Эргономическое качество автомобильной дороги определяется методом обследования по результатам проверки степени соответствия параметров дорог и дорожных сооружений психофизиологическим особенностям водителей.

Методика. Разработка рекомендаций по повышению удобства и безопасности движения проводилась по результатам обследования дорожной обстановки с помощью дорожной лаборатории. На основании полученных данных были выполнены расчёты по определению коэффициентов и уровней эргономического качества, предельно допустимых и оптимальных скоростей и построены графики результатам расчётов. Расчёты производились по методике Э.В. Гаврилова. Анализ экспериментальных данных позволил установить показатели и уровни эргономического качества условий движения (таблица 1). Критерий соответствия определяется как признак нормального функционирования механизмов адаптации организма водителя к условиям деятельности [4-7].

Для одиночных автомобилей системный показатель степени соответствия дороги

, (1)

где - расчётная и нормативная (адекватное функциональное состояние водителя) скорости движения -го водителя в заданных дорожных условиях, км/ч.

Для автомобилей, движущихся в потоке системный показатель степени соответствия дороги

, (2)

где - предельно допустимая скорость движения по показателям функционального состояния группы водителей, км/ч; - расчётная скорость движения группы водителей, км/ч; - предельно допустимая скорость движения по показателям функционального состояния -го водителя, км/ч; - нормативная скорость движения по показателям функционального состояния группы водителей, км/ч.

Нормативная и предельно допустимая скорость движения для группы водителей определяется как средневзвешенные значения с учётом числа автомобилей в группе

, (3)

где - доля автомобилей -го типа в группе; - число автомобилей в группе.

Превышение предельно допустимой скорости характеризуется функциональными сдвигами в работе механизмов адаптации.

Нормативная и предельно допустимая скорости устанавливается в период отсутствия движения транспортных средств по результатам проездов дорожной лаборатории по заданному маршруту. С заданными скоростями – для нормативной скорости, и произвольно – для предельно допустимой [1, 5,8].

По результатам регистрации данных оцениваем отклонение фактической скорости от заданной на величину

, (4)

где - отклонение скорости, км/ч; - заданная скорость движения, км/ч.

Таблица 1

Градация показателей и уровней эргономического качества условий движения

Заданная скорость, при которой отклонение обращается в ноль, принимается за нормативную в заданных дорожных условиях.

При проезде по заданному маршруту производится регистрация данных, а именно мгновенной скорости лаборатории [2].

По результатам регистрации строим гистограмму распределения расчетных скоростей движения. Далее для каждого классового интервала скоростей строим гистограмму распределения сдвигов частоты сердцебиений, который определяем

, (5)

где - частота сердцебиений водителя при движении; - частота сердцебиений водителя в положении сидя за 10 минут до отправления в расслабленном состоянии, уд/мин.

В каждом классовом интервале скоростей рассчитывается коэффициент асимметрии гистограммы сдвигов частоты сердцебиений

, (6)

где - -ое значение сдвига частоты сердцебиений, %; - математическое ожидание величин; - среднеквадратическое отклонение величин; - число членов выборки; - частота величины .

За предельно допустимую скорость принимается максимальная скорость середин классовых интервалов, которым соответствуют минимальные значения коэффициентов асимметрии гистограмм распределения сдвигов частоты сердцебиений в этих интервалах. Для оценки нормальных и предельно допустимых скоростей движения для марок автомобилей (не ГАЗЕЛЬ) необходимо использовать переводной коэффициент (таблица 2) [8-10].

Таблица 2

Переводной коэффициент

Оценка эргономического качества автомобильных дорог и условий движения производится участками диной не менее 5 км каждый или на всей протяженности дороги в целом.

Технические характеристики автомобилей варьируются в широких пределах. Диагностические шкалы эргономического качества дороги по показателю соответствия будут различными для различных типов автомобилей.

Для разработки диагностических шкал применительно к конкретному типу автомобиля будем использовать показатели функционального состояния энергетического и информационного звеньев механизмов приспособления организма водителя к условиям деятельности [4-10].

Оценка состояния информационного звена может быть произведена по величине индекса напряжения

, (7)

где - амплитуда моды распределения RR интервалов ЭКГ водителя, %; - мода распределения RR интервалов ЭКГ, с; - вариационный размах RR интервалов ЭКГ, с.

Оценка системы энергетического звена может быть произведена по величине энергетической стоимости движения

(8)

где - энергетическая стоимость движения, ккал/мин; - частоты дыхания водителя при движении по дороге; - частоты дыхания водителя за 10 минут до движения в расслабленном состоянии; - площадь тела водителя (м2) в зависимости от роста и веса.

Общие энергетические затраты водителя при движении

, (9)

где - общие энергетические затраты водителя при движении, ккал/мин.

Диагностические шкалы эргономического качества автомобильной дороги и условия движения транспортных средств, шкала для оценки условий движения – при наличии транспортных средств в час пик.

В процессе пробных проездов производится непрерывная регистрация частот сердцебиений и внешнего дыхания (таблица 3).

Таблица 3

Градация условий деятельности

По результатам регистрации рассчитывается индекс напряжения и энергетическая стоимость.

Рецензенты:

Скрыпников А.В., д.т.н., заведующий кафедрой информационной безопасности ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», г. Воронеж.

Кондрашова Е.В., д.т.н., профессор кафедры технического сервиса и технологии машиностроения ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», г. Воронеж.