Оценка состояния водителя и нейроинтеллект
НАДЕЖНОСТЬ ВОДИТЕЛЕЙ / СТРЕСС / ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ / ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА / ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМА / МОДЕЛИРОВАНИЕ / ASSESSMENT OF DRIVERS / STRESS / PHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS / INTEGRATED ASSESSMENT / INFORMATION SYSTEM / MODELING
Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Павловская О.В., Давыдовский А.Г.
Предложена концептуальная модель информационной системы оценки надежности водителей автотранспортных средств в условиях психологического стресса . Модель информационной системы включает 10 структурно-функциональных модулей и может рассматриваться как основа для разработки информационной технологии мониторинга, комплексной диагностики и прогнозирования функциональной надежности операторов автотранспортных и других человеко-машинных систем в различных сферах профессиональной деятельности.
Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Павловская О.В., Давыдовский А.Г.
Оценка необходимости применения сложного комплекса оборудования при осуществлении допуска водителя на линию
THE MODELING OF INFORMATION SYSTEM FOR RELIABILITY ASSESSMENT OF MOTOR VEHICLES DRIVERS UNDER STRESS
А conceptual model of the information system reliability assessment of motor vehicle drivers under conditions of psychological stress is proposed. The model of the information system includes 10 structural-functional modules and can be considered as the basis for the development of information technology monitoring, comprehensive diagnostics and prediction of functional reliability of operators, vehicles and other man-machine systems in various fields of professional activity.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ВОДИТЕЛЕЙ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
О.В. ПАВЛОВСКАЯ, А.Г. ДАВЫДОВСКИЙ
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники П. Бровки, 6, Минск, 220013, Беларусь
Поступила в редакцию17 декабря 2015
Предложена концептуальная модель информационной системы оценки надежности водителей автотранспортных средств в условиях психологического стресса. Модель информационной системы включает 10 структурно-функциональных модулей и может рассматриваться как основа для разработки информационной технологии мониторинга, комплексной диагностики и прогнозирования функциональной надежности операторов автотранспортных и других человеко-машинных систем в различных сферах профессиональной деятельности.
Ключевые слова: надежность водителей, стресс, психофизиологические характеристики, интегральная оценка, информационной система, моделирование.
Целью исследования является обоснование концептуальной модели информационной системы оценки надежности (ИСОН) водителей автотранспортных средств в условиях психологического стресса на основе анализа результатов исследования комплекса психофизиологических характеристик.
При мониторинге психофизиологических характеристик на данном комплексе для измерения сложной двигательной реакции, представленной в виде среднего времени реагирования, были использованы оценки временных интервалов от момента предъявления одинаковых геометрических фигур до нажатия на кнопку, а также продолжительность реагирования от момента предъявления совпадающих слуховых стимулов до нажатия на кнопку.
Уровень распределения внимания был оценен с помощью предъявления стимульных полей на экране компьютера с последующим определением реагирования на стимульное поле заданного типа.
Эмоциональная устойчивость была оценена на основе предъявления зрительных стимулов и искусственно созданных слуховых помех, после чего осуществлялась регистрация времени реагирования на зрительный стимул и число ошибок его распознавания.
Результаты исследования были обработаны статистически с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена с помощью электронного процессора MS Excel 2010. Корреляционный анализ, проведенный на основании настоящего исследования, позволил определить влияние некоторых психофизиологических показателей на сложную двигательную реакцию управляющего транспортным средством [4].
Время реакции (ВР) - интервал времени между моментом появления сигнала и окончанием ответного действия. Оно включает промежуток времени, необходимый водителю для приема, переработки информации и ответного действия, поэтому, зная его, можно оценить основные психофизиологические качества водителя. ВР может изменяться по мере приобретения профессионального опыта в процессе тренировки. Оно состоит из двух периодов: латентного (скрытого), который затрачивается на восприятие сигнала и принятие решения и двигательного компонента, измеряемого временем движения. Среднее время латентного периода простой реакции на свет составляет 0,2 с, на звук 0,14 с. Среднее время двигательного периода простой реакции колеблется в зависимости от возраста, физического состояния и колеблется от 0,5 до 2,0 с, сложной - от 1,0 до 2,6 с. Время латентного периода сложной реакции изменяется в широких пределах и зависит от множества факторов, в том числе от индивидуальных психофизиологических свойств, опыта водителя и характера ДТС. Для одного и того же водителя время латентного периода на один и тот же сигнал изменяется в зависимости от степени неожиданности сигнала. Время моторного периода зависит от сложности выполняемого действия, возраста водителя, а также от степени неожиданности сигнала. Так, среднее время моторного периода простой реакции на красный сигнал в возрасте от 18 до 22 лет более, чем в два раза выше, чем в возрасте 45-60 лет [5].
Важнейшими качествами внимания, необходимыми водителю автомобиля, являются устойчивость, концентрация, объем, распределение и переключение. Устойчивость внимания (УВ) — это способность сосредоточиться в процессе работы в течение длительного времени. УВ определяется временем, в течение которого его интенсивность (напряженность) остается неизменной [6]. С УВ тесно связано такое его качество, как концентрация - сосредоточение внимания на одном только объекте с одновременным отвлечением от всего остального. У водителя автомобиля такая концентрация внимания может быть в течение незначительных промежутков времени, например, при проезде пешеходных переходов, остановок общественного транспорта, железнодорожных переездов, при встречном разъезде, на мостах, в тоннелях и пр. [7].
Устойчивость внимания сочетается и с такой динамической особенностью, как переключение внимания, которое характеризуется объемом работы в единицу времени;
точностью работы (ее безошибочность или наличие ошибок переключения), в которой проявляется тормозящее влияние предыдущей деятельности [8]. В свою очередь, переключение внимания характеризуется уровнем распределения внимания, свойством, обусловливающим успешность одновременного выполнения двух или более видов деятельности [9].
Результаты и их обсуждение
Увеличение количества ситуаций в транспортном потоке, требующих использования сложных двигательных реакций (СДР) и моторных стереотипов, неизбежно сопровождается увеличением частоты ошибочных действий и снижением надежности профессиональной деятельности водителя. Сложная двигательная реакция водителя имеет сильное прямое влияние на количество правильных реагирований при отсутствии сигнала (распределение внимания водителя) (г = 0,68 при р Xmax), то Di >> 0 и функциональная надежность водителя нелинейно снижается по мере увеличения Di(Xi).
5. Модуль анализа функциональной надежности (FR - functional reliability) водителя относительно параметров Di на основе модели, представленной уравнениями:
а после интегрирования:
где Хг - 7-й ПФП из БДТМ, У, - 7-й ПФХ из РБД, т, - удельно-весовой коэффициент 7-го показателя.
где X = ^ - (—У/ )2 . При этом [-2 Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
На сегодняшний день в России эксплуатируется порядка 56 млн транспортных средств, из которых 864 тыс. – автобусы. При этом автобусами перевозится около 88 % пассажиров, использующих все виды транспорта. Из 12 тысяч ДТП с автобусами в 2019 году практически каждое второе происшествие - 46% - произошло по вине водителей автобусов.
Наиболее эффективным средством контроля факторов поведения и состояния водителя в пути является комплексное применение цифровых систем мониторинга функционального состояния водителя совместно с видеомониторингом. Эти меры помогают заблаговременно выявить и предотвратить опасные состояния, которые могут вызвать потерю внимания и снижение работоспособности в пути.
В соответствии с поручениями Президента России и Правительства РФ Минтранс организовал работу, направленную на внедрение систем отслеживания психофизиологического состояния водителей транспортных средств. В рамках этой работы ведется внесение изменений в нормативные правовые акты, а также разрабатываются единые технические требования к таким устройствам в ходе подготовки национального стандарта.
По итогам испытаний технологические компании представили на рассмотрение в Минтранс России отчеты об участии в эксперименте. В них содержатся заключения, отзывы, анализ работы систем, полный пакет технической документации, а также потоковые данные, из которых видны параметры работы систем в любой точке маршрута с привязкой ко времени.
В целом испытания прошли успешно и подтвердили эффективность технологий. Результаты эксперимента также подтверждены органами исполнительной власти регионов, в которых проводился пилотный проект.
Для подведения итогов эксперимента 29 апреля в режиме видеоконференции прошло заседание профильной рабочей группы. В мероприятии приняли участие и выступили с докладами представители субъектов РФ, а также технологических и транспортных компаний, принимавших участие в пилотном проекте.
В ходе дискуссии технологические компании подтвердили высокий интерес к работе, направленной на повышение безопасности дорожного движения. Также были рассмотрены конструктивные замечания к системам, которые будут учтены при их доработке.
В данной статье рассматриваются методы выявления усталости водителя за рулем. Рассказывается о статистике несчастных случаях и снижения их, а также о причинах переутомления. Приводятся методы оценки усталости водителя. Рассматриваются действующие системы контроля водителя за рулем от мировых автопроизводителей и их отличие. На примере внедрения прибора итогом становится значительное повышение безопасности дорожного движения.
1. Дятлов М.Н., Долгов К.О., Тодорев А.Н.. Основные факторы, снижающие работоспособность водителя перед рейсом// Молодой ученый. 2013. №11(58). С.99-103.
3. Дятлов М.Н., Долгов К.О., Тодорев А.Н.. Уменьшение аварийных ситуаций пассажирских автобусных перевозок путем внедрения современных технологий безопасности// Молодой ученый. 2013. №5(52). С.52-55.
Введение.
В каждой профессии можно выделить наиболее важные профессиональные качества. Так, для водителей автомобилей, основными профессионально важными психофизиологическими функциями являются зрение, внимание, личностные качества, эмоциональная устойчивость и скорость реакции.[1]
Статистика показывает, что из-за сонных водителей происходит около 10% ДТП. Следует понимать, что такие аварии происходят чаще всего за городом, где скорость выше, следовательно, последствия тяжелее.[2] Усталость водителя может быть вызвана множеством факторов. Одним из них является недостаток сна, эмоциональное состояние, использование лекарственных средств, что способствует увеличению физической и психологической нагрузки, вследствие чего возникает риск снижения внимания и сосредоточенности. Чем больше степень перечисленного выше, тем быстрее наступает переутомление, что сказывается на управлении автотранспортным средством. В настоящее время в транспортные средства все чаще устанавливаются интеллектуальные системы, которые на основании полученных данных от датчиков, камер или узлов, самостоятельно принимают решение в той или иной ситуации.[3] Различают системы, которые контролируют движение транспортного средства и те, которые фиксируют взгляд водителя.[4] На их основе были разработаны типы системы распознавания. Первая заключается в контроле движения автомобиля. Система следит за допустимой скоростью и траекторией движения автомобиля в полосе, и при нарушении скоростного режима или покидания полосы, подает звуковой сигнал для повышения внимания человека. Вторая система распознавания, наблюдает за водителем, определяет замедленную реакцию и периодически напоминает об отдыхе, если человек продолжительное время не останавливает движение.[5] Также она анализирует отведение глаз в сторону, частоту моргания, наклон головы.
На основании заложенных алгоритмов, устройство определяет момент засыпания и активирует сигнал тревоги, который также взбодрит водителя и оповестит его об остановке движения.
Мировой автопром уже давно предлагает решение проблемы усталости водителя за рулем с помощью штатного электронного ассистента, который распознает сонное состояние водителя и подает об этом сигнал. У Mercedes-Benz – Attention Assist, система анализирует поведение водителя за рулем, и при выявлении у него типичных признаков усталости и невнимательности предупреждает его визуальными и звуковыми сигналами об опасности микросна. Для этого система постоянно анализирует манеру вождения и движения рулевого колеса. При регистрации у водителя характерных признаков усталости, производится соответствующая индикация в отдельном меню, на дисплее комбинации приборов. 5-ступенчатая столбчатая диаграмма отображает степень внимательности водителя. Отображается также время, прошедшее после последней остановки, а также возможное выключение системы, например, в результате превышения нижнего или верхнего порога скорости. При низкой степени внимательности, символ на дисплее и звуковой сигнал рекомендуют сделать остановку.[6] Driver Alert Control (DAC) от Volvo. Камера считывает разметку дорожной полосы и сравнивает протяжение дороги с поворотами рулевого колеса. Водителю подается сигнал тревоги, если автомобиль не следует плавно за поворотами дороги.[7] У Volkswagen существует специальная система распознавания усталости, которая по разным получаемым параметрам ( поворот рулевого колеса, пользование педалями), оценивает пригодность водителя к управлению автомобилем и является одной из лучших. Front Assist реагирует на опасное сокращение дистанции до впереди идущего транспортного средства. Система оповестит предупредительным сигналом, если же человек не предпринимает никаких действий, она самостоятельно начнет тормозить. Emergency Assist сам остановит автомобиль, включит аварийную сигнализацию и вызовет службу спасения, если водителю станет плохо за рулем. Night Vision использует инфракрасную камеру для того, чтобы распознать людей и животных в темноте намного раньше, чем сможет увидеть человек. И это еще не весь список электронных ассистентов от Volkswagen.[8]
Но такие функция есть далеко не во всех машинах, поэтому рынок автомобильных аксессуаров отреагировал предложениями мобильных средств борьбы с усталостью. Исходя из этого, для повышения безопасности дорожного движения в каждое транспортное средство предприятия необходимо внедрить систему контроля усталости водителя за рулем. Что из себя она представляет: прибор (внешне похожий на видеорегистратор), который крепится на лобовое стекло. Важно подчеркнуть, что данный девайс не уменьшает обзорность.
Рисунок 1. Прибор контроля усталости водителя за рулем.
Небольшие габариты и простая установка - одно из преимуществ устройства распознавания усталости водителя. Отличие данного прибора от видеорегистратора в том, что камера направлена не на дорожную часть, а внутрь кабины, что позволяет осуществлять постоянный контроль за вниманием водителя.
Эксперты в теме дорожной безопасности, утверждают, что массовое применение активных систем позволило значительно снизить вероятность попадания в дорожно-транспортное происшествие на европейских дорогах на 50 %. Ежегодное снижение количества ДТП со смертельным исходом в Европейском союзе, во многом заслуга данных систем.[2]
Заключая всё вышесказанное, можно с уверенностью сказать, что система контроля усталости водителя за рулем поможет на протяженных монотонных участках дороги снизить риски возникновения аварии, тем самым повысить безопасность дорожного движения.
Установленные в кабинах тысяч столичных автобусов и трамваев комплекты рассматриваемой системы мониторинга состояния водителя представляют собой видеокамеру с инфракрасной подсветкой и динамиком на приборной панели. С ее помощью нейросеть по заданным алгоритмам анализирует состояние водителя, а обнаружив тревожные признаки (засыпание, потерю внимания), подает человеку сигнал и сообщает об инциденте в центр мониторинга.
Что именно не устраивает водителей
Дергунова утверждала, что многие водители стали замечать, что после двух-трех рабочих дней подряд у них начало садиться зрение, а глаза стали сохнуть и чесаться.
Финансовая сторона вопроса
Отразится ли вывод судебной экспертизы на исполнении двух этих контрактов, в департаменте на момент публикации данного материала сообщить CNews не смогли.
Собеседники редакции заверяют, что устройства прошли все необходимые проверки и исследования, обязательное декларирование и добровольную сертификацию, а также был проведен ряд дополнительных исследований, подтверждающих безопасность устройств для здоровья человека, в том числе их светобиологическую безопасность. Схемы подключения и монтажа устройств согласовывались заводами-изготовителями транспортных средств, говорят они.
Примечательная деталь
Читайте также: