CC BY
116
УДК 625.7/.8
ОЦІНКА БЕЗПЕКИ РУХУ НА ІСНУЮЧИХ АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРОГАХ З УРАХУВАННЯМ ІНФОРМАЦІЙНОГО ЗАВАНТАЖЕННЯ ВОДІЯ
Л.О. Коваленко, доцент, к.т.н., А.М. Бондаренко, студент, ХНАДУ
Анотація. Проведено аналіз результатів оцінки безпеки руху за існуючими розрахунковими методами та їх порівняння з фактичними даними про ДТП. Встановлено зв ’язок між коефіцієнтом пригод і показниками інформаційного завантаження водія з використанням методів математичної статистики.
Ключові слова: безпека руху, автомобільна дорога, дорожньо-транспортна пригода, дорожні умови, інформація, ентропія, коефіцієнт стохастичності, швидкість надходження інформації.
Вступ
Проблема забезпечення безпеки руху стала особливо гострою через зростання інтенсивності руху на дорогах і збільшення у транспортному потоці частки легкових автомобілів, що значно ускладнюють процес руху змішаного транспортного потоку на дорогах [1].
Дорожньо-транспортна обстановка на багатьох ділянках доріг загального користування України на сьогодні є такою, що потребує свідомого втручання шляхом здійснення впливу на учасників дорожнього руху, стан доріг і дорожній рух, з метою запобігання виникненню ДТП та зниження тяжкості їх наслідків. Йдеться про керування безпекою руху взагалі та про керування засобами дорожньої служби зокрема.
За питомими показниками аварійності в Україні спостерігається значний відрив від середньоєвропейського рівня. Надзвичайно висока тяжкість ДТП: на сто потерпілих у пригодах припадає у 7 - 10 разів більше загиблих, ніж у США, Англії, Німеччині.
Однією з причин високого рівня аварійності та неефективності управління безпекою є недостатнє дослідження причин учинення ДТП, факторів впливу на виникнення ДТП, наслідків введення нормативно-правових актів та змін у організацію управління безпекою руху [2].
Учинення ДТП відбувається в результаті впливу багатьох випадкових обставин, що збігаються в часі та просторі. Можна з певністю стверджувати, що не буває двох однакових ДТП. Проте всі ДТП об’єднує те, що вони скоюються на дорозі. А це дозволяє стверджувати, що дорога в будь-якому випадку впливає як на виникнення та розвиток ДТП, так і на тяжкість наслідків.
Аналіз публікацій
Нині визначення аварійно-небезпечних ділянок і місць концентрації ДТП проводиться відповідно до існуючих методів оцінки безпеки руху на автомобільних дорогах [1]. В результаті аналізу існуючих методів було виділено 2 групи: розрахункові методи і методи, що враховують фактичні дані про ДТП. Серед більше 20 розрахункових методів виявлення небезпечних місць на дорозі найбільшого поширення набули методи коефіцієнтів безпеки й аварійності, які широко застосовують на стадії проектування доріг і організації руху. Однак точність виявлення небезпечних ділянок на дорозі цими методами становить 44% для методу коефіцієнтів безпеки і 64% для методу коефіцієнтів аварійності [1, 6]. Це пов’язано з тим, що вказані методи враховують тільки дорожню складову середовища руху, а можливості й особливості поведінки водіїв у цих методах не розглядаються.
Мета та постановка задачі
За одних обставин дорожні умови сприяють виникненню ДТП, а за інших - навпаки, запобігають їм. У процесі експлуатації автомобільних доріг виявляються ділянки, кількість ДТП на одиницю довжини яких є більшою, ніж на інших ділянках. Дуже важливо правильно оцінити небезпечність дорожніх умов на таких ділянках, з тим щоб ідентифікувати їх як аварійно небезпечні чи як місця концентрації ДТП і вчасно вжити заходів щодо підвищення безпеки руху.
Помилки водія у прийнятті рішення щодо зміни режиму і траєкторії руху при проїзді небезпечних місць і реалізації цього рішення вказують на те, що водій не одержує вчасно інформації про ступінь небезпеки майбутніх умов руху або ця інформація є такою, що не спонукає його ефективно впливати на органи керування автомобілем для запобігання події або кращого пристосування режиму і траєкторії руху до цих умов. Це вказує на необхідність урахування психофізіологічних порогів і особливостей сприйняття водієм інформації про умови руху [2, 3, 4]. У зв’язку з цим питання дослідження причин виявлення ДТП, пов’ язаних з урахуванням закономірностей поведінки водія, є актуальною проблемою.
Виявлення аварійно-небезпечних ділянок з урахуванням інформаційного завантаження водія
Для урахування закономірностей поведінки водія було використано методику оцінки умов і безпеки руху за показниками інформаційного завантаження водія з урахуванням мотиваційних сил, що впливають на водія у процесі руху [5, 6, 7]. Застосовуючи інформаційну оцінку завантаження водія, усі об’єкти поля зору оцінюються як «небезпечні» та «безпечні». Під полем сприйняття розуміють простір, який складається з усіх джерел сигналів, що беруться водієм до уваги під час керування автомобілем [5, 6]. Довжина поля сприйняття, з якого водій сприймає інформацію при керуванні автомобілем, залежить від швидкості руху [7].
Поняття інформації тісно пов’язане з поняттям ентропії. Під ентропією у теорії інформації розуміють непередбачуваність, яка буває при сприйнятті людиною того чи іншого
предмета об’єктивного світу в процесі досвіду (в широкому розумінні цього слова). Так, відсутність у водія повної впевненості в тому, що в наступний момент руху з’явиться заздалегідь відомий елемент або створиться заздалегідь відома дорожня обстановка, вносить непередбачуваність в його дії по керуванню автомобілем. Тобто в цьому випадку має місце явище ентропії. Максимальна ентропія залежить від кількості носіїв інформації в полі сприйняття водія [7] При проїзді небезпечних місць на дорозі транспортний потік трансформується і змінюються його характеристики: швидкість, дистанція й ін. Зміна характеристик транспортного потоку при проїзді небезпечних місць на дорозі пов’язана зі зміною інформації про умови руху, що надходить до водія, на підставі якої він приймає рішення про зміну режиму і траєкторії руху, реалізує це рішення і контролює його реалізацію.
З метою перевірки достовірності методики визначення аварійно-небезпечних ділянок на автомобільній дорозі за показниками інформаційного завантаження водія було проведено оцінку умов і безпеки руху на ділянці автомобільної дороги 2-ї категорії Бєлгород-Ахтирка. Для оцінки безпеки руху проведено моделювання умов руху на автомобільній дорозі за допомогою пакета прикладних програм CREDO, проаналізовано фактичні дані про дорожньо-транспортні пригоди та обчислено показники інформаційного завантаження водія.
В результаті аналізу перерахованих показників було розроблено градацію умов і безпеки руху за показниками інформаційного завантаження водія (рис. 1, табл. 1).
?0,2-------------|||--------------------------------------
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Швидкість надходження інформації, Уп, біт/с
Рис. 1. Зв’язок між швидкістю надходження інформації та коефіцієнтом пригод
Показники стану й умов руху
Модальна оцінка умов руху Коефіцієнт пригод Коефіцієнт стохасти-чності, О Швидкість надходження інформації, Уп, біт/с
Дуже небезпечні (Аварійне середовище) > 1,2 < 2 < 1
Небезпечні 0,8-1,2 2-3 1-2
Малонебезпечні 0,4-0,8 3-4 2-3
Безпечні < 0,4 4-6 3-4
Малонебезпечні 0,4-0,8 6-8 4-6
Небезпечні 0,8-1,2 8-16 6-13
Дуже небезпечні (Аварійне середовище) > 1,2 > 16 > 13
Для встановлення методу, який дає більш точні результати визначення аварійно-небезпечних ділянок, було виконано аналіз фактичних даних про кількість і концентрацію ДТП на обстежуваній ділянці дороги.
За результатами розрахунку показників безпеки руху - коефіцієнтів безпеки, аварійності і пригод - було виконано порівняльний аналіз методів. За критерій точності виявлення небезпечних ділянок розрахунковими методами приймається ступінь відповідності коефіцієнтів безпеки та аварійності показнику фактичних даних про ДТП - коефіцієнту пригод.
Точність виявлення аварійно-небезпечних ділянок розрахунковими методами є помірною (задовільною). Коефіцієнт кореляції між коефіцієнтом безпеки і коефіцієнтом пригод г = -0,45, а між коефіцієнтом аварійності і коефіцієнтом пригод г = 0,49.
При визначенні коефіцієнтів кореляції між показниками інформаційного завантаження та коефіцієнтом пригод були окремо розглянуті убуваюча і зростаюча гілки графіка (рис. 1). Величина кореляції між коефіцієнтом стохастичності і коефіцієнтом пригод у зоні монотонії г = -0,71, в зоні перевантаження г = 0,76. Зв’язок між швидкістю надходження інформації і коефіцієнтом пригод характеризується коефіцієнтами кореляції відповідно г = -0,73 та г = 0,77.
Висновки
Високий ступінь кореляції підтверджує, що використання методу виявлення аварійно-небезпечних ділянок з урахуванням показни-
ків інформаційного завантаження водія дає більш достовірні дані, ніж існуючі зараз методи.
Література
1. Бабков В.Ф., Андреев О.В. Проектирова-
ние автомобильных дорог. - Ч. 1, Ч. 2: Учебник для вузов. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1987. - 368 с.
2. Анохин П.К. Узловые вопросы теории
функциональных систем. - М.: Наука, 1980. - 196 с.
3. Афанасьев Л. Л. и др. Вопросы психофи-
зиологии человека на автомобильном транспорте. - М.: Высшая школа, 1973. -308 с.
4. Бегма И.В., Гаврилов Э.В., Калужкий Я.А.
Учет психофизиологии водителей при проектировании автомобильных дорог. - М.: Транспорт, 1976. - 88 с.
5. Гаврилов Э.В. Эргономика на автомобиль-
ном транспорте. - К.: Техника, 1976. -152 с.
6. Гаврилов Э.В., Гридчин А.М., Ряпу-
хин В.Н. Системное проектирование автомобильных дорог. Ч. I.: Учебное пособие. - Москва-Белгород: издательство АСВ, 1998. - 138 с.
7. Гаврилов Э.В., Бегма В.А., Туманов В.В.
Учет человеческого фактора при проектировании дорог и организации движения. - К.: Изд-во УМК ВО, 1988. - 78 с.
Рецензент: В.К. Жданюк, професор, д.т.н., ХНАДУ.
Стаття надійшла до редакциї 20 квітня 2009 р.
