Основы управления транспортными средствами и безопасность движения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Пензенский государственный университет

Учебное пособие

Основы управления транспортными средствами и безопасность движения

Пенза 2007

УДК

Рецензенты:

Военная кафедра Пензенского педагогического университета им. В.Г. Белинского, кандидат технических наук, доцент Пензенского артиллерийского инженерного института Ю.Н. Косенок, Филимонов С.В.

Основы управления транспортными средствами и безопасность движения: Учеб. пособие / С.В. Филимонов, С.Г. Талышев, Ю.В. Илясов - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2007. - 98 с.: 42 ил.,

В учебном пособии изложены основные положения связанные с обеспечением безопасности дорожного движения. Раскрыты роль и место водителя транспортного средства в системе обеспечения безопасности дорожного движения. Приведены статистические данные по дорожно-транспортным происшествиям; раскрыты пути, формы и методы основ управления транспортными средствами и способы повышения безопасности движения, порядок оказания первой медицинской помощи.

Работа подготовлена на кафедре №3 факультета военного обучения и предназначена для студентов, обучающихся по программе подготовки офицеров запаса по военно-учетной специальности 560200 по дисциплине "Эксплуатация и ремонт военной автомобильной техники" Может быть полезно курсантам и преподавателям высших военно-учебных заведений, учащимся курсов подготовки водителей, специалистам по организации и безопасности движения, а также будет представлять интерес у широкого круга автолюбителей.

Содержание

Введение

1. Техника управления транспортным средством

1.1 Посадка водителя за рулем. Приемы действий органами управления

1.2 Пуск двигателя и начало движения

1.3 Торможение автомобиля

2. Дорожное движение, его эффективность и безопасность

2.1 Понятие о системе "водитель - автомобиль - дорога - среда"

2.2 Безопасность транспортных средств

3. Профессиональная надежность водителя

3.1 Особенности профессиональной деятельности водителя

3.2 Надежность водителя и её составляющие

3.3 Факторы, влияющие на надежность водителя

4. Психофизиологические и психические качества водителя

4.1 Особенности психофизиологические деятельности водителя

4.2 Этика водителя и его взаимоотношения с другими участниками дорожного движения

5. Эксплуатационные показатели транспортных средств

5.1 Силы, действующие на транспортное средство при движении

5.2 Понятие о тяговом балансе автомобиля

5.3 Торможение автомобиля

5.4 Устойчивость автомобиля

5.5 Управляемость автомобиля

5.6 Проходимость автомобиля

5.7 Информативность автомобиля

5.8 Обитаемость автомобиля

6. Действия водителя в штатных (критических) режимах движения

6.1 Действия водителя в штатных режимах движения

Введение

Дорожное движение - совокупность общественных отношений, возникающих в процессе перемещения людей и грузов с помощью транспортных средств или без таковых в пределах дорог.

Дорожное движение во все времена было сопряжено с риском травматизма и гибели людей, а также с причинением материального ущерба.

Профилактика дорожно-транспортных происшествий (ДТП), пред-полагает решение сложнейших задач обеспечения безопасности каждым участником дорожного движения в любых условиях. Способность оценить дорожную ситуацию, принять правильное решение с учетом информационных помех и выбрать при этом оптимальный режим движения с соблюдением культуры вождения по отношению к другим участникам движения - необходимые требования для каждого участника дорожного движения.

Безопасность эксплуатации транспортных средств следует рассматривать в виде системы "водитель - автомобиль - дорога - среда", которая позволяет проводить анализ как системы в целом, так и отдельных подсистем.

Анализ взаимодействия подсистем имеет большое значение при определении эффективности эксплуатации транспортных средств.

Несомненно, в системе "водитель - автомобиль - дорога - среда" основным элементом с точки зрения безопасности движения является человеческий фактор. Увеличение количества транспортных средств в нашей стране ведет к постоянному повышению интенсивности дорожного движения, создавая проблему обеспечения безопасности, которую необходимо решать на государственном уровне. Как зарубежная, так отечественная статистика свидетельствует, что увеличение количества автомобилей сопровождается ростом количества ДТП и пострадавших при этом. В большинстве стран ДТП обрели характер национального бедствия.

На территории России в ДТП за 10 месяцев 2007 года погибли 27 тыс. 289 человек, получили травмы различной степени тяжести 243 тыс. 77 человек.

Первое ДТП (наезд на пешехода) было зарегистрировано еще в 1896 г., т.е. всего через 10 лет после изобретения автомобиля. В 1899 г. такое же происшествие закончилось смертью человека. С тех пор число ДТП непрерывно увеличивается. Ежегодно в мире от автомобильных катастроф погибает около 300 тыс. чел. и более 8 млн. человек получают травмы.

Анализ ДТП показал, что наиболее часто они возникают в летнее-осенний период - с июня по октябрь, когда на дорогах резко увеличивается интенсивность движения личных автомобилей. Доля ДТП за эти 5 месяцев составляет примерно 55-60% годовых. Основное их количество происходит не из-за незнания правил дорожного движения (ПДД), а в результате умышленного пренебрежения их требованиями. Существенную роль играют также недостаточная профессиональная надежность водителя, отсутствие у него навыков правильной оценки сложной дорожной обстановки, прогнозирования предстоящих ее изменений и принятия оптимальных решений.

Поэтому знание основ управления транспортными средствами и положений безопасности дорожного движения является актуальной задачей каждого водителя.

Основы управления автомобилем и безопасность движения (ОУ и БД)

- совокупность теоретических знаний и практических навыков, необходимых для безаварийного управления водителем транспортного средства.

Учебная дисциплина ОУ и БД является дидактически обоснованной системой заданных уровней обученности по различным отраслям знаний (гуманитарных, общепрофессиональных) и сферам практической деятельности.

Объектом изучения учебного курса является условия деятельности водителей, а также факторы, создающие реальную и потенциальную опасность при управление автомобилем.

Предметом учебной дисциплины являются основы и принципы безопасного управления автомобилем.

Задачи курса:

- изучение теоретических, правовых и организационных основ безопасности дорожного движения;

- достижение необходимых уровней обученности;

- привитие навыков соблюдения требований безопасности дорожного движения при управлении транспортным средством.

1. Техника управления транспортным средством

1.1 Посадка водителя за рулем. Приемы действий органами управления

Рабочее место водителя. Быстрота и точность рабочих движений водителя современного автомобиля необходимы для успешного выполнения поставленной задачи.

Удобство пользования органами управления, хороший обзор дороги, наименьшая утомляемость водителя обеспечиваются его правильной посадкой.

Посадка водителя определяется положением его тела, рук и ног относительно органов управления. Спина должна полностью прилегать к спинке сиденья, ноги свободно доставать до педалей, а руки - до рулевого колеса и других органов управления. Такая посадка у водителей считается основной. Основная посадка обеспечивается регулировкой сиденья (спинки сиденья) и определяется рядом показателей (рис. 1.1,а): углом отклонения корпуса от вертикали (А,=20-25 о), углом между корпусом и бедром (А2=85-95°), углом между бедром и голенью (А3= 110-120°), углом между голенью и стопой (А4=90-95°), углом между корпусом и плечом (А5=20- 40°), углом между плечом и предплечьем (А =110-120°), углом между предплечьем и кистью (А7= 130-150°).

У водителей легковых автомобилей значения указанных параметров несколько отличны от приведенных (рис. 1.1,б).

Чтобы занять правильное положение за рулем необходимо переместить сиденье вперед (назад) при полностью выжатой педали сцепления до положения, при котором левая нога остается слегка согнутой в ко-ленном суставе. Освободив фиксатор, перевести спинку сиденья так, чтобы она плотно контактировала с почти вертикально расположенной спиной и не требовалось изменять для этого положение корпуса (рис. 1.2).



Рис. 1.1. Основная посадка водителя: а - грузового автомобиля; б - легкового автомобиля.

При движении задним ходом, особенно на легковых автомобилях приходится использовать обратную посадку. При обратной посадке водителю необходимо левую руку положить на верхнюю дугу рулевого колеса, что позволяет более точно вести автомобиль задним ходом.

При этом левая нога постоянно находится на педали сцепления, правая - на педали подачи топлива. Корпус тела необходимо повернуть в правую сторону, положив правую руку на спинку сиденья, и наблюдать за дорогой через заднее окно.

Рис. 1.2. Регулировка сиденья водителя

Если сиденье расположено слишком далеко от органон управления, водитель вынужден подтягиваться вперед, держась за рулевое колесо. При этом спина eго отрывается от опоры, и мышцы ее все время напряжены. Если сиденье слишком далеко выдвинуто вперед, то водитель сильно сгибает руки и ноги. Это мешает свободно пользоваться органами управления. Стремление водителя принять удобную позу, не прибегая к регулировке сиденья, ведет к преждевременному утомлению.

Приняв правильное положение за рулем, водитель регулирует ремни безопасности таким образом, чтобы под пристегнутый ремень на уровне груди входила ладонь. Отрегулировав ремни, нужно проверить, насколько удобно пользоваться переключателями на приборном щитке и рычагом переключения передач.

Для хорошего обзора дороги позади автомобиля нужно отрегулировать положение зеркал заднего вида (рис. 1.3, а, б). Внутреннее зеркало устанавливают так, чтобы в его правой части и был виден правый край заднего окна. В правой части внешнею зеркала должен быть видна часть ручки задней дверцы легкового автомобиля или верхняя часть заднего колеса грузового автомобиля. При движении автомобиля можно проверить правильность регулировки, наблюдая за опережающим слева автомобилем: как только его отражение начнет исчезать из внутреннего зеркала, оно тут же должно появиться на внешнем.

Положение рук води теля на органах управления автомобилем, в первую очередь на рулевом колесе, в значительной степени формирует посадку водителя и определяет возможность управления рулевым колесом.

В реальных усложни положение рук водителя может быть различным Оптимальное положение рук на рулевом колесе для левой руки - в секторе 9-10 часов (по аналогии с часовым циферблатом), для правой руки и секторе 2-3 ч (рис. 1.4). Оптимальное положение рук на рулевом колесе обеспечивает максимальный, в любую сторону, угол поворота рулевого колеса при управлении как двумя руками, так и одной рукой в случае манипулирования другой иными органами управления автомобилем.



Рис. 1.3. Регулировка зеркала заднего вида: а - легковой автомобиль; б - грузовой автомобиль.

При управлении автомобилем водитель чаще всего работает с рулевым колесом, рычагом коробки передач, педалью сцепления, педалью подачи топлива и с педалью рабочего тормоза. Существуют определенные правила, которые водитель должен выполнять.

Как при работе с педалью подачи топлива, так и с другими педалями стопа ноги водителя может быть условно разделена на три части (рис. 1.5):

Рис. 1.4. Положение рук водителя на рулевом колесе

I часть стопы - передняя

- гибкая и чувствительная, но не сильная, поэтому ей нажимают на педаль газа, но обязательно при этом, опираясь на каблук, чтобы нога меньше уставала;

II часть стопы - средняя

- сильная и гибкая, ею нажимают педали сцепления и тормоза, требующие значительного усилия для их нажатия;

Ш часть стопы - пятка наиболее сильная, но не чувствительная. Она обычно служит опорой для ноги. Нажимать на педали ею неудобно. Левой ногой нажимают на педаль сцепления, правой - на педаль газа и тормоза.



Рис. 1.5. Схема стопы водителя и положений ног на педалях сцепления и тормоза

Рис. 1.6. Положение правой ноги на педали газа

Правая ступня располагается почти напротив педали тормоза с опорой на каблук и поворачивается вправо до контакта с педалью газа (рис. 6). При торможении стопа почти без смещения за счет поворота мыска нажимает на педаль тормоза. Левая ступня обычно располагается левее педали сцепления (рис. 1.7) или на полу перед ней.

С помощью педали подачи топлива регулируется подача горючей смеси в цилиндры двигателя. При нажатии частота вращения двигателя увеличивается, а при отпускании - уменьшается. Соответственно изменяется и скорость движения автомобиля. Води гель в зависимости от условий движения все время то нажимает, то отпускает эту педаль или держит ее в нажатом положении. Нажимать па педаль подачи топлива рекомендуется плавно, передней частью стопы с упором на каблук (рис. 1.6).

Рис. 1.7. Варианты свободного положения левой ноги водителя

Нажимая на педаль сцепления, водитель разобщает двигатель с коробкой передач, а плавно отпуская ее при трогании с места или переключении передач, соединяет двигатель и коробку передач. Включать и переключать передачи следует при полностью выжатой педали сцепления. Попытки включить передачу при включенном сцеплении приводят обычно к поломкам в узлах и агрегатах трансмиссии. При включенной передаче в коробке передач педаль сцепления необходимо отпускать (включать сцепление) всегда плавно, но быстро. При этом, чем ниже передача, включенная в коробке, тем плавнее отпускать педаль сцепления. При резком включении сцепления на трансмиссию передается ударная нагрузка, ускорение придается автомобилю рывками.

При работе с рычагом переключения передач необходимо сохранять правильное положение правой кисти на рычаге, держа ее в обхват рукоятки, и полностью включать передачу, не меняя положения корпуса при переключении передач (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Положение кисти рук при переключении передач

Стояночный тормоз необходимо включать правой рукой, держа большой палец на кнопке (рычаге) фиксатора, другие пальцы - на рукоятке тормоза. Для включения стояночного тормоза, не нажимая на кнопку фиксатора, потянуть рычаг вверх к себе до ограничения хода (при этом слышен характерный щелчок фиксатора). Для выключения стояночного тормоза потянуть дополнительно рычаг на себя, нажать кнопку фиксатора и опустить рычаг от себя до упора (рис. 1.9).



Рис. 1.9. Положение правой руки на стояночном тормозе

1.2 Пуск двигателя и начало движения

Пуск и остановка двигателя. Перед пуском двигателя необходимо выполнить контрольный осмотр автомобиля в объеме, предусмотренном инструкцией по эксплуатации. Последовательность операций при пуске двигателя зависит от его теплового состояния.

В зависимости от технического состояния аккумуляторной батареи карбюраторный двигатель пускают либо стартером, либо пусковой рукояткой. Прогретый карбюраторный двигатель пускают стартером при открытой воздушной заслонке карбюратора. Стартер нужно включать не более трех раз на 8-10 с с интервалом 15-20 с. После пуска двигателю нужно дать несколько секунд поработать, добиваясь устойчивой работы при малой и средних частотах вращения коленчатого вала. Затем начинают движение автомобиля.

Для пуска прогретого дизеля предварительно включают подачу топлива. Как только двигатель начнет устойчиво работать, включатель стартера отпускают. Начинать движение можно при прогреве двигателя до 70°С.

Холодные карбюраторные двигатели надежно пускаются без предварительной подготовки при температуре окружающего воздуха до минус 15°С, а дизели - до минус 5°С. Если температура воздуха ниже указанных значений, двигатель нужно предварительно подогреть или применить специальные средства облегчения пуска.

Для остановки карбюраторного двигателя выключают зажигание, а дизеля - прекращают подачу топлива. Перед остановкой дизеля он должен поработать 3-4 мин без нагрузки при средней частоте вращения коленчатого вала для снятия тепловых напряжений. Непосредственно перед останов-кой частоту вращения коленчатого вала доводят до минимальной.

Трогание автомобиля с места. Варианты начала движения автомобиля, которые водитель может применить.

Прогрев на месте. Если прогреть двигатель до рабочей температуры и потом начать движение, то на прогрев уйдет много времени, будет почти что бесполезно израсходовано топливо, в атмосферу будет дополнительно выброшено некоторое количество отравляющих веществ, но износ узлов и механизмов двигателя будет наименьшим. Движение можно начинать сразу на средней и затем высокой скорости.

Прогрев в движении. Если начинать движение не прогревая двигатель, то потери времени будут минимальны, расход топлива хоть и будет большим, но по сравнению с первым вариантом может оказаться меньше. Под нагрузкой двигатель прогреется быстрее, но износ его будет больше, особенно если двигатель будет работать на высокой частоте вращения. Этот способ можно считать приемлемым, если водитель спешит, или если сразу после начала движения дорога будет ровной и горизонтальной (или с уклоном), если не будет перекрестков и хотя бы 1-1,5 км можно проехать без остановки и переключения передач. Если же для того, чтобы начать движение, нужно сначала задним ходом выехать с места стоянки, затем развернуться и поехать в гору по неровной с ямами дороге да еще через SO м окажется перекресток со светофором, то лучше подождать, пока двигатель прогреется, так как разгоняться и маневрировать при холодном двигателе очень трудно. Всякий раз он стремиться заглохнуть, необходимых тяговых усилий не развивает.

Частичный прогрев. Прогрев двигателя до средней температуры (+20 - 30°С) дает и средние результаты. Продолжительность прогрева не так велика, как в первом случае, и износ не так велик как во втором. Двигатель работает более устойчиво, чем холодный, и расход топлива умеренный.

Для каждого случая хорош свой способ прогрева двигателя. Если водитель никуда не спешит, он использует первый способ, если нет лишнего времени, но сложны условия движения, воспользуется частичным прогревом.

Но в любом случае при трогании автомобиля с места необходимо преодолеть силы сопротивления качению, подъему и инерции. Для этого требуется сила тяги, в несколько раз большая, чем при установившемся ре-жиме движения. Трогание груженого и легкового автомобиля производят с первой передачи, а незагруженного - на второй.

При трогании автомобиля на мягком грунте, в песке, в снегу, на подъеме необходимо при включении сцепления устанавливать повышенную частоту вращения коленчатого вала тем большую, чем больше сопротивление грунта, подъем или загрузка автомобиля. На скользких дорогах при трогании устанавливают наименьшую частоту вращения коленчатого вала.

Разгон автомобиля и переключение передач. В обычных условиях разгон автомобиля должен быть плавным, но не слишком растянутым. Наиболее частая ошибка начинающих води гелей при трогании и разгоне - резкое увеличение подачи топлива, что приводит к проскальзыванию колес даже на сухой дороге. При этом преждевременно изнашиваются шины, испытывает сильные нагрузки трансмиссия автомобиля, расход топлива неоправданно возрастает, водитель и пассажиры ощущают дискомфорт. Наоборот, плавное нажатие на педаль подачи топлива обеспечивает оптимальные условия для разгона, уменьшает износ агрегатов трансмиссии автомобиля, выброс токсичных веществ в атмосферу и обеспечивает курсовую устойчивость автомобиля на любой дороге.

Для обеспечения плавного разгона водителю необходимо развивать чувствительность к перемещению педали подачи топлива. Этому способствует правильное положение ноги на педали.

Разгон автомобиля после трогания с места до скорости, позволяющей двигаться на прямой передаче, обычно выполняется последовательным переключением передач.

На каждой передаче автомобиль разгоняют до такой скорости, при которой на очередной передаче двигатель будет работать без перегрузок. Поспешный переход на более высокую передачу увеличивает время и путь разгона и приводит к работе двигателя с перегрузкой. Признаками перегрузки являются характерный дребезжащий шум в трансмиссии, движение автомобиля рывками, остановка двигателя.

На автомобилях с синхронизаторами в коробке передач передачи с низшей на высшую можно переключать с одинарным выключением сцепления.

Переключение передач в восходящем порядке на автомобиле без синхронизаторов в коробке передач производится с двойным выключением сцепления.

Двойное выключение сцепления лучше уравнивает окружные скорости зацепляемых шестерен или муфт. Переключать передачи любым из способов следует в таком темпе, чтобы не уменьшалась скорость движения автомобиля. Это особенно важно на дорогах с большим сопротивлением.

Переключение передач в нисходящем порядке на автомобиле, не имеющем синхронизаторов в коробке передач, производят с двойным выключением сцепления и промежуточной подачей топлива ("перегазовкой").

1.3 Торможение автомобиля

Знание эффективных приемов торможения и умение применять их в критических ситуациях является залогом обеспечения безопасности движения. Различают несколько основных способов торможения: плавное, резкое, прерывистое, ступенчатое, комбинированное, двигателем. Кроме того, торможение можно условно разделить на виды: служебное, экстренное и аварийное.

Служебное торможение отличается плавностью и небольшим замедлением (менее 3 м/с²). Оно может осуществляться за счет свободного выбега автомобиля, последовательного переключения на низшие передачи и, наконец, плавного нажатия на педаль тормоза до полной остановки автомобиля. При экстренном торможении педаль нажимается быстро и сильно, при этом зачастую возникают блокировка и скольжение колес, что увеличивает тормозной путь. Для повышения эффективности торможения дополнительно используют стояночную и вспомогательную тормозные системы.

Аварийное торможение осуществляется при выходе из строя рабочей тормозной системы или сильном снижении эффективности ее работы. В этих случаях используют запасную и стояночную тормозные системы, а автогонщики, кроме того, приемы бокового скольжения с вращением автомобиля и естественные препятствия рядом с дорогой (снежный вал, подъем и т.д.).

Наиболее распространенным и безопасным является плавный способ торможения (рис. 1.10,а). Его применяют, как правило, на сухом покрытии и в спокойной дорожной обстановке. Водитель плавно и постепенно увеличивает давление на педаль, ослабляя его непосредственно перед самой остановкой. При этом способе двигатель можно отключить от трансмиссии.

В экстренных случаях применяют резкий способ торможения (рис. 1.10,б). Водитель кратковременно и сильно нажимает на педаль тормоза вплоть до блокировки колес, затем несколько снижает усилие для их разблокирования. При таком торможении, особенно на скользких участках, возможен занос автомобиля; при блокировке колес увеличивается тормозной путь, поэтому этот способ используют только при частичном торможении для экстренного замедления в критических ситуациях. Двигатель от трансмиссии отключают непосредственно перед остановкой.

Для надежного и эффективного торможения в экстренных случаях необходимо уверенно владеть ступенчатым способом торможения (рис. 1.10,г). Водитель сильно и быстро нажимает на педаль тормоза вплоть до кратковременной блокировки колес, затем чуть отпускает педаль, снова увеличивает усилие до блокировки колес и вновь отпускает. Таким чередованием нажима и частичного, отпускания педали удается балансировать на грани юза колес и обеспечить минимальный тормозной путь.

Более прост в выполнении (правда, и менее эффективен) прерывистый способ торможения (рис. 1.10, в). При таком способе после нажатия педали тормоза и блокировки колес педаль полностью отпускают и затем вновь нажимают, повторяя это действие несколько раз до полного затормаживания. Ступенчатый и прерывистый способы торможения применяют без выключения сцепления, а выключают его непосредственно перед остановкой. При торможении на неровных дорогах с чередующимися скользкими участками используют комбинированный способ торможения, заключающийся в сочетании ступенчатого и прерывистого, способов на скользких и неровных участках дорог с резким способом - на сухих и ровных.

Вспомогательную тормозную систему (торможение двигателем) применяют в случаях, когда необходимо погасить скорость без использования рабочего тормоза. Такие ситуации возникают на затяжных спусках, в условиях низкого коэффициента сцепления (на скользких дорогах). Для торможения двигателем включают резким ударным способом низшую передачу, используя при этом форсированную "перегазовку".

При любом способе торможения следует помнить, что нельзя допускать длительной блокировки колес, так как в этом случае теряется управляемость автомобиля и увеличивается тормозной путь (рис. 1.11).



Рис. 1.10. Способы торможения: а - плавный; б - резкий; в - прерывистый; г - ступенчатый; Т - время, необходимое для полной остановки автомобиля; Р - усилие на педали тормоза.

Рис. 1.11. Величина тормозного пути в зависимости от способа торможения.

2. Дорожное движение, его эффективность и безопасность

2.1 Понятие о системе "водитель - автомобиль - дорога - среда"

Применительно к транспортному процессу структурную схему системы эксплуатации автомобильной техники с некоторыми условностями можно представить состоящей из четырех основных блоков: "водитель - автомобиль - дорога - среда" (ВАДС) (рис. 2.1). Такая схема позволяет анализировать как систему в целом, так и отдельно подсистемы.

Рис. 2.1. Структурная схема системы эксплуатации автомобильной техники

В приведенной структурной схеме можно выделить следующие основные подсистемы: 1 - внешняя среда - водитель; 2 - водитель - автомобиль; 3 - автомобиль - дорога; 4 - внешняя среда - дорога; 5 - дорога - автомобиль; 6 - автомобиль-водитель; 7 - внешняя среда - автомобиль.

Анализ взаимодействия подсистем имеет большое значение при определении эффективности эксплуатации транспорта. Коротко рассмотрим сущность основных подсистем.

Подсистема "внешняя среда - водитель" является информационной моделью транспортного процесса. Она базируется на психологических особенностях взаимодействия водителя с условиями движения. Внешняя среда представляет собой информационное поле, которое формирует у водителя эмоциональное напряжение. Водитель, анализируя внешнюю среду, избирает такую ориентацию, которая обеспечивает безопасность движения и минимальное эмоциональное напряжение. В этом сущность взаимодействия компонентов данной подсистемы.

Подсистема "водитель-автомобиль" - эргономическая модель, базирующаяся на физиологических возможностях водителя и исполнительных механизмах автомобиля. Получив от внешней среды информацию и про-анализировав ее, водитель взаимодействует с исполнительными механизмами, управляет движением автомобиля, задает ему рациональные режимы движения. При сочетании движения автомобилей на дороге создается транспортный поток. Исследование подсистемы "водитель - автомобиль" имеет большое значение для решения отдельных задач по эксплуатации автомобилей, в том числе и задачи обеспечения безопасности движения,

Подсистема "автомобиль - дорога" представляет собой механическую модель транспортного процесса. Основное внимание в этой подсистеме уделяется взаимодействию автомобиля через подвеску и колеса с дорожным покрытием. При движении автомобиль воздействует на проезжую часть, в результате чего в дорожном покрытии возникают напряжения, влияющие на его прочность и долговечность. Исследование рассматриваемой подсистемы позволяет разработать различные мероприятия (содержание и ремонт) по поддержанию дорог в хорошем техническом состоянии.

Подсистема "внешняя среда - дорога" - сложная тепломассообменная модель. Она базируется на анализе воднотеплового воздействия географических комплексов (климата, рельефа местности, грунтов, гидрологии, гидрогеологии и т.д.) на дорогу. Так, например, воздействие атмосферных осадков ухудшает эксплуатационные качества покрытий. Исследование данной подсистемы позволяет разработать мероприятия по повышению устойчивости дорог и безопасности движения.

Подсистема "дорога - автомобиль" является динамической моделью (обратная связь подсистемы "автомобиль-дорога). Она базируется на анализе колебательного процесса при движении автомобиля по проезжей части. Вследствие наличия различных неровностей покрытий автомобиль испытывает случайные воздействия. Это вызывает сложный колебательный процесс колес, кузова, автомобиля в целом. Исследование подсистемы весьма важно в теории эксплуатационных свойств автомобиля. Оно позволяет решать различные задачи - рассчитывать расход топлива, определять возможную скорость движения, производительность автомобиля и др.

Подсистема "автомобиль - водитель" является обратной связью подсистемы "водитель - автомобиль". Анализ этой подсистемы позволяет изучить влияние условий движения на работоспособность водителей. В частности, могут быть установлены предельные нормы вибрации и шума для водителей. Эффективность расстановки органов управления, размеры салона автомобилей и т.д.

Подсистема "внешняя среда - автомобиль" представляет интерес при исследовании надежности автомобилей, их работы в различных климатических условиях.

Все подсистемы между собой в той или иной степени взаимосвязаны. Вместе с тем каждую подсистему можно представить отдельными элементами. С этой точки зрения водитель занимает особое место в системе ВАДС. Это элемент системы, осуществляющий управление автомобилем и участвующий в поддержании его работоспособности, т.е. обеспечении эксплуатационной надежности.

Главная задача водителя - управление автомобилем и контроле" за его работой. Тенденции развития автомобиля таковы, что физический труд по управлению им становится все меньше, а на первое место выдвигаются повышенные требования к восприятию, мышлению, управляющим воздействиям, к надежности профессиональной деятельности водителя в условиях высокой нервно-эмоциональной напряженности.

2.2 Безопасность транспортных средств

Безопасность транспортного средства включает в себя комплекс конструктивных и эксплуатационных свойств, снижающих вероятность дорожно-транспортных происшествий, тяжесть их последствий и отрицательное влияние на окружающую среду. Различают активную, пассивную, послеаварийную и экологическую безопасность транспортного средства (рис. 2.2).

Под активной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства, снижающие вероятность возникновения дорожно-транспортного происшествия. Активная безопасность обеспечивается несколькими эксплуатационными свойствами, позволяющими водителю уверенно управлять автомобилем, разгоняться и тормозить с необходимой интенсивностью, совершать маневрирование на проезжей части, которого требует дорожная обстановка, без значительных затрат физических сил. Основные из этих свойств: тяговые, тормозные, устойчивость, управляемость, проходимость, информативность, обитаемость.

Под пассивной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства, снижающие тяжесть последствий дорожно-транспортного происшествия.

Различают внешнюю и внутреннюю пассивную безопасность автомобиля.

Основным требованием внешней пассивной безопасности является обеспечение такого конструктивного выполнения наружных поверхностей и элементов автомобиля, при котором вероятность повреждений человека этими элементами в случае дорожно-транспортного происшествия была бы минимальной.

Как известно, значительное количество происшествий связано со столкновениями и наездами на неподвижное препятствие.

В связи с этим одним из требований к внешней пассивной безопасности автомобилей является предохранение водителей и пассажиров от ранений, а также самого автомобиля от повреждений с помощью внешних элементов конструкции.

Рис. 2.2. Структура безопасности транспортных средств

Примером элемента пассивной безопасности может быть травмобезопасный бампер, назначение которого - смягчать удары автомобиля о препятствия при малых скоростях движения (например, при маневрировании в зоне стоянки).

Пределом выносливости перегрузок для человека является 50-60 g (g - ускорение свободного падения). Пределом выносливости для незащищённого тела является величина энергии, воспринимаемая непосредственно телом, соответствующая скорости движения около 15 км/ч. При 50 км/ч энергия превышает допустимую примерно в 10 раз. Следовательно задача состоит в снижении ускорений тела человека при столкновении за счёт продолжительных деформаций передней части кузова автомобиля, при которых поглощалось бы как можно больше энергии.

То есть, чем больше деформация автомобиля и чем дольше она происходит, тем меньшие перегрузки испытывает водитель при столкновении с препятствием.

К внешней пассивной безопасности имеют отношение декоративные элементы кузова, ручки, зеркала и другие детали, закреплённые на кузове автомобиля. На современных автомобилях всё шире применяются утомленные ручки дверей, не наносящие травм пешеходам в случае дорожно-транспортного происшествия. Не применяются выступающие эмблемы заводов-изготовителей на передней части автомобиля.

К внутренней пассивной безопасности автомобиля предъявляются два основных требования:

- создание условий, при которых человек мог бы безопасно выдержать любые перегрузки;

- исключение травмоопасных элементов внутри кузова (кабины). Водитель и пассажиры при столкновении после мгновенной остановки автомобиля еще продолжают двигаться, сохраняя скорость движения, которую автомобиль имел перед столкновением. Именно в это время происходит большая часть травм в результате удара головой о ветровое стекло, грудью;

- рулевое колесо и рулевую колонку, коленями о нижнюю кромку щитка приборов.

Анализ дорожно-транспортных происшествий показывает, что подавляющее большинство погибших находилось на переднем сиденье. Поэтому при разработке мероприятий по пассивной безопасности в первую очередь уделяется внимание обеспечению безопасности водителя и пассажира, находящихся на переднем сиденье.

Конструкция и жесткость кузова автомобиля выполняются такими, чтобы при столкновениях деформировались передняя и задняя части кузова, деформация салона (кабины) была по возможности минимальной для сохранения зоны жизнеобеспечения, то есть минимально необходимого пространства, в пределах которого исключено сдавливание тела человека, находящегося внутри кузова.

Кроме того, должны быть предусмотрены следующие меры, снижающие тяжесть последствии при столкновении:

- необходимость перемещения руля и рулевой колонки и поглощения ими энергии удара, а также равномерного распределения удара по поверхности груди водителя;

- исключение возможности выброса или выпадения пассажиров и водителя (надежность дверных замков);

- наличие индивидуальных защитных и удерживающих средств для всех пассажиров и водителя (ремни безопасности, подголовники, пневмоподушки);

- отсутствие травмоопасных элементов перед пассажирами и водителем;

- оборудование кузова травмобезопасными стеклами. Эффективность применения ремней безопасности в сочетании с другими мероприятиями подтверждена статистическими данными. Так, использование ремней уменьшает количество травм на 60-75% и снижает их тяжесть.

Одним из эффективных способов решения проблемы ограничения перемещения водителя и пассажиров при столкновении является применение пневматических подушек, которые при столкновении автомобиля с препятствием наполняются сжатым газом за 0,03-0,04 с, воспринимают на себя удар водителя и пассажиров и тем самым снижают тяжесть травмы.

Под послеаварийной безопасностью транспортного средства понимаются его свойства в случае аварии не препятствовать эвакуации людей, не наносить травм при эвакуации и после нее. Основными мерами послеаварийной безопасности являются противопожарные мероприятия, мероприятия по эвакуации людей, аварийная сигнализация.

Наиболее тяжелым последствием дорожно-транспортного происшествия является возгорание автомобиля. Чаще всего возгорание происходит при тяжелых происшествиях, таких как столкновение автомобилей, наезды на неподвижные препятствия, а также опрокидывание. Несмотря на небольшую вероятность возгорания (0,03 - 1,2% от общего количества происшествий), их последствия тяжелейшие. Они вызывают почти полное разрушение автомобиля и при невозможности эвакуации - гибель людей, В таких происшествиях топливо выливается из поврежденного бака или из заливной горловины. Возгорание происходит от горячих деталей системы выпуска отработавших газов, от искры при неисправной системе зажигания или возникшей от трения деталей кузова об дорогу или о кузов другого автомобиля. Могут быть и другие причины возгорания.

Под экологической безопасностью транспортного средства понимается его свойство снижать степень отрицательного воздействия на окружающую среду. Экологическая безопасность охватывает все стороны использования автомобиля. Ниже перечислены основные аспекты экологии, связанные с эксплуатацией автомобиля.

Потеря полезной площади земли. Земля, необходимая для движения и стоянки автомобилей, исключается из пользования других отраслей народного хозяйства. Общая протяженность мировой сети автомобильных дорог с твердым покрытием превышает 10 млн. км, что означает потерю площади свыше 30 млн. га. Расширение улиц и площадей приводит к "увеличению территорий городов и удлинению всех коммуникаций. В городах с развитой дорожной сетью и предприятиями автосервиса площади, отведенные для движения и стоянок автомобилей, занимают до 70% всей территории. Кроме того, огромные территории занимают заводы по производству и ремонту автомобилей, службы обеспечения функционирования автомобильного транспорта: АЗС, СТО, кемпинги и т.д.

Загрязнение атмосферы. Основная масса вредных примесей, рассеянных в атмосфере, является результатом эксплуатации автомобилей. Двигатель средней мощности выбрасывает в атмосферу за один день эксплуатации около 10 м' отработавших газов, в состав которых входит окись углерода, углеводороды, окислы азота и многие другие токсичные вещества.

В нашей стране установлены следующие нормы среднесуточных предельно допустимых концентраций токсичных веществ в атмосфере:

- углеводороды - 0,0015 г/м;

- окись углерода - 0,0010 г/м;

- двуокись азота - 0,00004 г/м.

Использование природных ресурсов. На производство и экплуатацию автомобилей используются миллионы тонн высококачественных материалов, что приводит к истощению их природных запасов. При экспоненциальном росте потреблении энергии на душу населения, характерном для промышленно развитых стран, скоро наступит такой момент, когда существующие источники энергии не смогут удовлетворить потребности человека. Значительная доля потребляемой энергии расходуется автомобилями, к.п.д. двигателей которых составляет 0,3 0,35, Следовательно, 65-70% энергетического потенциала не используется.

Шум и вибрация. Уровень шума, длительно переносимым человеком без вредных последствий, составляем 80-90 дБ На улицах крупных городов и промышленных центров уровень шума достигает 120-130 дБ. Колебания почвы, вызванные движением автомобилей , пагубно сказываются на зданиях и сооружениях. Для защиты человека от пагубного влиянии шума транспортных средств применяют различные приемы: совершенствование конструкции автомобилей, шумозащитные сооружения и зеленые насаждения вдоль оживленных городских магистралей, организация такого режима движения, когда уровень шума наименьший.

Уничтожение флоры и фауны. Автомобили, работающие вне дорог, уплотняют верхний слой почвы, разрушая растительный покров. Бензин и масла, пролитые на почву, приводят к гибели растений. Окислы свинца, содержащиеся в отработанных газах автомобилей, заражают придорожные деревья и кустарники. Плоды фруктовых деревьев и кустов, растущие вблизи дорог с интенсивным движением, нельзя употреблять в пищу. Ядовиты и цветы, растущие на разделительных полосах и на обочинах. Под колесами автомобилей ежегодно погибают тысячи животных, миллионы птиц, бесчисленное множество насекомых.

Радиопомехи. При работе системы зажигания автомобильного двигателя создаются радиопомехи. Для их подавления в системах зажигания предусматриваются специальные устройства. Правила дорожного движения запрещают эксплуатацию транспортных средств с неисправной системой подавления радиопомех.

3. Профессиональная надежность водителя

3.1 Особенности профессиональной деятельности водителя

Между двумя основными участниками дорожного движения - человеком-пешеходом и человеком-водителем - есть существенное различие: когда человек становится водителем, то он попадает в условия, генетически не свойственные человеку. Главным фактором здесь является увеличение скорости движения в 10 и более раз по сравнению со скоростью пешехода. Это ведет к повышению скорости поступления информации, с которой должны справляться органы чувств человека, скорости ее переработки - принятия и реализации решения, с которыми должны справляться двигательные реакции человека. Водитель в транспортном потоке, в отличие от пешехода, вынужден действовать в навязанном ему темпе, без возможности остановиться, при необратимости принимаемых им решений и тяжести последствия ошибок. Поэтому нельзя считать случайным, что первое место среди причин ДТП занимает превышение скорости водителем, допустимой или целесообразной при данных условиях.

Человек-водитель почти лишен средств общения и для него стерты индивидуальные особенности других водителей. Человек-пешеход выполняет при ходьбе естественные движения, а для человека-водителя типичны однообразные рабочие движения с умеренной физической нагрузкой при вынужденной малоподвижной позе, в которой он пребывает все часы работы. Эти и другие отличия водитель должен преодолеть или адаптироваться к ним в процессе обучения и накопления профессиональных навыков и опыта.

Дорожное движение - это непрерывное возникновение групп из под-систем " водитель - автомобиль - дорога" и "пешеход - дорога", участники которых случайны, а действия их взаимосвязаны, взаимообусловлены, требуют слаженности и взаимопонимания.

Профессиональная деятельность водителя оценивается двумя взаимосвязанными требованиями. Во-первых, водитель должен работать эффективно, т.е., используя эксплуатационные качества автомобиля, быстро выполнять задачи по перевозке. Во-вторых, при этом он не должен нарушать требования безопасности движения, т.е. работать надежно. В простых дорожных условиях, когда отсутствуют помехи движению, работать быстро, эффективно и надежно могут многие водители. В сложных условиях работать эффективно могут лишь водители, отличающиеся достаточной надежностью.

Надежность водителя зависит от его профессиональной пригодности, подготовленности и работоспособности. Пригодность зависит от состояния здоровья водителя, его психофизиологических и личностных особенностей. Подготовленность определяется наличием у водителя специальных знаний и навыков. Работоспособность водителя - это состояние, позволяющее ему выполнять работу качественно и с высокой производительностью.

Прием информации. Основная информация (до 95%) поступает к водителю по зрительному каналу. Поле зрения водителя меняется и зависит от плотности транспортного потока и скорости движения. Считается, что водитель в состоянии наблюла п. на расстоянии 600 м, если местность открытая, а интенсивность движения малая. В условиях городских улиц это расстояние падает в 10 и более раз.

Водитель может сосредотачивать внимание на каком либо одном фак-торе, учитывая остальные, одновременно происходящие явления, лишь в той или иной степени. Большое значение имеет скорость движения, ее увеличение уменьшает зону сосредоточения взгляда водителя. При скорости 20 км/ч угол зрения водителя в горизонтальной плоскости составляет ±18°, а при скорости 80 км/ч уменьшается до 4-5°. Это обусловливает снижение надежности водителя, поскольку для него возрастает вероятность неожиданного изменения дорожной ситуации. Подобный результат дает и увеличение плотности транспортного потока , когда слежение за идущим впереди автомобилем может в значительной степени поглощать внимание водителя.

Движение в транспортных потоках высокой плотности является другой крайностью. Водитель находится в режиме высокой бдительности, готовности к немедленным действиям. Как следствие, время реакции, например, сокращается вдвое. Однако ожидание аварийной ситуации может вызвать чувство тревоги, так называемую эмоцию тревожного ожидания, которая в конце концов приводит к сильному нервному утомлению.

Естественно, что избыток информации о дорожно-транспортной ситуации снижает надежность водителя: он не успевает охватить ситуацию, осмыслить информацию, принять правильное решение. Все это повышает вероятность появления отказа.

3.2 Надежность водителя и её составляющие

Психологи под надежностью водителя понимают его способность безошибочно управлять автомобилем в любых дорожных условиях в течение всего рабочего времени. К основным факторам, определяющим надежность водителя, относятся его профессиональная пригодность, подготовленность и работоспособность.

Надежность водителя - это свойство сохранить параметры функционировании в пределах, обеспечивающих безопасность движения и соответствующих режимам движения и условиям использовании автомобиля. Надежность водителя - это сложное свойство, определяемое более простыми: безотказностью, восстанавливаемостью, сохраняемостью, долговечностью. Остановимся на них более подробно.

Безотказность водители это свойство сохранять работоспособность в пределах установленных норм рабочего времени (рабочего дня) исчисляемою в часах. Безотказность водителя изменяется в течение рабочего дня различным образом. Например, водитель 1 (рис. 3.1, а) имеет более высокую вероятность рв безотказной работы в начале рабочего дня, чем водитель 2. Однако к концу рабочего дня (ко времени t) эта вероятность становится меньше допустимой рв, так что надежность водителя 2 оказывается более высокой.

Продолжительность рабочего дня для водителя может быть различной, но в качестве предельной некоторые исследователи рекомендуют продолжительность 11-12 часов.

По психофизиологической оценке состояния водителей, первые 1,5-2,5 часа работы происходит "врабатываемость" организма, после которой наступает период наибольшей работоспособности. В период "врабатываемости" вероятность безотказной работы водителя понижена. Водители могут неправильно оценивать уровень своей работоспособности, совершать рискованные маневры. Первые признаки снижения работоспособности появляются через 4-5 часов и, постепенно нарастая, становятся значительными после 6-8 часов работы. За счет компенсаторных механизмов организма определенный уровень работоспособности поддерживается до 9-10 часов работы. После этого компенсаторные возможности организма иссякают, и происходит быстрое снижение работоспособности до уровня, недопустимого с точки зрения безопасности движения, или появляется сонливость.

транспортный водитель руль дорожный

Рис. 3.1. Изменение вероятности безотказной работы водителя в течении: а - рабочего дня; б - недели; в - всего срока водительской деятельности.

Эта общая схема может изменяться в зависимости от ряда причин: возраста и состояния здоровья водителя, чередования работы и отдыха, вида транспортного средства, фактического времени пребывания за рулем автомобиля (например, обследование показало, что водитель грузового автомобиля, работающего в городе, был занят вождением фактически 5,5 ч, а водитель такси - 23% рабочего времени провел в ожидании пассажиров на стоянке).

При управлении автомобилем в течении 7-12 часов водители совершают ДТП (вследствие засыпания) примерно в два раза чаще, чем при длительности работы до 7 часов. При пребывании за рулем свыше 12 часов число ДТП по той же причине увеличивается в 9 раз.

Восстанавливаемость - это свойство водителя восстанавливать свою работоспособность после установленных перерывов в работе. Восстанавливаемость имеет большое значение для обеспечения надежности деятельности профессиональных водителей.

Неполноценный отдых сказывается на уровне безотказности водителя в следующий рабочий день: почти у половины отмечается появление сонливости во время вождения; водители, спящие перед сменой менее 6 часов, отмечают снижение внимания к концу смены в 2,5 раза чаще, чем при продолжительности сна 8 часов.

Восстанавливаемость работоспособности водителя, при прочих равных условиях, в различные дни недели неодинакова: при работе в одну смену в первые дни недели она меньше - происходит "врабатываемость" организма, подобно тому, как это наблюдается в течение рабочего дня.

Примерные кривые изменения вероятности безотказной работы водителя в течение недели при ежедневной работе в одну смену и недоиспользовании обеденного перерыва приведены на (рис. 3.1,б).

Профессиональная долговечность - свойство водителя сохранять работоспособность до наступления предельного состояния (выход на пен-сию, переход на другую работу) с необходимыми перерывами, обусловленными режимом труда и отдыхи. Таким образом, долговечность водителя относится к времени функционирования t, исчисляемому обычно в годах (рис.3.1,в).

Момент наступления предельного состояния, т.е. величину профессиональной долговечности, устанавливает часто сам водитель. Если он считает, что оно наступило, то прекращает работать и меняет профессию, иногда задолго до пенсионного возраста.

Сохраняемость - свойство водителя сохранять параметры функционирования после длительных перерывов в трудовой деятельности.

После длительных перерывов в вождении по тем или иным причинам происходит незаметная для водителя потеря профессиональных навыков в управлении или их дестабилизация точка F на (рис. 3.1, в).

3.3 Факторы, влияющие на надежность водителя

Надежность деятельности водителя зависит от многочисленных фак-торов. Однако ряд проведенных исследований позволяет выделить три главных фактора: возраст, алкогольное или наркотическое опьянение и отношение к своей профессии.

Возраст. Изменение возраста водителя определяет две тенденции, влияющие на качество вождения. Будем их оценивать по относительному числу ДТП (пот), представляющему собой число ДТП отнесенное к суммарному пробегу автомобилей за определенный срок. Одна из тенденций - неопытность и азарт молодого водителя, приводящие к увеличению числа ДТП, по мере накопления опыта, т.е. увеличения параметра возраст водителя (кривая 1 рис. 3.2,а). Другая тенденция - это возможность молодых водителей принимать решения (латентный период) и реализовывать их (моторный период) в более короткие сроки. Это объясняется возможностью



Рис. 3.2. Возрастные характеристики водителей: а - общая; б - средняя; МОВ и СОВ - соответственно младший и старший опасный возраст; БВ - безопасный возраст.

...