1.1 Роль человеческого фактора в обеспечении безопасности движения

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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