CC BY
3
of the scattered field were plotted for different cases of the location of the cavity in the body. The change in the reflection of sound in all directions with a change in the location of the cavity in the sphere is analyzed.
Key words: sound diffraction, elastic sphere, non-concentric cavity, radiation patterns.
Okorokov Maxim Vitalievich, undergraduate, maxik_okorokov@mail.ru, Russia, Tula, Tula State
University,
Scientific adviser: Tolokonnikov Lev Alekseevich, doctor of physical and mathematical sciences, professor, tolokonnikovla@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 629.076
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-1-325-329
АНАЛИЗ СПОСОБНОСТИ ВОДИТЕЛЕЙ ОЦЕНИВАТЬ КОНФЛИКТНУЮ СИТУАЦИЮ ПРИ ТОРМОЖЕНИИ АВТОМОБИЛЯ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ
В.Ф. Васильченков, А.В. Калыгин
В настоящей статье с позиции функционирования системы «водитель - автомобиль - условия движения» понимается реакция выбора управляющих действий в соответствии со сложившейся обстановкой на дороге. В нашем случае подразумевается «конфликтная дорожная ситуация» - нарушение или ошибка одного (или нескольких) участников дорожного движения, приведших к необходимости экстренного маневра или торможения другого участника дорожного движения. При уменьшении скорости лидера водитель базового автомобиля может уменьшить скорость в плоть до остановки или объехать внезапно возникшее препятствие. В этой ситуации важны скорость и точность реакции водителя, реакции приводов управления автомобиля и условия движения, особенно характеризующие условия сцепления колес с дорогой. Имеется ввиду, что эти факторы влияют на величину остановочного пути. Предполагается, что настоящий маневр автомобиля должен стать элементом обучающей системы и введен в современный курс вождения автомобилей.
Ключевые слова: системы «водитель - автомобиль - условия движения», конфликтная ситуация, реакции водителя, остановочный путь, «стимул-реакции», устойчивость и управляемость.
Настоящее исследование имеет отношение к характерной особенности работы водителя в критической ситуации, а именно «реакции выбора», при которой водитель должен принять решение остановить автомобиль или увеличить скорость для проезда перекрестка.
Существующие методы оценки тормозных свойств автомобилей по тормозному пути ST [1-5] и замедлению (рис. 1), и даже метод оценки остановочного пути по известной формуле (1), не учитывают факторы торможения в системе «водитель-автомобиль-дорога» (ВАД), а именно,
^ост = ^0 +11 + 0,5t2) + ^ _ (1)
2 ]туст 24
Главное, не учитывается тот факт, что торможение не одиночного автомобиля, а автомобиля, следующего в транспортном потоке (ГЦ), наиболее характерного в условиях городского движения с сопутствующими «пробками», представляет собой реакцию выбора водителем. Наиболее показательным в этом плане является проезд регулируемого перекрестка (рис 2).
Водитель может в этой ситуации или тормозить, или продолжить движение, в колонне - объехать впереди идущий автомобиль с притормаживанием. Цринятие решения водителем зависит от его способности оценивать динамику торможения и прогнозировать дальнейшее движение, зависящие и от времени реакции водителя - ВРв, реакции автомобиля - ВРа с тормозным приводом и коэффициентом сцепления ( колес с дорогой, так ка jT max = pg. В этой ситуации важно правильное определение временного интервала между автомобилем и заданными участками торможения, в пределах которых реализуется торможение, при котором проявляют себя наиболее характерные условия торможения в системе В-А-Д. Одновременно в этой ситуации оценивается влияние ранее исследованного расстояния Зв (рис.1). Как известно, это расстояние, зависящее от индивидуальных способностей водителя прогнозировать дистанцию безопасности, которая, образно, следует впереди автомобиля и зависит от скорости движения (рис. 2).
«водитель-автомобиль-препятствие»
выключатель Ленточный выключатель
№1 выключатель №3
№2
Рис. 2. Схема эксперимента по определению компонентов остановочного пути автомобиля
при подъезде к перекрестку
Цель настоящего исследования - понять действия водителя в условиях реализации реакции выбора, определить факторы, влияющие на выбор безопасной дистанции Sq . Имеется виду, что подобные испытания в реальных условиях движения транспортного потока представляют некоторую опасность. Для этого на автодроме оформлялся специализированный участок. В испытании оценивались поведенческие характеристики водителей при различных способах организации и реализации системы В-А-Д. Результаты исследования использовались при формировании математической модели колонны военных машин на марше.
Варьировались параметры армейских автомобилей (тип, тормозной привод с изменяющимся временем срабатывания). Подобные исследования с использованием легковых автомобилей выполнялись B.L. Evans, R. Rothery, Gasis, Chermann, Crowford, Teylor, Olson - 1980-е годы, но с другими решаемыми задачами, в основном, связанными с проектированием дорожного движения на перекрестках.
Как показано на (рис. 1), X - расстояние до стоп-линии, необходимое для движения до отключения желтого света, Xj - критическое расстояние, необходимое для переключения светофора с зеленого на красный. Время реакции водителя to, время срабатывания тормозов ^, торможения 13, компоненты остановочного пути Sj (Si, S2, S3) измерялись с помощью, так называемого «стреляющего» устройства.
Если автомобиль своим бампером останавливался на расстоянии X от стоп-линии и, если расстояние X меньше наперед заданного гарантированного от въезда на перекресток расстояния X, маловероятно утверждать, что автомобиль не выедет на перекресток или будет тормозить с максимальной, в том числе, так называемой, «некомфортной» (jt >) интенсивностью. С другой стороны, если величина
X больше другой - критической величины X2, тогда водитель, не способен преодолеть перекресток до
включения красного света.
Можно предположить, что этот способ управления характерен для известной в теории управления модели замкнутой системы В-А-Д, но в прямой ветви - без обратной связи (о.с.).
Назначались два типа пересечений: городской перекресток, для чего назначалась характерная для города скорость 50 км/ч, и магистральный - 80 км/ч. Измерение скоростей автомобилей проводилось
с использованием РЛС типа «Радар-3». Измерение замедления (м ■ с ) производилось с использованием деселерометра МП-95.
Автомобили должны были или тормозить при включении красного света, или преодолевать перекресток уже при зеленом свете. Экспериментально определялась вероятность для каждой из ситуаций в качестве функции опытности водителя, в первую очередь, способность прогнозировать положение автомобиля на дороге, в зависимости от типа автомобиля (база, тормозной привод), состояния опорной поверхности (ф - коэффициент сцепления, (р = 0,1 — 0,8), условия видимости, сложности дорожной обстановки (сопутствующее движение, встречное движение, плотность транспортного потока). Для скорости 50 км/ч предельным назначалось расстояние Х\ (минимальная дистанция, при которой водитель
может выбрать безопасную остановку с замедлением ] т «комфортным») и Х2 - максимальную дистанцию, при которой водитель может преодолеть пересечение дорог до включения красного света. При этом время t = to + ?2 + ^з остановочного пути равно
'2'" (2)
длительность горения желтого
х1 = ^в—а +У0/2Jт, х2 = + 0,5Jт(ж — tв—а) — Вш — £б ,
где tв—а - время реакции системы В-А, чтобы начать замедление; tж -света.
Как видно на (рис. 3), водители, располагавшие автомобиль в условно называемой «дилемной» (выборочной) зоне при включении желтого света светофора имели большую вероятность торможения в пересечении во время свечения красного света. Так, из 48 заездов при включении желтого света останавливались - 10 автомобилей, продолжали движение - 6, в то же время как 32 находились на пересечении при красном свете (согласно Стьюденту / = 2,06; при уровне достоверности Р = 0,97).
Так как положение автомобилей на выезде при желтом свете, в основном, мало зависит от водителя, можно предположить, что водители могут быть застигнуты в момент, когда они не могут принять уверенно решения ни на остановку, ни на дальнейшее движение.
В течение второго этапа проводился обучающий эксперимент, во время которого обучение торможению проводилось традиционным стандартизированным путем [6-8] и новым предложенным в настоящем исследовании. Параметры и вероятности результатов обучающего эксперимента приведены в таблице.
\ -
1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1,0
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1,0
0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0
Расстояние от пересечения дорог
1,0 1,0
0,9
0,8
В *ерояг ггносп ь
0 ,5 ^с^пан овки
0,4
0,05
1,0
ероят 1но с^п. ь
0,6 п, родол я
дв и^кег ия , м инуя
0,3 5
0,1
0,8 Ве роя^п. нос^ю.
0,65 0,6 дв ижсен ия и б
0 5 за с^ъигн. у^пъгм на
0,4 пеЛ ресече гнии
0,2
0,1
Х С2
20, 2 м 56,3 м
— 43,7 м
100 м
Рис. 3. Вероятность остановки или продолжения движения автомобилей на пересечении дорог: а - остановки; б - продолжения движения; в - продолжения движения, в том числе и при красном
свете, на пересечении дорог
Параметры и вероятности результатов обучающего эксперимента
Группы обучающихся Средние балы Уровень
Метод 1 Метод 2 различия
Обучающиеся по новой методике X — 20 а = 5 X = 30 а = 11 Ь = 2,5 Р = 0.94
Обучающиеся по традиционной методике X =17 а =17 X = 21 а =11 Ь = 1.7 Р = 0.9
Выводы:
1.Как видно, обучающиеся по традиционной методике имеют средние результаты (х=17,21) и среднеквадратические результаты (и = 16.1). мало различающиеся или не различающиеся. Это позволяет судить о потенциальной успешности обучения по названной методике.
2. Обоснованный научно и проверенный экспериментально метод оценки способности водителя реагировать в конфликтной ситуации типа «стимул-реакции» могут быть использованы для оценки работоспособности водителей вообще и при обучении в частности.
Список литературы
1. Васильченков В.Ф. Совершенствование методов и средств подготовки водителей армейских машин на основе исследования показателей работоспособности в системе "водитель-автомобиль-дорога" / В.Ф. Васильченков // Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. ВОЛАТТ. Ленинград, 1979. 304 с.
2. Васильченков В.Ф., Елистратов В.В. Теория автоматического управления в задаче исследования устойчивости транспортного потока автомобилей // Известия академии инженерных наук им. А.М. Прохорова. Москва-Н. Новгород, 2006. Т. 19. С. 188-194.
3. Васильченков В.Ф., Похомов А.Н., Чепижко И.В. Системный подход при определении понятий управление и управляемость автомобиля // Известия академии инженерных наук им. А.М. Прохорова. Москва-Н. Новгород, 2006. Т. 16. С. 16-20.
4. Васильченков В.Ф., Самарский Е.А. Транспортный поток - автомобильная колонна как динамическая система регулирования в задаче повышения пропускной способности дорог // Известия академии инженерных наук им. А.М. Прохорова. Москва-Н. Новгород, 2006. Т. 16. С. 24-26.
5. Васильченков В.Ф., Похомов А.Н., Чепижко И.В. Метод исследования в задаче нормирования показателей управляемости автомобиля // Известия академии инженерных наук им. А.М. Прохорова. Москва-Н. Новгород, 2006. Т. 16. С. 27-30.
6. Курс вождения боевых и специальных машин воздушно-десантных войск // Красная звезда, 2012. 243 с.
7. Курс вождения боевых и специальных машин сухопутных войск (КВБСМ СВ-2011). // Воен-издат, 2014. 138 с.
8. Курс вождения боевых и специальных машин Воздушно-десантных войск. Изд. 2-е, испр. и доп. // МО РФ,2017. 257 с.
Васильченков Василий Федорович, д-р техн. наук, профессор, vasilchenkova2011 @yandex.ru, Россия, Рязань, Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное ордена Суворова дважды Краснознаменное командное училище имени генерала армии В. Ф. Маргелова,
Калыгин Александр Владимирович, гвардии подполковник, адъюнкт, aleksan-drkalygin 13 a mail.ru, Россия, Рязань, Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное ордена Суворова дважды Краснознаменное командное училище имени генерала армии В. Ф. Маргелова
ANALYSIS OF THE ABILITY OF DRIVERS TO ASSESS THE CONFLICT SITUATION WHEN BRAKING A
CAR AT AN INTERSECTION
V.F. Vasilchenkov, A.V. Kalygin
In this article, from the point of view of the functioning of the driver -car - traffic conditions system, the reaction of the choice of control actions in accordance with the current situation on the road is understood. In our case, we mean a "conflict road situation" - a violation or error of one (or several) road users that led to the need for emergency maneuvering or braking of another road user. When the speed of the leader decreases, the driver of the base car can reduce the speed in the flesh to a stop or go around an obstacle that has arisen unexpectedly. In this situation, the speed and accuracy of the driver's reaction, the reactions of the car's control drives and driving conditions are important, especially those characterizing the conditions of wheel adhesion to the road. It means that these factors affect the value of the remaining pathway. It is assumed that a real car maneuver should become an element of the training system and be introduced into a modern car-driving course.
Key words: systems "driver - car - traffic conditions", conflict situation, driver reactions, stopping distance, "stimulus-reactions", stability and controllability.
Vasilchenkov Vasily Fedorovich, doctor of technical sciences, professor, vasilchenkova2011@yandex.ru, Russia, Ryazan, Ryazan Guards Higher Airborne Order of Suvorov twice Red Banner Command School named after General of the Army V. F. Margelova,
Kalygin Alexander Vladimirovich, guard lieutenant colonel, adjunct, aleksandrkalygin13@mail.ru, Russia, Ryazan, Ryazan Guards Higher Airborne Order of Suvorov twice Red Banner Command School named after General of the Army V. F. Margelova
