Введение к работе
Актуальность работы
По данным GHSA (Governors Highway Safety Association) 25% всех аварий в США происходит по причине отвлечения внимания водителя на решение второстепенных несвязанных с процессом управления автомобилем задач. По данным социальных опросов в США: 33% респондентов ответили, что читают сообщения, электронную почту или новости на мобильном телефоне, 25% - пишут сообщения или электронные письма, 70% - разговаривают по мобильному телефону. Это говорит о том, что законодательный запрет в данном случае не является в достаточной мере эффективным способом решения проблемы.
По данным статистики за 2012 год в России произошло 203597 ДТП, погибло 27991 и было ранено 258618 человек. Водитель как управляющее звено системы «Водитель - Автомобиль - Дорога - Среда движения» несет ответственность за безопасность движения автомобиля. Снижение концентрации внимания водителя прямым образом влияет на действия или бездействия водителя, которые могут стать причиной возникновения ДТП. Нет оснований полагать, что в нашей стране ситуация значительно отличается в лучшую сторону относительно Соединенных Штатов Америки. Поэтому можно предположить, что если активно работать с проблемой отвлечения внимания за рулем, можно было бы избежать 50 899 аварий.
Доступная универсальная система контроля концентрации внимания водителя, которую можно установить на любой автомобиль могла бы улучшить безопасность дорожного движения.
Цель работы
Разработать методику оценки безопасности управления автомобилем с помощью математического анализа отклонений движения автомобиля от
идеальной траектории движения, рассчитанную на основе функции боковых ускорений.
Задачи исследования
В соответствии с поставленной целью были сформулированы и последовательно решены следующие задачи исследования:
-
провести экспериментальное исследование с использование тренажера для проверки гипотезы и подготовки данных для создания методики оценки безопасности управления автомобилем;
-
разработать методику оценки безопасности управления автомобилем с помощью математического анализа отклонений движения автомобиля от идеальной траектории движения, рассчитанную на основе функции боковых ускорений;
-
спланировать и провести пробеговые испытания по дорогам общего пользования и натурный эксперимент на полигоне, подготовить данные для проверки эффективности работы предложенной методики;
-
проанализировать эффективность работы предложенной методики и внести необходимые корректировки с учетом данных, полученных в ходе дорожных испытаний;
-
разработать алгоритм функционирования автомобильной системы, сигнализирующей о недостаточном контроле водителем среды движения, на основе результатов исследования.
Объекты исследования
Степень влияния отвлекающих факторов на характеристику непроизвольных отклонений траектории движения автомобиля от идеальной траектории движения, рассчитанную на основе функции боковых ускорений.
Методы исследования
Теоретические исследования проводились на основе фундаментальных положений теоретической механики, теории автомобиля и математической статистики. Разработка методики осуществлялась с использованием программы Microsoft Excel. В основу разработанной методики были положены экспериментальные данные, полученные в ходе серии испытаний:
-
испытания с использованием автомобильного тренажера;
-
пробеговые автомобильные испытания по дорогам общего пользования;
-
автомобильные испытания на спецдороге полигона ФГУП НИЦИАМТ НАМИ.
Научная новизна результатов проведенного исследования
Научная новизна диссертационной работы заключается:
в разработке алгоритма функционирования автомобильной системы, сигнализирующей о недостаточном контроле водителем среды движения;
в использовании функции боковых ускорений в качестве базовой характеристики для оценки безопасности управления автомобилем;
в универсальности и доступности системы, разработанной на основе предложенного алгоритма.
Практическая значимость результатов диссертации
Разработан алгоритм функционирования автомобильной системы, сигнализирующей водителю о критическом уровне снижения концентрации его внимания на контроле среды движения. Доступная универсальная система контроля концентрации внимания водителя, которую можно установить на любой автомобиль, могла бы улучшить безопасность дорожного движения.
Реализация результатов работы
Разработанные на основе экспериментальных данных методы внедрены на кафедре «Автомобили» МАДИ и используются при проведении учебных занятий со студентами специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство».
На защиту выносятся:
методика определения степени влияния отвлекающих факторов на отклонение автомобиля от идеальной траектории;
использование боковых ускорений в качестве основного параметра для расчета критерия, оценивающего уровень концентрации внимания водителя.
Апробация работы
Основные результаты исследований были доложены:
на 69 научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ): Козловский А.И., Порватов И.Н., Подольский М.С. «Поэтапная автоматизация системы управления автомобилем» 2011 год;
на 70 научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ): Козловский А.И., Порватов И.Н., Подольский М.С. «Оперативный контроль состояния водителя» 2012 год;
на 71 научно-методической и научно-исследовательской конференции Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ): Козловский А.И., Порватов И.Н., Подольский М.С. «Разработка алгоритма оценки уровня концентрации внимания водителя» 2013 год.
Публикации
По теме диссертации опубликовано две работы в изданиях из перечня ВАК РФ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка литературы (101 наименований). Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 34 рисунка.
