Як працює система розпізнавання втоми водія. Закрив очі - влучив у кювет Система попередження про втому водія

Якби спали лише втомлені іграшки, то ні про які системи контролю втоми ми б і не чули. Проте сплять і люди, книжки, як співається у пісеньці, теж сплять. При цьому статистика невблаганна: щорічно з вини водіїв, що заснули за кермом, відбуваються десятки тисяч аварій, вберегти від яких покликані нові системибезпеки, у тому числі й технології, які вміють розпізнавати втому у поведінці водія.

Дослідження та перші напрацювання у цьому напрямі з'явилися ще у 1970-х роках. Наприклад, у 1977 році Nissan отримав в американському бюро патент під назвою «Метод визначення достатнього для безпечного керування автомобілем ступеня втоми водія». Але в 80-х і 90-х основна увага фахівців індустрії була прикута до менш складних, але не менш корисних систем - таких як, тобто до систем, що враховують "фізику" автомобіля, а не "психологію" водія. І тільки коли всі соки з них вичавили і залишився лише шлях нескінченного тривалого їх вдосконалення, компанії з новою завзятістю відновили дослідження в галузі «психології».

Але й тут не все гладко. Одні автовиробники умовно стали прихильниками школи «біхевіоризму», інші — «психоаналізу». Перші стверджують, що варто звернути увагу лише на вчинки водія. Другі хочуть копати глибше, аж до міміки та жестів, які є дзеркалом. внутрішнього світулюдини. До рядів перших в основному відносяться європейські марки та підрозділи - Audi, Ford, Mercedes-Benz, Volkswagen, Volvo. До других тяжіють японські компанії.

Поставлене ж завдання у всіх систем одне — визначити водія, що втомився або заснув, і не дати йому зробити непоправне. Першопрохідником у цій нелегкій справі стала Volvo, серійні автомобіліякою одними з перших отримали працездатну систему Driver Alert Control. Центральна роль у ній, як і у багатьох сучасних технологіях, віддана електроніці, яка за допомогою відеокамери відстежує переміщення машини щодо дорожньої розмітки. Як тільки система визначить, що частота підрулювань та вилянь перевищує допустиму норму, то водія «розбудить» звуковий сигнал, а на панелі приладів також загориться значок у вигляді кавової чашки. Таким чином автомобіль сам запропонує водієві зробити паузу та з'їсти «твікс».

Відеоролик, що демонструє роботу системи Volvo Driver Alert Control:

Наприкінці 2000-х свій аналог за назвою Attention Assist запропонував і Mercedes-Benz. «Мерседесівці» вирішили обійтися без камер і використовувати лише датчики положення керма та педалей. Система в даному випадку аналізувала швидкість та частоту поворотів керма, натискань на педалі. Вона мала невеликі задатки адаптації до манери водіння водія, але все ж таки головним орієнтиром для неї залишався вже встановлений «портрет» бадьорого та уважного водія. Потім компанія навчила систему додатково враховувати час, проведений водієм за кермом, частоту натискання кнопок керування магнітолою, кліматичною установкою, а також вплив зовнішніх факторів – бічного вітру та дорожнього покриття.

Зараз схожі системи доступні і для більш масових моделей, таких як Ford Mondeo та Volkswagen Passat.

Японські автовиробники продовжують експериментувати з відеокамерами, що сканують міміку, частоту моргання і руху очей. Чий підхід виявиться правильнішим — покаже час. Проте система контролю втоми може виявитися корисною для водіїв, які часто здійснюють довгі поїздки, а також під час нічних подорожей, коли «ковдри та подушки чекають на хлопців».

Тема 6. Втома та працездатність

Втома та втома. Ознаки, причини та процес розвитку втоми.

Види втоми

Фази працездатності

Перевтома

Втома та втома. Ознаки та причини втоми водія.

Надійність водіїв значною мірою залежить від їхньої працездатності. Висока працездатність забезпечує виконання роботи з високою продуктивністюта високими якісними показниками. При керуванні автомобілем у стані зниженої працездатності водії припускаються помилок, які іноді призводять до ДТП.

Однією з причин зниження працездатності водіїв є втома.

Розрізняють такі поняття як втома, втомаі перевтома.

Втома- це закономірний процес тимчасового зниження працездатності, що настає в результаті діяльності. Це об'єктивний процес, що характеризується змінами в організмі людини, які можуть бути об'єктивними методами.

Втома- це суб'єктивне переживання людиною втоми. Фізіологічна сутність втоми полягає у сигналізації організму про необхідність припинити або знизити інтенсивність роботи для того, щоб уникнути розладу функцій нервових клітин.

Разом про те далеко ще не завжди почуття втоми відповідає ступеня стомлення. Людина може стомлення може і відчувати втоми під впливом емоційного порушення, небезпеки, інтересу до виконуваної роботі, почуття обов'язку, відповідальності за доручену справу. Саме з цієї причини водій у тривалому рейсі відчуває втому меншою мірою, ніж пасажир, що сидить поруч, хоча тривале керування автомобілем, природно, призводить до більшої втоми водія, ніж бездіяльного пасажира.

Для оптимального перебігу психічних процесів необхідний оптимальний рівень інформаційного навантаження. Надлишок та нестача інформації сприяють розвитку втоми. Крім того, має значення і характер інформації, що надходить.

При керуванні автомобілем в умовах, коли на дорозі немає інших учасників руху, за одноманітного ландшафту водій швидше відчує втому, ніж при керуванні автомобілем в умовах інтенсивного міського руху. У монотонній обстановці, за нестачі інформації чи стані вимушеної бездіяльності почуття втоми може виникнути швидше, ніж за активної напруженої роботі, хоча об'єктивних ознак втоми у своїй ще може бути.

Вітчизняними фізіологами було встановлено, що клітини головного мозку стомлюються значно швидше, ніж м'язи, що працюють. Найменшу стомлюваність мають нерви, якими передаються нервові імпульси.

Вперше це було доведено фізіологом І. М. Сєченовим в оригінальному експерименті. Випробуваний при згинанні вказівного пальця у заданому ритмі піднімав вантаж на певну висоту. В результаті стомлення, що розвивається, висота підйому вантажу через деякий час зменшувалася, а потім наставав момент, коли випробуваний зовсім не міг підняти вантаж. При цьому він відчував сильну втому м'язів пальця, що працював, і, природно, вважав, що втома розвинулася в них. Далі, у момент, коли він не міг підняти вантаж, через м'язи пальця, що працював, пропускали електричний струм, який викликав скорочення м'язів у тому ж ритмі, що призводило до підняття вантажу. Природно, можна було припустити, що після відключення струму м'язи, що додатково попрацювали, в результаті ще більшої втоми скорочуватися не будуть. Проте, коли відключили струм, випробуваний знову став легко у тому темпі піднімати вантаж. Пояснюється це тим, що під час роботи стомлення швидше розвинулося над самих м'язах, а нервових центрах, які посилали до цих м'язів імпульси. Під час скорочення м'язів електричним струмом нервові клітини цих центрів відпочили, працездатність їх відновилася і знову стали посилати імпульси до м'язів. Таким чином, найшвидше втомлюються нервові клітини кори головного мозку, потім втомлюються м'язи і найменшу стомлюваність мають нерви, якими передаються нервові імпульси.

В результаті швидшого стомлення нервових клітин головного мозку передусім виникають порушення у перебігу психічних процесів - сприйняття, мислення, пам'яті та уваги. Крім того, знижується гострота зору, звужується поле зору, погіршується глибинний зір, порушуються точність та координація рухів, збільшується час реакцій, знижується ступінь автоматизації навичок, частішає пульс, підвищується кров'яний тиск, втрачається відчуття швидкості, виникає апатія, млявість, порушується готовність до дій при несподіваній зміні дорожньої ситуації.

Втома проявляється у вигляді поступового зниження працездатності організму. При цьому знижується слухова, зорова та тактильна чутливість, збільшується час реакції, зростає кількість помилок, падає продуктивність.

Ознаки наступу втоми:

· Почуття втоми;

· Поява незначних помилкових дій;

· бажання випростатися, змінити позу;

· Помітне зниження інтенсивності та стійкості уваги;

· Мимовільне відволікання на думки, не пов'язані з керуванням автомобілем;

· Дедалі більше вольове зусилля, необхідне подолання перелічених негативних явищ.

Перші ознаки втоми, що з'явилися після кількох годин роботи за кермом, не є небезпечними для водія і легко усуваються короткочасним відпочинком.

Ступінь стомлення залежить від тривалості роботи. Чим більший робочий день водія, тим більше виражена втома, вірогідніші помилки. Статистикою встановлено пряму залежність між часом керування автомобілем та кількістю ДТП.

Водії при керуванні автомобілем протягом 7-12 годин здійснюють ДТП у 2 рази, а при тривалості керування понад 12 годин у 9 разів частіше, ніж при тривалості роботи до 7 годин. За іншими даними, водії, що працюють понад 7 годин, вчиняють 1/3 всіх ДТП. ДТП, що виникають через помилки водіїв внаслідок тривалого керування автомобілем, призводять до більш тяжких наслідків. Так, у водіїв, що працюють понад 12 годин, ДТП із смертельним наслідком виникають у 1,5 рази частіше.

При втомі можуть зберігатися прості, добре автоматизовані навички, які дозволяють правильно діяти у добре знайомих стандартних ситуаціях. Однак порушуються складні видипсихічної діяльності, що знижує готовність до дій за несподіваної та незвичайної зміни дорожньої обстановки. Все це знижує надійність водіїв, призводить до помилок та ДТП.

Особливе значення для водія має зорове стомлення. Через 8 годин безперервної роботи він бачить дорожній знаквже не за 100 м, а лише за 80 м. Втомі зору сприяє недостатній контраст між фоном та об'єктом, що має місце при керуванні автомобілем в умовах обмеженої видимості, а також при засліпленні водіїв фарами зустрічних автомобілів вночі та сонцем вдень. Зорова втома негативно впливає на роботу водія. Втомлений м'язовий апарат не забезпечує чіткого просторового сприйняття. Погляд навіть у досвідчених водіївпри втомі частіше переноситься на бічну частину дороги та з далекої перспективи на ближню, що ускладнює сприйняття та прогнозування розвитку дорожньої обстановки.

Можливі причини, що сприяють розвитку втоми водія:

· незручне сидіння,

· Низька Температура повітря,

· часті перепади температури в кабіні автомобіля,

· погана видимість,

· часті зміни освітленості та недостатня освітленість дороги у темний час доби,

· Вібрація,

· Потрапляння в кабіну парів бензину або відпрацьованих газів.

Процес розвитку втоми проходить такі стадії:

1) Стадія відсутності втоми. Робота ще не втомила, людина може далі продовжувати роботу чи займатися ще чимось;

2) Перша стадія втоми. Виникає почуття втоми, спричинене роботою. Але після годинного активного чи пасивного відпочинку знову знаходить свіжість думок і почуттів, людина знову стає енергійною.

3) Друга стадія втоми. Знижується вольове зусилля, що змушує напружувати мозок на вирішення складних питань.

4) Третя стадія втоми. Людина не хоче вже ні на чому зупиняти увагу, навіть у найлегшій роботі, але ще зберігає бажання їсти та спати;

5) Четверта стадія втоми. Характеризується безсонням. Одночасно з'являються ознаки неврастенії, головний біль, відчуття втоми після нічного напівсна-напівнеспання, дратівливість, зайва чутливість у спілкуванні з іншими людьми, запальність, іноді депресія.

Всі водії транспортних засобів знають, що не завжди вдається сісти за кермо таким, що повністю відпочило і випало, повністю працездатним.

У той же час практично кожен, хто зіткнувся з перевтомою, розуміє, що в стомленому станіводій не може адекватно реагувати та приймати правильні рішення. Стомлений та хворобливий стан можна порівняти зі станом водія, який ужив алкогольні напої, і говорити в даному випадку про безпеку дорожнього рухуне доводиться.

Пілот літака, диспетчер, особа, що управляє атомним реактором, ніколи не допускаються до роботи без огляду медика, в той же час багато хто з нас забуває, що водій автомашини прирівнюється до цієї категорії, оскільки керує джерелом підвищеної небезпеки для оточуючих.

Відповідно до п. 2.7 Правил дорожнього руху «Водієві забороняється керувати транспортним засобому хворобливому чи стомленому стані».

Якщо водій перебуває в стані втоми, рівень безпеки руху суттєво знижується – втоманегативно впливає на всі основні функції сприйняття людини, і навіть деякі психофізіологічні характеристики.

Насамперед страждає зорове сприйняття: стомлений водійгірше бачить віддалені чи дрібні об'єкти на дорозі, неспроможна точно визначити відстань того чи іншого об'єкта чи оцінити швидкість руху інших учасників дорожнього руху. Але погіршується як якість сприйняття – втоманайнегативнішим чином впливає на його організацію: втомлена людина повільніше перемикає увагу з одного об'єкта на інший. Водій, який керує автомобілем у стані втоми, Довше, ніж зазвичай, концентрує увагу на окремих зустрінутих їм об'єктах, і повільніше реагує на раптові зміни ситуації на дорозі.

Втомаздатне також негативно впливати і на пам'ять людини – багато водіїв помічали, що наприкінці якоїсь тривалої поїздки вони витрачають набагато більше часу не тільки на виявлення сигналу, а й на його оцінку, тобто на переробку отриманої інформації. У фазі втомилюдина зазвичай виявляє два види небажаних реакцій – як надмірно уповільнені, і надто швидкі.

Зазвичай втомарозвивається під час тривалих поїздокза кермом і виявляє себе вже на 4-5 годину водіння. Ще через пару годин втомапочинає відчуватись явно, а водії, які сидять за кермом понад 9 годин, підтримують свій фізичний тонус вже виключно власними вольовими зусиллями.

Якщо працездатність водія різко падає (таке, як правило, відбувається під час тривалих багатогодинних поїздок за кермом), небезпека виникнення дорожньо-транспортної пригоди значно зростає.

Водій, відчуваючи сонливість, може якийсь час долати її і досить надійно керувати автомобілем, але він повинен знати, що засинання може наступити раптово і він цей момент може не помітити, що створює дуже серйозну загрозу безпеці дорожнього руху. Тому якщо у вас з'явилася сонливість за кермом, то боротися з нею на ходу не слід. Потрібно зупинитися та поспати нетривалий час або зробити гімнастичні вправи. Тільки після зняття сонливості можна продовжувати шлях.

Характерною ознакою втоми може бути поява, здавалося б, незначних помилкових дій: розсіяна увага, бажання випрямитися, змінити позу. За таких ознак стомлення необхідно негайно припинити рух. Перші ознаки втоми, що з'явилися після кількох годин за кермом, не є небезпечними для водія і легко усуваються короткочасним відпочинком. Доведено, що за одного і того ж часу відпочинку кілька коротких перерв значно ефективніші за одну тривалу перерву.

«Групою ризику» серед водіїв є, як правило, водії, які здійснюють пасажирські, міжміські та міжнародні перевезенняа також водії великовантажних транспортних засобів.

Шановні водії! Стомлений або хворобливий стан за кермом може спричинити серйозну дорожньо-транспортну пригоду. Не варто поспішати приїхати додому та відпочити, оскільки такі дії можуть призвести до непоправних наслідків. Найкращим рішенняму такій ситуації буде короткочасний відпочинок у дорозі!

Відділення пропаганди ВДІБДР.

Причиною приблизно 25% усіх серйозних аварій на дорогах є втома водія та, як наслідок, засипання за кермом. Найбільший ризик засинання спостерігається в далеких поїздках, особливо у темний час доби та при монотонних дорожніх умовах. Практика показує, що через чотири години безперервного водіння реакція водія знижується вдвічі, через вісім годин – у шість разів.

Система контролю втоми стежить за фізичним станом водія та якщо фіксує певні відхилення, попереджає водія про необхідність зупинки та відпочинку. Залежно від способу оцінки втоми водія розрізняють три типи систем. Перші побудовані на контролі дій водія, другі - на контролі руху автомобіля, треті - на контролі погляду водія.

Mercedes-Benz з 2011 року встановлює на своїх автомобілях систему Attention Assist, в якій контроль дій водія ґрунтувався на багатьох факторах: манері їзди, поведінці за кермом, використання органів управління, характері та умовах руху та ін..

Конструкція системи Attention Assist поєднує датчик рульового колеса, блок керування, сигнальну лампу та звуковий сигнал оповіщення водія. Датчик кермового колеса фіксує динаміку дій водія по обертанню кермового колеса. У своїй роботі система використовує також вхідні сигнали датчиків інших систем автомобіля: управління двигуном, курсової стійкості, нічного бачення, гальмівної системи.

Блок управління обробляє вхідні сигнали та визначає:

• стиль водіння ( аналіз швидкості, поздовжнього та бокового прискорення протягом 30 хв. після початку руху);
• умови водіння ( аналіз часу доби, тривалості поїздки);
• використання органів управління ( аналіз використання гальма, підрульових перемикачів, кнопок на панелі керування);
• характер обертання рульового колеса ( аналіз швидкості, прискорення);
• стан дорожнього полотна ( аналіз бічного прискорення);
• характер руху автомобіля ( аналіз поздовжнього та бокового прискорення).

В результаті проведених обчислень встановлюються відхилення у діях водія та траєкторії руху автомобіля. На дисплеї панелі приладів виводиться сигнальний напис про необхідність зробити перерву та відбувається звуковий сигнал. Якщо після сигналів водій не зупиняється та продовжує рух у сонливому стані, система повторює сигнали з періодичністю 15 хвилин. Система активується на швидкості 80 км/год.

На відміну від системи Attention Assist, система Driver Alert Control, DACвід Volvo фіксує лише характер руху автомобіля дорогою. Спрямована відеокамера вперед фіксує положення автомобіля на смузі руху. Відхилення від заданих параметрів руху розглядається системою як настання втоми водія. Залежно від стану водія в системі реалізовано два рівні попередження - "м'який" та "жорсткий". Рівні відрізняються гучністю та тональністю звукового сигналу. Система DAC працює спільно з системою Lane Departure Warning та базується на її конструктивних елементах. Активація системи відбувається на швидкості 60 км/год.

Контроль погляду з метою оцінки втоми водія впроваджує компанія General Motors. За основу взято готову технологію Seeing Machines, яка застосовується в авіації, залізничний транспорт, кар'єрних роботах, комерційному вантажний транспорт. Спеціальний блок контролює ступінь відкриття очей та напрямок погляду водія. При розпізнаванні неуважності, втоми чи сонливості водія система попереджає необхідність зупинки.

Крім контролю втоми водія, система може бути використана для активації окремих функцій автомобіля за допомогою спрямованого погляду (поглянув - ввімкнув). Крім того, якщо при перебудові водій не користується дзеркалом заднього виду, система нагадає йому необхідність цієї дії.

Лікарі стверджують, що зниженню працездатності людини, а, отже, розвитку втоми, сприяє не лише надлишок інформації, що надходить ззовні, але і її недолік. Адже втома – суб'єктивний процес в галузі психічної діяльності людини. Втомлюються всі однаково, але втомлюється, тобто переживає стомлення кожен по-різному. Напевно багатьом знаком парадокс - після тривалої спільної їзди в автомобілі пасажир втомлюється більше, ніж водій, хоча тривале керування автомобілем, природно, призводить до більшої втоми водія, ніж пасажира, що не діє. Людина в стані втоми може не відчувати втоми під впливом емоційного збудження, що вкотре підтверджує суб'єктивний характер втоми. Якщо втома часом легко зняти розмовою з пасажиром або голосно включеною музикою, то зі стомлюваністю справи складніші. Прийти в норму допоможе лише повноцінний відпочинок, а ще краще – сон. Перевтома водія загрожує ДТП. У такому стані у людини зростає час реакції, настає розлад уваги, ослаблення волі, сонливість та інші психофізичні порушення. Вкрай небезпечна стадія – сонливість. При її перших ознаках, а це, як правило - загальна млявість, позіхання, ослаблена увага - слід негайно припаркуватися в безпечному місці, відкинути спинку і поспати навіть нетривалий час. Відчутний заряд бадьорості ви отримаєте після 20 хвилин сну. Людині достатньо «не добрати» лише дві години нічного сну, щоб з побоюванням сідати за кермо. Підвищеної стомлюваності сприяють наступні фактори: фізична напруга, куріння, недосипання, тривале перебування у стані неспання, прийом антидепресантів та антигістамінних препаратів. Людина, яка не спала 20 годин – особлива група ризику. Сприяє стомлюваності та керуванню авто у нічний час – до восьмої ранку, а також у проміжок між 13.00 та 15.00. У цей час внутрішній ритм організму викликає сигнали сонливості.

Лікарі стверджують, що зниженню працездатності людини, а, отже, розвитку втоми, сприяє не лише надлишок інформації, що надходить ззовні, але і її недолік. Адже втома – суб'єктивний процес в галузі психічної діяльності людини. Втомлюються всі однаково, але втомлюється, тобто переживає стомлення кожен по-різному. Напевно багатьом знаком парадокс - після тривалої спільної їзди в автомобілі пасажир втомлюється більше, ніж водій, хоча тривале керування автомобілем, природно, призводить до більшої втоми водія, ніж пасажира, що не діє. Людина в стані втоми може не відчувати втоми під впливом емоційного збудження, що вкотре підтверджує суб'єктивний характер втоми. Якщо втома часом легко зняти розмовою з пасажиром або голосно включеною музикою, то зі стомлюваністю справи складніші. Прийти в норму допоможе лише повноцінний відпочинок, а ще краще – сон. Перевтома водія загрожує ДТП. У такому стані у людини зростає час реакції, настає розлад уваги, ослаблення волі, сонливість та інші психофізичні порушення. Вкрай небезпечна стадія – сонливість. За її перших ознак, а це, як правило - загальна млявість, позіхання, ослаблена увага - слід негайно припаркуватися в безпечному місці, відкинути спинку і поспати навіть нетривалий час. Відчутний заряд бадьорості ви отримаєте після 20 хвилин сну. Людині достатньо «не добрати» лише дві години нічного сну, щоб з побоюванням сідати за кермо. Підвищеної стомлюваності сприяють наступні фактори: фізична напруга, куріння, недосипання, тривале перебування у стані неспання, прийом антидепресантів та антигістамінних препаратів. Людина, яка не спала 20 годин – особлива група ризику. Сприяє стомлюваності та керуванню авто у нічний час – до восьмої ранку, а також у проміжок між 13.00 та 15.00. У цей час внутрішній ритм організму викликає сигнали сонливості.