Методологические основы повышения безопасности автотранспортных средств в эксплуатации

5.1 Методология исследования

Основным методом изучения сложных (комплексных) познавательных процессов на современном уровне является системный подход к явлениям окружающего мира. Не удивительно, что системный подход находит всё более широкое применение при исследованиях проблемы обеспечения БДД. На безопасность дорожного движения оказывает влияние большое количество факторов. Для удобства изучения все эти факторы условно делят на четыре взаимодействующих части: человек (Ч), автомобиль (А), дорога (Д), среда (С) и рассматривают как элементы единого комплекса ЧАДС (рис. 5.1). Комплекс ЧАДС представляет собой частный случай общей для современной науки системы: человек - машина - среда. Системный анализ (подход) явился наиболее приемлемой методической основой эффективного изучения комплекса ЧАДС.

Системный подход рассматривает анализ и синтез различных по своей природе и сложности объектов с единой системной точки зрения - подчинения целей и критериев оценки элементов (подсистем) общесистемным целям и критериям. Он позволяет изучать в едином комплексе всё многообразие взаимодействующих факторов, их особенности и взаимосвязи, даёт возможность устанавливать ограничения, налагаемые на функционирование системы, и определять пути управления системой для оптимизации целевой функции.

Комплексный (системный) подход к изучению БДД не исключает, а, напротив, предполагает детальное изучение и совершенствование каждого элемента в отдельности с учётом общей цели комплекса (системы). Нарушение функционирования системы может проявляться в снижении скорости и интенсивности движения вплоть до полного его прекращения и(или) возникновения ДТП.

Рис. 5.1 Схема обеспечения безопасности АТС в глобальной системе «ЧАДС»

Выделим два базовых (основных) методологических подхода к изучению проблем безопасности движения.

Первый подход, который следует назвать статическим, трактует проблему как отклонение от некоторого норматива (нормы, правила и т.п.), выходящее за рамки допустимых значений. Такой подход используется как основной в управлении и регулировании состояния разнообразных параметров и состояния технических, экономических и других систем. Отклонение от нормы создаёт проблемное состояние системы, после того как преодолены допустимые пределы отклонения от нормы, но регулирование с целью возвращения системы в нормальное состояние начинается сразу после фиксации (выявления) отклонения от нормы. Таким образом, система должна предпринять определённые управленческие (корректирующие) действия и затратить некоторое количество ресурсов (средств) для того, чтобы вернуться к норме. Это обстоятельство позволяет называть описанный подход статическим, таким образом, он используется для сохранения заранее установленного и принятого за норму состояния системы.

В практике организации безопасности движения статический метод применяется весьма широко. Именно на этом подходе строится закрепление всей нормативной базы системы безопасности. Однако логично поставить вопрос об изменении нормы (нормативного состояния систем безопасности движения). Одновременно целесообразно вернуться к тенденциям в обществе, которые заставляют менять норму. Чтобы ответить на поставленный вопрос, необходимо сформулировать второй методологический подход, который построен на другой трактовке понятия «проблема».

В подходе, который можно назвать «динамическим», проблема должна восприниматься как неудовлетворённая потребность. С развитием общества и национальной экономики проявляются устойчивые тенденции повышения жизненного уровня населения и, как следствие, усиление потребности безопасности жизнедеятельности. Последняя тенденция имеет непосредственное влияние на нормативную базу системы безопасности движения, так как потребности людей обезопасить свою жизнь выливаются в ужесточение требований к безопасности всех элементов системы ОБДД. Таким образом, возникает объективная необходимость корректировать нормативно-законодательную базу ОБДД; исследование динамики потребностей создаёт предпосылки для определения величины нового нормативного состояния системы ОБДД; необходимо создать организационные предпосылки перехода системы ОБДД от старой к новой нормативной базе.

Описанный подход является основой для развития системы ОБДД, т.е. динамического её преобразования, а также оценки успешности таких изменений путём определения степени удовлетворения потребностей безопасной жизнедеятельности человека. Следовательно, динамический подход не только не конфликтует со статическим, но, напротив, является методологической основой формирования нормативной базы статического подхода, который, в свою очередь, служит основой процессов регулирования в системе ОБДД.

5.2 Концепция обеспечения безопасности АТС в эксплуатации

Предлагаемая концепция организации и управления в сфере обеспечения безопасности автотранспортных средств в эксплуатации базируется на системном принципе, который позволяет представить пути решения проблемы в её основных аспектах: теоретическом, методологическом и практическом, а также выделить и обосновать основные пути решения проблемы. Организацию и управление безопасностью автотранспортных средств рассмотрим как сложную, гетерогенную и открытую систему, которая должна обладать признаками целостности и полноты.

Особо следует остановиться на отличительной особенности системы организации и управления безопасностью автотранспортных средств - ином распределении свободы элементов в отношении иерархии системы и взаимосвязи субъект-объект управления. Если в обычной производственной системе, например, на автотранспортном предприятии, свобода элементов уменьшается с понижением уровня управления и водитель достаточно строго закреплён в своих действиях в существующей линейно-функциональной или иной организационно-управленческой структуре предприятия, то в рассматриваемой системе обеспечения безопасности автотранспортного средства водитель, хотя и находится на нижней ступени иерархии управления, обладает по отношению к ней значительно большей степенью свободы в сравнении с рядом высших и средних иерархических уровней системы и соответствующих элементов, которые призваны обеспечивать его безопасность (рис. 5.3).

В условиях специфического распределения свободы элементов системы управления безопасностью автотранспортных средств целесо образно применять на нижних уровнях управления преимущественно косвенные методы управления, разумно сочетая их с прямыми методами.

Рис. 5.3 Свобода элементов системы управления на разных иерархических уровнях:

А - традиционной системы управления предприятием;

Б - системы управления безопасностью автотранспортных средств

Системы управления безопасностью автотранспортных средств (СУБАТС) и безопасностью дорог являются частично совместными и взаимосвязанными, но иерархически независимыми. Такие взаимоотношения систем можно отразить с помощью метода простого категорического силлогизма, построив картину отношений трёх систем и категорий (рис. 5.4).

Такая особенность функционирования СУБАТС приводит к тому, что существенное влияние на безопасность АТС оказывает не только внешние факторы (среда), но и элементы других систем, например, пешеходы, которых необходимо учитывать, но которые остаются неуправляемыми для СУБАТС. Особое внимание необходимо уделить свободе выбора цели, т.к. эта оценка непосредственно используется для обоснования выбора методов управления.

Рис. 5.4 Фигура силлогизма взаимосвязи систем управления безопасностью дорожного движения, АТС и автодорог

Если n - число конкурирующих целей объекта, то для всех основных уровней управления (высших и средних) СУБАТС n=T, h=0, т.к. для них существует одна основная цель - безопасность АТС.

Для низших уровней автотранспортных предприятий, а также исполнителей в СУБАТС типа постовых сотрудников ГИББД существует не одна, а по крайней мере две цели. Например, для инспекторов ДПС (это «низший» исполнительский уровень СУБАТС) существуют две цели: безопасность АТС и личная выгода. Для водителя, который управляет автомобилем (это низший эксплуатационный уровень СУБАТС), таких целей минимум три: безопасность АТС; личная выгода; экономические цели предприятия, т.е. n=3, h=0,5 (рис. 5.5).

Рис. 5.5 Оценка свободы элементов СУБАТС на разных уровнях иерархии.

Уровни иерархии СУБАТС:

1 - высший; 2 - средний; 3 - низший исполнительский; 4 - низший эксплуатационный

Из представленных материалов следует, что безопасность АТС как объекта управления СУБАТС не только зависит от многих факторов, но и существуют особые условия, в которых система управления распространяет своё влияние на объект. Поэтому целесообразно выделить АТС и другие объекты, управление которыми оказывает определяющее влияние на безопасность АТС (рис. 5.6). Например, Е.М. Олещенко [65] в качестве объекта управления выделяет систему «водитель-автомобиль-дорога». Можно считать, что неблагоприятные случаи, нарушающие безопасность АТС, проявляются не только в приведённой системе, но и во взаимодействии двух или нескольких АТС и водителей. Возможны и другие комбинации, отражающие сущность неблагоприятных ситуаций, которые приводят к нарушению безопасности АТС. Это, прежде всего, состояние внешней среды («водитель-автомобиль-дорога-окружающая среда») и условия эксплуатации.

Рис. 5.6 Непосредственное и опосредованное управление безопасностью АТС

Поскольку объектом исследования является только часть системы управления безопасностью дорожного движения - СУБАТС, то, с одной стороны, исследовательская задача упрощается, и нам часто вполне достаточно рассматривать систему «водитель-автомобиль», но с другой, - говоря о безопасности АТС, следует отметить специфическую отдалённость основного объекта управления (АТС) от непосредственного воздействия субъекта управления, т.е. системы управления безопасностью АТС (СУБАТС). Последнее весьма специфическое свойство СУБАТС поясним на рисунке 5.6.

Эта схема наглядно показывает, что на нижнем уровне иерархии управления СУБАТС:

1) существует по крайней мере четыре основных объекта управления и на каждый объект должны быть направлены отдельные (эксклюзивные) методы управления, например, лицензирование деятельности затрагивает, прежде всего, интересы собственника и в значительно меньшей степени - водителя. Поэтому возникает опосредованное управление безопасностью автомобиля через людей, управляющих непосредственно или косвенно (также опосредованно), когда речь идёт о собственнике и управленце, или напрямую, когда речь заходит о водителе;

2) автомобиль существенным образом экономическими отношениями собственности отделён от непосредственного влияния СУБАТС, но существуют специфические методы такого непосредственного влияния (прямые и косвенные). Одна из групп таких методов - это методы активной безопасности АТС.

Следует пояснить прямое или косвенное воздействие активных методов на безопасность автомобиля. Активная безопасность - достаточно сложное и ёмкое понятие, включающее:

- компоненты конструктивной и эксплуатационной безопасности АТС;

- специфические характеристики водителя, в том числе его квалификацию, личностные свойства, состояние здоровья и др.;

- характеристики организации дорожного движения, включая состояние дорог.

Каждую основную функцию управления обычно закрепляют за одним подразделением, одним или несколькими исполнителями, осуществляя специализацию подразделений. Это способствует повышению качества исполнения функций, следовательно, надёжности функционирования СУБАТС. Выделение хотя бы одного резервного исполнителя создаёт условия практически стопроцентной надёжности исполнения функции элементом СУБАТС.

Системный подход к обеспечению безопасности автотранспортных средств требует определить методологический подход к анализу и решению самой проблемы управления безопасностью автотранспорта. В этом отношении проблема анализирована в двух основных аспектах:

1. Проблема рассматривается как совокупность неудовлетворённых потребностей, связанных с безопасностью автотранспорта. Следовательно, методологический подход к решению проблем безопасности сводится к выделению и классификации потребностей обеспечения безопасности, включая технические, технологические, организационные, экономические, управленческие, социально-психологические и др.

Выделенные в результате анализа потребности должны удовлетворяться определённым образом, поэтому определяются способы и средства их удовлетворения. Определив способы и средства, мы можем сформировать совокупность функций управления и видов производственной деятельности, распределив их по элементам системы. Следующим шагом такого методологического подхода становится нормативное описание системы, её отдельных элементов, связей и их интенсивностей. Действуя таким образом, мы формируем нормативно-правовую базу системы управления безопасностью автотранспортных средств.

2. Проблема рассматривается как некоторое выявленное отклонение между представлением о цели системы и её отдельных элементов, преобразованной в нормативы и нормы системы и отдельных элементов (как объекта управления), и прогнозируемым или фактическим состоянием объекта управления. Это позволяет отслеживать и идентифицировать состояния элементов, подсистем или всей системы в определённый момент времени или за определённый срок. Величину отклонения называют проблемным пробелом, который ликвидируется управлением, т.е. воздействием субъекта управления на объект. Поэтому нормативное описание должно охватывать всю систему безопасности, все её иерархические уровни. Для каждого элемента должны быть сформированы или выделены: показатели безопасности; критерии безопасности как предельные значения отклонения показателей и основа оценки качества управления; факторы, влияющие на безопасность, включая управляемые, косвенно управляемые и неуправляемые; способы и технологии управления; средства управления; структуры управления; каналы информационного обмена, способы сбора, обработки и использования информации.

Таким образом, если первый подход позволяет сформировать действенный организационно-экономический механизм управления безопасностью автотранспорта, то второй является основным содержанием и основой технологии управления. Описанный концептуальный подход к управлению безопасностью автотранспортных средств в эксплуатации позволил:

разработать общий методологический подход и технологии обеспечения безопасности автотранспортных средств в эксплуатации;

выделить общие черты и особенности системы управления безопасностью автотранспортных средств и их взаимосвязь с остальными подсистемами СУ ОБДД;

обосновать необходимость разработки организационно-экономического механизма эффективного обеспечения безопасности автотранспортных средств в эксплуатации.

В окончательном виде и с учётом предыдущего анализа проблемы концепция обеспечения безопасности АТС в эксплуатации представлена структурой (рис. 5.7).

Отметим альтернативные функции НИИАТ в области ОБДД:

- анализ дорожно-транспортной аварийности и подготовка предложений по стратегическим решениям повышения БДД;

- нормативная и методическая база деятельности владельцев автотранспортных средств по обеспечению безопасности дорожного движения;

- влияние «человеческого» фактора, вопросы обучения и профессиональной пригодности работников автомобильного транспорта;

- федеральные, территориальные и иные программы и проекты, направленные на повышение БДД;

- выбор эффективных мероприятий по организации дорожного движения;

- организационные системы управления на различных уровнях автотранспортной деятельности.

Предлагаемые основные функции «Центра по безопасности АТС в эксплуатации»:

- координация всех видов деятельности и реализация госполитики в сфере обеспечения безопасности АТС в эксплуатации;

- координация и анализ региональных программ по БДД в части безопасности АТС в эксплуатации;

- обеспечение лицензирования услуг автосервиса, прежде всего систем БД АТС (через РТИ);

- анализ деятельности по автострахованию и её эффективности в ОБДД;

- сбор, анализ и разработка предложений по корректировке нормативно-законодательной базы в области повышения безопасности АТС в эксплуатации;

- организация эксплуатационных испытаний и сбор информации по отказам и неисправностям АТС (совместно с автозаводами);

- разработка методов экономического стимулирования (через тарифы автострахования) повышения безопасности АТС в эксплуатации;

- корректировка нормативной базы ТЭА по системам БД АТС;

- взаимодействие с подразделениями ГТО ГИБДД;

- экспертиза и организация НИОКР в свете повышения эксплуатационной безопасности.

Одним из важнейших направлений деятельности «Центра безопасности АТС в эксплуатации» является сбор и обработка информации по отказам и неисправностям систем и элементов безопасности АТС. Эта информация собирается в центрах технической диагностики и направляется в том числе на заводы-изготовители.

Рис. 5.8 Блок-схема механизма совершенствования обеспечения безопасности АТС в эксплуатации

Новая методология ОБ ДД, основанная на совершенствовании ОБ АТСЭ, предусматривает на основе анализа ДТП и исследований надёжности систем АБ АТС определение пределов изменения их параметров в процессе эксплуатации. На основании этих исследований возможна разработка поэлементной диагностики и стендовых комплексов оценки систем АБ АТС, а в конечном итоге, уточнение нормативов их технического состояния в условиях эксплуатации. Взаимодействие предприятий автосервиса, страховых и надзорных органов на основании этой информации будет способствовать снижению показателей аварийности на АТ.

5.3 Активная безопасность автотранспортных средств

Активная безопасность (АБ) комплекса ЧАДС (человек - автомобиль - дорога - среда движения) в настоящее время имеет приоритетное значение при анализе безопасности дорожного движения (БДД) вообще. Зарубежные и отечественные исследования [14] в области увеличения эффективности системы обеспечения АБ находятся в настоящее время на подъеме, а активно разрабатываемый в странах с развитой автомобильной промышленной индустрией комплексный подход задаёт новые направления её дальнейшего развития.

Для того чтобы аргументированно отметить некоторые современные направления и тенденции в области повышения АБ, обратимся к истории возникновения понятия АБ и воспользуемся анализом работ зарубежных авторов, выполненным под руководством автора аспирантом В.В. Карповым [76]. Рассмотрим два различных подхода к анализу проблемы обеспечения БДД и на их основе выделим основные возможности в повышении системы АБ, которые позволяют значительно увеличить БДД.

Классическое определение БДД было предложено Wilfert в 1966 г. (рис. 5.9). Он впервые предложил разделить безопасность транспортных средств (ТС) на активную и пассивную. Новым было выделение в составе АБ четырёх категорий: безопасность вождения, безопасность среды вождения, перцепционная безопасность и безопасное управление. И несмотря на достаточно непривычные классификационные пункты (в обычной классификации - тормозные и тягово-скоростные свойства, управляемость, устойчивость, информативность автомобиля) в данной схеме отчётливо усматриваются близкие взаимодействия между дорогой, ТС и водителем, т.к. уже в то время в полной мере ощущалась необходимость комплексного подхода. Однако основная фокусировка внимания направлялась всё же на обеспечение непосредственно АБ ТС.

Активная безопасность автомобиля в настоящее время (и, вероятнее всего, ещё довольно долго) будет лишь лимитирующим фактором, но не главным в обеспечении БДД. Подобная расстановка приоритетов являлась следствием первичной и исключительной ответственности водителя за безопасность процесса вождения. Таким образом, для учёных и инженеров-автомобилистов долгое время ещё будет существовать только одна установка: сделать всё возможное, чтобы обеспечить максимальные возможности для водителя в его проблеме безопасного вождения.

Рис. 5.9 Классификация БДД (Wilfert)

Несмотря на высокие темпы развития информационно-вычислительной технологии, которая могла бы выполнять функции по управлению ТС с гораздо большей надёжностью, чем человек, подобное невозможно в современном обществе. Это обусловлено, прежде всего, моральным конфликтом возможности передачи ответственности за свою жизнь и жизнь окружающих людей искусственному интеллекту. В авиационной или ядерной отраслях рассматриваемый шаг был уже давно сделан и является весьма успешным, однако это происходит ввиду того, что эти отрасли обслуживаются очень немногочисленным и высокопрофессиональным сообществом. Когда же мы говорим о дорожном движении, то необходимо учитывать, что в данный процесс будет вовлечён практически каждый человек. Поэтому, чтобы иметь лучшее представление о характере взаимодействий в подсистеме «водитель-автомобиль» и их причинной обусловленности, обратимся к трёхуровневой структуре системы поведения человека при управлении ТС, впервые предложенной Rasmussen (рис. 5.10).

Поскольку вождение относится к направленно-ориентированной сенсомоторной деятельности человека, то Rasmussen подразделяет её на три поведенческие категории: поведение, основанное на знании; поведение, обусловленное некоторыми правилами; и поведение, опирающееся на имеющиеся навыки. На первом уровне водитель вынужден анализировать различные поведенческие альтернативы, выбирая из них наиболее, на его взгляд, подходящие.

Основное время занимает умственный процесс обработки имеющихся опытных или теоретических знаний, а после этого выбранный вариант переносится на действия посредством моторных реакций. Второй уровень отличен тем, что на нём водитель уже обладает набором некоторых правил поведения в данной дорожной ситуации, т.к. подобные ситуативно-ассоциативные условия уже довольно часто происходили ранее. Поведение человека на третьем уровне характеризуется рефлекторными, ответными на определённые стимулирующие воздействия реакциями. Очевидно, что третий уровень является наиболее эффективной формой поведения человека в условиях ограниченного времени.

Совершенно ясно, что основными направлениями работы по улучшению безопасности движения являются, если говорить в терминологии описываемого подхода, минимизация ситуаций, вызывающих первый поведенческий уровень, оптимизация второго уровня решения задачи управления ТС и обеспечение максимальной эффективности и надёжности стабилизирующего воздействия со стороны водителя на третьем уровне. Решение первой из указанных задач лежит в области повышения квалификации водителей, а также разработки различных навигационных систем, помогающих выбрать наилучший маршрут движения.

Оптимизация управленческого уровня задачи вождения имеет огромное значение для безопасности движения. На данном уровне человек наделён чрезвычайно важной способностью упреждающе интерпретировать развитие дорожной ситуации, т.е. заранее выбирать необходимые параметры движения, чтобы компенсировать время запаздывания, заранее присущее описываемой системе. Основные направления приложения усилий видятся в разработке систем информационного обеспечения водителя, систем предупреждения от различного рода опасностей, а также рекомендаций необходимых действий в сложившейся ситуации. На уровне стабилизации водитель как субъект управления и ТС как объект составляют хорошо известную и тесно связанную динамическую систему. Важная задача развития этого блока состоит в том, чтобы избежать любого сбоя (непредсказуемых изменений динамики ТС) во взаимодействии между водителем и ТС.

Качество реакции ТС на управляющее воздействие должно поддерживаться на необходимом уровне независимо от интенсивности и скорости действий водителя так, чтобы автоматизмы реакции водителя на соответствующие ситуации продолжали бы находиться в его физических пределах, и водителю не нужно было бы переходить на уровень поведения, основанный на знании. Здесь мы впервые подходим вплотную к проблеме разработки систем, позволяющих обеспечить высочайший уровень показателей движения ТС (в частности, показателей устойчивости и управляемости ТС), существенно увеличив его АБ и, как следствие, общий уровень безопасности движения.

Перед тем как подробнее остановиться на указанных выше системах, рассмотрим ещё один подход к изучению проблемы БДД. Очевидно, что одним из наиболее объективных параметров для оценки БДД является относительный показатель количества ДТП за некоторый промежуток времени. Если рассматривать макроскопический подход к причинному анализу возникновения ДТП, который опирается на том положении, что существуют так называемые «очаги ДТП» или критические точки на улично-дорожной сети, где по статистике вероятность возникновения ДТП наибольшая, то проблема сокращения их количества лежит в области рациональной организации дорожного движения.

Рис. 5.11 Дерево причинной обусловленности ДТП

С точки зрения микроскопического подхода, существует множество конфликтных ситуаций и при нормальном невозмущённом движении транспорта. Подход основан на анализе процессов, происходящих в отдельной, единичной системе «водитель - ТС - окружающая среда движения», который производится при помощи так называемого «дерева причин ДТП» (рис. 5.11).

Не приводя дословно определение ДТП, а лишь указав первые два блока, способствующие его возникновению, можно заметить отличие ДТП от конфликтной ситуации, которая является лишь одним из условий возникновения ДТП. Второе обязательное условие возникновения ДТП заключается в неправильном поведении водителя в конфликтной ситуации. Эти два блока связаны логической операцией «И», т.е. для возникновения ДТП необходимо одновременное выполнение обоих условий. Появление конфликтной ситуации может быть обусловлено как помехами внутри ТС (например, неадекватные опасные управляющие воздействия, неумышленно произведённые самим водителем, или поломки в некоторых системах автомобиля), так и снаружи ТС (внезапно изменяющиеся характеристики дороги или непредвиденное поведение других участников движения). При этом происходит крайне негативный процесс изменения поведения водителя с третьего уровня на первый.