автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Теоретические основы обоснования технических параметров автомобильных дорог с учетом физиологических и функциональных требований автотранспортной системы

Ш^ЯОРУССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОЛИТЕХНИЧЕСКАЯ ^ АКАДЕМИЯ

Л

УДК 625.72.76(0%)

СЕЛЮКОВ Дмитрий Дмитриевич

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБОСНОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С УЧЕТОМ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ТРЕБОВАНИЙ АВТОТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ

05.23.11 - строительство авто» -бильных дорог и аэродромов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора те киических наук

Минск 1997

Работа выполнена на кафедра проектирования дорог Белорусской государственной политехнической академии.

Научный консультант

Заслуженный деятель науки и техники РСФСР, академик Академии трансаорта России, доктор технических наук, профессор |ц.Ф.наоков|.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Э.В.Гаврилов;

- доктор технических наук, профессор И.И.Леонович;

- доктор технических наук, профессор В.В.Сильянов.

Оппонирующая организация - НПО "Белавтодорпрогресс", г.Минск. Защита диссертации состоится " /<? т 1997Р в

час.

в аудитории 202 на заседании диссертационного совета Д.02ГШ.05 при Белорусской государственной политехнической академии по адресу: 220027, №шск - 27, проспект Ф.Скорины, д.65, БГПА, диссертационный совет Д.02.05.05.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГПА.

Отзывы в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью учреждения, следует направлять на имя ученого секретаря совета.

Автореферат разослан // 1997г.

Ученый секретарь диссертационого совета к.т.н., доцент

С.П.Баранов @ Селюков Д.Д., 199'/'

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В основе дорожной политики, изложенной в Концепции дорожного строительства, Генеральной схеме развития сети автомобильных дорог и Законе Республики Беларусь об автомобильных дорогах лежит требование по обеспечению и повышению безопасности дорожного движения. Безопасность дорожного движения закладывается при проектировании, реализуется при строительстве и поддерживается при эксплуатации автомобильных дорог. Средний показатель количества погибших в ДТП на 10000 автомобилей согласно данным Международной дорожной федерации за 1ЭЭ1г. для стран ЕЭС составляет 2,7.Для бывшего СССР он равен 27,а для Беларуси - 17. Фактологическая основа указывает на наличие требований, путей и резерва повыщения безопасности движения.

Автомобильную дорогу проектируют на основе системы уравнений, базирующихся на теории автомобиля, механике и геометрии, а расчетные схемы обоснования норм ее элементов, плана и профиля приняты приближенными и умозрительными. Эти уравнения и схемы заложены в пакеты программ и программное обеспечение автоматизации проектирования автомобильных дорог.В нормах по проектированию и эксплуатации автомобильных дорог учтена техническая составляющая безопасности движения, оставляя без внимания психологическую. Водитель, отвечающий за режим и безопасность движения, в нормах по проектированию я эксплуатации автомобильных дорог не прэдставлен, нэ учтено его зрение, психофизиологические возможности и качество труда, интегративная деятельность в приспособлении режима и траектории к предстоящим условиям движения путем целенаправленного воздействия на органы управления автомобилем, поэтому фактическая скорость движения впке расчетной и аварийность выше проектной.

Замена одной концепции проектирования автомобильной дороги на другую необходима ив потому, что вскралась ее ошибочность или неправомерность, а потому, что при нормативном значении элементов дороги, фактической скорости и интенсивности движения на дорогах увеличивается зрительная нагрузка, превышающая оптимальный уровень, снижается надежность работы водителя по управлении автомобилем, появляются опасные для движения места на дороге, в которых концентрируются дорожно-транспортные происшествия, и др. Последнее указывает на то, что водитель не получает своевременно ин~

формацию о степени опасности предстоящих условий движения или эта информация такова, что не побуждает его эффективно воздействовать на органы управления автомобилем для избежания происшествия или лучшего приспособления режима и траектории движения к этим условиям. Это приводит к перемещению акцента в научных исследованиях по совершенствованию норм проектирования и эксплуатации автомобильной дороги на психофизиологические возможности, целенаправленную деятельность в принятии водителем решения по изменению режима и траектории движения и др.

Актуальность научного исследования заключена в том, что впервые в мире предложено учйтнвать в концепции обоснования норм проектирования и эксплуатации автомобильной дороги интегративную деятельность водителя в приспособлении режима и траектории к предстоящим условиям движения путем целенаправленного его воздействия на органы управления автомобилем. Это физиологическое обоснование норм проектирования и эксплуатации автомобильных дорог и их психологического запаса повысит ¿фактическую скорость и безопасность движения, обеспечит оптимальную зрительную нагрузку и эмоциональное напряжение водителя.

Проблема проектирования автомобильных дорог с учетом требований безопасности движения, зрения и качества труда водителя в условиях роста автомобилизации Беларуси,необходимости улучшения условий работы водителя,повышеаия скорости и безопасности движения, шяошзацпи параметров элементов дороги по "психологическому запасу" является важной, своевременной, вызвана насущной потребностью развитая дорожного строительства и народного хозяйства и Судет иметь всевозрастающую значимость для всех стран мира.

Нормы проектирования и эксплуатации автомобильной дороги-это допускаемые значения параметров ее элементов, технико-экономических и транспортно-эксплуатационных показателей, которым она должна отвечать в одном случае при проектировании и назначении категории, а в другом случав - техническому состоянию в процессе эксплуатации в соответствии с составом транспортного потока и интенсивностью движения и обеспечивать надежность и удобство работы водителю, безопасность движения и т.д.

Водитель вступает во взаимодействие с условиями движения, в которых ему приходится управлять автомобилем. Оно проявляется в

изменениях функционирования как отдельна! систем, так и организма водителя в целом, о чем свидетельствуют изменения Оно- и биоэлектрических показателей, приспособительных к испошителышх движений при воздействии на органы управления автомобилем к др. ' Это взаимодействие осуществляется через посредство нервной системы. Ответную реакцию организма водителя на действие раздражителей, какими выстукают для него условия двиуения, называют рефлекторной реакцией или рефлексом. Тагам образом рабочей гипотезой является предположение, что характеристики рефлаксз, результатов ого приспособления к предстояггом условиям движения ззрисят от силы раздражителя, а закоксизрпостг, незяду кшш шк:ат быть положена а основу физиологического обоснования пори проектирования и эксплуатации автомобильных дорог.

Настоящая работа представляет собой новое научное направленна в исследовании функциональной автотранспортной системы за основе воздействия на водителя пгодвдл дозированных раздражителей условий движзнш с преобразованием их в выходшо велячяпн принятого им решения на этот раздражиталь (скорость, ускорение, «есто-полояепие на полосе движения и др.), сопровоздаемые фиэиолопгчес-гашя и зиоциональшлм раакдияга и качество« его труда при управлении автомобилей.

Цель исследования - разработка теоретических основ и практических методов обеспечения водители при управлении автомобилем с расчетной скоростью оптимальной зрительной ках-рузки и эмоциональной напряненности, повышения фактической скорости и безопасности движения из автомобильной дороге нз основа нового Функцнонадыю-сястешюго подхода к проектированию и эксплуатации дорог путем физиологического обоснования их норм с учетом иитегративпой деятельности водителя, требования психологетесксй безопасности движения, зрения и качества труда водителя.

Для достижения доли в работе поставлены и решены следующие задачи:

разработать теоретические, основы учета требований водителя к элементам плана и профиля автомобильной дороги;

разработать статистически достоверные и научно - обоснованные методы исследования функциональной автотранспортной системы с ус-тшовлэгавм психофизиологических зависимостей "скорость-хвракте-

ристика условий двикэния" к психофизиологического диапазона значения расчетных элементов плана и профиля автомобильной дороги;

разработать методологии прогнознования степени опасности участка дороги при отклонении условий движения от расчетных условий, определения оптимального сочетания элементов автомобильной дороги, учета погодно-клшатических условий района прстошния дороги, расчета скорости движения по психофизиологическим зависимостям;

разработать рекомендации и дополнения к нормам и инструкциям по проектированию автомобильной дороги ».организации движения.

Научная новизна состоят в том,что при обосновании норм проектирования и эксплуатации автомобильных дорог необходимо учитывать роздействие на водатоля раздражителя условий движения с оценкой результата его деятельности в приспособлен™ к предстоящим условиям движения и уровня его эмоциональной напряженности. На основа анализа экспериментальных. физических и психофизиологических процессов приспособления водителя к управлению автомобилем в предстоящих условиях движения эдэрвыо физиологически обоснованы норма проектирования и эксплуатации автомобильной дороги и установлены психологические зависимости с учетом психологического запаса.

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что впервые разработаны новые принципы физиологического обенова-нил норм проектирования и эксплуатации автомобильной дорога. Эта норш соответствуют границам психологического запаса, что обеспечивает оптимальную зрительную нагрузку и эмоциональное напряжение водителя при управлении автомобилем,повышает фактическую скорость и безопасность движения, улучшаем условия труда водителя дорожными методами, снижает потери от ДТП.

На защиту выносится новое направление решения проблемы обоснования воры проектирования и эксплуатации автолюбилышх дорог с позчций физиологии водителя и использования теории функциональных систем, позволямцеа назначать элакенты дороги в пределах "психологического запаса" и оптимального их сочетания, что способствует созданию оптимальной зрительное нагрузки и эмоциональной напряженности водителю, улучшению условий труда, повышению безопасности движения на дорогах и учету психологической безопасности дорожного движения на стадиях проектирования и эксплуатации автомобильных дорог.

Достоверность теоретических ранений подтверждается сксперн-ментальными данными фактических скоростей и траекторий движения, аварийность« на эксплуатируемых дорогах,уровнем эмоциональной напряженности водителя,а также сопоставимостью полученных резул£та-тсо с данными других исследователей.

Реализация работа. Отдельные результата исследования внедрены в рекомендации по ландшафтному „роектировшгто автомобильных дорог (ВСИ 18-85) и в новую редакцию СНиП 2.ОБ.Ой-85 "Автомобильные дороги", при решении щжряерно-г&хничэских надач в Белремдор-проекте, Белгипродорэ, СПБ "Автодор" и в учебном процессе при подготовке специалистов:

Определение расчетных объемов шрошзок, установление категории, проектирование элементов плана, продольного профита к земляного полотна внутрихозяйственных автомобильных дорог (Пособие к CIMI 2.05.П-93).М.,19в8.

Мэтздычкыэ УказашП да лабаратсрных работ па курсу "А?тама~ б1льныя даре г í" для студзнтэу спецыяльчасЩ "Арган1зпиыл дарожна-га pyzy". Мя,, IS95.

Дороги автомобильные к улица. Требования к техническому состоянию к метода контроля.Стандарт Беларуси (находится в печати).

Психологическая безопасность "автомобильных дорог, te.: ВУЗ ШИТй, 1997.

Многие результаты работы могут быть ис:.ользовакы при совершенствовании технических норм и правил по проектирования и эксплуатации автомобильных дорог.

Апробация работа. Основгше положения работы и практические результаты обсуждались нк научно-технических конференциях ВГПА 1Э94,1995,1996,1997гг.,на международном симпозиуме по офтальмоэр-гономикэ в 1991г., на Межреспубликанской научно-технической конференции "Основные направления швншвния качества проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог" в 1992,1994гг., на всесоюзных конференциях о путях повниения безопасности двчка-пия в 1975, 1937гг.

Структура и сСъеи. Диссертация состоит из введения, 7 глав, общих выводов и списка литературы. Основной текст изложен нэ 304 страницах, включает 84 рисунка, 55 таблиц и список литературы из 353 наименований.

Содорсаше работа

Во введении приведи но обоснование актуальности про Слеш проектирования автомобильной дороги с учетом требований безопасности движения, арония и качества труда водителя,отмечена научная новизна и практическая значимость работы,сформулирована цель исследования.

Первая глава посвящена анализу в динамике и направлении естественного развития от гужевых до автомобильных дорог технических критериев, положенных в основу методов и расчетных схем определе-пя элементов плана и профиля дорог,методов выявления опасных для движения мест, нормативных значений элементов плана и профиля дорог, влияния элементов дорог на скорость движения и аварийность, развития теории определения расчетных элементов дорог и установленных рядом исследователей аномалий, неподдающихся описанию и объяснению фактов с позиций существующей концепции определения расчетных элементов дорог. Анализ свидетельствует о необходимости учета требований водителя к параметрам элементов плана и профиля автомобильных дорог, и в первую очередь зрения как наиболее нагруженного органа.Для улучшения условий труда водителя дорожными методами необходило разные технические критерии, заложенные в.метода определения расчетных элементов плана и профиля автомобильных дорог, заменить на один физиологический критерий, интегрирующий условия движения в принятие водителем решения по изменению режима и траектории движения автомобиля,реализацию и контроль за его реализацией, приспосабливая последние к предстоящим условиям движения. В результате анализа установлены предает и объект исследования, сформулированы задачи исследования. Предметом исследования является функциональная автотранспортная система,а объектом - методы и расчетные схемы определения элементов алана и профиля автомобильных дорог с учетом психологической безопасности движения, зрения и качества труда водителя, конструктивных и эксплуатационных особенностей автотранспортных средств и погодно-климатических условий района проложения дороги.

В работе получили дальнейшее развитие вопросы учета человеческого фактора при проектировании автомобильных дорог и повышения безопасности движения, а так же исследования,проведенные Ази-зовнм К.Х., Андреевым О.В., Афанасьевым М.Б., Вабковым В.Ф. ,Биру-

лей A.K., Васильернм А.П., Видугирисом Л.П., Гаврилович Э.В., Ду-оэлирсм Г.Д., Загоркцким В.И., Ззлугой В.П., Замахавши М.С.,Ивановым В.Н., Калуаскмм Я.А., Лобановым Е.М., Леоновлчэм И.И.,Макаров™ A.B., Некрасовым В.К., Орнатским К.П., Сильяновым В.В.,' Ся-тпйжсбнм D.H., Суходоевкм В.В., Туманов™ В.В., Филипповым В.В., Хокяксм Я.В., Хорошиловнм Н.Ф., Яромко В.Н., а так же S.Häkkinen, Allen Marrllll J.. B.Gramberg-Danielnen, Ь.Koser и др.

Вторая глава посвящена разработке теоретических основ учета требований водителя при опрзделешш расчетных элементов автомобильной дорога. На основании анализа аварийности установлено, что ухудшение остроты зрения,снижении квалификации водителя в сочетании с возростом, стажем и продолжительностью работа за рулем вызывает рост аварийности. Ограничение видимости метеорологическими условиями (сумерки, ночь, дождь, тумэн и т.д.) в сочетании с элементами трассы вызывают рост аварийности по сравнению с горизонтальным участком дороги, сухим покрытием и ясным состоянием погода. Аварийность в вечерние сумерки в последней трети продолжительности в течение августа-октября мзсяцов выше в Б-6 раз по сравнению со среднесуточной аварийностью. Конструктивные особенности автомобиля (необсзрэБаемая зона пути перед водителем автомобиля, площадь ствклоочпстки лобового стекла,тип автомобиля и др.) в сочетании с дорслинми и метеорологическими условия:,я движения влияют на вид и количество дорожно-транспортных происшествий.Элементы автомобильной дороги приведены к единой метричной системе и проранжировэны по аварийности. Установлено,что нормативные предельно допустимые значения элементов дорога не отвечают требованиям оптимизации их сочетания но аварийности и психологической безопасности. Сочетания сложных и средней сложности элементов трассы имеют коэффициент относительной аварийности ваяв, чем па участках дорог с простым сочетанием элементов трассн. Изменение дорожных, транспортных, нетэорологичоскк условий дюгаенвя, эксплуатационного состояния автомобиля водитель учитывает в принятии решения по изменению режима и траектории движения, приспосабливая их к проезду предстоящего .участка дорога.

Модель задачи разрабатывается как структурная схема взаимодействия элементов з системе "водитэль-автомобиль-условия движения", в которой главной фигурой, способной принять решение к из-

мешиь режим и траектория« движения, приведя их в соответствие с предстоящими условиями движения,и содействовать обеспечению безопасности движения. Автомобиль в этой системе представляет собой средство, обеспечивающее реализации принятого водителем решения. Условия движениям которых водитель управляет автомобилем,являются для него слокнш раздражителем. Информацию о них водитель интегрирует в принятое решение по изменению режима и траектории дви.->' аения,т.в. результат его деятельности при управлении автомобилем, заключавшийся в приспособлении к предстоящим условиям движения, который можно инструментально контролировать,с одной стороны, качество его труда (скоростьк ускорение, траектория и т.д.), а о другой стороны, - уровень ого эмоционального напряжения при выполнении работы в этих условиях двикения. Чувство уверенности водителя в безопасности деккешя при выбранных им режиме и траектории движения контролируется при помощи показателя эмоциональной напряженности.На это переносится акцент при изучении автотранспортной системы, определении расчетных элементов плана и профиля автомобильной дороги.

Поведенческую деятельность водителя по управлению автомобилем расчленяем на кванты, рассматриваем с позиций теории функциональных систем акад.П.К.Анохина и системного квантования акад.К.В.Су-даксва. При изучении этой системы принято,что условия движения выступают для Еодителя сложным раздражителем, который он оценивает, припишет решение, реализует ого, воздействуя на органы управления автомобилем, и приводит в соответствие с ниш режим и траекторию движения. Принимаем один фактор условий движения за основной раздражитель и дсгаированно изменяем силу этого раздражителя,а ос-тальвиз ф&кторц условий движения ЕиОирпем эталонными, не оказывающими доминирующего влияния на принятие водителем решения по изменению режима и траектории двикения.Решение, принятое водителем, оцениваем по результату его реализации (скорость, ускорение, траектория и т.д.). Каждый квант поведенческой деятельности водителя по управлению автомобилем формируется потребностью и завершается различной степенью ее удовлетворения, а осознается им с помощью эмоций. Знак эмоции (положительный или отрицательный) зависит от знака рассогласования между прогнозировавшейся вероятностью удов-лэтворенмя потребности и сценки вероятности, существующей в дан-

ный момент.

Э качестве показателя функциональной капрятенности водителя при управлении автомобилем принята кожею-гальваническая реакция. Она относится к вегетативным показателям, имеет часто служебную роль в функционировании организма водителя и рассматривается нами в связи с целенаправленной его деятельностью на всех стадиях. КГР измеряли по методу Феррэ при помощи портативной аппаратуры.разработанной канд.техн.наук В.В.Суходоезьгм. Синхронно с пой фиксировали скорость движения, ускорение и т.д.

Мевду результатом труда водителя (скорость,ускорение, и др.) как реализацией решения в ответ на дозированный рэздраткталь ус- • лсвий движения и этим раздражителем существует психофизиологическая зависимость.Исследованиями.И.А.Экчана к его сотрудников в лабораторных условиях экспериментально доказано для всех органов чувств, что психофизиологическая зависимость имеет вид •

B»»(S-S0)? (1)

где R - субъективная интенсивность ощущения^ -интенсивность стимуляции (величина действующего раздражителя); SQ - абсолютный порог восприятия раздрашталя; с - константа; я - экспериментально устанавливаемый показатель степени.

Для нахождения констан? и показателей степени з психофизиологических; завис:даостях "'скорость движения - элгмеят условий движения" проведены эксперименты, и решению этих вопросов посвящены следующие главы.Элементы автомобильной дорога рассмотрены в соответствии со степенью их влияния на аварийность.

В третьей главе приведено исследование рабочей зоны видимости пути перед водителем при управлении автомобилем. Под рабочей зоной видимости пути перед водителем автомобиля мы подразумеваем часть внешнего пространства перед автомобилем,необходотмую ему для равномерного движения с определенной скоростью, ее обзора,восприятия с нее информации об условиях движения, опенки этой информации, принятия реивния по безопасному управлению автомобилем, реализации принятого решения и контроля за ого реализацией. При этом зрительная нагрузка и эмоциональная напряженность не превышают оптимального уровня.

Целенаправленную деятельность водителя то управлению автомобилем в условиях геометрического ограничения видимости представим

в вида блок-схема системного кванта (рисЛ).

Рис.1,Общая блок-схема "кванта" целенаправленной деятельности водителя при управлении автомобилем в условиях геометрического ограничения видимости пути перед ним

В контролируемой водителем зона пути перед ним,в зависимости от скорости движения и других факторов, наблюдается перемещение взора, отличающееся по амплитуде перемещения, количеству и продолжительности фиксации взора, образуя поле концентрации внимания. Только в единстве все эти перемещения и фиксации несут водителю необходимую информацию в зависимости от целей установки и режима движения, но только отдельные из них связаны с основной психической деятельностью водителя по управлению автомобилем в условиях геометрического ограничения видимости.

Для установления численных значений С и п в уравнении(1)проведен зксперимонт. Его проводили на прямолинейном горизонтальном участке двухполоской -дороги. Ограничение геометрической видимости создавали при помощи специального приспособления,позволяющего искусственно ограничивать расстояние видимости пути перед водителем при управлении автомобилем в 40,60,80,100,150 и 200м.Дозированным раздражителем для водителя было геометрическое ограничение видимости обозреваемой зоны, а результатом реализации его решения по управлению автомобилем в этих условиях была выбираемая им скорость движения и положение автомобиля на полосе движения. Скорость

движения автомобиля и КГР водителя синхронно фиксировали на ленту самописца для каждого базового расстояния видимости и каждого водителя . •

Метода теории автоматического регулирования, используемые в физиологии труда при обосновании индивидуальных пределов физиологических напряжений, позволяют выявить экстрямальннв значения выходных статических характеристик биосистомн (например КГР и др.) при внешних воздействиях угловых скоростей перемещения объектов наблюдения в рабочей зоне видимости, влияющие па работу зрительного аппарата водителя л зависящие в условиях эксперимента только от скорости движения.

Для каждого базового расстояния видимости строили зависимость прироста КГР, фазической и тонической составляющих от скорости движения (рис.2,3).Согласно зависимости (рис.2) можно установить, что при скорости 431Ш/Ч я расстоянии видимости 80м эмоциональная напряженность водителя достигла оптимума и далее не увэличивает-ся. Эту скорость ш прилипаем за низшею'границу психологического запаса при данном расстоянии видимости. За верхнюю границу психологического запаса принята скорость Э5Х-ной обеспеченности из зафиксированных при данном расстоянии видимости.

Для каадого базового расстояния видимости .используя скорости движения в диапазоне от 5 до 95S - ной обеспеченности с шагом 5%, строили зависимость показателя п от скорости движения (рис.4). В интервале скоростей движения от 80 до S5I— ной обеспеченности эта зависимость прямолинейна и этот отрезок зависимости соответствует уровню оптимальной зрительной нагрузке и эмоциональной напряженности водителя, психологическому запасу и используется для установления С и п в психологическом уравнении (1).

Для автомобиля ЗИЛ-ISO при геометрическом ограничении видимости получены психофизиологические уравнения (2) для нижней и

(3) - для верхней границ психологического запаса:

IgV = lg (б, 65+6,428*10 SB) 4-(0,478-2,643*10 SB) lg{SB-SR); (2)

lgV = lg(6,T5+3,571*)0~4SB)t(0,519-3,214*10"4SB)lg(SB-SK). (3) где V - скорость движения автомобиля, км/ч; SB - расстояние от глаз водителя до границы ограничения видимости покрытия дороги,м; SK - расстояние от глаз водителя до границы начала видимости покрытия дороги впереди, автомобиля,определяемое конструктивными осо-

Прирост НГР.Х 6 4

31,26* . 36,26 41.25 46,25 61,25 56,25 У,КМ/Ч Рис.2.Зависимость изменения КГР водителя от скорости движения при ограниченном продольном расстоянии видимости 80м и границы значений КГР для характерных обеспэчешостей 15, 50,85 и Э5Х КГР.%4 • 12 10 8 6 4 2

20

30 40 60 60 70

Скорость движения,км/ч_

—40 «О Ш Ш>-ГШ-ШГ

Рис.3. Зависимость ЮТ вероятности от скорости движения,соответствующей ограниченному расстоянию видимости 40,60,80,100,150 и 200м: I - тоническая составляющая НГР;2 - фазическая составляющая

ЮТ; 3 - прирост КГР Показатель степени л 0,49

31,25 36,25 41,25 46,25 51 ,'25 "5б37,КМ/Ч Рис.4 Зависимость показателя степени п от скорости движения для автомобиля ЗИЛ-1Я0 при геометрическом ограничении видимости 80м: х -экспериментальные данные;---- линия апроксимаиии экспериментальных данных;---* - психофизиологическая зависимость-

бешгостями автомобиля и антропометрическими данными водителя, м. Для автомобиля ЗИЛ-130 величина 5К равна 6,4м.

В работе получены психофизиологические зависимости "скорость движения-рассгояние видимости" для базовых типов автомобилей при геометрическом и метеорологическом ограничении видимости в тумане, при выпадении осадков в виде дождя и снега, которые аналогичны приведенным выше. Используя психофизиологические зависимости "скорость-расстояние видимости" совместно с количественными и качественными характеристиками состава транспортного потока и метеорологическими условиями района проложегая дороги, предложена методика регионального нормирования расчетного расстояния видимости при проектировании автомобильной дороги.

Предлагаемая методика определения видимости пути перед водителем автомобиля позволяет учитывать конструктивные особенности автомобиля, индивидуальные пределы психофизиологических напряжений и антропометрические данные водителя, геометрическое и метеорологическое ограничение видимости с их количественными и качественными характеристиками, а реализация ее улучшит условия работы водителю,содействует созданию дорожными методами оптимальных зрительной нагрузки а эмоционального напряжения водителю при управлении автомобилем,учитывает психологическую безопасность при проектировании дорог и способствует снижению аварийности.' Она представляет естественный шаг вперед по сравнению с существующей методикой, разработанной в 40-х годах и модернизируемой в последующие годы.

Четвертая глава посвящена определению психофизиологической зависимости "скорость-ширина полосы движения". Для установления С п в уравнении(1 )проведен эксперимент.При проведении эксперимента основным дозированным раздражителем бала ширина полосы движения, а скорость и зазора безопасности ( местоположение автомобиля на полосе движения) были результатом ответа на этот раздражитель п его сочетание с другими второстепенными раздражителями: тип автомобиля, состоял:« покрытия, интенсивность движения, освещенность при свете фзр. Эксперимент заключался в фиксировании ответа водителя скоростью и зазорами безопасности на выбранный основной дозированный раздражитель, а затем в сочетании с дополнительными раздражителями.При проведении эксперимента дополнительно фиксиро-

вали зазоры безопасности при помощи киносъемки и их перераспределение водителем, скорость лидера и встречного автомобиля при помощи "Фары1*, визуально состояние покрытия, тип автомобиля и освещенность (день, ночь).

Б результате статистической обработки данных эксперимента получена психофизиологическая зависимость по определению ширины по-»-лосы движения

1 _

го .п. Г? 1 а +

в = во+-(с,) =во+ ид ' . <4>

где В - ширина полосы движения, см; В - ширина кузова расчетного автомобиля, см; V - скорость движения, автомобиля, км/ч; С,- константа; а и Ъ - коэффициенты, определяемые по формулам (5) и (6): а = К^К^КдЛ^МО.б^Э + 3,5883*10"4- 1,1351155*10-6*!!2); (5) Ь = К8*К6*Кд*К2*(0,00216761 - 3,701 *10"6*« 1,1790*10~8*Нг), (6) К, и Кг - коэффициенты приведения автомобиля заданного типа к автомобилю семейства "Жигулей";

Кэ и Кд - коэффициенты приведения состояния покрытая к сухому

ровному асфальтобетонному покрытию; К5 и Кб-коэффициенты приведения условий движения ночью при свете фар к условиям движения днем; и К8- коэффициенты приведения определенной ширины полосы движения к ширине 3,75м по условиям движения; К - интенсивность движения, авт/ч; ..

п,- показатель степени, представляющий коэффициент пропорциональности перехода силы раздражителя - ширины полосы движения и по- ' рога ее ощущения,при которой возможно движение - к единице ощущения интенсивности этого раздражителя, выраженное в величине скорости движения, принимаемой водителем в рассматриваемых условиях движения. Его определяют по формуле п,- а + Ь*У.

Числовые значения коэффициентов К, - К8 экспериментально установлены и приведены в табл. 1,2 и 3.

Второе слагаемое в уравнении(4)представляет сумму зазоров безопасности справа и слева от автомобиля и позволяет по сравнению с существующей методикой их определения учитывать тип автомобиля,

интенсивность движения, состояние покрытия, освещенность,

Таблица 1

Тип автомобиля Коэффициенты приведет«

Н1 Ч а5 I "б

"Жигули" ГАЗ-Б2 ЗИЛ-130 МА8-503 ЗШГ-130 С ГКБ-817 1,000 1 ,034 1,086 1,030 1,066 Г, ООО 1 ,335 1 ,309 1 ,445 1,285 0,982 0,993 0,945 0,951 0,994 1,0637 1,0208 1,2054 1 ,1667 • 1,0192

Таблица 2

Состояние покрытия Коэффициенты приведения

I «л

Сухое Мокрое Заснеженное Обледенелое 1,0000 0,8956 0,8806 0,8375 1,0000 1,4583 1,5414 1,7904 ■

Таблица 3

Ширина полосы движения,м Коэффициенты приведения

«г ( «в

3,75 3,50 3,00 ' " 1,0000' 1,0195 • 1,0X28 1,0000......... 1,0416 1,1458

Предлагаемая методика определения ширины полосы движения учитывает психологическую безопасность и обеспечивает водителю оптимальные зрительную нагрузку и эмоциональное напрянешю при управлении автомобилем, что способствует снижению аварийности.

Пятая глава посвящена определению психофизиологических зависимостей "скорость движения-параметры кривой в плане" и "угловая скорость-скорость движения".

1= 1зСг+ 112*13 а (7) и 1в « = 1еа,+ Ь,*1ё7, (8*

где 7 - скорость дрякения йа кривой в плане, км/ч;

Сг~ константа, принимаемая равной скорости движения автомобиля на подходе к закруглению, когда фактором, ограничивающим принимаемую водителем скорость, выступает только ширина полосы дви~ кения, км/ч;

пг~ экспериментально определяемый показатель степени, представляющий коэффициент пропорциональности перехода силы раздражи-

теля к единице ощущения интенсивности этого раздражителя,выраженное в величина скорости движения, принимаемой водителем на кривой в плане. Его определяют по формуле п2= га - kfcl.gR, (9) а - угол поворота дороги, град.; га - константа, зависящая от Сг и типов автомобиля; к - экспериментально определяемый показатель степени,представляющий коэффициент пропорциональности доли радиуса кривой в плане в силе раздражителя параметров кривой в плане; К - радиус кривизны в центре закругления, м; » - угловая скорость рабочей точки глаз водителя, град/с; а(- константа,принимаемая равной угловой скорости перемещения рабочей точки глаз водителя при статическом восприятии закругления дороги. Она зависит от параметров закругления (И,а), константы в и коэффициентов пропорциональности Ь и,

a,= а +■ -и1вН + (и 1*1ёЮ*1еа; (10)

b,- экспериментально определяемый показатель степени,представляющий коэффициент пропорциональности перехода силы раздражителя к единице ощущения интенсивности этого раздражителя, выраженный в величине угловой скорости перемещения рабочей точки глаз водителя при движении по закруглению. Он зависит от параметров закругление (Л,а), константы к и коэффициентов пропорциональности 1, е, 1, 1

с + с1*18Н +£*(1вБ>2 +(1 + 1*1вЯ)*1®». (II)

Между водителем,параметрами кривой в плане .результатами воз действия на органы управления автомобилем существует прямая и об ратная связь.Прямую он использует для принятия решения по измене нию режима и траектории движения,а обратную - для контроля за ре ализацией принятого решения.

Для установления численных значений констант и показателей степени в уравнениях (7)—(II) проведен эксперимент.Кривые в плане радиусом 100,200,300,400 и 600м и углами поворота в диапазоне 6 10, 15-20, 25-30 и 35-40 градусов приняты в качестве базовых раз дражителей. Кривые в плане были расположены на двухполосной дороге с шириной проезжей части 7,5м на горизонтальных участках.

Для каждой базовой кривой измеряли скорость движения в нача ле кривой и на расстоянии 300м от ее начала,фиксировали тип автомобиля и часовые промежутки времени.

После статистической обработки экспериментальных данных ус

тановлены константы и показатели степени

0,= (1б,75*10~4*Уо-2»10"3)*1£Н -(б,5*10~э*Уо+11,3»10"а)1 (12) Пг= (8,3*10"'|*7о-б0*10"3)*^ -(4,5*10"3*7о+2,0*10"г), (13)

а,= 1,09592 - 0,9475*1^11 +(2,108 - 0,5266*1^) '(14)

Ь^(0,34345+0,5844^-0,1279(1бй)г-1,34*1§о.+0,35*^*1@а11ё\Го((15) Ъ=[0,344+0,585*1ей-0,12Т9*(1£Е)2-1,31 (16)

где V - скорость движения автомобилей на подходе к кривой в плане на прямолинейном горизонтальном участке дороги, км/ч. Формулы(12, 15)предназначены для грузовых автомобилей; (13,16)- для легковых, а формула (14) - для грузовых и легковых автомобилей.

Зависимость "угловая скорость-скорость движения", отвечающая психологическому запасу,соответствует требованиям зрительной плавности.Под зрительной плавностью кривой в плане понимаем такое ее очертание, которое не выходит за пределы рабочей зоны видимости и отвечает оптимальным зрительной нагрузке и эмоциональной напряженности, что не вызывает у водителя необходимости снижения скорости на подходе к кривей в плане. Эти зависимости делят график на два зоны. Отклонению от оптимума зрительной нагрузки и эмоциональной напряженности в меньшую сторону соответствует нижняя зона и в большую сторону - верхняя зона, что равносильно в первом случае излишне'й зрительной плавности кривой, а во втором случае- перегрузке . '

Конструктивные особенности и .техническое состояние автомобиля (время запаздывания рулевого механизма, курсовая устой'твость, управляемость и т.д.) водитель интегрирует в решение и его реализацию по изменению режима и траектории двииения, поэтому они дол-гшы быть учтены при нормировании кривей в плане.

Сравнительный анализ ряда кривых позволил установить,что зависимость между радиусом и углом эвольвевты окруямости прямолинейна, а характер изменения кривизны и угла вдоль ее длины носит более плавный вид по сравнению с другими кривыми. Эти преимущества эвольвенты окружности делают еэ предпочтительной по сравнению с другими кривыми в элементах закругления. Для реализации этого предложения в работе приведена: расчетные схемы проектирования эвольвэнтных криви и определения уширения на кривой; расчетные формулы и программа по ее проектированию, разбивке и внноске;экономическая эффективность еэ использования.Для вычерчивания эволь-

вентных кривых на планах и картах разработаны приборы, защищенные авторскими свидетельствами.

Шестая глава посвящена определению констант и . показателей степени в психологическом уравнении "скорость - параметры подъема (спуска)":

1&Ч1 = 18Уо + п3*(1£С3*. га,*^) (17) и = + п4*1в1,(18) где - установившаяся скорость движения на подъеме или спуске с уклоном 1, км/ч;

Ча - скорость движения на горизонтальном участке, смежном с подъемом (спуском), км/ч;

п3~ экспериментально определяемый показатель степени, представляющий коэффициент пропорциональности перехода сила раздражителя, каким является продольный уклон на подъеме, к единице ощущения интенсивности этого раздражителя,выраженный в величине скорости движения;

(1 вС3+ Я1.|*]£!)- выражение, характеризующее степень нажатия водителем на педаль подачи топлива;

, С3- константа, характеризующая положение педали подачи топлива при работе двигателя иа холостом ходу, %\

га1 - экспериментально определяемый показатель степени, представляющий коэффициент пропорциональности перехода силы раздражителя продольного уклона к единице ощущения интенсивности этого раздражителя, выраженный в величине нажатия водителем на педаль подача топлива;

1 - продольный уклон,Жо;

экспериментальнр определяемый показатель степени, представляющий коэффициент пропорциональности перехода силы раздражителя продольного уклона на спуске к единице ощущения интенсивности этого раздражителя, выраженный в величине скорости движения.

Для установления численных значений констант и показателей степени в психофизиологических уравнешях(17)и(18) проведены эксперименты. Для их проведения были подобраны прямолинейные участки дорог с продольними уклонами в диапазоне 5-10,15-20, 25-30,35-40 и 4Б-Б0%о длиной не менее 600м с шириной асфальтобетонного покрытия от 6,0 до 7,Ем в хорошем состоянии, вне пересечений дорог и населенных пунктов и т.д., т.е. таким образом, чтобы главным фактором, влияющим на выбор водителем скорости движения, был продо-

льный уклон, выступающий в качества основного раздражителя.

Скорость движения автомобиля измеряли с номодью прибора "Фара", установленного на обочине в середина базовых участков дорог. Скорость движения измеряли в начале подъема (спуска) и на расстоянии ЗОО-бСОм от их начала с фиксированием типа автомобиля и часовых промежутков времени. Аналогичные эксперименты проводили при мокром, заснеженном и обледенелом состояниях покрытия, в светлое и темное время суток. Для каждого базового типа автомобиля и продольного уклона контролировали степень нажатия водителем на 'педаль подачи топлива и определяли зависимость п3и 1д) от установившейся скорости движения. Полученные значения показателей степени и констант в психофизиологических уравнениях(17)и(18) .приведены в табл. 4.

Таблица 4___

Подъем

'Спуск

Тип автомобиля

г«та3Ш7*то3-

ш, *10'

I-2

п,

а„*3г- ъ3*1

2ц*Ш ёТБГ*ТСГ3'

ВАЗ-2101-21013 ГАЗ-52 ВИЛ-130 МАЗ-503

ЗИЛ-130 с ГКБ-817

9,26 6,62 15,34 7,96 16,23

2,269

2,249

1,996

3,08

3,21

2,10 4,77

5.02

6.3 9,2

79,50 61,37 59,80 55,50 48,21

5,14

5,93

4,92

3,6

5,78

1,21 1,59 1,09 1,16

2,078

Длина и величина продольного уклона подъема (спуска) для водителя является раздражителем, на основании которого он принимает решение об уровне нажатия на педаль подачи топлива (тормоза).Психологическая зависимость "скорость-продольный уклон подьема-длдна подъема" имеет вид

= 1вУо + (ад- ЬА«1 - с^!*)!^,

(19)

где ^ - становившаяся скорость движения автомобиля на подъеме с уклоном 1, км/ч;

7о - скорость движения на прямолинейном горизонтальном участке, смежном с подъемом, км/ч; 1 - продольный уклон подъема, Ь - зона влияния длины подъема, м. Значения коэффициентов ад, Ъд, с4 установлены экспериментально и приведены в табл. 5.

_Таблица б

Тип автомобиля - а4 *10"3 ь„*ю~3 4 сд*1СГб -

ВАЗ-2Ю1-21013 4 ,1 1,0275 ■ 9,25

ГАЗ-52 -22 о 0,0005 18,5

ЗШ1-ГЗО 7 ,8 . 9,665 5,78

МАЗ-бОЗ 22 ,38 1,72 4,58

ЗИЛ-МО с ГКБ- 2 ,5 1,487 6,03

817

Уточнению метода коэффициентов безопасности посвящена седьмая главп. Приведен экспериментальный сравнительный анализ вычисления коэффициентов безопасности по формулам, предложенным рядом авторов. В результате установлено, что коэффициент безопасности необходимо вычислять по формуле, предложенной В.Ф.Бабковым, 95% - ной обеспеченности с учетом состава транспортного штока, скорости движения,технического состояния и конструктивных особенностей автомобиля, водителей, недооценивающих степень опасности предстоящих условий движения. Шкала коэффициентов безопасности приведена в табл. 5.

Таблица 6

Категория дороги

Степень опасности участка дороги 1,11 1 III

Величины коэффициентов безопасности 9Ь%-ной обеспеченности

Безопасный Мало опасный Опасный Очень опасный Более 0,95 Более 0,90 0,95 - 0,80 0,90 - 0,70 0,80 - 0,60 0,70 - 0,50 Менее 0,60 Менее 0,50 Более 0,80 0,80 - 0,60 0,60 - 0,40 Менее 0,40

При проезда опасных мест на дороге па принятие водителем решения по изменению режима движения влияет не только ухудшение дорожных условий, но и условия движения в целом,являющиеся внешним раздражителем. Качествлнное состояние транспортного потока оценивают уровнем загрузки дороги движением, который принят нами в качестве дозированного внешнего раздражителя.

За критерий безопасности движения принято отношение уровня загрузки дороги движением на предыдущем опасному участке дороги Ъ^ к уровню загрузки дороги движением на опасном участке

Кттп=21/22- ' ' "'<20>

Если он характеризует трансформацию транспортного потока при проезде опасных мест, то его можно назвать коэффициентом трансформа-

ции транспортного потока.

Учитывая зависимость между дистанцией и плотностью транспортного потока, пропускной способностью дороги и плотностью транспортного потока, коэффициент трансформации транспортного потока можно представить в виде

Ктга = ▼2*11/т1*1г = ^гЛд- <21>

где Ктс - коэффициент трансформации скорости движения транспортного потока,частным случаем которого является коэффициент безопасности, предложенный В.Ф.Бабковым;

, - скорость и дистанция на подходе к опасному участку; ?г, 1г - скорость и дистанция на опасном участке; К,рд - коэффициент трансформации дистанции. Для установления количественных закономерностей изменения коэффициента трансформации транспортного потока от степени опасности участка дороги проведен эксперимент. Он заключался в том, что при обследовании дороги устанавливали коэффициент относительной аварийности за 8 лет, строили линейный график уровня загрузки дороги движением, фиксировали фактические скорости движения и КГР водителя, перепад скорости движения и ускорение при проезда опасных мест на дороге. На подходе к опасному участку дороги водитель моделирует предстоящие условия движения, где обязательно присутствует скорость движения на подходе к опасному участку дороги, допускаемая и приемлемая для водителя скорость 72 на опасном участке и замедление а для получения скорости Уа при въезде на опасный участок.Психофизиологическая зависимость "замедление (ускорение) - перепад скорости движения при проезде опасного участка дороги" имеет вид

1ва = 1еС5+ п5*1в(У, - 7£). (22)

где а - замедление,м/с2;

С5- константа,представляющая порог зрительного восприятия водителем ускорения, м/сг;

п5- экспериментально определяемый показатель степени,представляющий коэффициент пропорциональности перехода силы раздражителя, требующего перепада скорости движения, к единице ощущения интенсивности этого раздражителя, выраженное в величине замедления,

принимаемого водители при проезде опасного места. Для въезда на опасный участок п5= 1,843 и для выезда - п5= 1,869;

У( - скорость движения автомобиля на участке, смежном с опасным, км/ч;

V., - допускаемая и пртэмлекйя для водителя скорость движения на опасном участке дороги, км/ч.

На основании оксперименталышх данных получена шкала степени опасности автомобильного движения (табл.7 и 8).

Таблица 7

Степень опасности автомобильного движения

Коэффициент относительной аварийное- . та, дтп 1 млн. авт-км

Деятельность Еодителя по изменению скорости движения

разгон

торможение

Прирост КГРД

Мало угрожа- <0,525

идее

Практически безопасное

рабочий разгон разгон двигателем -

Безопасное Малоопасное Опасное

Очень опасное >0,875

<0,525

<0,625 равномерное движение 0,525-0,725 - торможение двигателем рабочее торможение

0,725-0,875

экстренное торможение

Менее -Б

-5 - О

О - +5

+5 - +15

+15 - +25 Вше +25

Данные табл. 8 установлены для сухого асфальтобетонного покрытия, ширины полосы движения 3,75м и условий движения днем при интенсивности движения от 50 до 200ввт/ч и пригодны для выявления опао нше мест на дороге на стадиях проектировашя и эксплуатации авто мобильных дорог.

Таблица 8

Степень опасности участка дороги дватвльпость еодителя по изменению . скорости движения Не-ре-,дача Начальная скорость, км/ч Дере- ■ пад скорости, км/ч .Ускорение (зашдле= ние),мЛг Коэффициен трансформа цим скорос ти

от До от ДО от до от ДО

1 а 3 4 ь 6 7 а 9 ю 11

Мало Рабочий I 20 36 32 зт 1,74 2,29 1,89 2,85

угрожающий разгон II 36 64 22 '32 0,85 1,74 1,34 1,89

11164 110 12 22 0,30 0,85 1,11 1,34

Практиче- - Разгон I 20 36 26 37 1.2 2,28 1,72 2,85

Продолжение табл.8

г I э~| д

двигателем 1Гз5~ 11164

Равномерное 1-Ш20 движение

ХЗоГГд'

1

ски безопасный

Бээопас-шй

¡¿ало-

опасшй

Опасный

Очень опасный

~Ы 15.....26 0,5 (.2X25 177?

110 7 16 0,1 0,5 1,06 1,25

110 -5 +7 0,0 0,1 1,06 0,95

Торможение

двигателем

Рабочее торможение

Экстренное торможение

III

II

I

III

II I

III--I

110 64 36 110 64 36

64 36 20 64 36 20

5 12 19 9 16 24

12 19 27 16 24 27

0,1 0,5 0,95 0,5 1,2 0,84 1,2 2,28 0,65 0,3 0,85 0,92 0,85 1,74 0,80 1,74 2,28 0,60

0,84 0,65 0,40 0,80 0,60 0,40

110 20 Более 27 Более 2,28 Менее 0,4

Для прогнозирования степени опасности участка дороги при ухудшении условий движения (увеличение интенсивности движения) необходимо установить зависимость дистанции от скорости движения и эпюру скорости движения на анализируемом участке дороги в начале и конце оцениваемого периода.

Экспериментально, с учетом эмоциональной напряженности вода-теля, установлена психологическая зависимость "скорость - дистанция"

- 1вОй+ П.*1&,

(33)

где V - скорость движения автомобиля,км/ч;

Сб- константа, представляющая собой длину необозреваемой зоны перед автомобилем,м;

пб- экспериментально определяемый показатель степени,представляющий коэффициент пропорциональности перехода силы раздражителя' - дистанции к единице интенсивности этого раздражителя,выраженное в скорости движения,принимаемой водителем при следовании за лидером. Для РАФ-977 пб=0,85 для верхней границы психологического запаса' и 0,9 - для шишей границы. Средние значения п& для ГАЗ-62 -0,638; для ЗЙЛ-130 - О.БЗБ; и МАЗ-БОЗ - 0,658; Ь - дистанция между автомобилями,».

К водителю начинает поступать первая информация о приближении лидера па дистанцию менее оптимальной для него величины и вы-

зывавдая повышение его эмоциональной напряженности, а также требующая от него принятия решетя тогда, когда перемещение идущего впереди автомобиля на сетчатке глаз достигает порога "новизны программы". Порог новизны программы экспериментально установлен,и его величина приведена в табл. Э.

Таблица 9

Скорость Минимальная дистанция, Угловая скорость, порог нови-

движения, границы психологичес- границы психологи- зны програм-

км/ч кого запаса,м ческого запаса, мы, угл.мин/с

угл.мин/с

весхшш | нижняя верхняя I нижняя

.....ДО ' ~ 21,9 1Й,Ь 46,6 54,1 в,Ь

60 36 fЗ 29,0 28,3 34,5 6,2

80 49,5 39,9 20,2 25,1 4,9

90 56,9 45,5 17,6 22,0 4,4

Порог новизны программы - характеристика зрения водителей, которая не контролируется в Беларуси медиками при выдаче справки о годности к управлению транспортным средством. При плотных транспортных потоках, когда водитель снижает скорость без применения тормозов, у водителя, следующего за лидером, нет информации о загорании сигнала тормошния, а его порог новизны программы больше величин, указанных в табл. 9, то возможны ситуации, приводящие к ДТП.

По психофизиологическим зависимостям "скорость-условия движения" можно решать как прямую задачу - устанавливать параметра элементов дороги, огшчамдш психологическому запасу и безопасности движения, так и обратную - по параметрам элементов дороги и условий движения устанавливать скорость движения. Приведена методика построения эпюры скорости движения по психофизиологическим зависимостям.

Преимущество предлагаемой методики расчета скорости двинения по сравнению с известной заключено: в повыиении точности расчета скорости движения за счет особенностей психофизиологического восприятия водителем условий движения на спуске, подъеме, кривой в плане и др.¡позволяет строить эпюру скорости движения для базовых типов автомобилей с учетом ширины полосы движения, состояния покрытия, условий видимости, интенсивности движения, погодно-клнма-тических условий района проложения дороги и др.

По скорости движения при проезде опасного участка дороги для

расчетных и прогнозируемых условий движения устанавливают скорости движения на опасном участке, при въезде и выезде с него, а затем определяют но психофизиологическим зависимостям дистанции и вычисляют коэффициент трансформации транспортного потока, степень опасности .участка дороги и коэффициент относительной аварийности. При известной интенсивности движения можно прогнозировать количество дорожно-транспортных происшествий на обследуемом участке дороги.

Физиологически обоснованные в диссертации нормы проекифова-ния и эксплуатации автомобильных дорог обуславливают некоторое увеличение стоимости их строительства. Однако применение этих рекомендаций экономически оправдано ожидаемым уменьшением периода окупаемости капиталовложений за счет повышения скорости движения, снижения числа и тяжести ДТП, эффективностью затрат на перевозку грузов и пассажиров и капитальных вложений в автомобильный транспорт '(табл.10).

Таблица 10

Категория дороги

_

III

IV 1Б0 260-360 3,0 3,5-3,75 300 400-800 60 25-40 У 85 120-250 - 3,0-3,50 150 150-400 70 30-50

Продолжение табл. 10

Средняя фактическая скорость,км/ч число дта на 1млн.авт.-км Эффективность затрат на перевозку и капвложений в автотранспорт,эде

0Ни11 Рекомендация ОНии Рекомен СНиП рекомендация

10 11 13 13 14 15

58-85 85 - 105 0,059 0,01 81030 Т7197 55-65 6С - 85 0,545 0,07 27375 26462 40-55 60 - 65 1,227 0,16_2774___2701

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1.На основании анализа ДТП впервые установлено, что ухудшение остроты зрения и снижение квалификации водителя,ухудшение освещенности и контрастности в течение вечерних и утренних сумерек,

200 350-600 3,5 3,75

800-1200

15-35

увеличение.срока службы автомобиля, сокращение обзорности сквозь зону стеклоочистки лобового стекла автомобиля вызывают рост ава-рийпости. Элементы автомобильных, дорог и показатели состояния покрытия впервые проранжированы по аварийности. Условия движения, с которыми водитель вступает во взаимодействие при управлении асто-мобилэм, являются раздражителями. От силы раздрекнтеля зависят результата пнтегративной деятельности и приспособлении водителя к предстоящим условиям движения (режим, траектория, ускорение, ДТП и т.д.), э зависимость мевду ними впервые ложится з основу физиологического обоснования норм проектирования и эксплуатации автомобильных дорог с использованием теории функциональных систем.

2.Впервые теоретически и экспериментально физиологически обоснованы нормы проектирования (расстояние видимости, ширина полосы движения, параметры кривой в' плане и продольного профиля) и эксплуатации (коэффициент трансформации транспортного потока) автомобильной дороги и получены психофизиологические зависимости по их определению, что отвечает требованиям•водителя (целенаправленная деятельность,индивидуальные пределы физиологического напряжения, оптимальная зрительная нагрузка и эмоциональная напряженность и др.) и повышает фактическую скорость и безопасность движения.

3.Для повышения фактической скорости и безопасности движения необходимо при определении ширины полосы движения учитывать перераспределение водителем зазоров безопасности справа и слева от автомобиля, которое зависит от типа автомобиля,состояния проезжей часта, освещенности, интенсивности движения, характера движения и габаритов встречного автомобиля.

4.Повышение безопасности движения на автомобильных дорогах должно вестись путем назначения параметров ее элементов' в пределах диапазона "психологического запаса".

б.Впервые предложена методика оптимального сочетания элементов автомобильной дороги по аварийности и с учетом эмоциональной напряженности водителя, что повышает безопасность движения.

6.Для повышения точности выявления опасных мест на дороге существующими методами и -эффективности мероприятий по повышению безопасности движения, разработанных на их основе, необходима шкала мультипараметрических характеристик Функциональной автотранспортной системы, влияющих на принятие водителем решения по изменению

режима движения, реализации решения и безопасность движения.

7.Разработан метод коэффициентов трансформации транспортного потока для выявления опасных мест на дорога о большим по сравнз-вию с методом коэффициентов безопасности диапазоном применения и точностью выявления опасных мест на дороге. Впервые теоретически и экспериментально установлена шкала коэффициентов трансформации транспортного потока, скорости и дистанции и продифференцирована по степени опасности и мудьтипэраметрическим характеристикам автотранспортной системы.

8.Разработана методика прогнозирования степени опасности участка дороги при отклонении прогнозируемых от расчетных условий движения, заложенных при проектировании автомобильной дороги иди для принятых за базовые для эксплуатируемой дороги.

9.Разработаны теоретические основы и практические методы физиологического обоснования норм проектирования и эксплуатации автомобильной дороги, позволяющие устанавливать психологический запас параметров ее элементов,что обеспечивает водителю оптимальную зрительную нагрузку и эмоциональное напряжение при управлении автомобилем с расчетной скоростью, повышение фактической скорости и безопасности движения.

ОСНОВНОЕ С0ДЕР1АНИЕ ДИССЕРТАЦИЙ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУ50ВЩ ПЕЧАТНЫХ РАБОТАХ АВТОРА

1.Селюков Д.Д., Богданович В.А. Поперечный профиль дороги на закруглении: А.с.1298282 СССР, 1987.

2.Селюков Д.Д. Земляное полотно: А.с.1434015 СССР, 1988.

3.Селюков Д.Д. Прибор для вычерчивания дуг эвольвент окружностей: А.с.1470572 СССР, 1989.

4.Селюков Д.Д., Дубоввнко В.Т.Устройство для ориентирования вода-теля транспортного средства: А.с.1538595 СССР, 1990.

5.Селюков Д.Д. Прибор для вычерчивания кривых: А.с.1648801 СССР, 1991.

6.Селюков Д.Д. Прибор для вычерчивания эвольвентных кривых: A.c. 1720897 СССР, 1992.

7.Селюков Д.Д. Расчет радиусов кривых в плане//АЕТомобильные дороги. - 1973. - Кб. - С.29-30.

8.Селюков Д.Д. Расчет боковой видимости полосы, прилегающей к до-

роге//Автомобильные дороги. - 1974. - HZ. -, С.20-21.

9. Се люков Д. Д. Видимость на пересечениях в одном уровне// Автомо-

бильные дороги. - 1974. - J6IC. - С.6-7.

10.Се люков Д. Д. Определение сосредоточения взгляда водителя на покрытие дороги//Автомобильнке дороги.- 1975. - «IX. - С.23-24.

11.Селюков Д.Д. Влияние расстояния видимости на поведение водителей. В ки.гПути повышения безопасности дорожного движения. -М.: Изд.-во МШ, 1975,- C.S5-96.

12.Селюксв Д.Д. О рациональном использовании клотоид в элементах дороги//Автомобильные дороги. - 1976. - Jfô. - С.22-23.

13.Селюков Д.Д. Видимость на пересечениях автомобильных и железных дорог//Автомобильныэ дороги. - 1977. - М. - C.I2-I3.

14.Селоков Д.Д. Учет реальных условий движения при расчэте кривых в плане. В ich.: Основные направления повышения качества проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог на Северном Кавказе. - Ростов-на-Дону: Изд.-во "Облстатуправ-ление". - IS77.C.I9-23.

15.Селюксь Д.Д. Степень опасности автомобильного движения и точность ее определения// Автомобильные дороги. - 1979. - J97. -С.22-23.

16.Сэлюков Д.Д..Макулыашя В.А., Клешщкая Н.С. Исследование влияния метеоусловий на дорожные происшествия и районирование территории го условиям движения // Автомобильный транспорт к дороги. - 1980. - вып.7. - С.136-140.

П.Селюкое Д.Д., Тальков П.Г.Определение расстояния видимости при обгоне//Автомобильные дороги, - 1981. - ЛВ. - С.20-22.

18.Селюкоа Д.Д., Макулькина В.А., Клешщкая U.C. Учет эргономических -требований при определении параметров клотоида// Автомобильный транспорт и дороги. - 1981. - Вып.8. - С.93-102.

19.Селюкоз Д.Д..Макульюша В.А., Клепицкая Н.С. Определение параметров клотоидяой трассы автомобильной дороги с учетом эргономических требований // Автомобильный транспорт к дорога. -

- 1981. - вып.8. - О.102-106.

20.Селюков Д.Д,, Дубовенко В.Т. Влияние ограничения обзора рабо-чэй зоны видимости//Автомобильный транспорт и дороги.- 1Э82.-

- Вып.9. - С.98-101.

21.Селиков Д.Д., Тальков П.Т. Учет потока автомобилей при расчете

радиусов кривых в плаш//Амомобнлышв дороги.-IS82. - JSIO.-C.I2-I3.

2?..Селюко8 Д. Д. Дифференциация коэффициента безопасности по скорости и степени опасности движения // Автомобильные дороги. -1984. - №11. -• С.23-24.

23.Селюкав Д.Д. Определение параметров клотоида// Автомобильный транспорт и дороги. - 1986. - Был.II. - C.II7-I2I.

24.Селюков Д.Д., Богданович В.А- Учет природах условий тгрк проектировании кривой в плана. В кн.: IV Всесоюзная научно-техническая конференция "Пути позшекия безопасности дорожного движения- Тбилиси: - 1987. - С.203 -207.

25.Селюков Д.Д. Определение расчетных объемов перевозок, установление категория, проектирование элементов плана, продольного профиля и земляного полотна внутрихозяйственных дорог ( Пособие к СШП 2.05.II - 83)//Промоторов Н.И., Агалецкая Т.М.,Ро-танина И.В..Степанэнко А.Б., и др. - Ы: - Изд.- во Яромтрзнс-ниипроект. - Внп. 5721. - 19£8. - 162с.

26.Се ижоп Д.Д., Масючанко С. Определение фактического расстояния видимости на автомобильной дороге. Тезиса докладов СНТК ХХШ.-: Мн.: БПИ, I9S9; - С.107.

27.Селюков Д.Д.Какой автомобиль 0бзопасжш?/'/8а безопасность движения. - 1989. -т. - C.I0-II.

28.Селюков Д.Д. Зрительное аосприялие водителем закругления дорога. Международный симпозиум. Офгальмоэргономика: перспективы и итоги.- М.: 1991. - С.15-16.

29.Салюков Д.Д. Опасны ли условия движенип?//Вираж. - 1991.- Ж>. --С.18-20.

30.Селюков Д.Д. Что советует офтальмоэргономика7//Бираж. - 1991.-■ т. - С.22-23.

31.Селюков Д.Д. Отвечают ли условия движения требованиям водите-лей?//Вираж.- 1992. - JB.-С. 12-16; Ji6.-C.8-I0; ^-8.-0.36-38;

J6 II-I2.-C.20-22; 1993. - JH-3.-C.32-23.

32 .Селюков Д.Д., Саркар А. Подход к нормированию расчетных элементов автомобильных дорог. Тезисы сообщений на межреспубликанской конференции "Проблемы проектирования,строительства и эксплуатации местных автомобильных дорог. Мн.: Ротапринт Бел-дортехника, 1992. - C.2G-27.

33.Оалюкос Д.Д.Каксй. элемент дорога опаснее?//Вярак. - 1994,-J62.-С. 2-0-21.

34. Се лисов Д,Д.Видимость, режима и безопасность движения/'/Вираж.-• 1994. - Хв. - С.18-19.

ЗБ.Солюко» Д.Д. Уровень и обеспеченность безопасности движения на автомобильной дорого. Материалы Республиканской научно-тахни-ческой конференции "Новые материалы и технологии в строительстве .ремонте и содержании автомобильных дорог".(Тезисы докладов).-^.: 1994. - 0.47-49.

36.Селшоо Д.Д. Влияние водителя и автомобиля на аварийность. Материалы 50-й научно-технической конференции профессоров, преподавателей, научных работников, аспирантов и студентов Боло-русской государственной политехнической академии. В 2ч. 4.2. Направления: "Энергетика", "Энергетическое строительство", "Строительство"."Дорожное строительство".- Ми.: БГШ, 1994. -

С.154.

37.Сэлюкоэ Д.Д. Безопасность и выбор скорости движения//Вираж. -1995. - JR2. - С.20-21; J64. - С.22-23.

38.Салютов Д.Д. -Вычисление коэффициента безопасности. Мате^ .-ли Международной 51-й научно-технической конференции профессоров, преподавателей, научных работников.аспирантов и студентов ЕГПА,посвященной ?Б-летии Белорусской государственной политехнической академии "Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации в Белорусской государственной политехнической академии". В 8ч. Ч.6.- Мн,: ВГПА, 19Э5. - С.23-24.

ЗЭ.Селюков Д.Д., Суходоев В.Е. Рекомендации по оценке сложности движения . на автомобильных дерогах. Деп. в ЕЕЛНШН1И. IS83, .«379 , 21с.

40.Селюков Д.Д. Способ повышения эффективности выборочного учета движения на автомобильных дорогах.Деп. в БЕЛШШПИ. 1983^ 66, 4БЭ-Д83, 9с.

41.Селюков Д.Д. Исследование эффективности использования средств инженерного обустройства автомобильных дорог. Раздел 4. Разработать рекомендации по повышению безопасности движения на обследованных дорогах (по задании Управления эксплуатации автомобильных дорог). Отчет по теме БД 02-76.^г.р. 760II4744.

Ростов-на-Дону, РФ ГипроДсрНКИ, 1976. - 74с.

42.Селихов Д.Д. Оценка точности выявления существующими метода!.« степени опасности условий движения на автомобильных дорогах Беларуссии.Отчет по ГБ 77-22м,Лг.р. 7905869. Мн.: БШ, 1980.-

110с.

43.Селюков Д.Д., Богданович В.А. Разработать рекомендации по учету характеристик транспортного потока при проектировании кривых в плане с целью повышения безопасности движения на автодорогах. Отчет по ГБ 1980. 8Г-62, Лг.р.8Г032343. Мн.: БПЙ, 1986. - 198с. . '

44.С8люков Д.Д.Психологическая безопасность автомобильных дорог. Мн.: ВУЗ КШТИ, 1997. - 224с.

РЭЗВМБ Сэлюко? ДоШтрнй Д?м1 Трыев! ч ТЭАРЗТЫЧЙЫЯ АСНОБЫ АВГГУЭТАВАШОТ ТЭХН1ЧШХ ПАРАМЕТРА?

АУТЛЯЛП ГЛЬНИХ Д4Р0Г 3 УЛШАМ «131ЯЛАГГЧНЫХ I ФУНКВДЯНАЛЬШ

ПАТР ALABAIHf£У АУТАТРАНСПАРТНАй CICT3t.it - Фуикциян&льная а?татранспартная с1-стзма, разл1ковыя элементы аутамаб1лььай дарог!, внн! к працы вадзЩеля, аптымальшя эрояавая Нагрузка 1 эмаццяяальаэя напружанасць вэдз1целя,пс!халаг1чная бя-опека 1 ззлоляасць, по1х.алаг1чш запас.

Аоъект даследавания - фуккцыянальная авиатранспортная ciатома. Мата даслодавания - распрвциука тйэрэтнчша асно? ! практичных мотадаУ павивэння бяспек1 руху на а?тамаб!лышх дарогах на падставэ функцнянальна-cl стэмнага падаходу ,да праектавашя i экс-илуатацШ дарог шляхам ф!э1ялаг1чнага абгрунтавакня ix норм э yjiiKSM патрабявання? по1хатаг1чнэй бясгак!, зроку 1.якасц1 працы водз1цэля.Мэтад даслодааання - функцнянальна-с1стэмны п8дыход,як1 слалучаэ .мэтадн, як1я вьпсарастоРваюцца у дарсжнай 1чжынерн1,.пс1-хвЛ9г1I 1 ф1з!ялог!1 прпиы вадз1целя па к1раванню а?тамаб1лем у рэадши умозах руху.Аиаратура' -прыборы па вымярэнн» вын1ка<? працы бздз1цэля (хуткасць, паскарэ1ше,месцаинаходаашю на паласе ру-ху 1 г.д.) i яго змацышгальпага стану («сура - гальвашчная реакций). , Навуковая i практичная значнасць атрыманых вын1ка? заключавши У тшл, што угсершыню .створан матэматычнн апарат па тэарэтыч-наму 1 экспериментальному вчзначэнню разл1ковых элемента? дарог!, як1я адпэвядаюць патрабаванням пс1хзлаг1чыай бяспвк1, аптымальнЕ,м зрокавай нигрузцы 1 эмацнявальнай напружанасц! вадз1целя пры к1-равашй аутамаб1лем з разл1ковэй хуткасщ), уперошню установлены значэин! элемента? дарог, як1я знаходзяица у межах пс1халаг1чнага запасу, створан прынцнгова новы пэдыход у даследаванн! аутатраяс-партнаЯ ci стеки на падставэ анал1зу ф1?1ч1шх í пс1хаф1з!ялаг1чшх тграцэса? прыстаеавжня надз1целя да к!равання аутамаб!лем ва угрозах ру?.у. Ступень выкаристоувашя - стадая тэхн1чнаЯ прапэновы.не--абходна распрацоУка psri .«шальных стандарта? Беларус! па праокта-вашпо 1 эксплувтаин« дорог. Га.л1на ванарыстання - дарожнае будау-Hiцтьа, s дшслаяна прпектаванш ; эксплуатация а?тамаб1лышх. дорог.

РЕЗЮМЕ

Селгасов Дмитрий Дмитриевич ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБОСНОВАНИЯ ШНИЧЕСКИК ПАРАМЕТРОВ автомобили ш дорог с учетом шзиологетваш и {ишщисналыш ТРЕБОВАНИЙ АВТОТРАНСПОРТНОЙ ШЖМЫ Функциональная автотранспортная система, расчетные алименты автомобильной дороги, результат труда водителя.оптимальные зрительная нагрузка и эмоциональная напрязкенпос*^ водителя, психологическая безопасность и зависимость, психологический запас.

Объект исследования - функциональная Евтотранспортна" система.Цель исследования - разработка теоретических основ и практических методов повышения безопасности деииэния на автомобильных дорогах на основа функционально-системного подхода к проектированию и эксплуатации дорог путем физиологического обоснования их норм с учетом требований психологической безопасности движения, зрения и качества труда водителя. Метод исследования-функцискальдо-систем-инй подход, сочетающий методы, используемые в дорожной наненерии, психологии и физиологии труда водителя по управлению автомобилем в реальных условиях движения. Аппаратура - приборы по измерению результатов труда водителя (скорость,ускорение,местоположение на полосе движения и т.д.) и его.эмоционального состояния (хоааю-га-льваническая реакция). Научная и практическая значимость подученных результатов заключёна в том,что впервые создан математический аппарат по теоретическому и экспериментальному определению расчетных элементов дороги, отвечающих, требованиям психологической безопасности, оптимальным зрительной нагрузке и эмоциональной напряженности водителя при управлении автомобилем с расчетной скоростью, впервые установлены значения элементов дорог,находящихся в пределах психологического запаса, создан принципиально новый подход в исследовании автотранспортной системы на основа анализа физических и психофизиологических процессов приспособления водителя к управлению автомобилем в предстоящих условиях движения. Степень использования - стадия технического предложения,необходимо разрабатывать региональные стандарты Беларуси по проектированию и эксплуатации дорог. Область применения-дорожное строительство, а конкретнее, проектирование и эксплуатация автомобильных дорог.

SUMMARY Selyulcov Dmitry Bmitri87tch Theoretical Fundamentals of large letters Substantiating technical elements oi Road Conditions o1 accunt Physiological and Functional the reguirementB to the Road and Transport . System •

Functional transport cystem; highways estimation elements; driver labour result;optimal visual loading and driver's emonati-onal intensity;psychological safety and dependence; psychological Stock.

Research object - road and transport functional cistern. The objective of the research Is the developmen of teoretical and me-todological bases principles of highway estimation elements definition, when psychological safety is taken into account. 2he functional -system approach is used ae research, method, which combines methods used in hinghway engineering, psycology and physiology of driver labour, controLing a vehicle in real traffic conditions. Equipment used Includes instruments measuring driver's labour results (velocity,acceleration,location on a lane, ets.) and his'emoaional state (skin-galvanic reaction).Scientific and practical importance of results obtained is concluded from: a)for the first time matematical device has been developed enabling theoretical and experimental definition of highway estimation elements, being adequate to required psychological safety, optimal visual .loading and driver's emotional inehsity while control las a vehicle movement with design velocity; b) for the first time values of highway el8inent3 being development within the interval of psychological stock were estimated; c)essentially new approach wa3 created In roads and transport system research on the basis of analysis of physical and psycho-phisiological processes of driver's? adaptation to vehicle control in future traffic conditions. Implementation degree - technical prorosal stage, Belarus regional standarts in highway design and. maintenance are to be developed. Implementation sphere -highways cons.tnlctlon.iri particular -highways design and maintenance.