Розділ 3. Оптимізація методів і засобів організації руху

7. Інформаційне забезпечення водіїв

7.1. Модель сприйняття водієм дорожніх умов

Надійність роботи водія і безпека руху залежать від того, наскільки вчасно і точно водій може визначити появу будь-якого об’єкта і оцінити відстань до нього. У зв’язку з цим особливого значення набуває визначення порогу сприйняття змінювання дорожніх умов або відчуття дискомфорту.

Вперше поняття порогу було визначено у 1824 р. Гербертом (нім. фізіолог) як границя (межа) між сферами свідомого і несвідомого. В те­перішній час, під порогом розуміють мінімальну величину подразника, що викликає ледь помітні відчуття.

Розрізняють кілька порогівсприйняття:

• абсолютний (нижче якого сприйняття неможливе);

• диференціальний (дозволяє оцінити приріст подразника);

- поріг оптимального розрізнення (за якого точність роботи людини найвища).

Іншими словами, поняття порогу використовують для визначення критичної величини подразника, вище від якої дія його викликає в людини відчуття, а нижче від якої таких відчуттів не виникає. Стосовно дифе­ренціального порогу - це та мінімальна різниця між двома подразниками, вище від якої людина помічає різницю між ними, а нижче за яку ці подраз­ники видаються йому однаковими.

Основою теорії сприйняття водієм дорожніх умов є твердження про існування зв’язку між появою нового відчуття і приростом стимулу, що дістало назву "порогової проблеми".

Робилися спроби аналітично визначити залежність відчуттів від сили подразника. За Фехнером, вона визначалається за формулою

(3.1)

де у - величина відчуття;

β - величина діючого подразника;

b - абсолютний поріг;

k - константа.

За Стівенсом, зв’язок між порогом і відчуттям більш точно описується через ступеневу залежність

(3.2)

де п = 0,33. . .3,5 - визначається експериментально.

Яка величина відчуття при величині подразника, що дорівнює абсо­лютному порогу? (відповідь: відчуття дорівнює нулю).

Таким чином, з розвитком психофізики уявлення про поріг змінюються.

На сьогоднішній день існує кілька теорій існування порога сприйняття.

Заслуговує на увагу модель двох послідовних порогів, яку вважають базовою при аналізі процесу сприйняття водієм дорожніх умов (запропоно­вана М.Б.Михалевською).

Згідно з цією моделлю, сенсорна інформація проходить два послідовних пороги. Перший поріг викликає так звану орієнтовну реакцію. Другий поріг є критерієм при оцінюванні сигналу, що надійшов до водія.

Припускають, що сенсорна система людини має власний шум, рівень якого змінюється під дією середовища і стану водія. Сприймання в першій стадії і вмикання орієнтовної реакції дискретне, оскільки для цього потрібно подолати перший поріг сенсорної системи, який визначається за рівнем шумів.

Сприймання у другій стадії неперервне, оскільки проходить з вико­ристанням оцінювального критерія, який змінюється під дією позасенсорних факторів.

Це фактори, що визначають безпеку руху:

• суб’єктивна цінність сигналу;

• пильність;

• кваліфікація;

• величина втоми водія;

• налаштованість водія на прийом певних сигналів.

Перелічені фактори визначають критерій оцінки сигналу в процесі сприймання його водієм і водночас є робочими характеристиками водія, які змінюються під впливом дорожніх умов.

Таким чином, чутливість сенсорної системи змінюється під дією зовнішніх факторів, і можливість такого змінювання можна використати з інженерних позицій для того, щоб вирішувати завдання з організації руху на дорогах, що експлуатуються, і знаходити оптимальні рішення при про­ектуванні доріг.

Зокрема, модель двох послідовних порогів відображає сприйняття за­округлень у плані, порогових розмірів дорожніх знаків і розмітки.

До моделі формування порога сприйняття звертаються в разі вирішення питань:

• про відстань видимості дорожніх знаків;

• сприймання руху зустрічних чи попутних автомобілів;

• точності оцінки швидкості і відстані між автомобілями.

Крім того, така модель потрібна для розуміння процесу шкалювання водієм елементів дорожньої обстановки.

Під шкалюваиням розуміють здатність людини класифікувати об’єкти сприйняття за ступенем відчуттів, які вони викликають.

Фізіологічною основою цього процесу є існування абсолютного і ди­ференціального порогів сприйняття.

При зоровому сприйнятті водій порівнює видимий елемент дороги з еталоном, що зберігається у нього в пам'яті. Точність оцінки визначається тим, наскільки незмінним залишається еталон з плином часу. Для понов­лення еталона в пам'яті необхідно періодично його пред'являти, тобто чим частіше зустрічається елемент дороги, тим точніше його оцінюють.

Дійсні величини (розміри) елементів дороги водій ніколи не оцінює. Він оцінює параметри елементів дороги не прямо, а опосередковано, через їх вплив на режим і безпеку руху. Так відбувається при виконанні обгону: водій не скаже, яка відстань до зустрічного автомобіля, але впевнено оцінить можливість безпечного роз’їзду. Те саме під час руху по кривій: не маючи уяви про радіус кривої, водій правильно вибирає режим руху з погляду безпеки руху.

За еталон при зоровову оцінюванні елементів дороги приймають не їх дійсні розміри, а їх зображення на сітківці ока, яке сприймається спеціальними біологічними механізмами. Такі механізми оцінюють поло­ження об’єктів у полі зору і забезпечують процес шкалювання.

При сприйманні дорожньої обстановки водій класифікує усі її еле­менти за ступенем їхнього впливу на режим і безпеку руху, тобто будує ієрархічний ряд, поділяє його на класи за значимістю елементів на даний момент. Точність оцінки елемента залежить від його місця в ряду. Цей фак­тор - змінний: він змінює чутливість усієї зорової системи.

У межах кожного класу водій встановлює еталон і порівнює з ним елементи дорожньої обстановки за принципом "більше - менше". Елементи сприймаються як однозначні, якщо різниця у відчуттях, що вони виклика­ють, менша за диференціальний поріг. Тому процес сприймання водієм до­рожніх умов має важливу особливість: неперервний за суттю, зовнішньо він має вигляд квантового.

Пояснюється це таким чином:

• класи шкали сприйняття мають не суворі границі (межі), а розмиті - за ра­хунок "перекриття" класів;

• віднесення елемента до певного класу має випадковий характер;

• приріст відчуття, що відповідає одному кванту, непостійний; його величина визначається дорожніми умовами і станом водія.

Таким чином модель сприйняття водієм дорожніх умов має високу значимість для вирішення людського фактора у дорожньому русі. Вона пов’язує воєдино характеристики роботи водія в різних дорожніх умовах, психофізіологічні можливості і особливості сприйняття водієм дорожніх умов.

Викладена модель не тільки прогнозує кількісні характеристики сприйняття (пороги, кількість класів при шкалюванні), але й виявляє фак­тори, через які можна впливати на продуктивність роботи водія і підви­щувати безпеку руху.

На її основі вирішуються такі важливі для безпеки руху питання:

• вибір розрахункової тривалості реакції;

• визначення мінімальних параметрів геометричних елементів дороги;

• призначення заходів з організації руху.