автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Метод анализа механизма дорожно-транспортного происшествия

На правах рукописи

лаы;;/''

ШАХОВ КОНСТАНТИН СЕРГЕЕВИЧ

МЕТОД АНАЛИЗА МЕХАНИЗМА ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНОГО ПРОИСШЕСТВИЯ

Специальность 05 22 10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тюмень 2007

003162018

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет» на кафедре Автомобили и автомобильное хозяйство

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Данилов Олег Федорович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Васильев Валерий Иванович, Курганский государственный университет

кандидат технических наук, доцент Новоселов Олег Александрович, Тюменский государственный нефтегазовый университет

Ведущая организация:

Испытательно - технический центр "Тест - Сервис", г Курган

Защита состоится «14» ноября 2007 г в 14 00 часов на заседании диссертационного совета Д212 273 04 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу 625000, г Тюмень, ул Володарского, 38, зал им А Н Косухина

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменского государственного нефтегазового университета

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета, а также по e-mail. d_212_273_04@tsogu ru

Автореферат разослан « 12 » октября 2007 г.

Телефон для справок (3452) 20-93-02,41-68-65

Ученый секретарь диссертационного совета

П В Евтин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Неуклонное развитие научно-технического прогресса и укрепление благосостояния населения способствуют как качественному, так и количественному росту автомобильного парка страны Отрицательным моментом данной тенденции является увеличение количества дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и числа пострадавших в них людей

Осложнение обстановки на дорогах наблюдается практически во всех субъектах Федерации По сравнению с 2000 годом количество пострадавших в ДТП за 2006 год увеличилось более чем в 1,5 раза

Результаты анализа видам ДТП свидетельствуют, что более половины из них - наезды на пешеходов (около 51 %), при этом 18-20 % наездов происходит в условиях ограниченной обзорности

Основным способом выявления причин дорожно-транспортных происшествий, в этих случаях, является автотехническая экспертиза Механизм анализа происшествий, в условиях ограниченной обзорности, сложнее обычного Методы исследования, применяемые в настоящее время, основываются на математических моделях, включающих в себя кинематическую и геометрическую составляющие Однако, при проверке геометрического условия существующие методики не учитывают возможное ограничение обзорности, связанное с конструктивными особенностями транспортного средства, такие как, наличие стоек кузова, наличие загрязнений на лобовом стекле при неблагоприятных дорожных условиях Не учитываются и физиологические особенности водителя, характеризующие поле зрения Кроме того, подобные задачи при движении пешехода под углом к краю проезжей части, отличным от прямого, исследователями малоизученны Все это оказывает безусловное влияние на достоверность результатов экспертизы, провоцирует привлечение к ответственности невиновных лиц и, в итоге, не приводит к установлению истинных причин дорожно-транспортного происшествия

Таким образом, совершенствование методов исследования механизма ДТП, совершенных в условиях ограниченной обзорности, является актуальной научно-технической задачей

Цель исследований повышение эффективности экспертного исследования на основе разработки метода анализа механизма ДТП, совершенных в условиях ограниченной обзорности

Объект исследований система Водитель-Автомобиль-Дорога-

Среда

Предмет исследований механизм ДТП в условиях ограниченной обзорности

Теоретической и методологической основой исследования

являются теория движения автомобиля, системный подход и комплексный анализ, теория вероятности, регрессионный анализ, непрерывное имитационное моделирование и динамическое программирование, позволяющие получить обоснованные выводы Научная новизна исследования

-установлены закономерности изменения параметров обзорности дод воздействием учитываемых факторов,

-разработана математическая модель процесса сближения транспортного средства и пешехода в условиях ограниченной обзорности, -создано алгоритмическое обеспечение метода анализа механизма

ДТП,

-разработана имитационная модель исследования механизма ДТП, -предложена методика определения параметров обзорности с рабочего места водителя

Практическая ценность заключается в разработке метода анализа механизма дорожно-транспортного происшествия, совершенного в условиях ограниченной обзорности, создании инструментария и методики определения обзорности с рабочего места водителя, а также в разработке имитационной модели, позволяющих формировать объективную оценку о механизме дорожно-транспортного происшествия Реализаиия результатов работы.

Устройство для определения обзорности оператора транспортного средства планируется к выпуску на заводе ОАО «Курганприбор-А»

Оформлены заявки на получение патентов в «Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам» Получены три приоритетные справки №2007131875 от 22 08 2007 г на способ, №2007131877 от 22 08 2007 г на устройство и №2007132300 от 27 08 2007 на полезную модель

Совместно с Научно-исследовательским институтом электронных образовательных ресурсов Тюменского государственного нефтегазового университета подготовлен проект автоматизированного рабочего места (АРМ) для использования в экспертных подразделениях системы МВД и Министерства юстиции

Кроме того, результаты исследования используются в учебном процессе Курганского государственного университета и Тюменского государственного нефтегазового университета при подготовке инженеров по специальностям «Организация и безопасность движения», а также «Автомобили и автомобильное хозяйство» по дисциплинам «Организация автомобильных перевозок и безопасность движения», «Экспертиза дорожно-транспортных происшествий» и «Организация дорожного движения»

На защиту выносится•

1 Закономерности изменения параметров обзорное! и

2 Математическая модель процесса сближения транспортного средства и пешехода в условиях ограниченной обзорности

3 Алгоритмическое обеспечение метода анализа механизма ДТП

4 Имитационная модель исследования механизма ДТП

5 Методика определения параметров обзорности с рабочего места водителя

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» - Тюмень, 2007 г., Всероссийской конференции института транспорта Тюменского государственного нефтегазового университета» - Тюмень, 2007 г, решональной научно-практической конференции «Экология Риск Безопасность» - Курган, 2005 г , на ежегодных конференциях аспирантов и соискателей Тюменского государственного нефтегазового университета -Тюмень, 2003 — 2007 гг, на заседаниях кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство» Тюменского государственного нефтегазового университета, 2003 -2007 гг

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 7 статьях

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений Объем работы составляет 134 страницы печатного текста, в том числе 10 таблиц, 57 иллюстраций (рисунков), списка использованных источников из 110 наименований и 3 страниц приложений

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, излагается цель исследования, научная новизна, практическая ценность, а также основные положения, выносимые на защиту

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса Проведен аналитический обзор научно-исследовательских работ, выполненных как в нашей стране, так и за рубежом, направленных на выявление причин дорожно-транспортных происшествий Рассмотрены приоритетные направления деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения, одним из которых является совершенствование методов расследования ДТП Проанализированы составляющие системы Водитель-Автомобиль-Дорога-Среда в обеспечении безопасности движения

Особое внимание уделено автотехнической экспертизе исследования обстоятельств дорожно-транспортных происшествий Рассмотрена

специфика использования научных знаний Проанализированы виды следственных экспериментов, выявлены их особенности, как способа получения исходных данных для производства автотехнической экспертизы Проведен лингвистический анализ термина «ограниченная обзорность», качественно характеризующего процесс сближения -начальную фазу ДТП, выполнен анализ аппаратных средств и способов определения обзорности, изучены физиологические особенности водителя На основе проведенного анализа методик, используемых в настоящее время (Н М Кристи, В А Илларионов, Ю Б Суворов), выделено две концепции решения вопроса о наличии либо отсутствии у водителя технической возможности предотвращения дорожно-транспортного происшествия в условиях ограниченной обзорности

Первая концепция путем сравнения расстояния (Ба), на котором находилось транспортное средство от места наезда в момент обнаружения пешехода, с остановочным путем (Бо) транспортного средства в данных дорожных условиях (8а< >Бо)

Вторая концепция путем сравнения рассчитанной величины расстояния, на котором находился пешеход от места наезда (Бпо), со значением расстояния (Бпв) от пешехода до места наезда в момент открытия видимости пешехода с рабочего места водителя (Бвп< >8по) Расчет расстояния Бпо проводят для момента, когда автомобиль находится от места наезда на расстоянии равном своему остановочному пути

Вместе с тем отмечены недостатки современных методик экспертиз ДТП и заложенных в них моделей

-отсутствует четкая классификация дорожно-транспортных ситуаций, препятствующая созданию базы их типовых моделей,

-номенклатура информативных параметров модели дорожной ситуации не учитывает реальное ограничение зоны обзора, связанное с конструктивными особенностями транспортного средства,

-ограниченно трактуются физиологические особенности главного субъекта ДТП - водителя,

-не учитывается перемещение транспортного средства и пешехода, с момента его появления в зоне обзора до момента начала его обнаружения водителем

На основании выполненного анализа сформулирована рабочая гипотеза настоящего исследования, состоящая в том, что располагая данными по обзорности с места водителя, данными о физиологических особенностях водителя, а также учитывая перемещение транспортного средства, с момента появления пешехода в зоне обзора до момента его обнаружения водителем, можно определить расстояние от транспортного средства до места наезда, используя в дальнейшем полученные значения

для формирования выводов экспертного заключения о механизме и причинах дорожно-транспортного происшествия

Таким образом, проведенный анализ существующих разработок, а также проблем при проведении автотехнической экспертизы показал следующее:

-высокий уровень дорожно-транспортной аварийности в нашей стране объективно выдвигает проблему выявления причин ДТП в ряд крупных общегосударственных проблем, имеющих большое социальное и экономическое значение,

-основным способом анализа дорожно-транспортных происшествий является автотехническая экспертиза,

-совершенствование методов, применяемых при производстве автотехнических экспертиз, способствует повышению эффективности решения задач в области обеспечения безопасности дорожного движения, -существующие методы и средства анализа не позволяют подробно исследовать механизм дорожно-транспортных происшествий, совершенных в условиях ограниченной обзорности, со всеми его особенностями

Для достижения ранее сформулированной цели исследования необходимо было решение следующих теоретических и практических задач:

1 Выполнить классификацию дорожно-транспортных ситуаций, создать базу их типовых моделей и выявить ситуации не обеспеченные решением с использованием моделей существующих методик

2 Разработать математическую модель процесса сближения транспортного средства и пешехода в условиях ограниченной обзорности

3 Разработать алгоритм анализа ДТП и программную реализацию имитационной модели исследования механизма дорожно-транспортного происшествия, определить чувствительность модели к изменению ее параметров

4 Разработать инструментарий и методику определения параметров обзорности с рабочего места водителя

5 Выявить и исследовать закономерности изменения параметров обзорности под воздействием учитываемых факторов

6 Разработать рекомендации по практическому использованию результатов исследования, оценить их экономическую эффективность

Вторая глава посвящена аналитическим исследованиям В ней описана общая и частные методики исследований, разработаны теоретические аспекты поставленных задач

На первом этапе теоретических исследований были выделены факторы, влияющие на формирование математическою аппарата при решении вопроса и наличии либо отсутствии у водителя технической

возможности предотвращения дорожно-транспортного происшествия Проведенным анализом было установлено четыре фактора, изображенные на рисунке 1, и представленные в дальнейшем в виде матрицы состояния на рисунке 2

Г

Режим движения ,

Скоростной режим,

Направление движения пешехода,

Место нанесения удара,

У

Рисунок 1 - Факторы, характеризующие ДТП Г

АН А12 А21 А22

Рисунок 2 - Матрица состояния

Каждый элемент матрицы состояния является качественным показателем, и может принимать значение либо «О» либо «1» Например, элемент Ап=0 при условии, что до наезда транспортное средство двигалось без торможения или Ап=1 при условии, что наезд совершен в торможении

Введенная двоичная система кодирования позволила описать 16 видов дорожно-транспортных ситуаций и одновременно выдвинула новую задачу по классификации дорожно-транспортных ситуаций, т е объединения их в группы по определенному признаку

По результатам анализа методик проведения автотехнических экспертиз, в основу классификации был положен признак, характеризующий возможность решения той или иной дорожно-транспортной ситуации (ДТС) с помощью имеющихся концепций

Все ситуации были представлены общим информационным полем в виде квадрата, внутри которого расположены 4 группы по 4 ситуации в каждой группе (рисунок 3), обозначенные ситуации И, О, Ь, М Для ситуаций Б, решение вопроса возможно с помощью концепции Ба< >8о (методики Илларионова И А. и Кристи Н М ), так и с помощью концепции Бпо < > Бвп по методике Суворова Ю.Б

Решение вопроса для ситуаций вида в возможно только с помощью концепции Ба< >Бо (методики Илларионова И А и Кристи Н М ) Таким образом, можно сделать вывод, что существующие методики исследования позволяют найти решение для восьми из шестнадцати возможных

ситуаций, причем в четырех ситуациях возможно решение вопроса по обеим концепциям

Данная классификация позволила, во-первых, создать базу типовых моделей ДТС, во-вторых, выявить ситуации, не обеспеченные решением с использованием моделей существующих методик (ситуации вида Ь и М), в-третьих, уточнить рабочую гипотезу располагая данными по обзорности с места водителя, данными о физиологических особенностях водителя, а также учитывая перемещение транспортного средства, с момента появления пешехода в зоне обзора до момента его обнаружения водителем, на основе концепции Ба< >Бо, можно определить расстояние от транспортного средства до места наезда, используя в дальнейшем полученные значения для формирования выводов экспертного заключения о механизме и причинах дорожно-транспортного происшествия

о о о о

о о

О 1

1 о о о J

1 о

О 1

О 1

о о J

О 1

О 1

От ацни I*

1 ']

о о j

1 1 О 1

0 о

1 о

0 о

1 1

) (:::

о1

Свглашш М

0 1

1 о

0 1

1 1

1 1

1 о

1 1 I I

Концепция ва< >9о I

Концепция '¿по < > ^ви

Рисунок 3 - Классификация дорожно-транспортных ситуаций

Вывод о том, что существующие методики не обеспечивают решение полного комплекса задач, позволяет ввести показатель эффективности проведения автотехнической экспертизы, в виде коэффициента эффективности Кэф, представляющего собой отношение количества ДТП, по которым принято решение, к общему количеству ДТП подвергнутого анализу

При этом под словосочетанием «принято решение» рассматривается сумма всех происшествий как с формулировкой «располагал», так с

формулировкой «не располагал технической возможностью» Под словосочетанием «решение не принято» понимаются происшествия, подвергнутые анализу с выводами «дать ответ на поставленный вопрос не представляется возможным» Следовательно, в соответствии с целью диссертационной работы целевую функцию можно записать в следующем виде

где Л^ - количество дорожно-транспортных происшествий, по которым в ходе проведения автотехнической экспертизы принято решение, 'Z,NAIЭ- суммарное количество ДТП, подвергнутых экспертному

На втором этапе теоретических исследований разработана математическая модель процесса сближения транспортного средства и пешехода Схема дорожно-транспортной ситуации привязывается к системе координат ХОУ (рисунок 4), что позволяет дать математическое описание закона движения транспортного средства и пешехода

Точкой отсчета в математической модели является место наезда Пешеход и транспортное средство (водитель) перемещаются в сторону, противоположную их первоначальному направлению движения, до момента, когда водитель, пешеход и точка ограничения обзорности будут расположены на одной прямой

(1)

анализу

/_Л

Шы \

/ / /

Мрстп Ьшпда пешгхпйа т а ¡юр тгуп часть 1X6 т/

' г

Линия дйи гения пешехода

1 06шт } ограничивав ищи , обзорность

Положение место бодишеля во* Ах О!

X

1 -момент наезда, 2-момент обнаружения пешехода

Рисунок 4 - Формирование математической модели

В математической модели учтены физиологические особенности водителя (поле зрения), а также внутренние ограничения, обусловленные конструктивными элементами транспортного средства

Введение корректировочной поправки 5", позволяет учитывать перемещение транспортного средства с момента появления пешехода в поле зрения водителя до момента начала его обнаружения

Разработанная математическая модель процесса сближения транспортного средства и пешехода, обеспечивает решением все 16 видов дорожно-транспортных ситуаций Модель формируется двумя составляющими - кинематической и геометрической, использует ранее установленные зависимости /„ и /я, тем самым, наследуя черты предыдущих методик

Общий вид модели представлен следующими соотношениями

1 Кинематическое условие

Геометрическое условие

(

У=кх+В уравнение прямой линии определяющей одновременное расположение места водитетя пешехода и ючки внешнего { ограничения обзорности

] (£>а+Ах; 0) - координаты места водитетя

(Хп;Уп) - координаты точки ограничения внешнего обзора

(X]; \7]) — тек\шие координаты перемещения пешехода на линии его движения

_сге [0 й]

V

I

где Ба - перемещение транспортного средства, м , Бп - перемещение пешехода, м ,

Ьу - расстояние от передней части автомобиля до месга нанесения удара, м ,

- корректировочная поправка, м , Ах- продольная координата места водителя, м , Ву- поперечная координата места водителя, м ,

- функция, определяющая зависимость 8а от параметра 1, Й1(1) - функция, определяющая зависимость 8п от параметра 1, I - время до момента наезда, с ,

^ а -угол внутреннего обзора с рабочего места водителя, град , 0,ЕД - задают интервал значений угла а, с учетом внутреннего ограничения обзорности и физиологических особенностей водителя Особенностями разработанной математической модели являются

• способ описания геометрического и кинематического условий в системе координат,

• учет ограничения по углу обзора с рабочего места водителя,

• введена корректировочная поправка , учитывающая перемещение пешехода в поле зрения водителя до момента обнаружения

На третьем этапе теоретических исследований был разработан алгоритм анализа дорожно-транспортного происшествия (рисунок 5, 6)

Рисунок 5 - Алгоритм анализа ДТП

Рисунок 6 -Продолжение алгоритма анализа ДТП

В основу разрабатываемого алгоритма положена концепция Ба< >8о, обеспечивающая решением наибольшее количество ситуаций В ее основе лежит сравнение двух величин Ба - расстояния от транспортного средства до места наезда (в момент обнаружения пешехода) и Бо — остановочного пути В случае, если Ба больше Бо, принимается решение о «виновности» водителя, иначе - о его «невиновности» Сложность вычисления Ба и Бо заключается в многообразии реальных ситуаций ДТП, что вызывает необходимость учета большого объема исходных данных

Факторы, выделенные для классификации дорожно-транспортных ситуаций, используются в качестве информативных параметров при разработке алгоритмического обеспечения режим движения определяет структуру вычислительного алгоритма, скоростной режим - структуру принятия решения Место удара и угол выхода пешехода определяют значения исходных данных

Четвертый этап теоретических исследований посвящен разработке имитационной модели исследования механизма ДТП в условиях ограниченной обзорности

Имитационная модель (рисунок 7) разработана, с Использованием современных средств визуального программирования: системы автоматизированного создания 3D тренажеров, 3D Studio МАХ 7.0. Microsoft Visial Studio.NET 2003 Professional, Adobe Creative Suit 2 Premium, компьютерного имитационного тренажера «PLAY».

Рисунок 7 - Имитационная модель пользователя.

Графический интерфейс пользователя обеспечивает выведение на экран дисплея значения выходных параметров с одновременным наблюдением динамического процесса.

Имитационная модель позволяет определять расстояние от транспортного средства - участника ДТП до места наезда в момент обнаружения пешехода с учетом внутреннего ограничения, обусловленного конструктивными элементами и физиологических особенностей водителя.

Изменение местоположения участников ДТП: пешехода и транспортного средства, от места наезда реализуется с использованием зависимостей установленных в работах Илларионова В.А., Суворова Ю.В., Кристи Н.М.. Точкой отсчета является момент (место) наезда на пешехода.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям В соответствии с целью и задачами исследования общая методика предусматривает проведение эксперимента в три этапа.

На первом этапе экспериментальных исследований разработан инструментарий и методика определения параметров передней обзорности (описание устройства и способа приводится в диссертационной работе).

Целью второго этапа экспериментальных исследовании является параметрическая идентификация модели, что предусматривает:

-сбор, обработку и анализ информации о росте водителя, -исследование параметров передней обзорности на примере автомобиля ВАЗ-2110,

-выявление закономерностей изменения параметров обзорности, -сбор, обработку и анализ статистических сведений о материалах направленных для производства автотехнических экспертиз

При исследовании параметров передней обзорности автомобиля ВАЗ-2110 проведены экспериментальные замеры по методике полнофакторного эксперимента в зависимости от вертикального и горизонтального положения органов зрения водителя внутри транспортного средства Установленные зависимости имеют следующий вид

Аи = 23,25-6,25*, +0,25АГ2-0,25ЛГ,Х2 (2)

Ап = б 1 - 3,5Х, + Х2- 0,5Х, Х2 (3)

В„ = 16,5-5-*-, +Х2-0,5Х,Х2 (4)

522 = 50-ЗХ,-Х2 (5)

= 11,75 - 2,25*, + 1,25Л"2 - 0,75ЛГ, Х2 (6)

Аг = 9,25 - 1,25Х, + 0,25Хг - 0,25Х, X, (7)

где X, - продольная координата органов зрения, Х2 - вертикальная координата органов зрения

Условные обозначения показаны также на рисунке 8, где представлена диаграмма передней обзорности

А, - угол ограничения левой стойкой, Аг- угол ограничения правой стойкой, 5,- угол ограничения слева, обусловленный загрязнениями на лобовом стекле, В2- угол ограничения справа, обусловленный загрязнениями на лобовом стекле

Адекватность полученных моделей во всех случаях подтверждена оценкой по критерию Фишера

Анализ экспериментальных данных показал, что наибольшее влияние на параметры передней обзорности оказывает продольная координата места водителя

Третий этап экспериментальных исследований посвящен определению закономерностей влияния значений исходных параметров на формирование результатов экспертного заключения

Для решения этой задачи в имитационную модель вводились значения исходных данных, соответствующие медиане плотности распределения

Задавался интервал значений одного из параметров, регистрировались значения выходных параметров имитационной модели расстояние от места наезда до автомобиля Яа и его скорректированное значение Баск (с учетом корректировочной поправки) Дополнительно рассчитывались значения остановочного пути автомобиля Далее рассчитывалась разность значений Эа и Бо, а также разность значений 8аск и 8о

На рисунке 9 показано влияние скорости движения автомобиля на разность значений Ба и 8о

Кроме вышеуказанных исследований проведено экспериментальное моделирование для всех 16 видов дорожно-транспортных ситуаций Результаты моделирования каждой ситуации отображались на экране монитора с возможностью наблюдения механизма ДТП и получения результатов с учетом внутреннего ограничения обзорности, поля зрения водителя и перемещения пешехода в поле зрения водителя до момента начала его обнаружения, что полностью подтвердило рабочую гипотезу.

Четвертая глава посвящена практическому использованию результатов исследований, определению экономической эффективности, а также информационного и социального эффекта Здесь же сформированы принципы проектирования автоматизированного рабочего места (АРМ) эксперта

Рисунок 9 - Характер влияния скорости движения автомобиля на разность Ба и Бо

Повышение информационного эффекта позволит дополнительно принять решение не менее чем в 6 % дорожно-транспортных происшествий

Социальный эффект связан с повышением качества решаемых социальных задач, а также с перераспределением долей «вины» водителя и «вины» пешехода, что в целом приводит к более объективному анализу механизма дорожно-транспортного происшествия

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Решена актуальная научно-техническая задача по разработке метода анализа механизма ДТП, позволяющего повысить эффективность экспертного исследования происшествий, совершенных в условиях ограниченной обзорности Выполнена классификация дорожно-транспортных ситуаций, создана база их типовых моделей Выявлены ситуации, не обеспеченные решением с использованием моделей существующих методик

2 Разработана математическая модель процесса сближения транспортного средства и пешехода в условиях ограниченной обзорности, позволяющая определять расстояние от транспортного средства до места наезда с учетом внутреннего ограничения обзорности и поля зрения водителя и с учетом перемещения пешехода до момента начала его обнаружения

3 Разработан алгоритм анализа ДТП и программная реализация имитационной модели, позволяющие дать не только аналитическое описание ДТП, но и сформировать реалистичный сценарий его развития Выявлены диапазоны изменения параметров, определена чувствительность модели Установлен характер влияния параметров на формирование выводов экспертного заключения

4 Разработаны инструментарий и методика определения параметров обзорности с рабочего места водителя, позволяющие получать исходную информацию для анализа механизма ДТП Поданы документы на патентную защиту

5 Установлены закономерности изменения параметров обзорности под воздействием учитываемых факторов наибольшее влияние на параметры обзорности оказывает продольная координата места водителя

6 Разработаны практические рекомендации по использованию результатов исследования Определена экономическая эффективность от совместного внедрения АРМа эксперта и устройства для измерения обзорности оператора транспортного средства, применение которых позволит снизить затраты, связанные с анализом механизма одного ДТП, на 983 руб Использование результатов исследования, помимо экономического, обеспечивает информационный и социальный эффекты

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах - в журналах, рецензируемых ВАК

1 Данилов, О Ф Алгоритм анализа дорожно-транспорного происшествия [Текст] / О Ф Данилов, В И Колесов, К.С Шахов// Известия высших учебных заведений Нефть и газ / Тюмень,ТюмГНГУ,2007 №5-С 87-89

2 Шахов, К С Специфика алгоритмического обеспечения анализа дорожно-транспортного происшествия [Текст] / КС Шахов О Ф Данилов, В И Колесов // Вестник Иркутского Государственного Технического Университета /Иркутск, ИрГТУ, 2007 №3(33) - С 91 -94

- в прочих изданиях

3 Шахов, К С Проблемы совершенствования экспертизы ДТП автотранспортных средств [Текст] /КС Шахов // Прогрессивные формы организации процессов технической эксплуатации автомобилей и специальной нефтегазопромысловой техники Межвуз Сб науч тр / Тюмень, Издательство "Вектор Бук", 2004 - С 224-229

4. Данилов, О.Ф Анализ факторов, характеризующих дорожно-транспортные ситуации [Текст] / О Ф.Данилов, КС Шахов //Вестник Курганского Государственного Университета / Курган, 2007. №4 - С 45-46.

5 Данилов, О Ф Применение матрицы состояния для классификации ДТП [Текст] / О Ф Данилов, К С.Шахов //Вестник КГУ/ Курган, 2007 №4 - С 46-48.

6 Шахов, К С Классификация дорожно-транспортных ситуаций с помощью матрицы состояния [Текст] /К С Шахов// Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири»/Тюмень, ТюмГНГУ, 2007- С 172-175

7 Шахов, К.С. Применение системного подхода к анализу факторов, характеризующих дорожно-транспортные ситуации [Текст] /К С.Шахов// Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» /Тюмень, ТюмГНГУ, 2007-С.176-179.

Подписано к печати -fO, Бум писч №1

Заказ № Уч изд л 1,0

Формат 60x90 1/16 Уел печ л 1,0

Отпечатано на RISO GR 3750_Тираж 100 экз

Издательство "НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" 625000, Тюмень, Володарского, 38 Отдел оперативной полиграфии издательства " Нефтегазовый университет" 625000, Тюмень, Володарского, 38

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ аварийности в Российской Федерации, приоритетные направления деятельности в области обеспечения безопасности дорожного движения.

1.2. Составляющие системы Водитель-Автомобиль-Дорога-Среда в обеспечении безопасности движения.

1.3. Автотехническая экспертиза и ее место в структуре комплекса В АД С.

1.4. Анализ аппаратных средств для измерения обзорности.

1.5. Анализ существующих методик исследования механизма ДТП в условиях ограниченной обзорности.

1.6. Выводы по первой главе. Цель и задачи исследования.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА МЕХАНИЗМА

ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНОГО ПРОИСШЕСТВИЯ.

2.1. Общая методика исследования.

2.2. Классификация дорожно-транспортных ситуаций с помощью матрицы состояния.

2.3. Разработка математической модели и алгоритма анализа ДТП.

2.4. Разработка имитационной модели процесса сближения транспортного средства и пешехода.

2.5. Выводы по второй главе.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Общая методика экспериментальных исследований.

3.2. Разработка инструментария и методики определения параметров передней обзорности.

3.3. Исследование параметров передней обзорности на примере а/м ВАЗ-2110.

3.4. Исследование статистических сведений дорожно-транспортных происшествий.

3.5. Исследование влияния значений исходных параметров, на формирование результатов экспертного заключения.

3.6. Выводы по третьей главе.

4. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Принципы построения, назначение и необходимость разработки автоматизированного рабочего места эксперта.

4.2. Внедрение результатов исследования.

4.3. Оценка эффективности результатов исследования.

4.4. Выводы по четвертой главе.

Неуклонное развитие научно-технического прогресса и укрепление благосостояния населения способствуют как качественному, так и количественному росту автомобильного парка страны. Отрицательным моментом данной тенденции является увеличение количества дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и числа пострадавших в них людей.

Осложнение обстановки на дорогах наблюдается практически во всех субъектах Федерации. По сравнению с 2000 годом количество пострадавших в ДТП за 2006 год увеличилось более чем в 1,5 раза.

Результаты анализа по видам ДТП свидетельствуют, что более половины из них - наезды на пешеходов (около 51 %), при этом 18-20 % наездов происходит в условиях ограниченной обзорности.

Основным способом выявления причин дорожно-транспортных происшествий в этих случаях является автотехническая экспертиза. Механизм анализа происшествий, совершенных в условиях ограниченной обзорности, сложнее обычного. Методы исследования, применяемые в настоящее время, основываются на математических моделях, включающих в себя кинематическую и геометрическую составляющие. Однако при проверке геометрического условия существующие методики не учитывают возможное ограничение обзорности, связанное с конструктивными особенностями транспортного средства, такими как наличие стоек кузова, наличие загрязнений на лобовом стекле при неблагоприятных дорожных условиях. Не учитываются и физиологические особенности водителя, характеризующие поле зрения. Кроме того, подобные задачи при движении пешехода под углом к краю проезжей части, отличным от прямого, исследователями малоизучены. Все это оказывает безусловное влияние на достоверность результатов экспертизы, провоцирует привлечение к ответственности невиновных лиц и в итоге не приводит к установлению истинных причин дорожно-транспортного происшествия.

Таким образом, совершенствование методов исследования механизма ДТП, совершенных в условиях ограниченной обзорности, является актуальной научно-технической задачей.

Цель исследований - повышение эффективности экспертного исследования на основе разработки метода анализа механизма ДТП, совершенных в условиях ограниченной обзорности.

Объект исследований - система Водитель-Автомобиль-Дорога-Среда.

Предмет исследований - механизм ДТП в условиях ограниченной обзорности.

Теоретической и методологической основой исследования являются теория движения автомобиля, системный подход и комплексный анализ, теория вероятности, регрессионный анализ, непрерывное имитационное моделирование и динамическое программирование, позволяющие получить обоснованные выводы. Научная новизна исследования:

-установлены закономерности изменения параметров обзорности под воздействием учитываемых факторов;

-разработана математическая модель процесса сближения транспортного средства и пешехода в условиях ограниченной обзорности; -создано алгоритмическое обеспечение метода анализа механизма

ДТП;

-разработана имитационная модель исследования механизма ДТП; -предложена методика определения параметров обзорности с рабочего места водителя.

Практическая ценность заключается в разработке метода анализа механизма дорожно-транспортного происшествия, совершенного в условиях ограниченной обзорности, создании инструментария и методики определения обзорности с рабочего места водителя, а также в разработке имитационной модели, позволяющих формировать объективную оценку о механизме дорожно-транспортного происшествия.

Реализация результатов работы.

Устройство для определения обзорности оператора транспортного средства планируется к выпуску на заводе ОАО «Курганприбор-А».

Оформлены заявки на получение патентов в «Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам». Получены три приоритетные справки: №2007131875 от 22.08.2007 г. на способ, №2007131877 от 22.08.2007 г. на устройство и №2007132300 от 27.08.2007 на полезную модель.

Совместно с Научно-исследовательским институтом электронных образовательных ресурсов Тюменского государственного нефтегазового университета подготовлен проект автоматизированного рабочего места (АРМ) для использования в экспертных подразделениях системы МВД и Министерства юстиции.

Кроме того, результаты исследования используются в учебном процессе Курганского государственного университета и Тюменского государственного нефтегазового университета при подготовке инженеров по специальностям «Организация и безопасность движения», а также «Автомобили и автомобильное хозяйство» по дисциплинам «Организация автомобильных перевозок и безопасность движения», «Экспертиза дорожно-транспортных происшествий» и «Организация дорожного движения».

На защиту выносятся:

1. Закономерности изменения параметров обзорности.

2. Математическая модель процесса сближения транспортного средства и пешехода в условиях ограниченной обзорности.

3. Алгоритмическое обеспечение метода анализа механизма ДТП.

4. Имитационная модель исследования механизма ДТП.

5. Методика определения параметров обзорности с рабочего места водителя.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири» - Тюмень, 2007 г., Всероссийской конференции института транспорта Тюменского государственного нефтегазового университета» - Тюмень, 2007 г., региональной научно-практической конференции «Экология. Риск. Безопасность» - Курган, 2005 г.; на ежегодных конференциях аспирантов и соискателей Тюменского государственного нефтегазового университета -Тюмень, 2003 - 2007 гг.; на заседаниях кафедры «Автомобили и автомобильное хозяйство» Тюменского государственного нефтегазового университета, 2003 - 2007 гг.

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 7 статьях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений. Объем работы составляет 135 страниц печатного текста, в том числе 10 таблиц, 57 иллюстраций (рисунков), списка использованных источников из 110 наименований и 3 страниц приложений.

1. Выполнить классификацию дорожно-транспортных ситуаций, создать базу их типовых моделей и выявить ситуации, не обеспеченные решением с использованием моделей существующих методик.

2. Разработать математическую модель процесса сближения транспортного средства и пешехода в условиях ограниченной обзорности.

3. Разработать алгоритм анализа ДТП и программную реализацию имитационной модели исследования механизма дорожно-транспортного происшествия, определить чувствительность модели к изменению ее параметров.

4. Разработать инструментарий и методику определения параметров обзорности с рабочего места водителя.

5. Выявить и исследовать закономерности изменения параметров обзорности под воздействием учитываемых факторов.

6. Разработать рекомендации по практическому использованию результатов исследования, оценить их экономическую эффективность.

7. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АНАЛИЗА МЕХАНИЗМА ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНОГО ПРОИСШЕСТВИЯ

8. Моментом возникновения опасной обстановки в данном случае является момент обнаружения пешехода, а при всех иных вариантах решение задачи превращается в обычную задачу АТЭ без учета ограничения обзора. Таким образом, данный фактор исключаем.

9. Направление движения пешехода слева направо либо справа налево принципиального значения не имеет, а вот движение пешехода перпендикулярно либо под иным другим углом к краю проезжей части необходимо учитывать.

10. Место нанесения удара для проведения расчетов имеет существенное значение, так как при наезде боковой частью необходимо учитывать расстояние от передней части до места нанесения удара.