Установление функциональных зависимостей энтропии системы вадппсп от скорости движения автомобиля перед нерегулируемым пешеходным переходом Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 656.05

УСТАНОВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ЭНТРОПИИ СИСТЕМЫ ВАДППСП ОТ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ ПЕРЕД НЕРЕГУЛИРУЕМЫМ ПЕШЕХОДНЫМ ПЕРЕХОДОМ

© П.А. Ким1, А.И. Федотов2

Забайкальский государственный университет,

672039, Россия, Забайкальский край, г. Чита, ул. Александро -Заводская, 30. 1ОГИБДД УМВД России по г. Чите,

672000, Россия, Забайкальский край, г. Чита, ул. Амурская, 24. 2Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассмотрены параметры, характеризующие безопасность движения пешеходов и транспортных средств при пересечении ими пешеходных переходов. Выявлены функциональные зависимости энтропии системы «Водитель -Автомобиль - Дорога - Пешеходный Переход - Среда - Пешеход» (ВАДППСП) от скорости движения автомобиля перед нерегулируемым пешеходным переходом в условиях ограниченной видимости. Ил. 3. Табл. 1. Библиогр. 3 назв.

Ключевые слова: пешеход; нерегулируемый пешеходный переход; автомобиль-помеха; энтропия; скорость движения; система ВАДППСП; проезжая часть; степень риска пешехода; расстояние видимости.

DETERMINING FUNCTIONAL DEPENDENCIES OF DVRCEP SYSTEM ENTROPY ON VEHICLE DRIVING SPEED BEFORE THE UNREGULATED PEDESTRIAN CROSSING P.A. Kim, A.I. Fedotov

Transbaikal State University,

30 Aleksandro-Zavodskaya St., Chita, Transbaikal region, 672039, Russia.

Chita Department of National Road Traffic Safety Inspectorate Regional Office of the Ministry of Internal Affairs, 24 Amurskaya St., Chita, Transbaikal region, 672000, Russia. Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The article describes the parameters that characterize the traffic safety of pedestrians and vehicles when they cross pedestrian crossings. It identifies the functional dependences of the entropy of the "Driver - Vehicle - Road - Crosswalk -Environment - Pedestrian" (DVRCEP) system on the vehicle's driving speed before the unregulated pedestrian crossing under conditions of reduced visibility. 3 figures. 1 table. 3 sources.

Key words: pedestrian; unregulated pedestrian crossing; hindrance vehicle; entropy; driving speed; DVRCEP system; roadway; degree of pedestrian risk; vision distance.

Транспорт

Уровень безопасности в зоне нерегулируемых пешеходных переходов зависит от степени информированности всех участников дорожного движения. В свою очередь количественно степень информированности водителей и пешеходов обусловливает величину энтропии системы «Водитель - Автомобиль - Дорога - Пешеходный Переход - Среда - Пешеход» (ВАДППСП) [1].

Определение энтропии системы ВАДППСП в зависимости от скорости движения автомобиля перед нерегулируемым пешеходным переходом в нашем исследовании проводилось с учетом вероятности поступления необходимой информации при приближении к пешеходному переходу. Расчеты выполнялись для случая, схема которого представлена на рис. 1, при условии, что автомобиль-помеху, стоящий у пра-

вой края проезжей части, дискретно перемещали назад от пешеходного перехода.

Энтропию рассматриваемой системы рассчитывали по формуле:

п

Нв (г) = -Х р1в (г) • 1св2 ргв (г), (1)

г =1

где Hв(t) - энтропия системы ко времени t при определенном уровне информированности водителя в зоне пешеходного перехода; Piв(t) - вероятность своевременного и адекватного реагирования водителя на /-ю ситуацию ко времени ^ / = 1, 2,... , п - номер (количество) оцениваемых ситуаций в зоне пешеходного перехода.

Вероятность Р/в обнаружения водителем пешехо-

1Ким Павел Анатольевич, аспирант, начальник, подполковник полиции, тел.: 89310039064, e-mail: [email protected] Kim Pavel, Postgraduate, Chief, Lieutenant Colonel of police, tel.: 89310039064, e-mail: [email protected]

2Федотов Александр Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой автомобильного транспорта, тел.: 83952405689, e-mail: [email protected]

Fedotov Alexander, Doctor of technical sciences, Professor, Head of the Department of Automobile Transport, tel.: 83952405689, e-mail: [email protected]

lui

Транспорт

да перед пешеходным переходом рассчитывали по формуле:

Р. =1 - к, (2)

где РП - степень риска пешехода при выходе на пешеходный переход, которая определяется по формуле:

/ \

Rn = 0,5 - Ф

SBn - So

2 2 + о~

(3)

у V sBH Socm J

где SBn - расстояние видимости пешехода на дороге, м; So - остановочный путь автомобиля, м; Ф - табулированная функция нормального распределения; os^ -среднее квадратичное отклонение расстояния от места наезда на пешехода до автомобиля в момент возникновения опасной ситуации; озоос - среднее квадратичное отклонение остановочного пути автомобиля [2].

На основании результатов расчетов построены графики зависимостей вида He(t)=f(Pie) (рис. 2).

Графики изменения энтропии He(t) системы ВАДППСП, в зависимости от вероятности обнаружения водителем пешехода перед пешеходным переходом Pie, были аппроксимированы с использованием пакета Microsoft Excel. Полученные уравнения регрессии изображены на рис. 2.

Установлено, что для случая, схема которого представлена на рис. 1, при перемещении аетомоби-ля-помехи закономерность изменения энтропии He(t) системы ВАДППСП, в зависимости от вероятности обнаружения водителем пешехода перед пешеходным переходом Pe описывается уравнением полинома, вида:

Для определения значений коэффициентов полинома (4) были выполнены расчеты зависимостей, вида Не(!)=^Рее), для типовых скоростей движения АТС, приближающихся к нерегулируемому пешеходному переходу: 35, 40, 45, 50, 55 и 60 км/час. Для каждого графика зависимости Н()=^Ре) получены уравнения регрессии вида (4) и определены коэффициенты а, е и с при достоверности аппроксимации 0,99>Я >0,98 [3]. Результаты расчетов значений коэффициентов полинома сведены в таблице.

Значения коэффициентов полинома (4)

№ Скорость Коэффициенты уравнения

п/п АТС, км/час а e с

1 35 -13,389 21,522 -8,036

2 40 -9,868 12,58 -2,52

3 45 -9,658 10,63 -0,753

4 50 -9,567 9,868 -0,016

5 55 -10,626 10,81 0,130

6 60 -11,416 11,52 0,264

НвА) = а -рв + e ■ Рв + с,

(4)

где а, е и с - постоянные, характерные для данных условий движения, коэффициенты полинома.

Все графики изменения энтропии системы ВАДППСП Не({) в зависимости от вероятности обнаружения водителем пешехода перед нерегулируемым пешеходным переходом Ре при скоростях движения АТС 35, 40, 45, 50, 55 и 60 км/час сведены в единый график (рис. 3).

Во всех представленных на графиках рис. 3 случаях неопределенность возникающих ситуаций на нерегулируемых пешеходных переходах зависит, во-первых, от своевременности и качества получаемой водителем АТС информации, которая необходима ему для ситуационного анализа, своевременного и адекватного реагирования, а во-вторых - от скорости движения АТС.

Рис. 1. Расчетная схема определения видимости пешехода с рабочего места водителя при обзорности, ограниченной неподвижным препятствием

lamnl

Транспорт

Скорость АТС 40 км/час

Скорость АТС 60 км/час

Ü 1.50 IX

СО

0.60 0.80 Вероятность Рiв

а)

0.40 0.60 0,81

Вероятность Р1в б)

Рис. 2. Графики изменения энтропии НвА) системы ВАДППСП в зависимости от вероятности обнаружения водителем пешехода перед пешеходным переходом Р'в при скорости движения автомобиля перед нерегулируемым пешеходным переходом: а - 40 км/час; б - 60 км/час

0.40 0.50 0.60

Вероятность PiB

Рис. 3. Энтропия системы ВАДППСП He(t) в зависимости от вероятности обнаружения водителем пешехода перед пешеходным переходом Pie при скорости движения АТС: 1 - 60 км/час; 2 - 55 км/час; 3 - 50 км/час;

4 - 45 км/час; 5 - 40 км/час; 6 - 35 км/час

3.50

3.00

2.50

2.00

1.00

0.50

0.00

Анализ приведенных графиков (рис. 3) показывает, что максимальное значение энтропии системы ВАДСППСП наблюдается при скоростях движения легкового АТС перед нерегулируемым пешеходным переходом более 40 км/час и вероятностях обнаружения водителем пешехода перед пешеходным переходом Pie < 0,7.

При Pje ^ 0 энтропия системы ВАДСППСП He(t) ^ min, что свидетельствует о гарантированном не обнаружении водителем пешехода и неизбежности наез-

да на него при данных условиях движения.

При Рв ^ 1,0 энтропия системы ВАДСППСП He(t) ^ min, т.е. также снижается, но наезд на пешехода при данных условиях движения практически маловероятен, поскольку у водителя, значительно удаленного от нерегулируемого пешеходного перехода, достаточно информации о наличии пешехода, а также возможностей избежать наезда на него.

Статья поступила 17.09.2014 г.

Библиографический список

1. Ким П.А., Озорнин С.П., Масленников В.Г. Снижение риска наезда на пешеходов в условиях ограниченной видимости на нерегулируемых пешеходных переходах // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 6. С. 147-154.

2. Федотов А.И. Диагностика автомобиля: учебник для сту-

дентов вузов. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2012. 467 с. 3. Федотов А.И., Григорьев И.М. Экспериментальные исследования динамического метода диагностирования автомобильных регуляторов тормозных сил // Социально-экономические и технические системы: Исследование, проектирование, оптимизация. 2006. № 3. С. 6.