Кужель В.П. Визначення дальності видимості дорожніх об\'єктів в темну пору при експертизі ДТП

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ зміст

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, сформульовано мету і завдання дослідження, викладені положення, які визначають наукову новизну та практичну цінність отриманих результатів.

У першому розділі розглянуто стан питання та проблеми визначення дальності видимості дорожніх об’єктів в темну пору доби. Дослідженню питань діагностування, впливу зовнішніх факторів на зміну форми світлорозподілу фар присвячені фундаментальні роботи ряду вчених: Чіколаєва В.Н., Тюріна В.А., Говорущенка Н.Я., Классона Р.О., Канаєвої Т.В., Дьякова А.Б., Залуги З.Л., Коноплянко В.І., Левітіна К.М., Рябчинського А.І., Шумова А.В., Яшкової-Ржаксинської Е.П., Виноградової Г.С., Буняєва Н.І.

Близько 50% ДТП скоюються в темну пору доби, а число загиблих складає 60% від загального числа травмованих, в той час, коли інтенсивність руху знижується в 3-10 разів в порівнянні з інтенсивністю в денний час.

Деякі причини підвищення небезпеки руху в темну пору доби зрозумілі:

      фізична втома, недостатні індивідуальні навички керування автомобілем;

      перевищення допустимої швидкості руху;

      фізіологічна непристосованість організму людини до праці вночі;

      відсутність фізіологічного методу для водіїв на перебудову свого режиму для роботи вночі;

      відсутність досвіду і професійних прийомів керування автомобілем, відсутність у свідомості водія повної реальної оцінки нічної дорожньої обстановки, аналогічної керуванню автомобілем вдень.

Але головними факторами зниження безпеки руху в нічний час є різке зниження видимості і осліплення водіїв фарами автомобілів, тому дії водіїв повинні відповідати вимогам п. 12.2., 12.3 Правил дорожнього руху України.

Виділяють дві задачі автотехнічної експертизи для вирішення одного з найголовніших питань експертизи щодо технічної можливості водія зупинити транспортний засіб в межах відстані видимості дороги для уникнення або зменшення важкості ДТП, що сталися в темну пору доби: 1) визначення дальності видимості дорожніх об’єктів; 2) прогнозування безпечної швидкості руху. Кожна із задач експертизи може розглядатися як пошук відображення:

                                               (1)

де – множина факторів впливу для конкретної задачі;

       – множина рішень про значення конкретної вихідної величини.

Основні труднощі розв’язування таких задач: 1) прийняття рішення потребує врахування дуже великого числа факторів впливу та дії декількох видів причинно-наслідкових зв’язків; 2) відсутні аналітичні залежності між факторами впливу і певним наслідком, а застосування існуючих методів призводить до значних труднощів через необхідність врахування різнорідних факторів, як кількісних (швидкість), так і якісних (стан дорожнього покриття).

Проведений аналіз існуючих методів, підходів, принципів, які використовуються сьогодні в практиці автотехнічної експертизи, показав їх непристосованість до роботи з якісними та нечіткими знаннями. Найбільш пристосованою для роботи з нечисловими знаннями при визначенні дальності видимості виявилась теорія нечітких множин, яка запропонована Л. Заде і лежить в основі чіткої математичної обробки лінгвістичної інформації.

Другий розділ присвячено методології підвищення ефективності та якості оцінки роботи світлових систем. Специфіка методології обумовлена різноманіттям таких підсистем системи ВАДС: водій (зорові і психологічні параметри), автомобіль (характеристики фар), дорога (характеристики елементів дорожньої обстановки), фізичне середовище (прозорість атмосфери).

Водій. При дослідженнях, які пов’язані з продуктивністю процесу зорового сприйняття дорожньої обстановки, необхідно оперувати поняттям статистично середній водій-спостерігач у відношенні зорових функцій, тобто водій з нормальним зором. Водій здобуває інформацію з зони, яка названа Г. Форбесом, Р. Ванстремом, Б. Кейплзом зоною здійснення дії (рис. 1).

            Рис. 1. Схема моделі зорового сприйняття водієм дорожньої обстановки:

            а) просторові зони для водія автомобіля, що рухається, за 1, 2, 3 с;

б) загальна модель сприйняття водія:

X - дорожній об’єкт; В, М, Г - точки характерних дій водія (виявлення об’єкту, момент натискання на важіль гальм, початок гальмування).

Автомобіль. Зорове сприйняття дорожньої обстановки істотно залежить від типу і конструкції транспортних засобів. Аналіз показав, що методи досліджень активної безпеки автомобілів в темну пору доби нечисленні. Основною вимогою до автомобіля, на якому досліджують світлові прилади, є наявність справної (бажано нової) системи електропостачання (акумуляторної батареї, генератора, реле-регулятора), відповідний стан шин, підвіски і.т.д.

Дорога. При виборі дороги для досліджень основну увагу слід приділяти визначенню коефіцієнта яскравості дорожніх покриттів r. Отже, експерименти проводяться або на дорогах з порівняно світлими цементобетонними (r = 2,3), або на дорогах з порівняно темними асфальтобетонними покриттями (r = 1).

Середовище. Методи досліджень видимості пов’язані з вимірюванням світлотехнічних параметрів середовища - освітленості, прозорості атмосфери і.т.д. В основі вимірювань лежать два методи: візуальний і фотоелектричний.

            Проведена структурна ідентифікація моделі, проаналізовані внутрішні та зовнішні фактори впливу на дальність видимості (рис. 2) і для дослідження на основі досвіду експертів та розробника обрано вісім факторів впливу, які характеризують водія: B- гострота зору, у.о; T - тривалість роботи за кермом, год.; C- коефіцієнт засліплення, у.о.; автомобіль: G- рівень завантаження, кг; E- освітленість дороги, лк; дорогу, середовище: W- прозорість атмосфери, м;   F- розташування перешкоди, м; K- контраст об’єкта розрізнення з фоном, у.о.

Рис. 2. Внутрішні та зовнішні фактори впливу на дальність видимості

Третій розділ присвячено розробці моделі визначення дальності видимості. Для розробки моделі визначення дальності видимості на базі нечіткої логіки було використано ряд науково-методичних принципів:

            1. Принцип лінгвістичності рішення та факторів впливу. Рішення (вихідна змінна) та фактори впливу на нього (вхідні змінні) варто розглядати як лінгвістичні змінні з якісними термами («терм» – від англ. «term» – називати). Значенням лінгвістичної змінної є речення природної мови. Приклади лінгвістичних змінних та їх термів: ДАЛЬНІСТЬ ВИДИМОСТІ {низька, нижче середньої, середня}; ВИД ДОРОЖНЬОГО ПОКРИТТЯ {асфальт, асфальтобетон, бруківка}. В прикладах перша змінна відноситься до рішень, а друга до факторів впливу. При використанні функції належності, кожний з лінгвістичних термів можна формалізувати у вигляді нечіткої множини.

            2. Принцип лінгвістичності знань. Причинно-наслідкові зв’язки між факторами впливу (причинами) і рішенням (наслідком) записують на природній мові, а потім формалізують у вигляді сукупності логічних висловлювань: «ЯКЩО-ТО, ІНАКШЕ». Приклад таких висловлювань: ЯКЩО прозорість атмосфери = висока І стан і тип дорожнього покриття = сухий асфальт І колір об’єкту розрізнення = світлий І освітленість дороги = висока І засліплення водія = відсутнє, ТО дальність видимості = дуже висока, ІНАКШЕ - ЯКЩО прозорість атмосфери = середня І стан і тип дорожнього покриття = мокрий асфальт І колір об’єкту розрізнення = темний І освітленість дороги = середня І засліплення водія = відсутнє, ТО дальність видимості = середня.

Подібні висловлювання, як правило, формуються на основі протоколів (матеріалів, проведених розслідувань) автотехнічних експертиз з правильними рішеннями або досвіду експертів-автотехніків. Особливість нечітких висловлювань, полягає в тому, що їх адекватність не змінюється при незначних коливаннях умов експерименту. Сукупність висловлювань «ЯКЩО-ТО, ІНАКШЕ» розглядається як набір точок в просторі «фактори впливу - наслідок». Відповідно цим точкам відновлюється поверхня для оцінки рішення при факторах впливу, для яких в базі знань інформація відсутня.