Статистические методы обработки информации о времени реакции водителя
Министерство
образования и науки Российской Федерации
Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего
профессионального образования
"Алтайский
государственный технический университет им.И.И. Ползунова"
Факультет
"Вечерний"
Кафедра
"Организация и безопасность движения"
Отчет
по
практической работе №4
Статистические
методы обработки информации о времени реакции водителя
по
дисциплине "Надёжность работы автомобильных дорог"
Студент группы 5ОБД-91 Ламова А.Ю.
Руководитель проекта (работы) к. т.
н., доцент И.В. Огнев
БАРНАУЛ 2012
Практическая работа № 4
Цель работы: освоить методы статистической обработки информации о
профессиональной надёжности водителя и определить основные характеристик
времени реакции водителя на компьютере с использованием программы ЕХСЕL.
Время реакции
Время реакции - это один из наиболее
важных параметров, характеризующих профессиональную надёжность водителя.
Время реакции - интервал времени между моментом появления сигнала об опасности
и окончанием ответного действия. Оно включает промежутки времени, необходимые
водителю для приема и переработки информации, поэтому, зная его, можно оценить
основные психофизиологические свойства водителя как оператора, т.е. определить
один из показателей профессиональной надёжности водителя.
Время реакции может изменяться по
мере накопления профессионального опыта, а также в результате тренировки.
Каждому водителю желательно знать свое время реакции и способы его снижения.
Для этого полезно понимание основных закономерностей изменения времени реакции.
Реакции могут быть простыми и
сложными.
Простая реакция связана с ожиданием одиночного, известного водителю сигнала, в
ответ на который водитель должен выполнить определенное действие. Например, при
включении красного сигнала светофора он должен нажать на тормозную педаль. При
этом время приема и переработки информации минимально.
Сложная реакция связана с выбором ответного действия из нескольких возможных.
Например, при виде пешехода, пересекающего проезжую часть, водитель может
подать звуковой сигнал, притормозить или, наоборот, увеличить скорость,
наконец, попытаться объехать пешехода спереди или сзади. Время сложной реакции
значительно больше, чем простой, так как требуется переработать большое
количество информации, оценить различные решения и выбрать наилучшее.
Время реакции человека состоит из
двух периодов: латентного (скрытого), который измеряется
временем от момента появления раздражителя до начала движения, и
моторного, измеряемого временем движения.
В течение латентного периода
протекают процессы, связанные с ощущением и восприятием, оценкой и
прогнозированием обстановки, а также выработкой решения. Примерная
продолжительность латентного периода простой реакции на свет составляет 0,2 с,
а на звук - 0,14 с. Латентный период зависит от индивидуальных
психофизиологических особенностей водителя, его состояния и опыта, а также от
характера дорожно-транспортной ситуации.
Время моторного периода зависит от сложности выполняемого действия, возраста водителя, а
также от степени неожиданности сигнала.
Среднее время моторного периода
простой реакции (в лабораторных условиях) на красный сигнал водителя в возрасте
18-22 лет равно 0,48-0,56 с, в возрасте 45-60 лет - 0,78-1,96 с, а сложной
реакции - соответственно 1,05-1,06 и 1,59-2,61с. Моторный период у различных
водителей одного возраста и с одинаковым стажем в одинаковых условия отличается
незначительно. Это объясняется тем, что действия по управлению автомобилем
отрабатываются систематически и неоднократно повышаются в повседневной
деятельности. Чем больше время реакции, тем труднее водителю реализовать
действия по предупреждению аварийнойобстановки. У различных водителей общее
время реакции может отличаться в 3-4 раза.
В судебно-следственной практике
при экспертизе ДТП время реакции водителя принимают различным в
зависимости от дорожной обстановки. Если дорожно-транспортная ситуация,
предшествовавшая ДТП, свидетельствовала о весьма большой вероятности его
возникновения и водитель имел возможность заранее обнаружить признаки возникновения
опасности, время, реакции принимают минимальным, около 0,6 с. Таковы, например,
случаи, когда из-за предмета, ограничивающего обзорность, выходят один за
другим пешеходы.
Если ситуация предшествовавшая ДТП
свидетельствовала о минимальной вероятности возникновения опасности и в поле
зрения водителя не было объектов, создавших опасную ситуацию, время реакции
максимально, примерно 1,4 с.
Примером такой ситуации может быть
внезапный выезд другого транспортного средства с придорожной полосы из-за объекта,
ограничивающего обзорность (густого кустарника).
При движении по прямым участкам
дороги без поворотов, подъемов и спусков из-за монотонности ухудшается
способность водителя к восприятию обстановки, увеличивается продолжительность
обнаружения сигнала. Если прямые участки имеют протяженность 5-6 км и более, то
человек ощущает сонливость, заторможенность. На участках, отличающихся
монотонностью, интенсивность внимания и готовность у водителя резко снижены,
возникновение опасной обстановки для него всегда неожиданно.
При увеличении скорости движения
растет интенсивность внимания, в связи с чем время восприятия сигнала
уменьшается. В некоторых опытах наименьшее время обнаружения сигнала
наблюдалось при скорости движения 80 км/ч и более. При скорости 30-50 км/ч это
время было больше в среднем на 25%.
Изменение времени
реакции при утомлении связано с
изменением устойчивости внимания и скорости переработки информации. В начале
рабочей смены время обнаружения сигнала и время на формирование ответного
действия невелики. В середине смены время реакции минимально, а ближе к концу
оно может превышать это минимальное значение более чём в 2 раза. Особенно
увеличивается время реакции у водителей к концу рабочей смены при движении по
свободной от транспортных средств дороге, а также при интенсивности,
превышающей 300 авт/ч. Очень сильно время реакции увеличивается при болезненном
состоянии и после приема даже небольших доз алкоголя.
У водителя с большим
профессиональным стажем лучше развиты
навыки распределения внимания, а в памяти хранится больше сведений о типичных
дорожно-транспортных ситуациях. Следовательно, ему требуется меньше времени для
обнаружения сигнала и переработки информации, чем неопытному водителю (рисунок
2.5).
Водители, работающие постоянно на
междугородных перевозках на загородных дорогах, перерабатывают информацию
быстрее, чем водители, привыкшие к городским условиям работы.
Быстрая и точная реакция водителя в
критической дорожной ситуации часто имеет решающее значение для предотвращения
ДТП.
Рисунок 1 - Изменение
среднего времени реакции водителя tв зависимости от стажа его работы: 1 - на маневрирование; 2 - на торможение.
Особенно большую роль время реакции
играет, когда необходимо предупредить наезд или столкновение путем экстренного
торможения или объезда. Анализ материалов ДТП, связанных с наездом на
пешеходов, показывает, что приблизительно в 70% случаев пуп" автомобиля
после наезда не превышал 1 м, а скорость автомобилей находилась в пределах
30-50 км/ч. Расчеты показывают, что для сокращения остановочного пути на
1,0-1,5 м достаточно уменьшить время реакции водителя на 0,10-0,15 с. Такое
уменьшение времени может быть достигнуто путем сокращения времени латентного
периода, т.е. путем повышения внимания и совершенствования навыков оценки
обстановки.
Время реакции можно уменьшить путем
тренировки на специальных стендах и тренажерах Поэтому в автошколах и кабинетах
безопасности движения на автотранспортных предприятиях необходимо иметь стенды
и тренажеры для упражнений водителей и приборы для регистрации времени
психомоторной реакции. Такие регистрирующие приборы могут быть установлены не
только на стендах и тренажерах, но и на автомобилях.
Задание для расчёта
Дано: Статистика времени реакции 20
водителей у которых проверялось время реакции (таблица 1).
статистический время реакция
водитель
Таблица 1 - Исходные
данные.
|
Номер объекта
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
17
|
18
|
19
|
20
|
|
Время реакции, сек
|
0,36
|
0,42
|
0,46
|
0,48
|
0,5
|
0,56
|
0,59
|
0,61
|
0,65
|
0,69
|
0,76
|
0,8
|
0,87
|
0,92
|
0,96
|
1,01
|
1,04
|
1,1
|
1,15
|
Выполнение работы
С помощью Ехсеl проведены необходимые расчёты.
Результаты вычислений представлены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2 - Обработка
статистических данных.
|
Минимальная длинна интервала, сек
|
Максимальная длинна интервала, сек
|
Выбранная длинна интервала, сек
|
Число интервалов
|
Среднее значение времени реакции, сек
|
Среднеквадратическое отклонение
|
Коэффициент вариации
|
|
0,076
|
0,164
|
0,1
|
13
|
0,722
|
0,244
|
0,338
|
Таблица 3 - Обработка статистических данных.
|
Номер интервала
|
Начало интервала, сек
|
Середина интервала, сек
|
Конец интервала, сек
|
Число случаев
|
Статистическая плотность распределения
|
Статистическая вероятность отказа
|
Теоретическая плотность распределения
|
Теоретическая вероятность отказа
|
Теоретическая вероятность безотказной работы
|
|
1
|
0
|
0,05
|
0,1
|
0
|
0
|
0
|
0,0373068
|
0,0029922
|
0,9970078
|
|
2
|
0,1
|
0,15
|
0,2
|
0
|
0
|
0
|
0,1055378
|
0,0096440
|
0,9903560
|
|
3
|
0,2
|
0,25
|
0,3
|
0
|
0
|
0
|
0,2526265
|
0,9732707
|
|
4
|
0,3
|
0,35
|
0,4
|
1
|
0,5
|
0,05
|
0,5116823
|
0,0639446
|
0,9360554
|
|
5
|
0,4
|
0,45
|
0,5
|
4
|
2
|
0,25
|
0,8769452
|
0,1326912
|
0,8673088
|
|
6
|
0,5
|
0,55
|
0,6
|
3
|
1,5
|
0,4
|
1,2717303
|
0,2403925
|
0,7596075
|
|
7
|
0,6
|
0,65
|
0,7
|
3
|
1,5
|
0,55
|
1,5605156
|
0,3834923
|
0,6165077
|
|
8
|
0,7
|
0,75
|
0,8
|
2
|
1
|
0,65
|
1,6202863
|
0,5447460
|
0,4552540
|
|
9
|
0,8
|
0,85
|
0,9
|
1
|
0,5
|
0,7
|
1,4235277
|
0,6988573
|
0,3011427
|
|
10
|
0,9
|
0,95
|
1
|
2
|
1
|
0,8
|
1,0582557
|
0,8237720
|
|
11
|
1
|
1,05
|
1,1
|
3
|
1,5
|
0,95
|
0,6656805
|
0,9096422
|
0,0903578
|
|
12
|
1,1
|
1,15
|
1,2
|
1
|
0,5
|
1
|
0,3543167
|
0,9597051
|
0,0402949
|
|
13
|
1,2
|
1,25
|
1,3
|
0
|
0
|
1
|
0,1595761
|
0,9844579
|
0,0155421
|
По результатам вычислений построили
графики (рисунок 2,3,4).
