Тема 6. Утомление и работоспособность
Утомление и усталость. Признаки, причины и процесс развития утомления.
Виды утомления
Фазы работоспособности
Переутомление
Утомление и усталость. Признаки и причины утомления водителя.
Надежность водителей в значительной степени зависит от их работоспособности. Высокая работоспособность обеспечивает выполнение работы с высокой производительностью и высокими качественными показателями. При управлении автомобилем в состоянии сниженной работоспособности водители допускают ошибки, которые иногда приводят к ДТП.
Одной из причин снижения работоспособности водителей является утомление.
Различают такие понятия как утомление, усталость и переутомление.
Утомление - этозакономерный процесс временного снижения работоспособности, наступающего в результате деятельности. Это объективный процесс, характеризующийся изменениями в организме человека, которые могут быть установлены объективными методами.
Усталость - это субъективное переживание человеком утомления. Физиологическая сущность усталости заключается в сигнализации организма о необходимости прекратить или снизить интенсивность работы для того, чтобы избежать расстройства функций нервных клеток.
Вместе с тем далеко не всегда чувство усталости соответствует степени утомления. Человек в состоянии утомления может и не чувствовать усталости под влиянием эмоционального возбуждения, опасности, интереса к выполняемой работе, чувства долга, ответственности за порученное дело. Именно по этой причине водитель в продолжительном рейсе испытывает чувство усталости в меньшей степени, чем сидящий рядом пассажир, хотя длительное управление автомобилем, естественно, приводит к большему утомлению водителя, чем бездействующего пассажира.
Для оптимального протекания психических процессов необходим оптимальный уровень информационной нагрузки. Избыток и недостаток информации способствуют развитию утомления. Кроме того, имеет значение и характер поступающей информации.
При управлении автомобилем в условиях, когда на дороге нет других участников движения, при однообразном ландшафте водитель быстрее почувствует усталость, чем при управлении автомобилем в условиях интенсивного городского движения. В монотонной обстановке, при недостатке информации или в состоянии вынужденной бездеятельности чувство усталости может возникнуть быстрее, чем при активной напряженной работе, хотя объективных признаков утомления при этом еще может и не быть.
Отечественными физиологами было установлено, что клетки головного мозга утомляются значительно быстрее, чем работающие мышцы. Наименьшей утомляемостью обладают нервы, по которым передаются нервные импульсы.
Впервые это было доказано физиологом И. М. Сеченовым в оригинальном эксперименте. Испытуемый при сгибании указательного пальца в заданном ритме поднимал груз на определенную высоту. В результате развивающегося утомления высота подъема груза через некоторое время уменьшалась, а затем наступал момент, когда испытуемый совсем не мог поднять груз. При этом он чувствовал сильное утомление мышц работавшего пальца и, естественно, считал, что утомление развилось в них. Далее, в момент, когда он не мог поднять груз, через мышцы работавшего пальца пропускали электрический ток, который вызывал сокращение мышц в том же ритме, что приводило к поднятию груза. Естественно, можно было предположить, что после отключения тока дополнительно поработавшие мышцы в результате еще большего утомления сокращаться не будут. Однако, когда отключили ток, испытуемый опять стал легко в том же темпе поднимать груз. Объясняется это тем, что во время работы утомление быстрее развилось не в самих мышцах, а в нервных центрах, которые посылали к этим мышцам импульсы. Во время сокращения мышц электрическим током нервные клетки этих центров отдохнули, работоспособность их восстановилась и они опять стали посылать импульсы к мышцам. Таким образом, быстрее всего утомляются нервные клетки коры головного мозга, затем утомляются мышцы и наименьшей утомляемостью обладают нервы, по которым передаются нервные импульсы.
В результате более быстрого утомления нервных клеток головного мозга прежде всего возникают нарушения в протекании психических процессов - восприятия, мышления, памяти и внимания. Кроме того, снижается острота зрения, суживается поле зрения, ухудшается глубинное зрение, нарушаются точность и координация движений, увеличивается время реакций, снижается степень автоматизации навыков, учащается пульс, повышается кровяное давление, теряется чувство скорости, возникает апатия, вялость, нарушается готовность к действиям при неожиданном изменении дорожной обстановки.
Утомление проявляется в виде постепенного снижения работоспособности организма. При этом снижается слуховая, зрительная и тактильная чувствительность, увеличивается время реакции, возрастает количество ошибок, падает производительность.
Признаки наступающего утомления:
· чувство усталости;
· появление незначительных ошибочных действий;
· желание выпрямиться, изменить позу;
· заметное снижение интенсивности и устойчивости внимания;
· непроизвольное отвлечение на мысли, не связанные с управлением автомобилем;
· все большее волевое усилие, необходимое для преодоления перечисленных негативных явлений.
Первые признаки утомления, появившиеся после нескольких часов работы за рулем, не опасны для водителя и легко устраняются кратковременным отдыхом.
Степень утомления зависит от продолжительности работы. Чем больше рабочий день водителя, тем более выражено утомление, более вероятны ошибки. Статистикой установлена прямая зависимость между временем управления автомобилем и количеством ДТП.
Водители при управлении автомобилем в течение 7-12 часов совершают ДТП в 2 раза, а при продолжительности управления свыше 12 часов в 9 раз чаще, чем при продолжительности работы до 7 часов. По другим данным, водители, работающие более 7 часов, совершают 1/3всех ДТП. ДТП, возникающие из-за ошибок водителей в результате длительного управления автомобилем, приводят к более тяжелым последствиям. Так, у водителей, работающих более 12часов, ДТП со смертельным исходом возникают в 1,5 раза чаще.
При утомлении могут сохраняться простые, хорошо автоматизированные навыки, которые позволяют правильно действовать в хорошо знакомых, стандартных ситуациях. Однако нарушаются сложные виды психической деятельности, что снижает готовность к действиям при неожиданном и необычном изменении дорожной обстановки. Все это снижает надежность водителей, приводит к ошибкам и ДТП.
Особое значение для водителя имеет зрительное утомление. Через 8 часов непрерывной работы он видит дорожный знак уже не за 100 м, а лишь за 80 м. Утомлению зрения способствует недостаточный контраст между фоном и объектом, что имеет место при вождении автомобиля в условиях ограниченной видимости, а также при ослеплении водителей фарами встречных автомобилей ночью и солнцем днем. Зрительное утомление отрицательно сказывается на работе водителя. Усталый мышечный аппарат глаз не обеспечивает четкого пространственного восприятия. Взгляд даже у опытных водителей при утомлении чаще переносится на боковую часть дороги и с дальней перспективы на ближнюю, что затрудняет восприятие и прогнозирование развития дорожной обстановки.
Возможные причины, способствующие развитию утомления водителя:
· неудобное сиденье,
· низкая температура воздуха,
· частые перепады температуры в кабине автомобиля,
· плохая видимость,
· частые изменения освещенности и недостаточная освещенность дороги в темное время суток,
· вибрация,
· попадание в кабину паров бензина или отработавших газов.
Процесс развития утомления проходит следующие стадии:
1) Стадия отсутствия утомления. Работа еще не утомила, человек может далее продолжать работу или заниматься еще чем-либо;
2) Первая стадия утомления. Возникает чувство утомления, вызванное работой. Но после часового активного или пассивного отдыха снова обретается свежесть мыслей и чувств, человек снова становится энергичным.
3) Вторая стадия утомления. Снижается волевое усилие, заставляющее напрягать мозг для решения сложных вопросов.
4) Третья стадия утомления. Человек не хочет уже ни на чем останавливать внимание, даже в самой легкой работе, но еще сохраняет желание есть и спать;
5) Четвертая стадия утомления. Характеризуется бессонницей. Одновременно появляются признаки неврастении, головные боли, ощущение усталости после ночного полусна-полубодрствования, раздражительность, излишняя чувствительность в общении с другими людьми, вспыльчивость, иногда депрессия.
Системы контроля усталости DAC и Attention Assist следят за физическим состоянием водителя и в случае необходимости подают сигнал, что водителю пора остановиться и отдохнуть. Осуществляется такая проверка тремя вариантами контроля:
Attention Assist и DAC – системы контроля усталости, выполняют функцию слежения за возможностью водителя физически управлять транспортным средством и при необходимости подают сигнал о прекращении движения для отдыха. Проверка осуществляется тремя видами контроля, которые зависят от следующих поведенческих факторов:
1.
Оценивается поведение водителя;
2.
Фиксируется взгляд водителя;
3.
Контролируется движение транспортного средства.
Устройство Attention Assist, которое наблюдает за поведением водителя, компания Mercedes-Benz выпускает с 2011 года. Данное устройство руководствуется следующими мотивациями: способом управления автомобилем, управление рулем, действиями водителя во время движения и некоторыми другими параметрами.
Схематически система контроля усталости состоит из датчика руля, контрольного индикатора и звукового оповещения, которое предупреждает водителя.
Установленный на руле датчик следит за изменением усилия, которое оказывается на руль при его вращении. Также система учитывает и информацию, полученную с других контрольных датчиков: устойчивости при движении, тормозной системы, ограничения видимости и параметров двигателя.
Поступающие на прибор сигналы обрабатываются, определяя следующие параметры:
а)
в течении получаса с начала движения анализируется скорость и боковое ускорения автомобиля (стиль вождения);
б)
условие, при котором происходит движение (здесь учитывается и время суток, и длительность поездки);
в)
анализируется управление следующими узлами: кнопками, расположенными на рулевом колесе и под ним переключателями и тормозной системы;
г)
анализируется сила воздействия на руль;
д)
состояние дорожного покрытия и поведение автомобиля во время движения (ускорение боковое и продольное).
Анализируя все эти параметры, система устанавливает нарушения в действиях водителя и изменения направления движения автомобиля. После чего на расположенный, на панели приборов экран посылается сигнал со звуковым сопровождением, чтобы водитель остановился для отдыха. Если водитель в сонном состоянии игнорирует сигнал и продолжает движение, система продолжает напоминать ему об этом каждые 15 минут. Так же следует напомнить, что контроль за состоянием водителя, начинает работать на скорости более 80 км/час.
У Вольво контроль за состоянием водителя Driver Alert Control (или DAC) отличается от Attention Assist, тем, что мониторит, только траекторию движения по трассе, а видеоконтроль, следящий в направлении пути следования автомобиля определяет его нахождение в полосе дорожного полотна. Если вдруг автомобиль начинает уходить от установленных границ, система реагирует на это как на усталость водителя и выдает два предупреждающих сигнала: «мягкий» и «жесткий» Оба этих сигнала зависят от общего самочувствия водителя и отличаются друг от друга громкостью и тональностью. Активируется система DAC, работающая совместно с системными элементами Lane Departure Warning, когда скорость автомобиля достигла 60 км/час.
Специальный встроенный блок, который устанавливает компания General Motors, где базовой является уже испытанная методика Seeing Machines, оценивающая состояние взгляда водителя, устанавливается не только на авто, но и на железнодорожном транспорте. Задача блока контролировать открытость глаз водителя и их сосредоточенность и при обнаружении признаков усталости или потери внимательности и близкого ко сну состояния, система сразу же дает команду на остановку транспортного средства.
Также система слежения за усталостью водителя может управлять и другими функциями автомобиля, например, направлением взгляда можно включать или отключать те или иные опции на приборном щитке. Или при совершении, какого либо маневра оповещать водителя о том, что он забыл посмотреть в зеркало.
Все водители транспортных средств знают, что не всегда удается сесть за руль полностью отдохнувшим и выспавшимся, полностью работоспособным.
В тоже время практически каждый, кто столкнулся с переутомлением, понимает, что в утомленном состоянии водитель не может адекватно реагировать и принимать верные решения. Утомленное и болезненное состояние можно сравнить с состоянием водителя, употребившего алкогольные напитки, и говорить в данном случае о безопасности дорожного движения не приходится.
Пилот самолета, диспетчер, лицо, управляющее атомным реактором, никогда не допускаются до работы без осмотра медика, в тоже время многие из нас забывают, что водитель автомашины приравнивается к данной категории, так как управляет источником повышенной опасности для окружающих.
Согласно п. 2.7 Правил дорожного движения «Водителю запрещается управлять транспортным средством в болезненном или утомленном состоянии».
Если водитель находится в состоянииутомления , уровень безопасности движения существенно снижается –утомление негативно влияет практически на все основные функции восприятия человека, а также на некоторые психофизиологические характеристики.
В первую очередь страдает зрительное восприятие: утомленный водитель хуже видит удаленные или мелкие объекты на дороге, не может точно определить расстояние до того или иного объекта или оценить скорость движения остальных участников дорожного движения. Но ухудшается не только качество восприятия –утомление самым негативным образом влияет на его организацию: уставший человек медленнее переключает внимание с одного объекта на другой. Водитель, который управляет автомобилем в состоянииутомления , дольше, чем обычно, концентрирует внимание на отдельных встреченных им объектах, и медленнее реагирует на внезапные перемены ситуации на дороге.
Утомление способно также негативно воздействовать и на память человека – многие водители замечали, что в конце какой-либо длительной поездки они тратят намного большее количество времени не только на обнаружение сигнала, но и на его оценку, то есть на переработку полученной информации. В фазеутомления человек обычно проявляет два вида нежелательных реакций – как чрезмерно замедленные, так и чересчур быстрые.
Обычноутомление развивается во время длительных поездок за рулем и обнаруживает себя уже на 4-5 час вождения. Еще через пару часовутомление начинает ощущаться явно, а водители, которые сидят за рулем более 9 часов, поддерживают свой физический тонус уже исключительно собственными волевыми усилиями.
Еслиработоспособность водителя резко падает (такое, как правило, происходит во время длительных многочасовых поездок за рулем), опасность возникновения дорожно-транспортного происшествия значительно возрастает.
Водитель, чувствуя сонливость, может какое-то время преодолевать ее и достаточно надежно управлять автомобилем, но он должен знать, что засыпание может наступить внезапно и он этот момент может не заметить, что создает очень серьезную угрозу для безопасности дорожного движения. Поэтому, если у вас появилась сонливость за рулем, то бороться с ней на ходу не следует. Нужно остановиться и поспать непродолжительное время или проделать гимнастические упражнения. Только после снятия сонливости можно продолжать путь.
Характерным признаком наступающего утомления может служить появление, казалось бы, незначительных ошибочных действий: рассеянное внимание, желание выпрямиться, переменить позу. При таких признаках утомления необходимо немедленно прекратить движение. Первые признаки утомления, появившиеся после нескольких часов за рулем, не опасны для водителя и легко устраняются кратковременным отдыхом. Доказано, что при одном и том же времени отдыха несколько коротких перерывов значительно эффективнее одного продолжительного перерыва.
«Группой риска» среди водителей являются, как правило, водители, осуществляющие пассажирские, междугородние и международные перевозки, а также водители большегрузных транспортных средств.
Уважаемые водители! Утомленное или болезненное состояние за рулем может стать причиной серьезного дорожно-транспортного происшествия. Не стоит торопиться приехать домой и отдохнуть, так как такие действия могут привести к непоправимым последствиям. Лучшим решением в такой ситуации будет кратковременный отдых в пути!
Отделение пропаганды ОГИБДД.
Если бы спали только уставшие игрушки, то ни о каких системах контроля усталости мы бы и не слышали. Тем не менее спят и люди, книжки, как поется в песенке, тоже спят. При этом статистика неумолима: ежегодно по вине заснувших за рулем водителей происходят десятки тысяч аварий, уберечь от которых призваны новейшие системы безопасности, в том числе и технологии, умеющие распознавать усталость в поведении водителя.
Исследования и первые наработки в этом направлении появились еще в 1970-х годах. Например, в 1977 году Nissan получил в американском бюро патент под названием «Метод определения достаточной для безопасного управления автомобилем степени усталости водителя». Но в 80-х и 90-х основное внимание специалистов индустрии было приковано к менее сложным, но не менее полезным системам — таким как , то есть к системам, учитывающим «физику» автомобиля, а не «психологию» водителя. И только лишь когда все соки из них выжали и остался лишь путь бесконечного долгого их совершенствования, компании с новым упорством возобновили исследования в области «психологии».
Но и тут не все гладко. Одни автопроизводители условно стали сторонниками школы «бихевиоризма» , а другие — «психоанализа» . Первые утверждают, что внимание стоит обратить лишь на поступки водителя. Вторые хотят копать глубже, вплоть до мимики и жестов, которые являются зеркалом внутреннего мира человека. К рядам первых в основном относятся европейские марки и подразделения — Audi , Ford , Mercedes-Benz , Volkswagen , Volvo . Ко вторым тяготеют японские компании.
Поставленная же задача у всех систем одна — определить уставшего или уснувшего водителя и не дать ему совершить непоправимое. Первопроходцем в этом нелегком деле стала Volvo, серийные автомобили которой одними из первых получили работоспособную систему Driver Alert Control. Центральная роль в ней, как и во многих современных технологиях, отдана электронике, которая с помощью видеокамеры отслеживает перемещения машины относительно дорожной разметки. Как только система определит, что частота подруливаний и виляний превышает допустимую норму, то водителя «разбудит» звуковой сигнал, а на панели приборов кроме этого загорится значок в виде кофейной чашки. Таким образом автомобиль сам предложит водителю сделать паузу и скушать «твикс».
Видеоролик, демонстрирующий работу системы Volvo Driver Alert Control:
В конце 2000-х свой аналог под названием Attention Assist предложил и Mercedes-Benz. «Мерседесовцы» решили обойтись без камер и использовать только датчики положения руля и педалей. Система в данном случае анализировала скорость и частоту поворотов руля, нажатий на педали. Она имела небольшие задатки адаптации к манере вождения водителя, но все же главным ориентиром для нее оставался уже предустановленный «портрет» бодрого и внимательного водителя. Затем компания научила систему дополнительно учитывать время, проведенное водителем за рулем, частоту нажатия кнопок управления магнитолой, климатической установкой, а также влияние внешних факторов — бокового ветра и дорожного покрытия.
Сейчас похожие системы доступны и для более массовых моделей, таких как Ford Mondeo и Volkswagen Passat .
Японские же автопроизводители продолжают экспериментировать с видеокамерами, сканирующими мимику, частоту моргания и движения глаз. Чей подход окажется более правильным — покажет время. Тем не менее система контроля усталости может оказаться полезной для водителей, часто совершающих долгие поездки, а также во время ночных путешествий, когда «одеяла и подушки ждут ребят».
По статистике, до трети происшествий на дорогах происходят из-за небрежности водителей, вызванной физической истощённостью или засыпанием за рулём. К наибольшей группе риска относятся те автомобилисты, которые профессионально занимаются грузовыми и пассажирскими перевозками на большие расстояния, длительное время непрерывно . Способствуют засыпанию за рулём монотонная дорожная разметка и тёмное время суток.
Необходимость системы распознавания усталости
При , для избегания дорожно-транспортного происшествия, время срабатывания тормозного механизма будет одним из факторов своевременной остановки транспорта. К другим подобным факторам можно причислить: скорость, с которой водитель отреагирует на изменившуюся обстановку, и время, которое ему понадобится для принятия решения и приведения в действие соответствующего исполнительного механизма.
В результате проведённых исследований было установлено, что постоянное управление транспортом на протяжении 4 часов понижает скорость реагирования автомобилиста на изменение дорожной обстановки в 2 раза, а в течение 8 часов - до 5–7 раз.
Система распознавания усталости водителя следит за определёнными параметрами физической формы человека, которые стабильны, когда за рулём человек выспавшийся и бодрый. В случае когда механизм замечает отклонения от базовых нормативов, заложенных настройками, то различными типами сигналов и оповещений уведомляет о необходимости , сделав паузу на отдых.
Способы осуществления контроля
Контроль усталости водителя может осуществляться несколькими методиками. В основу прибора безопасности заложены три способа определить усталость управляющего транспортным средством человека:
- Способ, базирующийся на оценке траектории движения транспорта.
- Способ, базирующийся на оценке действий водителя дорожно-транспортного средства.
- Способ, базирующийся на оценке траектории движения головы человека за рулём.
Существующие на сегодня , а также раннего обнаружения признаков усталости водителя транспортного средства функционируют, опираясь на несколько нюансов: стиль езды, манера поведения за рулём, применение механизмов управления, условия и обстановка движения. Конструктивно такие устройства могут объединять устройство управления, контроллер руля, световой и звуковой сигналы предупреждения.
Принцип действия
Как работает датчик усталости водителя: датчик поворотов рулевого колеса статистически оценивает интенсивность, периодичность поворотов колеса за прошедшие четыре часа от начала движения и в случае обнаружения статистической погрешности выше допустимого уровня передаёт сигнал на блок управления, который активирует элементы сигнализации об опасности.
В комплекс управления попадает большое количество сигналов, информирующих о разных параметрах:
- Манера вождения - разного типа ускорения за полчаса после начала движения, оценка скорости.
- Условия управления - продолжительность поездки, оценка времени суток.
- Эксплуатация исполнительных механизмов - оценка интенсивности использования переключателей под рулём, тормозной системы, устройств на щитке управления.
- Интенсивность поворотов рулевого колеса - оценка скорости и ускорения.
- Состояние дорожного покрытия - контроль режимов ускорения.
- Направление движения дорожно-транспортного средства - контроль различных видов ускорений.
Постоянно проводя комплексные расчёты по определённым алгоритмам, устройство обнаруживает отклонения в направлении движения транспортного средства и действиях человека. О чём сообщается на дисплее панели управления, сигнализируя звуком. Если водитель игнорирует сигналы, сонным продолжает управлять автомобилем, то с периодичностью четверть часа оповещение возобновляется. Активация системы безопасности происходит при достижении транспортным средством скорости в 80 км/час.
Новейшая Австралийская разработка в стадии тестирования - система контроля усталости водителя DAS - позволяет поддерживать безопасность дорожного движения транспортными средствами благодаря жёстким требованиям по соблюдению предписанных ограничений. Такой прибор способен читать установленные знаки, также следить за выполнением предписанных ними норм. Такое средство способно предоставить полиции детальные сведения о том, где транспортное средство было, какова была его скорость движения на определённых участках дорог.
Комплекс DAS оборудуется тремя видеокамерами, одна из которых смотрит вперёд, а остальные фокусируются на положении головы водителя. В записывающем устройстве компьютера фиксируется дорожная обстановка и положение головы, а интеллектуальное устройство, выделяя нужное, понимает назначение дорожных знаков.
Если транспортное средство приближается слишком быстро к дорожным знакам, например, ограничения скорости, система сигналом оповещает об этом водителя. В случае игнорирования предупреждения нарушение вносится в память компьютера. Такой же механизм предупреждения и фиксации нарушений предусмотрен и для остальных групп дорожных знаков.
Система контроля усталости водителя DAS - новейший прибор безопасности Вольво на рынке. Устройство оснащается видеосъёмкой, задача которой контролировать ровность бега транспортного средства относительно дорожной разметки. При обнаружении периодических отклонений от траектории движения и виляний, органами оповещения производится предупредительный сигнал. Для водителя это может символизировать своеобразную красную черту, за которую не стоит переходить, а нужно сделать остановку на отдых. Для подробного ознакомления с такой системой производителем предусмотрена инструкция по эксплуатации, написанная более чем на 400 страницах.
Если статья оказалась полезной, напишите нам.