Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Состояние вопроса. цели и задачи исследования 8
1.1. Состояние вопроса 8
1.2. Особенности условий профессиональной деятельности водителя 19
1.3. Основные принципы профессионального отбора 24 1.4.Анализ существующих методов исследования профессионально важных качеств водителя 32
1.5. Критерии оценки профессиональной пригодности водителя 34
1.6. Цели и задачи исследования 41
ГЛАВА 2. Теоретические основы профессиональной деятельности водителя
2.1. Профессиональная пригодность водителя 44
2.2. Информационное обеспечение процесса управления транспортным средством 71
2.3. Энергетическое обеспечение процесса управления транспортным средством 78
2.4. Блок-схема обеспечения безопасности движения водителем в условиях неопределённости 84
ГЛАВА 3. Методика профессионального отбора водителей 93
3.1. Основные этапы разработки методики профессионального отбора 93
3.2 Методика проведения исследования профессионально важных качеств водителя 95
3.3 Аппаратно-программный комплекс исследования индивидуальных особенностей водителя 102
3.4. Обоснование выбора предмета исследования 113
3.5. Анализ аварийности на городском электротранспорте 116
3.6. Объект и результаты экспериментальных исследований 120
3.7. Обработка и оценка результатов исследований 124
3.7.1. Определение обобщенного показателя профессиональной пригодности водителя 124
3.7.2. Определение полиномиальной модели обобщенного показателя профессиональной пригодности водителя 129
3.7.3. Проверка адекватности полученной модели 141
ГЛАВА 4. Анализ полученных результатов и разработка рекомендаций 144
4.5. Анализ уравнения регрессии 144
4.6. Апробация предлагаемой методики 149
4.7. Рекомендации по применению методики профессионального отбора водителей 153
Заключение 156
Литература
- Особенности условий профессиональной деятельности водителя
- Информационное обеспечение процесса управления транспортным средством
- Основные этапы разработки методики профессионального отбора
- Анализ уравнения регрессии
Введение к работе
Проблема повышения безопасности дорожного движения существует с момента появления и массового использования автомобильного транспорта. По мере развития автомобиля эта проблема приобретает различные формы и направления.
Автомобильный транспорт играет в экономике страны не последнюю роль. На его долю приходится более половины объёма пассажирских перевозок и три четверти грузовых перевозок в Российской Федерации. Вследствие этого безопасность дорожного движения является серьёзной социально-экономической проблемой. По данным ООН ежегодно в мире от ДТП погибает около одного млн. человек. По данным Комиссии европейского сообщества вследствие полученных травм в ДТП около 45 тыс. европейцев погибают и 1,6 млн. получают ранения. Каждые сутки на дорогах РФ совершается более 430 ДТП, в которых погибают и получают травмы около 600 человек. По расчётам специалистов величина социально-экономического ущерба от ДТП составляет ежегодно около 200 млрд. рублей [38].
Известно, что безопасность дорожного движения определяется надежностью функционирования системы «Водитель - Автомобиль -Дорога - Среда» (ВАДС) в целом и надёжностью каждой из её составляющих. Сбой в работе хотя бы одного элемента данной системы может привести к дорожно-транспортному происшествию.
Высокие технико-эксплуатационные характеристики автомобиля, его техническое состояние, эргономические свойства, информативность контрольно-измерительных приборов, соответствующий санитарно-гигиеническим требованиям микроклимат в кабине способствуют сохранению высокой работоспособности водителей, а, следовательно, снижают вероятность возникновения дорожно-транспортного происшествия (ДТП).
Дорога имеет свои параметры. К ним относятся: ширина проезжей части, план и профиль, тип и состояние покрытия. К дороге имеют отношение находящиеся на ней и в придорожном пространстве транспортные средства, пешеходы, животные, светофорные объекты, дорожные знаки и разметка, неподвижные препятствия. Обустройство дороги и уровень организации дорожного движения могут облегчать или затруднять работу водителя и, таким образом, оказывать прямое влияние на аварийность.
Среда движения характеризуется освещенностью, влажностью, температурой, скоростью ветра, запыленностью, видимостью. От отрицательного воздействия среды водитель должен быть защищен соответствующим техническим обустройством автомобиля. Работоспособность водителей, а следовательно аварийность, зависит от времени суток, солнечной геомагнитной активности и перепадов барометрического давления.
В России, как и в других странах, основное влияние на уровень аварийности оказывают водители транспортных средств (до 75 % ДТП происходит по вине водителя) [38]. Человек, управляющий техникой на современном уровне развития общественного производства, является наиболее важным звеном в системе управления. Это привело к формированию понятия системы «человек - машина» (СЧМ). Под СЧМ понимается система, включающая в себя человека-оператора и машину, посредством которой осуществляется трудовая деятельность. Оператор - это человек, выполняющий какую-либо операцию (действие) по управлению механической системой [1].
Функции оператора выполняют работники самых различных профессий. К ним относятся: водители автотранспортных средств, машинисты локомотивов, лётчики, операторы кранов, манипуляторов и др. Основным содержанием их деятельности являются прием, анализ, переработка информации и выполнение соответствующих действий по управлению регулируемым объектом или производственным процессом.
Управляя работой техники, человек тем самым вносит в систему управления некоторую неопределённость в её функционирование. И чем более сложную задачу приходится ему решать, тем большую неопределённость имеет управляемый объект. Ведь на работу системы оказывает влияние множество факторов, находящихся в сложной взаимосвязи и человеку просто не под силу учесть всё при выборе управляющих решений. Возможности человека не безграничны. Знание своих возможностей, слабых и сильных сторон обеспечивает ему возможность выбора такого режима работы, при котором человек успеет переработать весь объём поступающей информации, принять на её основе единственно правильное решение и вовремя его реализовать.
Не является исключением и деятельность водителя по управлению транспортным средством. Высокие скорости движения, рост интенсивности дорожного движения, при увеличении объёмов перевозок и требований к их качеству, накладывают определённые требования к водителю, обеспечивающему перевозочный процесс. Поэтому повышение безопасности дорожного движения при одновременном сохранении производительности автомобильного транспорта не возможно без своевременного выявления и отстранения от управления транспортным средством лиц со сниженными функциями, не способных в полной мере обеспечить эффективность функционирования перевозочного процесса.
Одними из самых сложных являются условия работы водителя троллейбуса, в связи с чем основные положения диссертации изложены на примере водителя троллейбуса, хотя полученные выводы справедливы и для водителей, занятых и на других видах перевозок.
В данной работе проведён теоретический анализ деятельности водителя по управлению транспортным средством в условиях неопределённости. Разработана блок-схема обеспечения безопасности водителем троллейбуса.
Разработана методика исследования профессионально важных качеств водителя, которая реализована с использованием уникального аппаратно-программного комплекса, позволяющего всесторонне оценить индивидуальные психофизиологические качества оператора человеко-машинной системы.
В соответствии с разработанной методикой проведено исследование влияния индивидуальных особенностей водителя троллейбуса на безопасность дорожного движения, выявлены наиболее значимые качества, получены обобщённые оценки его профессиональной пригодности.
Показано, что своевременное отстранение от управления троллейбусом водителей, показавших в результате исследования их индивидуальных особенностей неудовлетворительные результаты, позволит сократить число дорожно-транспортных происшествий, совершённых по вине водителей на 50 - 60 %.
Предлагаемый в работе подход к разработке принципов профессионального отбора водителей троллейбусов применим и для водителей, занятых на других видах перевозок, а так же машинистов локомотивов, лётчиков, операторов, сотрудников оперативных служб и др. лиц, чья работа связана с высокими нервно-эмоциональными, нагрузками, протекает в условиях дефицита времени и информации.
Автор выражает признательность к.т.н., доценту кафедры «Автомобильный транспорт» ВолгГТУ Николаю Константиновичу Клепику за неоценимую помощь при выполнении работы.
Особенности условий профессиональной деятельности водителя
Анализ условий профессиональной деятельности водителя невозможно проводить без рассмотрения всех составляющих системы ВАДС. Водитель является главным звеном системы ВАДС — ее оператором. Трудовые процессы, выполняемые им при движении автомобиля, типичны для деятельности операторов других сложных систем (дежурный пульта управления энергосистемой, пилот и др.). В основном это операции по приему и переработке поступающей информации, принятие решений, управляющие действия, контроль вы полненных действий. Однако деятельность водителя во многом отличается от деятельности других операторов. Для многих операторов основными источниками информации об управляемом объекте являются показания приборов. Водитель основную информацию получает путем непосредственного наблюдения за дорожной обстановкой. Информация от приборов для него имеет второстепенное значение. Характер и объем информации, получаемой водителем, могут быстро меняться.
При управлении автомобилем человек попадает в несвойственные ему условия: увеличивается скорость движения, что приводит к росту скорости поступления информации, с которой должен справиться "сенсорный вход" человека; скорости её переработки - принятия и реализации решения, с которыми должен справляться "моторный выход" человека. Условия оживлённого движения приводят к тому, что водитель вынужден двигаться в навязанном темпе, а это часто приводит к ошибкам при управлении автомобилем [81]. Причём не вся информация, получаемая водителем от дороги, технических средств организации движения или других участников движения, является полезной. С. Тетард классифицирует дорожную информацию на очень важную, вторичную и бесполезную. А.И. Вайсман дополняет эту классификацию четвёртым типом - вредной информацией.
При получении, переработке информации и ее реализации в деятельности водителя различают пять этапов [63]:
1. Прием информации. На этом этапе происходит активное обнаружение, выделение и восприятие нужных сигналов из окружающей обстановки. Источником информации для водителя являются объекты, находящиеся на проезжей части дороги, состояние дороги и среды движения, околодорожное пространство, светофоры, дорожные знаки, показания приборов, шум двигателя и шум, возникающий при трении колес с грунтом, вибрация и другие сигналы, несущие инфор мацию, необходимую для ориентировки в дорожной обстановке. У водителя вырабатываются навыки избирательного восприятия наиболее важной в данный момент информации. Затруднения возникают вследствие ее недостаточного или избыточного поступления.
2. Переработка информации. Она происходит путем опознания, оценки и сопоставления поступающей информации, что позволяет составить целостное представление о состоянии автомобиля, его положении по отношению к другим участникам движения. Для восприятия и оценки ситуации иногда требуется мгновение, но в сложных ситуациях это время может возрастать, что иногда объясняется и недостатком необходимой информации. Начинается поиск недостающей информации, что достигается сопоставлением прошлого опыта с конкретной дорожной обстановкой. Важным фактором в процессе переработки информации является прогнозирование, т.е. предвидение изменения дорожной обстановки и выполнение действий, упреждающих возможность возникновения аварийной ситуации.
3. Принятие решений. Если из оценки ситуации следует, что решение однозначно, то выбора решения не происходит. При наличии нескольких возможных решений водитель выбирает оптимальный вариант. Однако при этом увеличивается время принятия решения. Оно увеличивается и при особо ответственном решении. Быстрота и правильность решения зависят от профессионального опыта и индивидуальных психофизиологических особенностей водителя.
4. Выполнение решений. Это может выражаться в воздействиях на органы управления в соответствии с принятыми решениями, в прекращении выполняемого действия, изменении его амплитуды или направления, сохранении движения в прежнем режиме. Рабочее движение состоит из двух основных фаз: поисковой (перемещение рук и ног к определенному рычагу или педали управления) и исполнительной (собственного действия).
Информационное обеспечение процесса управления транспортным средством
Анализ передаточной функции водителя WB показывает, что её линейная часть соответствует в основном передаточной функции третьего порядка, за исключением, что здесь в начале появляется многочлен второй степени, отражающий способность водителя опережать входной сигнал (прогнозировать развитие опасной ДТС). Переход от неосознанных действий водителя к осознанным осуществляется за счёт изменения коэффициентов усиления к і и кг.
В настоящий момент нерешённым остаётся вопрос о возможности и способах количественной оценки информации, получаемой во дителем в процессе управления транспортным средством. В связи с вероятностной природой источника информации для водителя, каковым является дорожное движение, не представляется возможным точно определить число элементов дорожной обстановки, поступивших в поле зрения водителя в единицу времени. Поэтому величина элементов ДТС, поступивших к каналам связи водителя определится зависимостью: Л" = Л-Р (8) где:/1- интенсивность потока информации, ед/с; Р - вероятность того, что элемент дорожной обстановки, поступивший в поле зрения водителя будет им распознан (Р =1 - Р/).
Величина Pi может быть определена на основе положений теории массового обслуживания. С позиций этой теории процесс переработки водителем информации представляется следующим. Водитель движущегося автомобиля просматривает лежащий впереди участок дороги. При этом в поле его зрения попадают все или почти все элементы дорожно-транспортной обстановки, расположенные в зоне видимости и несущие информацию об условиях движения на участке дороги. Поле зрения является приемником зрительного анализатора, так как именно в поле зрения взгляд водителя отбирает объекты и анализирует их.
Вопросы отбора водителем объектов для распознания являются чрезвычайно сложными и мало исследованными [94]. Дискретные «посылки» информации, содержащиеся в каждом из элементов, образуют поток интенсивностью Р, который, поступая на приемные устройства аппарата обслуживания - зрительный анализатор водителя, подвергается распознаванию и критической оценке, т. е. обслуживается.
Распознание образов внешнего мира в зрительном анализаторе человека осуществляется последовательно, т. е. взгляд водителя переключается на следующий предмет только после практически полного узнавания предыдущего предмета. Зрительная система водителя в этом смысле относится к однолинейным обслуживающим системам.
Рассмотрим режим работы системы в конкретных условиях. При движении по дороге в поле зрения водителя систематически поступают новые элементы дорожной обстановки - требования, нуждающиеся в обслуживании. В случае занятости аппарата - зрительного анализатора водителя обслуживанием ранее поступившего требования, требование, поступившее позже, теряется. Это происходит потому, что за время обслуживания предыдущего требования автомобиль проходит некоторый путь и необслуженное требование оказывается за границами зоны, видимой водителем. Такой режим работы бывает на участках дорог с высокой информационной емкостью дорожной обстановки (городские магистрали с высокой интенсивностью движения).
В обслуживающих системах рассматриваемого типа основным показателем является вероятность отказа очередному требованию в обслуживании Р/ т. е. его потери. Величина потерянной информации (в процентах), характеризующая ненадежность работы системы с учетом вероятностной природы источника информации (дорожной обстановки), может быть определена по формуле Эрланга [97], преобразованной для одного аппарата:
Основные этапы разработки методики профессионального отбора
В соответствии с целями и задачами исследования разработаны этапы создания методики профессионального отбора водителей на основе исследования их индивидуальных особенностей (см. рис. 12).
Процесс разработки методики включает в себя сбор априорной информации о результатах профессиональной деятельности водителя, сбор экспертных оценок, а так же количественной оценке их индивидуальных особенностей. После сбора необходимых исходных данных осуществляется обработка и оценка результатов исследования, включающая в себя расчёт обобщенного показателя профессиональной пригодности для каждого испытуемого на основе анализа его профессиональной деятельности и экспертных оценок, а также определение модели, характеризующей влияние индивидуальных особенностей испытуемого на обобщенный показатель его профессиональной пригодности. Причём, в указанную модель должны входить только те показатели, которые на этапе ранжирования оказались наиболее значимыми в профессиональной деятельности водителя.
Полученная математическая модель подвергается поверке на адекватность. После подтверждения адекватности полученной модели осуществляется её практическая апробация и разработка рекомендаций по применению.
В соответствии с представлением процесса деятельности водителя в виде блок-схемы, приведённой на рис.11 разработана методика психофизиологического тестирования, обеспечивающая моделирование условий работы водителя в соответствии с указанной схемой и регистрацию отдельных качеств водителя.
При разработке указанной методики были сделаны следующие допущения: 1. исследуемые индивидуальные особенности являются стабильными в процессе трудовой деятельности водителя; 2. половые и возрастные различия водителей не оказывают влияния неї их индивидуальные особенности; 3. опыт водителя не оказывает влияния на возможность вовлечения в ДТП. 4. условия работы водителей одинаковы, каждый имеет равную вероятность вовлечения в опасную ситуацию; 5. не учитывается техническое состояние транспортных средств, а так же дорожные и природно-климатические условия; 6. не учитывается качество средств информации и организации дорожного движения.
В результате тщательного анализа профессиональной деятельности водителей и обобщения данных литературы [13,15,20,43,46,51,63,78,81,87], были выделены профессионально важные качества водителя и разработан необходимый для их определения методический комплекс, в который вошли тестовые задания направленные на исследование следующих показателей: Время простой сенсомоторной реакции - быстрый ответ заранее известным, простым движением на внезапно появляющийся, но заранее известный световой сигнал [46].
Время сложной сенсомоторной реакции - ответ заранее известным движением на заранее неизвестный сигнал. Испытуемому предъявляется несколько заранее известных сигналов трёх цветов. В зависимости от последовательности подаваемых сигналов испытуемому следует отвечать определенным, заранее известным движением [46].
Реакция на движущейся объект характеризуется разностью между количеством опережающих и запаздывающих реакций, также количеством запаздывающих реакций (выраженным в процентах) на движущейся объект [87].
Помехоустойчивость - представляет собой разность между временем сложной реакции определённым без помех и временем сложной реакции определённым со световой помехой.
Оптимальный темп подачи сигналов представляет собой величину задержки между сигналами, при которой испытуемый показывает наибольшую эффективность выполнения задания в тесте "Внимание";
Устойчивость, концентрация и распределение внимания оцениваются величиной коэффициентов концентрации (кк), устойчивости (ку) и распределения (кр) внимания [68].
В процессе обследования испытуемому предъявляются световые сигналы трёх цветов, на которые он должен реагировать в соответствии с заданием. Вначале осуществляется поиск оптимального темпа подачи сигналов в соответствии с индивидуальными особенностями центральной нервной системы испытуемого. Затем подаются сигналы в оптимальном темпе, соответствующем наиболее эффективной работе испытуемого.
Анализ уравнения регрессии
Полученные в работе данные позволили оценить зависимость обобщённого показателя профессиональной пригодности водителя от времени сложной сенсомоторной реакции с помехой, коэффициента устойчивости внимания с помехой и напряжённости парасимпатического поля ЦНС испытуемого непосредственно после прекращения эмоциональной нагрузки (см. выражение (44)).
Проведём проверку модели (44) при варьировании двух из рассматриваемых факторов, для чего будем варьировать ими в интервале: х, тп х1 х1 шс шагом 0,1 при неизменном значении оставшегося фактора, равном основному уровню. Результаты такого анализа графически представлены на рисунках 29-31.
Графики, представленные на рисунках 29-31, показывают, что надёжность работы водителя возрастает при снижении времени сложной сенсомоторной реакции. Для водителей с высокими показа-телями профессиональной пригодности так же характерны высокое значение коэффициента устойчивости внимания с помехой и напряжённости парасимпатического поля ЦНС непосредственно после устранения эмоциональной нагрузки.
Относительное количество дорожно-транспортных происшествий, приходящееся на одного водителя различных групп, показано на рисунке 33.
Данные анализа эффективности работы и результатов исследования индивидуальных особенностей водителей троллейбусов Депо №4 Волгоградэлектротранс свидетельствует о том, что в настоящее время из общего числа водителей, занятых на пассажирских перевозках около 30 % от списочного состава либо относятся к разряду "аварийщиков", либо являются потенциальными "аварийщиками". Причём, как уже отмечалось, эта часть водителей ежегодно совершает около 60 % дорожно-транспортных происшествий.
Таким образом, применение предлагаемой методики и своевременное отстранение водителей, получивших оценки "очень плохо" и "плохо" в результате исследования их индивидуальных ПФК, от управления троллейбусом позволит сократить число дорожно-транспортных происшествий, совершённых по вине водителей на 50 -60 %.
С целью апробации предлагаемой методики были проведены дополнительные исследования индивидуальных особенностей 30 води телей троллейбуса, имеющих стаж работы не менее пяти лет. Исследование проводилось в соответствии с методикой, описанной выше. Оценивались показатели, определённые нами ранее как наиболее значимые для водителя троллейбуса, а именно: время сложной сенсомо-торной реакции при выполнении теста с помехой, коэффициент устойчивости внимания при выполнении теста с помехой, напряжённость парасимпатического поля ЦНС испытуемого непосредственно после завершения тестов. Причём, время на проведение исследования указанных ПФК сократилось в три раза по сравнению со временем, необходимым для исследования первоначального набора по всем шести тестам.
На основе результатов исследования рассчитаны значения обобщенного показателя профессиональной пригодности водителя с использованием выражения (44). Результаты расчета приведены в таблице 9 и представлены на рисунке 34.
Исходя из величин обобщенного показателя профессиональной пригодности, все водители исследуемой группы были оценены по пятибалльной шкале желательности в соответствии с рекомендациями [1] и таблицы 3. В результате 4 водителя получили оценку "Очень хорошо", 5 - "хорошо", 8 - "удовлетворительно", 12 - "плохо", и 1 человек получил оценку "очень плохо" (см. табл. 9). Проведённый ретроспективный анализ профессиональной деятельности водителей показал, что в исследуемой группе некоторые водители (а именно 9 человек) за последние 5 лет совершили от одного до двух ДТП. Все водители, допустившие по своей вине аварии, получили в соответствии с предлагаемой системой оценки "плохо" или "очень плохо", что ещё раз говорит об их непригодности к управлению троллейбусом.
