Общие сведения. Система (от греч. systema - целое, соединенное из частей; соединение) - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом

 

 

Система (от греч. systema - целое, соединенное из частей; соединение) - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

Движение автомобиля по дороге или какой-либо другой местности можно рассматривать как функционирование системы «человек - машина - окружающая среда». Функционирование этой системы рассмотрим на примере движения автомобиля по дороге, что представляется системой «водитель - автомобиль - дорога - среда», которую обычно обозначают аббревиатурой ВАДС.

Каждый из компонентов системы ВАДС может рассматриваться как система более низкого уровня, таким образом, система обладает иерархией. В свою очередь, система ВАДС входит в систему или системы более высокого уровня: транспортные системы региона, страны, мира, которые включают также другие средства транспорта (железнодорожного, водного, авиационного).

Нарушения в работе каждого из компонентов системы ВАДС приводят к снижению ее эффективности (уменьшению скорости движения, немотивированным остановкам, увеличению расхода топлива) или к аварии (дорожно-транспортному происшествию - ДТП).

Основной характеристикой системы ВАДС является ее надежность. Надежность объекта - свойство выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям пользования, технологического обслуживания, ремонта.

Надежность - сложное свойство, слагающееся из более простых (безотказности, ремонтопригодности, долговечности, сохраняемости). Для объекта ВАДС надежность зависит прежде всего от безотказности. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени. Далее свойства элементов системы ВАДС рассмотрены более подробно.

 

 

6.2. Элементы системы «водитель – автомобиль – дорога - среда» и их взаимное влияние

 

Упрощенная схема системы ВАДС, основные связи между ее элементами и свойства элементов представлены на рис. 6.1.

Рассмотрим элементы системы ВАДС и их особенности.

 

Рис. 6.1. Схема системы «водитель—автомобиль—дорога—среда»

 

Водитель. Между человеком-пешеходом и человеком-водителем как основными участниками дорожного движения имеется существенное различие: пешеход при ходьбе выполняет естественные движения и перемещается с естественной для него скоростью, водитель же совершает своеобразные рабочие движения с относительно небольшой нагрузкой, а скорость его перемещения в десятки раз больше естественной. Водитель в транспортном потоке вынужден действовать в навязанном ему темпе, последствия его решений в большинстве случаев необратимы, а ошибки имеют тяжелые последствия.

Восприятие появляющихся перед водителем объектов начинается с их беглого осмотра, что дает примерно 15...20 % информации, затем он сосредотачивается на каждом из них с детальным распознаванием, и это дает еще 70...80 % информации. На основании полученной информации водитель создает в своем сознании динамическую информационную модель окружающего пространства, оценивает ее, прогнозирует развитие и производит действия, которые представляются ему адекватными развитию динамической модели. Деятельность водителя как оператора жестко лимитирована по времени. Он должен получать информацию об окружающей обстановке, выделять из общего потока информации нужную и важную, опираясь на оперативную память запоминать текущие события, связывать их в единую цепочку и подготавли­вать их связь с предполагаемыми событиями, которые он может предвидеть.

На каждом из этапов обработки поступающей водителю информации возможны специфические ошибки, приводящие к ДТП.

В текущей деятельности водителя можно отметить четыре этапа: выделение источника информации, его оценка, принятие решения, реализация решения (управляющие воздействия на автомобиль). Каждый из этапов отражается вопросом, на который возможно три ответа: да, нет, ошибочно (или неверно, или недостаточно и т.д.). На основании анализа действий водителей в нескольких сотнях ДТП составлена схема, приведенная на рис. 6.2. Если информация замечена, воспринята, правильно проанализирована и предприняты верные и достаточные действия, то движение безопасно, т.е. система ВАДС функционирует безотказно.

Способность к оценке и прогнозированию развития дорожной ситуации определяется многими характеристиками человека-водителя.

Способности конкретного человека к управлению автомобилем различны. Каждый человек при получении документа на право управления автомобилем проходит медицинскую комиссию, которая оценивает его с точки зрения остроты зрения и слуха, возможностей опорно-двигательного аппарата и т.п. Надежность каждого человека-водителя как элемента системы ВАДС неодинакова. Каждый человек из массы людей, пригодных к управлению автомобилем с точки зрения медицинской комиссии, имеет большие или меньшие природные способности к этому занятию. Были проведены специальные исследования, показавшие, что 95...98% людей в основном пригодны к управлению автомобилем, 2...5% полностью непригодны, а несколько процентов обследованных людей наделены высокими способностями.

Профессиональная подготовка водителя может быть различной. Обычная школа или курсы по подготовке водителей категории «В» формируют у обучаемого определенные навыки, но уровень их невысок. Повышение водительского мастерства может быть достигнуто обучением на специальных курсах и тренировками. Опыт, который приходит с течением времени при регулярном управлении автомобилем, является очень существенным, а иногда решающим фактором, характеризующим надежность водителя как элемента системы ВАДС. Чем опытнее и наблюдательнее водитель, тем более полной оказывается создаваемая им динамическая модель дорожно-транспортной ситуации и прогнозирование ее развития. Результаты обследования большого числа водителей такси показали, что устойчивые навыки безопасного вождения формируются у них в среднем через 6 - 7 лет работы.

Возраст водителя как фактор, влияющий на надежность функционирования системы ВАДС, оценивается по вероятности попадания водителей в ДТП (рис. 6.3).

Существуют понятия «младший опасный возраст» и «старший опасный возраст». Для молодых водителей характерны две тенденции: одна — неопытность, азарт, эмоциональная возбудимость, другая — способность быстро принимать решения и реализовывать их. Первая тенденция отрицательна, вторая — положительна. С увеличением возраста надежность водителя возрастает, но происходит это у мужчин и женщин по-разному: нижняя граница условно-безопасного возраста у мужчин наступает примерно к 26 — 34 годам, а у женщин — к 23 —27 годам. С увеличением возраста водители-женщины раньше водителей-мужчин выходят из условно-безопасного возраста. Старший опасный возраст наступает у женщин в 63 года, у мужчин — в 69. При достижении этих возрастных границ накопленный опыт не компенсирует замедления реакций.

Физиологическое состояние водителя определяется различными факторами: утомлением, болезнями, принятыми лекарствами, нетрезвым состоянием и др.

При утомлении снижается слуховая, зрительная и тактильная чувствительность, увеличивается длительность скрытого периода двигательных реакций, рассеивается внимание.

Различные болезненные состояния человека влияют на его способность управлять автомобилем двояко: непосредственно из-за ухудшения самочувствия и соответствующее изменение реакций, а также через воздействие принимаемых лекарственных препаратов. В аннотации к каждому из препаратов обязательно указывается возможность его использования в условиях, в которых работает водитель.

Алкогольное или наркотическое опьянение проявляется у водителя следующим образом: при малой дозе происходит кратковременное улучшение общего самочувствия, сокращается время реакций, но одновременно неадекватно увеличивается самооценка своих способностей. Затем резко снижается безотказность работы водителя: парализуются тормозные функции коры головного мозга, снижается способность оценивать дорожно-транспортную ситуацию, координация движений ухудшается.

Автомобиль. Как элемент системы ВАДС, автомобиль рассматривается: как объект конструкторской разработки, как объект эксплуатации оценкой его отказов, как объект технического обслуживания и ремонтов, как элемент системы экономических отношений, возникающих при эксплуатации, и др.

Мощность двигателя автомобиля определяет его динамические свойства, в частности интенсивность разгона. С увеличением удельной мощности, приходящейся на единицу массы автомобиля, сокращается время разгона, что благоприятно влияет на активную безопасность.

Другим важным свойством автомобиля, влияющим на безопасность движения, является его способность точно выдерживать ту траекторию, которая задается водителем.

Под техническим состоянием автомобиля с точки зрения его влияния на активную безопасность понимается исправность его агрегатов, узлов и систем.

Дорога. Автомобильную дорогу характеризуют многие показатели. Такие качества дороги, как ровность и сцепные свойства дорожного покрытия, ширина проезжей части, наличие поворотов и уклонов и др., непосредственно влияют на безопасность движения.

Трасса дороги может быть проложена по-разному. Желательно чтобы на дороге было меньше поворотов и она, таким образом, была бы кратчайшим расстоянием между двумя точками. Желательно также, чтобы дорога была горизонтальной, чтобы на ней не было спусков и подъемов.

С точки зрения эргономических условий работы водителя важно чтобы была обеспечена достаточная видимость дороги. Поле зрения водителя в зависимости от дорожных условий и скорости движения автомобиля меняется. При открытой местности и малой интенсивности движения водитель наблюдает пространство впереди на расстоянии до 600 м, в условиях городских улиц это расстояние уменьшается в 10 и более раз. В силу физиологических особенностей водитель может сосредоточить внимание на каком-либо одном факторе, остальные явления воспринимаются лишь в большей или меньшей степени. При увеличении скорости движения зона сосредоточенного взгляда уменьшается. Подобный результат дает и увеличение плотности транспортного потока, когда внимание водителя сосредоточено на идущем впереди автомобиле.

При движении по прямой, ровной, мало загруженной транспортом дороге внимание водителя рассредоточивается, притупляется, возникает некоторая «сонливость». При неожиданном изменении дорожно-транспортной обстановки водителю требуется определенное время, чтобы преодолеть так называемую психологическую инерцию.

Движение в условиях плотного транспортного потока является другой крайностью. Водитель находится в состоянии высокой бдительности, он готов к немедленным действиям. Время реакций сокращается вдвое. Однако длительное пребывание в таком режиме приводит к появлению синдрома тревожного ожидания, которое значительно скорее вызывает утомление. Избыток информации о дорожно-транспортной ситуации снижает надежность водителя.

Статистика ДТП показывает, что значительная их часть происходит на мало загруженной дороге, при ясной, сухой погоде и хорошей видимости. Неблагоприятные условия движения не вызывают соответствующего увеличения числа ДТП, это объясняется тем, что водитель возмещает это ухудшение условий повышением внимания, снижением скорости движения, более осторожно ведет автомобиль, но при этом он больше утомляется. Таким образом, водитель является гибким элементом системы ВАДС, он может перестроиться и компенсировать неблагоприятные изменения других элементов системы.

Дорога как элемент системы ВАДС влияет на водителя и эмоционально. Длинный участок дороги вдоль пыльного забора больше утомит водителя, чем такой же по длине участок вдоль зеленых насаждений.

Каждая автомобильная дорога рассчитана на определенную пропускную способность. В процессе движения одновременно функционируют многие системы ВАДС, где каждая такая система включает в себя один автомобиль и одного водителя. При малой плотности транспортного потока взаимное влияние отдельных систем ВАДС невелико, и в основном проявляются межэлементные связи внутри каждой из систем. С увеличением интенсивности движения взаимное влияние систем растет, и все большее значение приобретают межсистемные связи. Все многообразие режимов движения можно разбить на четыре интервала — уровня удобства. Каждый из уровней зависит от соотношения реальной плотности транспортного потока и пропускной способности дороги.

Статистика ДТП при разной относительной загрузке дороги приведена в табл. 6.1.

Свободный транспортный поток (уровень А) характеризуется минимальными взаимными помехами автомобилей. Типичные ошибки водителей: превышение скорости движения, потеря управления. Наиболее характерные ДТП — опрокидывание автомобиля, съезд с дороги.

Таблица 6.1

Число различных ДТП в зависимости от относительной загрузки дороги, %

 

Вид ДТП	Уровень удобства (использование пропускной способности дороги), %
А (<20)	Б (20…45)	В (46…70)	Г (70…100)
Опрокидывание	79,5	20,1	5,2	–
Наезд на препятствие	5,0	10,9	6,0	1,6
Съезд с дороги	8,0	7,0	3,0	0,3
Боковой наезд при обгоне	2,0	8,1	7,5	3,1
Лобовое столкновение	5,3	48,8	18,2	0,5
Наезд на впереди идущий автомобиль	0,2	5,1	60,1	94,5

 

При постепенном увеличении интенсивности движения увеличивается внимательность водителя. Возникает необходимость обгонов. С возрастанием плотности движения (уровень Б) обгон затрудняется, за медленно движущимися автомобилями скапливается несколько машин, увеличивается время ожидания условий для обгона. Изменяется структура отказов: увеличивается число ДТП, связанных с обгоном.

При дальнейшем увеличении транспортного потока движение автомобиля становится более зависимым от других автомобилей, время ожидания условий для обгона увеличивается, обгон сопровождается возрастающим риском. Появляется своеобразная пульсация скорости транспортного потока, что приводит к увеличению числа попутных столкновений (уровень В).

При увеличении плотности транспортного потока до предельной по пропускной способности дороги (уровень Г) обгоны практически исключаются, поток становится прерывистым, возможна периодическая остановка потока, возникают транспортные пробки, существенно снижается средняя скорость движения, соответственно снижается и пропускная способность дороги.

Окружающая среда. Различают внешнюю среду, в которой пребывают дорога и автомобиль, и внутреннюю — среду пребывания людей в автомобиле.

Окружающая среда влияет на все другие элементы системы ВАДС, причем дорога — единственный элемент системы, который постоянно подвергается всем воздействиям окружающей среды (суточным, погодным, сезонным, климатическим).