Содержание к диссертации
Введение
1 Литературный обзор 8
1.1 Транспортные человеко-машинные системы управления и надёжность водителя 8
1.2 Теоретические методы оценки надёжности водителя 13
1.3 Экспериментальные методы оценки надёжности водителя 14
1.4 Оценка рисков возникновения дорожно-транспортных происшествий, конфликтных и чрезвычайных ситуаций 24
1.5 Выводы по разделу. Цель и задачи диссертационного исследования 27
2 Теоретическое обоснование методики оценки надёжности водителя автобуса 29
2.1 Модели 1-го уровня. Математические модели движения автобуса 31
2.1.1 Математическая модель курсового движения автобуса 31
2.1.2 Имитационная модель колебаний автобуса под воздействием неровностей дорог реального профиля 32
2.1.3 Математическая модель движения автобуса при обычном торможении... 38
2.1.4 Математическая модель движения автобуса при экстремальном торможении 45
2.2 Модели 2-го уровня. Концептуальная модель виртуального движения
автобуса как движение подсистемы «водитель-автомобиль» сложной системы
«водитель - автомобиль - дорога - окружающая среда» 46
2.2.1 Представление модулей программы моделирования виртуального движения автобуса в виде отдельных кусочно-непрерывных агрегатов 48
2.2.2 Модель виртуального движения автобуса при взаимодействии с другими участниками дорожного движения в условиях возникновения конфликтных ситуаций 53
2.2.3 Разработка сценариев виртуального движения автобуса, приводящих к чрезвычайным ситуациям з
2.2.4 Программное обеспечение компьютерного моделирования конфликтных ситуаций 73
2.2.5 Программа визуализации дорожного окружения 75
2.3 Модели 3-го уровня. Методика оценки рисков здоровью и имуществу в случае развития конфликтных ситуаций в чрезвычайные 77
2.3.1 Сценарий «выброс легко воспламеняющейся жидкости при разгерметизации ёмкости, перевозимой автотранспортом» 80
2.3.2 Сценарий «выброс аммиака при разгерметизации ёмкости, перевозимой автотранспортом» 2.4 Требования к конструкции исследовательского стенда 85
2.5 Методика и результаты оценки соответствия исследовательского стенда реальному автобусу 88
2.6 Выводы по разделу 94
3 Разработка расчётно-экспериментальной методики оценки надёжности водителя 95
3.1 Предварительное тестирование профессионально важных качеств водителей 95
3.2 Приборы для испытаний 96
3.3 Методика испытаний на реальном маршруте 101
3.4 Разработка исследовательского стенда, его систем и элементов 104
3.5 Методика испытаний на исследовательском стенде 108
3.6 Выводы по разделу 110
4 Результаты расчётно-экспериментальной оценки надёжности водителя 111
4.1 Результаты предварительного тестирования профессионально важных качеств водителей 111
4.2 Результаты испытаний на реальном маршруте 112
4.3 Результаты испытаний на исследовательском стенде 116
4.4 Результаты оценки рисков здоровью, имуществу при чрезвычайных ситуациях 118 4.5 Результаты оценки напряжённости труда на реальных маршрутах 126
4.6 Практические рекомендации 129
4.7 Выводы по разделу 131
Заключение 133
Список сокращений и условных обозначений 136
Словарь терминов .
Список литературы
- Теоретические методы оценки надёжности водителя
- Имитационная модель колебаний автобуса под воздействием неровностей дорог реального профиля
- Методика испытаний на реальном маршруте
- Результаты испытаний на исследовательском стенде
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В 2012 г. в Российской Федерации зафиксировано 203597 дорожно-транспортных происшествий (ДТП), в которых погибло 27991 и ранено 258618 человек. Из них 210 - с особо тя-кими последствиями (с числом погибших 5 и более или пострадавших 10 и более человек), в которых погибло 586 и ранено 1720 человек. Такие ДТП относятся к техногенным чрезвычайным ситуациям (ЧС) и имеют большой социальный резонанс. Кроме этого возникают и другие опасные ситуации, приводящие к катастрофическим последствиям в автотранспортном комплексе (АТК): разлив или потери при перевозке опасных грузов, разрушение дорожных сооружений с экономическими потерями, гибелью людей и экологическими последствиями.
По статистике ГИБДД, до 90% ДТП (в 2012 г. - 87%) обусловлены «человеческим фактором», прежде всего, ошибками, допускаемыми вод-телями при управлении транспортным средством (ТС). Особенно важно исследовать надёжность водителей городского общественного транспорта (маршрутных автобусов), которые значительную часть рабочего времени подвержены большим нагрузкам и в результате усталости, развития профессиональных заболеваний могут совершать ошибки, приводящие к возникновению ДТП и ЧС.
Степень разработанности темы исследования. Работы по исследованию факторов, влияющих на надёжность водителя, проводились в 60… 80-х годах прошлого столетия и требуют развития и актуализации в связи с возросшим и постоянно увеличивающимся уровнем автомобилизации, нау-но-техническим прогрессом, развитием теоретических и инструментальных методов научных исследований. В последние десятилетия проблема обеспечения надёжности водителя рассматривалась, как правило, вне р-мок системы «водитель-автомобиль-дорога-среда» (В АД С).
Цель исследования - повышение надёжности работы водителя автобуса за счёт разработки научно-методических основ оценки рисков возникновения конфликтных ситуаций (КС) и ЧС в виртуальной дорожной среде (ВДС) на исследовательском стенде (ИС) и оценки напряжённости труда на реальных маршрутах. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
-
теоретическое обоснование методики оценки надёжности водителя - рисков возникновения КС и ДТП, приводящих к ЧС;
-
формулировку требований к ИС, разработку методики и оценку соответствия ИС реальному автобусу;
-
проектирование, изготовление, проверку работоспособности ИС на базе автобуса ЛиАЗ-5256 с реальным рабочим местом водителя (РМВ), сопряжённым с компьютерной моделью ТС, двигающегося в ВДС в условиях возникновения КС, ЧС;
-
разработку сценариев возникновения КС и ЧС в ВДС, включающих возможный наезд на пешеходов, столкновение с бензовозом, с ТС, перевозящим опасный груз;
-
разработку методики и оценку надёжности водителя по рискам возникновения КС и ЧС при движении автобуса в ВДС на ИС и по напряжённости труда водителя на реальных маршрутах.
Научная новизна заключается:
1)в разработке оригинальной методики оценки надёжности водителя автобуса, включающей предварительную оценку профессионально важных качеств (ПВК) водителя, оценку рисков возникновения КС и ЧС в ВДС на ИС, оценку напряжённости труда водителя на реальных маршрутах;
2) в разработке, создании и испытании запатентованной конструкции ИС, обладающего высокой степенью соответствия реальному автобусу и моделирующего условия возникновения КС и ЧС в ВДС.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в разработке методического подхода к количественной оценке надёжности водителя, опытного образца ИС для научных и учебных целей, моделирующего КС и ЧС в ВДС; в рекомендациях по снижению напряжённости труда водителя за счёт дистанционного мониторинга его психофизиологических показателей.
Объектом исследования является водитель городского автобуса в рамках транспортной человеко-машинной системы управления (ЧМСУ), предметом исследования - методы оценки надёжности водителя автобуса.
Методология и методы исследования. Системный подход к описанию взаимодействий элементов транспортной человеко-машинной системы управления (ЧМСУ) применительно к водителю городского автобуса.
Положения, выносимые на защиту:
-
результаты аналитического обзора теоретических и экспериментальных методов оценки надёжности водителя как элемента системы ВАДС, методов оценки рисков возникновения КС, ДТП, ЧС и тяжести последствий ЧС;
-
теоретическое обоснование методики оценки надёжности водителя - рисков возникновения КС и ЧС на ИС в ВДС и напряжённости труда водителя на реальных маршрутах;
-
сформулированные требования к конструкции автобусного ИС, методика и оценка соответствия ИС реальному автобусу;
-
конструкция ИС с высокой степенью соответствия реальному автобусу, имитирующего условия возникновения КС и ЧС в ВДС;
-
методика и результаты экспериментальных оценок рисков ЧС на ИС и напряжённости труда водителя на реальных маршрутах.
Достоверность результатов исследования обеспечивается использованием общепринятых теоретических подходов системного анализа, применением современного программного обеспечения (Microsoft Excel, Auto-
desk AutoCAD, Garmin Training Center), соблюдением требований стандартов, использованием аттестованных средств измерения, повторяемостью результатов измерений.
Апробация результатов. Основные положения диссертации обсуждены и одобрены на научно-технической конференции «4-е Луканинские чтения. Пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» (г. Москва, 2009 г.), девятой международной научно-практической конференции «Организация и безопасность дорожного движения в крупных городах» (г. Санкт-Петербург, 2010 г.), научно-технической конференции «5-е Луканинские чтения. Пути решения энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» (г.Москва, 2011г.), научно-технической конференции «6-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе» (г. Москва, 2013 г.).
Реализация результатов исследования. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении НИР по государственному контракту №02.740.11.0036 на тему «Разработка технологий снижения рисков и уменьшения последствий техногенных аварий и катастроф за счёт прогнозирования поведения объектов системы «водитель-автомобиль-дорога-среда» (ВАДС)» в 2009-2011 гг. и в учебном процессе на кафедре «Техносферная безопасность» МАДИ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, из которых 5 - в рецензируемых научных изданиях и патент на изобретение РФ.
Структура и объём диссертации. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и приложений. Текст диссертации изложен на 165 страницах, включая 65 рисунков, 17 таблиц и 3 приложения. Список литературы включает 109 наименований отечественных и зарубежных «.второ в.
Теоретические методы оценки надёжности водителя
Наиболее надёжными коррелятами психического напряжения водителя являются совместно регистрируемые электрокардиограмма (ЭКГ), КГР и окулогра-фия (ОКГ). КГР безошибочно позволяет установить прием эмоционально значимого сигнала в 92% случаев и как компонент ориентировочной реакции всегда отвечает на прием или ожидание значимой информации [8], [31], [32], [33].
В разное время проводились исследования связи напряжённости работы человека-оператора с изменениями его психофизиологических показателей, в частности, ЧСС, в лабораторных и натурных условиях [38 - 42]. В [42] приведены значения ЧСС, соответствующие разной степени напряжённости: при ЧСС менее 70 уд./мин. оператор находится в состоянии монотонии, диапазон ЧСС от 70 до 85 уд./мин. соответствует функциональному комфорту, значения ЧСС выше 85 уд./мин. соответствуют стрессу.
Е.М. Лобанов [8] обобщил связь психофизиологических качеств человека с безопасностью движения. Поскольку изменение этих качеств организма водителя происходит под влиянием ДО, можно считать, что психофизиологические характеристики водителя являются индикатором причин ДТП. Основным показателем, с помощью которого можно характеризовать надёжность водителя и отслеживать влияние на него различных факторов, а также оценить риск возникновения ошибки в конкретной ситуации, является время реакции водителя - интервал времени между моментом появления сигнала и началом реализации ответного действия. В таблице 1.2 приведены средние относительные значения разных показателей при различной степени напряжённости, выраженные в долях оптимальной напряжённости, соответствующей максимальной надёжности работы водителя [43]. Здесь в качестве количественного выражения надёжности водителя используется время его реакции, скорость переработки информации.
Необходимо отметить, что приведённые исследования проводились около 40 лет назад с использованием сложной в эксплуатации и громоздкой аппаратуры. Современные тенденции миниатюризации микропроцессорной техники и развития беспроводных технологий открывают новые перспективы перед исследователями. Появилось большое количество инструментальных методов и средств МО ч ниторинга состояния человека разного назначения, которые минимально отвлекают его от выполнения основных производственных обязанностей. Однако анализ литературных данных показал, что на сегодняшний день не существует полноценного комплекса для психофизиологических исследований водителей. Есть некоторое развитие в области систем контроля бодрствования [44], [45].
Добиться статистической достоверности взаимосвязи факторов, определяющих риски потери здоровья или создания аварийной ситуации водителем с учётом ДО, качества среды в обитаемом помещении, наличия технических средств, обеспечивающих передачу части функций водителя компьютерным интегральным системам управления, находящимся в ТС и вне его, можно, прежде всего, при проведении исследований на тренажёрах (ИС), где воспроизводятся условия работы водителя, максимально приближенные к реальным.
В настоящее время выпускается большое количество автомобильных тренажёров. Широкое распространение получили компьютерные автомобильные симу-ляторы упрощенной конструкции, которые обеспечивают закрепление теоретических знаний и правил дорожного движения, позволяют моделировать дорожные ситуации и предлагают обучаемому найти верное решение, связанное с действиями в той или иной ситуации. В них используются упрощенные математические модели систем автомобиля, а также системы визуализации с ограниченным уровнем детализации отображаемой картины. Применение таких тренажёров для практической подготовки водителей может привести к потере способности адекватно воспринимать детали реальной ДО (эффект туннельного зрения) и к формированию ложных моторных навыков управления автомобилем, что в совокупности увеличит риск возникновения аварийных ситуаций на дорогах.
Большей адекватностью отличается воспроизведение дорожной ситуации на тренажёрах, которые выполняются на базе реальных кабин ТС [46], [47]. Такие тренажёры используются для начальной подготовки водителей: ознакомления обучаемых с измерительными приборами и порядком работы с органами управления автомобиля, а также для формирования и закрепления первоначальных (моторных) навыков управления автомобилем. На тренажёрах можно безопасно имитировать езду с высокой скоростью, в экстремальных, сложных дорожных условиях (снег, туман, гололед), при возникновении критических и аварийных ситуаций, влияющих на безопасность движения, без расхода горюче-смазочных материалов и моторесурса ТС.
Максимальной достоверностью обладают тренажёрные комплексы, позволяющие установить на динамическую платформу автобус в сборе. В настоящее время основными разработчиками автобусных тренажёров являются фирмы, специализирующиеся на разработке тренажёров для космических аппаратов, судов, самолетов, бронетанковой военной техники. Ими накоплен большой теоретический, научно-методический задел и практический опыт [48].
В таблице 1.3 приведены сравнительные характеристики четырёх типичных тренажёрных комплексов, представленных на мировом рынке: «ОТКВ-2», Научно-производственное предприятие «Тренер», Москва [49]; тренажёр автобуса ЛиАЗ-5256, ЛиАЗ-6212, Производственная фирма «Логос», Москва [50]; Bus 3000, компания STC Simulator Training Оу, Финляндия [51]; National Advanced Driving Simulator (NADS), университет Айова, США [52].
Имитационная модель колебаний автобуса под воздействием неровностей дорог реального профиля
Исходными данными модели являются: масса кузова, масса переднего и заднего мостов, момент инерции кузова относительно поперечной оси, момент инерции переднего и заднего колёс, расстояние от центральной точки кузова до передней и задней осей, высота положения центральной точки кузова над передней и задней осями, жёсткость передней и задней подвесок, жёсткость шин переднего и заднего мостов, демпфирование передней и задней подвесок, демпфирование шин переднего и заднего мостов. Реакции элементов подвески и колёс, приложенные в узловых точках, вычисляются по формулам, приведённым в [78]. Для вращающихся масс колес в обобщённых силах учитываются моменты в тормозных механизмах:
Центральным вопросом построения имитационной модели торможения автобуса является модель качения колеса в продольной плоскости. В этой модели рассматриваются продольные силы в точках контакта шин с опорной поверхностью. В дальнейшем использована упрощённая модель, которая построена на основе гипотезы продольного скольжения. По этой гипотезе рассматриваются два режима движения колеса в продольной плоскости: качение с упругим скольжением в зоне контакта и полное скольжение в зоне контакта при блокировании колеса. В области качения с упругим скольжением в зоне контакта касательная реакция принимается пропорциональной относительной скорости продольного скольжения в зоне контакта колеса с дорогой. В области полного скольжения в зоне контакта при блокировании колеса реакция рассчитывается по закону трения Кулона.
При разработке вычислительного алгоритма учитывалась особенность расчётных формул при значениях скорости движения автобуса, близкой к нулевой (в модели для этого введена граничная скорость скольжения и корректирующие коэффициенты).
В применяемой модели используются следующие параметры: радиус качения колёс переднего и заднего мостов, свободный радиус колес (г0), базовая скорость для расчёта коэффициента сцепления (V0/J), коэффициент сцепления при скольжении переднего и заднего мостов для базовой скорости V0/J (jusw, Hs2o), коэффициент сцепления без скольжения переднего и заднего мостов для базовой скорости V0M (jUkio, Мк2о), максимальная относительная скорость скольжения (ёу), граничная скорость скольжения, коэффициенты переменной и постоянной составляющих скорости в скольжении, коэффициент изменения коэффициента сцепления от скорости (км), окружная жёсткость шин переднего и заднего мостов (кТ1, кТ2), коэффициент сцепления при скольжении переднего и заднего мостов (jusl, JUS2). Последние четыре параметра рассчитываемые. Расчётные формулы для определения рабочих значений параметров качения шин при известных значениях для базовой скорости:
Технические данные автобуса ЛиАЗ-5256, необходимые для моделирования [79]: тип кузова, габаритные размеры, база, снаряжённая масса, полная масса, распределение полной массы на переднюю и заднюю оси, колёсная формула, мощность двигателя, максимальный крутящий момент двигателя при 1440 об./мин., тип коробки передач, максимальная скорость, тип рулевого механизма, тип тормозной системы.
Давление в тормозных магистралях определяет тормозные моменты. Действие тормозных моментов FJI и FT2 характеризуется функциями давления в магистралях Р/ и Р2 и коэффициентами тормозных моментов v/i на переднем и v/2 на заднем мостах. По этим коэффициентам определяются условные расчётные воздействия Мої и Мо2 для давления Ра и РС2 (максимальное давление, при котором срабатывает корректировочный клапан магистрали передних и задних тормозов). Условные расчётные воздействия приводятся к окружному тормозному усилию по расчётному коэффициенту сцепления. Этот алгоритм расчёта позволяет варьировать конструктивные параметры используемых тормозных механизмов, а также задавать тормозной эффект по экспериментальным данным. Таким образом, в ал горитме используются следующие расчетные соотношения:
В модель введены следующие параметры тормозной системы: граничное значение первого, второго, третьего, четвёртого, пятого участков временной диаграммы процесса торможения, рабочее давление системы, время срабатывания тормозного механизма передних и задних колёс (tP], tP2), граничное давление начального участка диаграммы давления в магистралях передних и задних тормозов, коэффициент начального участка диаграммы давления в магистралях передних и задних тормозов, коэффициент коррекции участка диаграммы давления в магистралях передних и задних тормозов при срабатывании ограничительного клапана давления, коэффициент тормозного момента на переднем и заднем мостах. На основе описанных расчётных моделей механической и тормозной систем разработана программа имитационного моделирования торможения автобуса в математическом пакете MATHCAD. Блок-схема расчётного алгоритма модели показана на рисунке 2.12 [87].
Методика испытаний на реальном маршруте
Грамотно сформировать сценарии КС, которые могут привести к ЧС на транспорте с различной величиной причиняемого ущерба, можно на основании идентификации опасностей, которые возникают в результате: - ДТП, обусловленных состоянием транспорта (изношенность, аварийность, несовершенство), нарушением правил эксплуатации, в том числе нормативных требований дорожной, экологической, производственной безопасности при перевозках пассажиров, грузов, прежде всего опасных, а также природными фактора 66 ми, создающими аварийную обстановку и влекущими за собой материальные потери и человеческие жертвы; - террористических и диверсионных актов (угон или захват подвижного состава, взрывы на объектах транспортной инфраструктуры, в том числе с использованием АТС); - иных случаев незаконного вмешательства в функционирование транспорта (нарушение устройств и систем управления движением, объектов инженерного обустройства дорог, мостов, тоннелей, телефонный «терроризм», противоправное блокирование автомагистралей), угрожающих жизни и здоровью людей, несущих прямой ущерб транспортной сфере и порождающих в обществе негативные социально-политические, экономические, психологические последствия; - криминальных действий против пассажиров, грузов. Наиболее значимым видом опасностей на автомобильном транспорте, приводящим к техногенным авариям и катастрофам, являются крупные ДТП (число погибших в одном ДТП 5 и более человек или 10 и более пострадавших), абсолютное большинство которых происходит в результате непреднамеренных или преднамеренных действий водителей, других участников движения, населения.
Транспортная инфраструктура в отличие от других критически важных объектов государства является наиболее уязвимой, прежде всего, со стороны террористических угроз, из-за: - большой протяженности транспортных магистралей и их распределенности по территории страны; - наличия большого разнообразия потенциально опасных объектов (мосты, тоннели, развязки, противолавинные галереи, дороги на дамбах, склады горючесмазочных материалов, автозаправочные станции, средства управления движением, автовокзалы, различные виды ТС);
- открытости и доступности для большого количества людей вне зависимости от их уровня благосостояния, социального статуса, обслуживания большого потока пассажиров и грузов, в том числе опасных; - наличия различных форм собственности объектов инфраструктуры и большого количества собственников ТС.
Причем, разные регионы нашей страны, как по вероятности совершения крупных ДТП, так и террористических актов (риски потенциальных угроз) отличаются друг от друга на порядки, несмотря на наличие значительной численности парка АТС, опасных объектов транспортной инфраструктуры. Это обстоятельство также должно учитываться при формировании сценариев развития КС в ЧС.
Проблема формирования правдоподобного сценария возникновения ЧС состоит в том, что, несмотря на наличие чёткой логической связи между источником потенциальной опасности, объектом и угрозами этому объекту, установить конкретный список и последовательность возникновения угроз для конкретного объекта инфраструктуры или ТС не представляется возможным из-за неполноты знаний о возможностях и характере действий водителя как потенциального источника опасности. Несмотря на это, на основании анализа статистики дорожной аварийности, изучения поведения водителей при возникновении конфликтных, аварийных ситуаций можно сформировать несколько типичных сценариев возникновения конфликтных и аварийных ситуаций на УДС, которые затем реализуются в виртуальной среде ИС для оценки надёжности водителей.
В подразделе 2.2.1 показано, что моделируемая система представляет собой агрегативную систему КНА. В блок ИМ ВАДС (см. рисунок 2.14) помимо КНА, моделирующих ТП по всем полосам движения (KHA-1...KHA-N+M) и пешеходов (КНА-П-1 и КНА-П-2), входят также базы данных, задающие топологию и все характеристики элементов УДС, по которым движутся виртуальные ТП, а также элементы окружающей среды (далее - «Антураж»). Хотя «Антураж» не представляется в виде самостоятельного КНА, он играет важную роль, потому что служит базой для реализации блока ВДС, без которого имитация движения ИС невозможна.
Суть разработки различных сценариев в математическом смысле заключается во внешнем воздействии на некоторые из КНА или подсистем моделируемой системы таким образом, чтобы создать необходимые для проводимого экспери 68 мента условия движения на виртуальной дороге. В данном случае, как правило, это экстремальные, предаварийные ДТС. Алгоритм разработки сценариев виртуального движения автобуса, имитируемого на ИС, показан на рисунке 2.21. Разработка «Антуража» Визуализация реального, проектируемого или гипотетического фрагмента городской УДС со всеми элементами дорожного окружения Организация каналов связей Обеспечение возможности подачи управляющих сигналов от КНА-И к ИМ ВАДС для создания требуемых ДУ
Результаты испытаний на исследовательском стенде
1 Описание эксперимента. В результате синхронного съёма психофизиологических показателей водителя при работе на маршруте и отслеживания ДО, а также реакции водителя на её изменения можно получить информацию о функциональном состоянии водителя городского автобуса, напряжённости его труда, а также проследить реакции водителя в опасных ситуациях.
2 Подготовка к эксперименту. Перед заездом производился выбор маршрута движения, отражающего характерные особенности городских маршрутов. Выбор производился на основании данных рекогносцировочных заездов и данных, полу ченных от автопарков ГУП «Мосгортранс», и осуществлялся при помощи специ ально разработанной методики [107] оценки уровня безопасности городского маршрута для водителя автобуса. Методика предусматривает кластеризацию маршрутов в зависимости от их уровня безопасности (УБ). При проведении оцен ки учитывались следующие показатели: длина маршрута, количество остановоч ных пунктов, количество светофоров, количество «лежачих полицейских», экс плуатационная скорость, наполняемость салона, количество крутых поворотов, количество железнодорожных переездов и трамвайных путей, категория маршру та. Диапазон значений каждого характерного показателя разбивался на пять групп, с присвоением определённых баллов от 1 до 5. Далее все полученные бал лы по каждому маршруту суммировались. Чем больше балл, тем ниже УБ рас сматриваемого маршрута. По критерию УБ маршруты движения городских авто бусов делятся на три группы: опасные для водителя маршруты (УБ более 25 бал лов); маршруты средней опасности (УБ 15...25 баллов); безопасные для водителя маршруты (менее 15 баллов). Критерий УБ маршрута позволяет производить оценку надёжности водителя в привязке к обслуживаемым маршрутам движения городских автобусов с учётом влияния их сложности.
Перед началом измерений производилась контрольная запись психофизиологических показателей водителя в состоянии покоя, дающая представление о нормальном состоянии водителя. На основании полученных данных проводилась проверка оптимального закрепления датчиков на теле водителя, настройка и корректировка измерительной аппаратуры.
3 Точность и достоверность результатов. Соответствие внешней обстановки психофизиологическим реакциям обеспечивалось строгой синхронизацией запи сываемых данных по времени. Контроль психофизиологических показателей водителя в покое позволял установить характерные особенности, присущие испытуемому водителю. Информативность измерений обеспечивалась регистрацией всех компонентов сигнала, в том числе и тех, которые прослеживались в виде минимальных изменений сигнала, соответствующих требуемой точности измерений.
4 Погрешности измерений и влияние на безопасность движения. При выполнении профессиональной деятельности водителем автобуса необходимость совершать различные движения левой рукой с закрепленными на ней датчиками КГР могут повлиять на точность результатов измерений. Возникающие помехи (артефакты) имеют характерный вид, позволяющий их отследить. При обработке данных происходило выявление и устранение наиболее характерных артефактов. Также для минимизации артефактов провода датчиков дополнительно фиксировались на руке водителя. Суммарная погрешность измерений определялась как: &ї=Ьмод+Ам+Аси+Аусл+А0 Ад И.1)
Амод - погрешность модели измерений, %; Ам - погрешность метода измерений, %; АСи - погрешность средств измерений, %; А0 - погрешность оператора, %; Аусл - дополнительные погрешности, обусловленные воздействием влияющих факторов условий измерений; Ад - предельно допускаемая погрешность результатов измерения, %.
Предельно допускаемая погрешность результатов измерения для данных испытаний принималась равной 5... 10%. Полученные данные психофизиологических показателей водителя обрабатывались ПК, вмешательство оператора в работу устройства в нормальных условиях не требуется (необходимо лишь следить за правильностью положения датчиков), что позволяет существенно уменьшить погрешность оператора А0. Данные замеров микроклиматических параметров на рабочем месте водителя, а также окружающая дорожная обстановка фиксировались на камеру с обязательной строгой синхронизацией по времени.
Под адекватностью измерений в данном случае понималось соответствие сигнала процессам регуляции состояния человека на уровне качественных и количественных изменений параметров сигнала, оценивающего деятельность води 104 теля на маршруте. Устройство съёма психофизиологических показателей удовлетворяет требованию адекватности оценок активации испытуемых независимо от индивидуальных различий.
Системы съёма психофизиологических показателей не мешали обычной деятельности водителя, не создавали проблем при управлении ТС и не оказывали влияния на дорожную аварийность. Приборы обеспечивали высокую помехозащищённость и электробезопасность водителя.
ИС состоит из корпуса, имитирующего автобус, систем визуализации, имитации звуковой и тактильной обстановки на РМВ. На конструкцию ИС получен патент № 2467400 (приложение А) [108]. Корпус ИС создан на базе автобуса Ли-АЗ-5256 и состоит из сваренных между собой передней и задней частей автобуса. Задняя часть нужна для того, чтобы, с одной стороны, имитировать часть пассажирского салона, а с другой стороны, увеличить прочность конструкции и предотвратить развитие деформации, которую повлечет за собой разрезание корпуса, а также проведение испытаний на подвижной платформе
