CC BY
33
У статті визначено вплив інформації на психоемоційний стан водія, його працездатність за допомогою проведення спеціальних тестів з одночасною реєстрацією ЕЕГ
Ключові слова: інформація, психоемоційний стан, працездатність, ЕЕГ
В статье определено влияние информации на психоэмоциональное состояние водителя, его трудоспособность с помощью проведения специальных тестов с одновременной регистрацией ЭЭГ
Ключевые слова: информация, психоэмоциональное состояние, работоспособность, ЭЭГ
In article influence of the information on a psychoemotional condition of the driver, its work capacity by means of carrying out of special tests with simultaneous registration EEG is defined
Keywords: the information, a psychoemotional condition, working capacity, EEG
УДК 656.13
ВИЗНАЧЕННЯ ВПЛИВУ ІНФОРМАЦІЇ НА ПСИХОЕМОЦІЙНИЙ СТАН ВОДІЯ
І.А. Афанасьєва
Асистент
Кафедра транспортних систем і логістики* Контактний тел.: (057) 707-32-61 Е-mail: [email protected]
Л . М . Ш утен к о
Доктор технічних наук, професор, ректор* Контактний тел.: (057) 707-31-43 Е-mail: [email protected]
В.П. Шпачук
Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедрою Кафедра теоретичної і будівельної механіки*
К. Є. Ва кул ен к о
Асистент
Кафедра транспортних систем і логістики* *Харківська національна академія міського господарства вул. Революції, 12, м. Харків, Україна, 61002 Контактний тел.: (057) 707-32-61 Е-mail: [email protected]
1. Вступ
В останній час в умовах підвищення рівня автомобілізації зросла кількість ДТП на дорогах міста. Це може бути пов’язано зі збільшенням потоку вхідної інформації, як поза автомобілем так і у салоні автомобіля, яка впливає на психоемоційний стан водія.
2. Постановка проблеми
Надійність роботи людини при керуванні автомобілем, тобто здатність його безвідмовно виконувати роботу у визначених умовах і протягом визначеного часу, багато в чому залежить від психофізіологічних особливостей цієї людини. Не випадково, переважна більшість дорожньо-транспортних пригод відбувається з вини водія, а не автомобіля або дороги. В основі причин дорожньо-транспортних пригод лежить осо-
бистий фактор - психіка людини. Тому актуальним є дослідження впливу інформаційного навантаження на водія.
3. Аналіз літературних джерел
Під час руху водій змушений сприймати велику кількість зорових, звукових і інших подразників. Їх сприйняття водієм пов’язано з необхідністю переключати увагу з одного об’єкта на іншій у залежності від їхньої важливості і дорожньої обстановки, що складається. Для кожного водія існує оптимальна щільність об’єктів уваги, яка характеризується тривалістю часу, яких необхідно для їхнього розпізнавання й оцінки значимості. Надмірна щільність подій, що залучає увагу водіїв, - «перевантаження інформацією», кількість якого перевищує пропускну здатність аналізаторів людини, приводить до своєрідного
уз
«відмовлення» - недообліку значення того чи іншого подразника і, як наслідок, до неправильних дій, що ведуть до дорожньо-транспортного випадку. Зміна умов руху супроводжується поруч зовнішніх проявів нервово-психічних процесів, що виникають в організмі водія, - зміною частоти пульсу і подиху, частотою переміщення погляду водія з одних об’єктів на інші, зміною електропровідності шкіри [1]. У своїх дослідженнях Бабков В.Ф. вимірював зміни нервово-емоційної напруги водія за такими показниками як, - частота пульсу, шкірно-гальванічна реакція, частота подиху, частота фіксацій.
Збір і переробка інформації в процесі пошуку фізичної дії по керуванню автомобілем супроводжуються зміною емоційної напруги водія [2]. У своїй роботі [6] вимір ступеня емоційної напруги визначається по величині показників, які об’єктивно реєструють фізіологічні зрушення (частота серцебиттів, амплітуда і тривалість шкірно-гальванічних реакцій, сумарна напруга тета-ритму електроенцефалограми).
У дослідженнях Лабанова Є.М. вивчалася динаміка розвитку стомлення при різних сполученнях дорожніх умов, виявлявся вплив ступеня стомлення на швидкість переробки інформації і зміна часу реакції водія, методами електрофізіологічній діагностики стану водія таких як - ЕЕГ, ЕКГ, КГР, ОКГ; а так само діагностичними методами оцінки станів окремих психічних функцій за допомогою спеціальних тестів.
Працездатність людини характеризується великим числом показників - швидкістю реакції, тривалістю періодів перебудови психофізіологічних функцій людини на трудову діяльність, сталої роботи, варіантністю дій і обумовлена дією багатьох органів, регульованих керуючими механізмами за вказівкою центральної нервової системи. Працездатність є одним з важливих факторів, що впливають на продуктивність праці водія та безпеку руху. Наростання стомлення супроводжується посиленням біоелектричної активності м’язів, показники якої виміряються за допомогою електроен-цефалографа [2].
Для визначення психофізіологічного стану водія необхідний системний підхід до виміру всіх його якісних показників.
Мета дослідження
Визначення впливу інформації на психоемоційний стан водія, його працездатність за допомогою проведення спеціальних тестів з одночасною реєстрацією ЕЕГ.
Виклад основного матеріалу
Одним з важливих показників оцінки стомлення водія, є його працездатність яку можна розрахувати в результаті проведення спеціальних тестів з одночасною реєстрацією ЕЕГ і ЕКГ. Працездатність можна визначити по показниках електроенцефалограми (1), електрокардіограми (2) і за розрахунковими показниками «коректурної проби» (3).
Я = f (а,в, 8, А), (1)
Де а, в, 8, А - показники альфа-, бета-, дельта-, тета-рітмів ЕЕГ.
Я = ^ЧСС, ПАРС, ИН), (2)
де ЧСС - частота серцевих скорочень, 1/хв;
ПАРС - комплексний показник активності регуляторних систем;
ИН - індекс напруги регуляторних систем (стрес-індекс).
Я = ^) (3)
Q - показник продуктивності роботи.
Надлишок чи недолік інформації сприяє розвитку стомлення. Під впливом стомлення знижується чутливість аналізаторів (органів почуттів), зокрема, знижується інтенсивність уваги, а також швидкість і точність ухвалення рішення, погіршується координація рухів.
При дослідженні особливості уваги при дії тривалих одноманітних зорових подразників використовується тестування «коректурна проба» [4]. Завдяки методу коректурних тестів можна одержати дані про процеси порушення, внутрішнього і зовнішнього гальмування нервової системи в процесі праці. Дослідження діяльності мозку проводиться за допомогою електроенцефалографа.
Один з важливіших показників електроенцефалограми є спектр потужності ритмів: дельта-ритм (0,5-4 Гц), у здорової дорослої людини в спокої практично відсутній, але при виконанні розумових завдань може підсилюватися; тета-ритм (5-7 Гц), тісно пов’язаний з емоційною і розумовою напругою; альфа-ритм (8-13 Гц) , виконує функцію тимчасового сканування («зчитування») інформації і тісно пов’язаний з механізмами сприйняття і пам’яті; бета-ритм (15-35 Гц), зростає при пред’явленні нового несподіваного стимулу, у ситуації уваги, при розумовій напрузі, емоційному порушенні . ЕЕГ будь-якої людини залежить від його психофізіологічного стану[3, 5].
Для визначення стомленості необхідно одночасно враховувати показники ЕЕГ та показники тесту «коректурна проба».
У лабораторних умовах були проведені дослідження за допомогою комп’ютерного електроенцефалогра-фа №игаСот. У дослідження проводилися виміри показників тестування і ЕЕГ, кожний з який і складався з чотирьох етапів:
1) запис фонової проби тривалістю 5 хв у спокійному режимі з відкритими очима;
2) запис фонової проби тривалістю 5 хв при проходженні тесту «коректурна проба»;
3) запис фонової проби тривалістю 5 хв при проходженні тесту «коректурна проба» в умовах рівнобіжного мислення;
4) повторний запис фонової проби тривалістю 5 хв при проходженні тесту «коректурна проба» в умовах рівнобіжного мислення.
Під час запису 3-го і 4-го етапу дослідження перед людиною, яка брала участь у експерименті ставиться завдання правильно відповідати на поставлені питання під час проходження тесту «коректурна проба». В процесі тестування питання ставилися безупинно в режимі «питання-відповідь». Питання складалися на різні тематики включаючи легкий математичний рахунок.
В ході експерименту аналізуються показники тесту «коректурна проба» отримані у другому, третьому та четвертому етапах, які наведені в табл. 1.
З
Таблиця 1
Показники тесту «коректурна проба»
Етап досл. Показ- ник уваги, А Кіл-ть інфор- мації, Р Швидкість сприйманої ін формації, S Фак- тична про- дук- тив- ність, Е Показ- ник стій- кості кон- цен- трації уваги, К Точ- ність, Т Показник про-дук-тив-ності роботи, й
2 27 2400 1.8 1002 60.75 0.95 1003
3 17 1803 1.3 740 26.67 0.93 741
4 23 1155 0.9 519 28 0.95 519
Працездатність вимірюється за відомим критерієм який наведено у табл. 2.
Таблиця 2
Визначення працездатності
Працездатність Показник продуктивності роботи, й (к-ть знаків)
Відмінно 917 и>
Добре 764 - 916
Задовільно 590 - 763
Незадовільно 589 и<
Проаналізував вище наведені дані можна зробити висновок, що надлишок інформації (додаткові питання) сприяє розвитку стомлення в ході проведення експерименту.
У результаті проведення всіх етапів експерименту були отримані: показники тесту «коректурна проба», кількість правильних і неправильних відповідей на питання у 3-му та 4-му етапах та показники які характеризують біоелектричну активність мозку.
При реєстрації ЕЕГ важливе значення має розташування електродів, причому електрична активність, одночасно регіструється з різних точок голови, може сильно розрізнятися.
Відомо, що отриманий патерн ЕЕГ відрізняється значною між індивідуальною варіативністю як по її загальному виді, так і по окремих ознаках [5]. Тому в експеримент входить перший етап при якому виміряється «нормальна» біоелектрична активність мозку кожної людини, що приймала участь у даному експерименті.
Спочатку для аналізу обирається активне відведення, в якому біоелектричний сигнал головного мозку має максимальну потужність.
Аналіз спектра потужності ритмів у виділеному відведенні зображено на рис. 1.
Представлені ритми тісно пов’язані з емоційною і розумовою напругою. У процесі виконання чотирьох етапів дослідження спектральна потужність представлених ритмів (рис. 1) зростає, що свідчить про одночасне збільшення емоційної напруги та розвиток стомлюваності.
Отримані дані дозволять в подальшому визначити кількісний взаємозв’язок між показниками працездатності водія і його показниками ЕЕГ.
мкВ2Тц 3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Р а в 8
Ш Перилш етап ■ Другий етап □ Третій етап □ Четвертий етап
Рис. 1. Діаграма потужності спектру бета-, альфа-, тета-, дельта- ритмів ЕЕГ
Висновки
Комплекс вимірювальної апаратури: комп’ютерний електроенцефалограф №игоСот, дозволяє визначити спектральну потужність бета-, альфа-, тета-, дельта-ритмів ЕЕГ при різних показниках працездатності.
Встановлено що між спектральною потужністю бета-, альфа-, тета-, дельта-ритмів ЕЕГ та працездатністю існує взаємодія. А саме зростання спектральної потужності цих ритмів спостерігається при зниженні працездатності.
Вплив інформації на психоемоційний стан людини (водія) можливо визначити за допомогою показників ЕЕГ.
Литература
1. Бабков В. Ф. Дорожные условия и безопасность движе-
ния// Учебник для вузов. - М.: Транспорт, 1993 - 271 с.
2. Бегма И.В., Гаврилов Э.В., Калужский Я.А. Учет психофи-
зиологии водителей при проектировании автомобильных дорог// М.: Транспорт, 1976 - 88с.
3. Данилова Н. Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний// учеб. пособие. - М.: Изд-во МГУ, 1992 - 192 с.
4. Лобанов Е.М. Проектирование дорог и организация дви-
жения с учетом психофизиологии водителя// М.: Транспорт, 1980. - 311 с.
5. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Пси-
хогенетика// Учебник для вузов. - М.: Аспект-Пресс, 2004 - 447с.
6. Симонов П. В. Избранные труды в 2 томах. Том 1. Мозг:
эмоции, потребности, поведение// Наука, 2004 -440 с.
Е
