обучения и последующей профессиональной деятельности вырабатывается высокое совершенство сенсомоторной координации при выполнении управляющих действий автомобилем, что повышает надежность водителя в любых дорожных условиях.

В оригинальном эксперименте с использованием лабораторного оборудования [23] установлена средняя величина времени реакции при экстренном торможении - 1,23 с. Вместе с тем авторы считают, что у водителя нет строго определенного времени реакций. Так, при экстренном торможении время реакций у отличных водителей было до 1,16 с, у хороших - 1,16…1,60 с, у остальных - свыше 1,60 с.

Время реакций зависит и от скорости автомобиля. Так, например, при увеличении скорости с 50 до 70 км/ч время реакции увеличивается с 1,1 до 1,7 секунд. В лабораторном эксперименте установлено, что минимальное время реакции на красный сигнал водителей возраста 18…22 лет было 0,48…0,56 с, а в возрасте 45…60 лет - 0,78…0,82 с. На сложные сигналы - красный свет и звуковой сигнал - время реакции к концу рабочего дня составляло соответственно 1,05…1,96 с и 1,59…2,61 с.

Время реакции опытных водителей, наездивших 50 тыс. км в знакомых ситуациях, составляет 0,5…1,5 с, а водителей с меньшим опытом - 1,0…2 с. В сложных же незнакомых ситуациях время реакции может возрасти до 5,0 секунд.

3.3 Внимание

С невнимательностью водителя связываются от 16 до 34 % ДТП, что свидетельствует о различной трактовке этого понятия. Внимание - это сосредоточение сознания на каком-либо объекте или деятельности с одновременным отвлечением от всего остального.

Внимание имеет различные качества, которые в деятельности водителя проявляются по-разному в зависимости от его индивидуальных особенностей и конкретной дорожной обстановки. Внимание связано с волей. В зависимости от воли различают произвольное и непроизвольное внимание. Непроизвольное (или пассивное) внимание возникает без сознательного волевого усилия под влиянием внешних раздражителей и длится до тех пор, пока они действуют. Такими раздражителями могут быть сильный звук, яркий свет и др. Это более низкая форма внимания, оно возникает по закону ориентировочного рефлекса и является общим для человека и животных.

Положительное значение в деятельности водителя могут иметь любые сигналы, непроизвольно привлекающие его внимание и несущие информацию, необходимую для оценки обстановки и выполнения действий, обеспечивающих безопасность дорожного движения. В целях привлечения внимания водителей используется, например, периодически вспыхивающая красная лампочка на железнодорожных переездах перед препятствием на дороге, при включении сигналов поворота. Непроизвольное внимание водителя привлекается к изменению шума трения колес о дорожное покрытие, изменению шума двигателя и т.д.

Обилие дорожных знаков, любая излишняя ненужная информация на дороге мешают водителю, отвлекая его от управления автомобилем, и могут быть причиной ДТП. Однако сокращение дорожных знаков не всегда бывает полезным. Так, например, иногда даже целесообразно ставить знаки с двух сторон, чтобы один из них был виден водителю во время обгона.

Произвольное внимание - это активное сознательное внимание. Оно требует волевого усилия и всегда направлено на восприятие объектов и явлений с заранее поставленной целью. Благодаря произвольному вниманию водитель сознательно воспринимает необходимые объекты дорожной обстановки, что обеспечивает своевременное и точное выполнение адекватных управляющих действий. При строительстве дорог и организации движения необходимо сделать все возможное, чтобы при восприятии дорожной информации водители как можно меньше напрягали произвольное внимание. Это на более длительное время обеспечит им высокую работоспособность и надежность, а следовательно, повысит безопасность движения.

Объем внимания - это количество объектов, которые могут быть восприняты одновременно и достаточно ясно. Водитель при управлении автомобилем может одномоментно охватить взглядом не более двух-трех объектов. Количество дорожных знаков, которые одновременно воспринимает водитель, должно быть не более трех. Объем внимания можно развить специальными упражнениями и деятельностью. Это достигается объединением различных объектов в один объект, а также быстрым избирательным восприятием наиболее важных в данный момент объектов.

Объем внимания связан с другим качеством внимания - распределением внимания. Это способность человека рассредоточить внимание на нескольких объектах или одновременно выполнять два или более действий, добиваясь при этом успешного результата.

В быстро меняющихся дорожных условиях скорость восприятия, а следовательно, точность и своевременность управляющих действий в значительной степени зависят от скорости переключения внимания - способности быстро менять объекты, на которые направлено внимание, а также скорости перехода от одних видов деятельности к другим. Приобретение таких навыков повышает надежность водителей при неожиданном возникновении критических дорожных ситуаций.

Для безопасности движения большое значение имеет осмотрительность водителя, т.е. его способность видеть не все, а то, что нужно в данный момент для обеспечения безопасности движения. Основой осмотрительности являются распределение и переключение внимания, которые в сочетании с активностью наблюдения обеспечивают своевременное определение возможности осложнения обстановки и правильную последовательность действий, предупреждающих аварийные ситуации.

Требования к интенсивности и устойчивости внимания обусловлены тем, что водитель всегда находится в состоянии готовности к действиям вследствие возможного возникновения непредвиденных осложнений.

Деятельность водителя предъявляет высокие требования ко всем его качествам. Только в одних случаях, например в монотонных дорожных условиях, требуется особенно высокая устойчивость внимания; на скользкой дороге - его интенсивность, а на больших скоростях крайне необходимо быстрое переключение внимания.

Формы невнимательности условно можно разделить на три типа: рассеянность; чрезмерная интенсивность и трудная переключаемость внимания; слабая интенсивность внимания при переутомлении, в болезненном состоянии или после приема алкоголя.

Для водителя недостаточно быть просто внимательным, так как для его деятельности необходимо сочетание различных качеств внимания. Определенное сочетание и последовательность проявления этих качеств внимания в конкретной деятельности следует рассматривать как организацию внимания.

При недостаточной устойчивости внимания следует вырабатывать способность отвлекаться от посторонних раздражителей и приучить себя продуктивно работать в любых условиях. Для воспитания внимания необходимо придерживаться следующего правила: никогда не позволять себе делать никакой работы невнимательно, научиться в необходимых случаях, произвольно сосредоточивать внимание в любой момент на любом предмете или деятельности.

3.4 Мышление и память

Мышление. Процесс отражения общих свойств предметов и явлений, нахождение закономерных связей и отношений между ними называются мышлением [24]. Оно позволяет водителю прогнозировать развитие дорожно-транспортной обстановки и результаты будущих управляющих действий.

Различают три формы мышления: понятие, суждение и умозаключение.

Информационной моделью для водителя автомобиля является совокупность информации, поступающей к нему от дороги, среды движения и автомобиля, на основании которой он получает целостное представление о положении своего автомобиля в системе ВАДС в данный момент. Мысленный образ предстоящей деятельности был назван концептуальной моделью, т.е. моделью управляющих действий на основании информационной модели и прошлого опыта.

Предвидение будущего хода событий называется прогнозированием, что свидетельствует о высоком уровне водительского мастерства.

Для деятельности оператора характерен особый тип мышления - оперативное мышление, совершающееся в ходе практической деятельности и направленное на решение практических задач. Для этого основного типа мышления для водителя характерны: тесная связь, переходящая в единство между восприятием и осмысливанием быстро изменяющейся дорожной обстановки; непосредственное включение мышления в практическую деятельность; жестко лимитированное время, что определяет немедленное исполнение принятых решений; повышенный эмоциональный фон работы, требующий высокого нервно-психического напряжения.

Память. Процесс запоминания, сохранения и последующего воспроизведения ранее воспринятого, пережитого или сделанного называется памятью.

Различают разные виды памяти, к ним относятся образная, зрительная, двигательная, слуховая, эмоциональная, смысловая, механическая или логическая память.

Продуктивность памяти зависит от ее качеств, к которым относятся: объем, быстрота запоминания, точность воспроизведения, длительность сохранения и готовность (рисунок 3.5). Чем внимательнее, активнее и самостоятельнее деятельность водителя, тем лучше развиваются у него необходимые качества памяти.

Рисунок 3.5 - Схема факторов, влияющих на продуктивность памяти

Изменение процента забытого материала в зависимости от времени (при механическом запоминании) представлено на рисунке 3.6 Продуктивность механического запоминания относится к продуктивности логического примерно как 1: 25.

Рисунок 3.6 - Кривая забывания по Эббингаузу

3.5 Эмоции и воля

Эмоции. Переживания человеком своего отношения к тому, что он познает, делает, т.е. к вещам и явлениям окружающего мира, другим людям, их действиям и поступкам, к своей работе, самому себе и своим действиям называются эмоциями.

Эмоции получают не только внешнее выражение, но и вызывают перестройку жизненно важных физиологических функций, в результате чего мобилизуются и резервные возможности организма, что повышает уровень протекания всех психофизиологических процессов: обостряется зрение и слух, появляется общая собранность, повышается бдительность и осторожность, ускоряются процессы мышления, уменьшается время сенсомоторных реакций, увеличивается мышечная сила и выносливость, повышаются интенсивность внимания и скорость его переключения, возрастает физическая и умственная работоспособность.

По длительности и силе проявления эмоций различают настроение и аффекты. Под влиянием сильных эмоций у человека иногда возникает состояние, которое называют стрессом (напряжением). Эмоции, повышающие жизнедеятельность, называются стеническими, понижающие ее - астеническими. Опасность может вызвать угнетенное чувство астенического характера - страх.

Чтобы предупредить нервно-психические травмы, вся система организации дорожного движения должна быть продумана так, чтобы у водителей как можно меньше возникало отрицательных эмоций. Сюда относятся ясность дорожных знаков, их хорошая видимость и количество, не превышающее необходимый максимум. Разметка проезжей части дороги должна облегчать, а не затруднять работу водителя. Не должно быть устрашающих плакатов и ненужной информации. Взаимоотношения водителей с начальством, друг с другом, пешеходами и сотрудниками УДП должны носить корректный характер.

Воля. Эмоциональную устойчивость можно воспитывать, но для этого необходимо значительное и продолжительное волевое усилие. Воля - это способность человека управлять своими действиями и поступками. Она выражается в высоком самообладании в опасных ситуациях, умении преодолевать препятствия, возникающие на пути к достижению цели, способности подчинить свои влечения и желания требованиям долга, умении подавить чувство неуверенности, сомнения и страха.

Основными волевыми качествами являются: дисциплинированность, самообладание, решительность и настойчивость.

Самообладание, т.е. умение в любых условиях управлять своей умственной деятельностью, чувствами и поступками выражается в способности водителя не поддаваться страху в опасных, критических ситуациях.

Решительность - это способность быстро оценивать обстановку, принимать решение и без колебаний выполнять его. Решительность является важнейшим условием деятельности водителя в аварийной ситуации, особенно при дефиците времени. Настойчивость - это способность длительно и упорно до конца проводить принятое решение. С настойчивостью связано еще одно волевое качество - терпение.

4. Психологические особенности управления автомобилем в сложных условиях

4.1 Управление автомобилем и скорость движения

По данным статистики около 40 % ДТП связано с превышением водителями безопасной скорости. Установлено также, что с увеличением скорости растет количество пострадавших при ДТП и увеличиваются материальные потери. Так, по американским данным, при скорости 60 км/ч на 100 вовлеченных в дорожные происшествия автомобилей приходится 30 пострадавших, а при скорости 120 км/ч их количество увеличивается в 4 раза (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 Зависимость количества пострадавших К_П на 100 авт. (кривая 1) и размеры материального ущерба I на 1 авт. (кривая 2) от скорости движения v

В настоящее время автомобильный транспорт нуждается в такой организации движения, которая обеспечивала бы безопасные перевозки на возможно больших скоростях. Задачей является установление и поддержание оптимальной скорости с учетом состояния дороги, видимости, интенсивности транспортных потоков, эффективности их тормозов, а также подготовленности и психофизиологических возможностей водителей. Среди всех этих факторов важная роль принадлежит водителю, хотя его возможности ограничены количеством рабочих операций, которые он может безошибочно выполнять в единицу времени, т.е. темпом работы. При произвольном темпе скорость работы не ограничена временем и зависит от самого человека. При навязанном темпе он должен выполнить необходимые рабочие операции в определенные ограниченные временные периоды.

Особенно выражен навязанный темп работы при неожиданном изменении дорожной обстановки, когда промедление в действиях создает реальную угрозу возникновения ДТП. Безошибочные действия водителей в этих условиях определяются не только уровнем профессиональной подготовки, но и скоростными параметрами их психической деятельности.

По данным А.И. Вайсмана [25], в условиях большого города за 1 ч работы водитель такси обгоняет 4,5+3,08 автомобилей и, несмотря на запрет, подает 3,67+0,55 звуковых сигналов, каждый из которых обозначает аварийную ситуацию. Такие нагрузки приводят к быстрому утомлению водителей и снижению их работоспособности. Специальными исследованиями /26/ установлено, что в условиях интенсивного дорожного движения водитель выполняет 40.50 операций на 1 км пути. При скорости 20 км/ч расстояние в 1 км будет пройдено за 180 с, и следовательно на 1 операцию придется в среднем от 3,6 до 4,5 с. При скорости 30 км/ч это время уменьшится до 2,4.3,0 с, а при скорости 40 км/ч - до 1,8.2,25 с. Темп работы со скоростью не менее 3,5.4,0 с доступен всем водителям, но при увеличении темпа в 2 раза многие водители не успевают своевременно выполнить необходимые операции и снижают скорость.

Для надежного управления автомобилем на больших скоростях движения необходимы не только хорошая профессиональная подготовка и опыт, но также знание психофизиологических особенностей скоростного вождения. Так следует знать, что поле зрения с увеличением скорости суживается. В стоящем автомобиле бинокулярное зрение (двумя глазами) при неподвижных глазах составляет 120°. При скорости 20 км/ч поле зрения суживается до 80°, при 40 км/ч - до 45°, при 80 км/ч - до 30°, при 100 км/ч - 22° (рисунок 4.2). Добавим, что при скорости 160 км/ч поле зрения суживается до 5°. За пределами этих секторов водитель ничего увидеть не может. В результате увеличивается опасность столкновения или наезда на объекты, которые перемещаются с обочины дороги к ее центру. Необходимо также учитывать, что когда два автомобиля на большой скорости движутся навстречу друг к другу, то вследствие сужения поля зрения водители не видят встречные автомобили.

Рисунок 4.2 Изменение угла зрения водителя в зависимости от скорости движения автомобиля

При увеличении скорости увеличивается дальность сосредоточения взгляда на дороге. Если при скорости 50 км/ч достаточно фиксировать взгляд на 150 м, чтобы рассмотреть объект на дороге, то при скорости 160 км/ч это расстояние увеличивается до 700 м. Возможность наезда на объекты на расстоянии, когда водитель не может их видеть, рассмотреть и, следовательно, отреагировать, увеличивает вероятность ДТП.