Як боротися водієві з втомою і перевтомою? Втома і втому. Ознаки та причини втоми водія Утомленное стан водія

• Дубінін Олександр Олександрович, Бакалавр, студент
• Волзький Політехнічний інститут
• Моїсеєв Юрій Ігорович, Кандидат наук, завідувач кафедрою
• Волгоградський державний технічний університет, Волзький політехнічний інститут (філія)

• СИГНАЛ
• ВТОМУ
• ВОДІЙ
• СИСТЕМА ВИЗНАЧЕННЯ УТОМИ

У даній статті розглянута система визначення втоми водія. Запропоновано рішення по модернізації обладнання, здатне усунути існуючу проблему.

• Особливості застосування тахографів в системі управління пасажирським автотранспортом
• Розробка методів адаптації робочого процесу дизельного двигуна для роботи на стиснутому газі
• Можливість установки турбонаддува на двигун легкового автомобіля
• Розробка системи передачі даних про несправності автобуса за допомогою тахографа з метою скорочення часу ремонту

Ми всі прекрасно знаємо, що на дорозі водій є головною фігурою дорожнього руху, Зіставляю такі складові як «дорога» і «автомобіль», здебільшого з вини водія відбуваються аварії, а саме дві третини всіх автокатастроф. Одне з причин є психофізіологічний стан людини за кермом. Звичайно ж досвідчені водії знають побутові прийоми як підбадьорити себе перед поїздкою на далеку відстань і під час свого шляху. Але найчастіше всі ці прийоми працюю не більше 4 годин, а якщо ти їдеш в машині ще й поодинці, наприклад, куди-небудь в інше місто, де доводиться перебувати за кермом більше 12 годин. Знаючи по собі, монотонна дорога, мелькає дерева, все це впливає на увагу, реакцію водія. Варто відзначити, що заснули за кермом водії є причиною 25% автомобільних аварій. Звичайно, все не може зводитися на одному тільки водії і його стані. Стану доріг, несправності автотранспортний засіб, Поломки світлофора. Але все, же мені хотілося б повернутися до стану водія.

Проаналізувавши ринок машин і йдуть в ногу з ними технологій, існують спеціальні системи визначення втоми водія. Система контролю втоми водія стежить за його психофізіологічних і фізичним станом водія, при виявленні відхилення від норми заданої системою при аналізі руху, СОУВ повідомляє водієві, що потрібно зупинитися або відпочити. Розрізняють три основних системи розпізнавання втоми: система визначення втоми водія, система контролю біометричних параметрів організму, система відслідковування загострень хронічних захворювань.

Їх призначення полягає в тому, що б повідомити водієві про його втоми. Таких приладів багато і всі вони працюють по-різному. Є прилади СОУВ які при відхиленні від норм водія, повідомляють йому звуковими і світловими сигналами, фізичними, а саме після виявлення небезпеки наприклад починає вібрувати сидіння. Є системи, які, знову ж таки при відхиленні від норм водія, приймають управління автомобіля на себе і працюють в автономному режимі. Робота системи визначення втоми водія вказана на «рис. 1 ».

Малюнок 1. Робота системи визначення втоми водія

Більшість приладів системи визначення устаості водія, працюють автономно і не пов'язані з БМУ автомобіля.

Прилади ці легко підключаються до автомобіля. Є системи, які встановлюються перед водієм, подаючи сенсорні сигнали, контролюючи стану людини, його положення голови, його вік і зіниць, так і системи відео спостереження.

Існують СОУВ які мають контакт безпосередньо з самою людиною, а саме браслет який одягається на руку і контролює його стану за допомогою частоти биття серця і температури тіла.

Прилад під назвою Stopsleep., Який контролює стану людини за допомогою датчиків, які зчитують інформацію з провідності шкіри.

Всі ці прилади при відхилення від норми водія повідомляють йому про це, але крім сигналів і світла прилад не якихось дій по відношенню до автомобілю не застосовує.

У зв'язку з цією проблемою хотілося б внести зміни, які б вплинули на роботу приладів, які не пов'язані з БСУ автомобіля.

Розглянемо на прикладі тахогрофа, Атол Drive 5.

Цей пристрій підтримує як провідну так і бездротову технологію передачі даних на модулі обробки і управління.

«ТЦА-02НК» виробництво ЗАТ «Вимірювач-Авто».

Фіксуються порушення і виводяться попередження про різні порушення ( швидкісний режим, Перевищення часу праці, сумарний час водіння за добу, робота чіп-карт і багато іншого). Вбудований принтер дозволяє роздрукувати всі параметри на термобумаге, а інформаційний дисплей виведе ту ж інформацію для ознайомлення. «Drive 5» виробництво АТОЛ.

Приклад наведено на «рис. 2 »

Малюнок 2. Тахограф Атол «DRIVA 5»

Переваги: \u200b\u200bнаявність кришки на пристрої для швидкої заміни ЗКЗІ і елементи живлення; дозволяє мінімізувати простої техніки під час обслуговування; 10 кольорів і яскравість підсвічування які можуть налаштовуватися самим водієм; оптимальна конструкція друкуючого механізму - принтер має найвищу швидкість друку серед представлених на ринку пристроїв; підтримка роботи з 2-ма сімкарти; слот розширення, універсальне рішення для сполучення з іншими бортовими пристроями.

Головна мета тахографа полягає в запобіганні небезпечних аварійних ситуацій, Що виникають з вини водія. Завдяки такому апарату водій не буде перевищувати швидкісний режим і не сяде за кермо в втомленому стані.

Ми вирішили, що потрібно вдосконалити тахограф а саме алгоритм його роботи. Розглянемо алгоритм системи.

Наведемо як працює модернізована модель тахогрофа підключена спільно з інфрачервоним датчиком який зчитує розмір зіниці водія. Принцип дії зображений на рис.3

Малюнок 3. Алгоритм роботи тахаграфа.

Після включення запалення електронний блок управління передає тахогрофу, що б почалася перевірка системи. Після перевірки системи і початок руху автомобіля, включається система визначення втоми, а саме інфрачервоний датчик.

При виявленні датчиком, що водій відхилився від норми, він передає сигнал диспетчеру, про те що водій засинає. Після чого диспетчер вживає заходів, для усунення цієї проблеми.

Ми розібрали Алгоритм роботи стандартного тахогрофа і внесли в нього зміни, що згодом підвищити безпеку на дорозі, самого водія, пасажирів і учасників всього дорожнього руху.

Виходячи, із зібраної мною інформації по СОУВ можна відзначити, що розвиток в цій галузі не стоїть на місці. Вчені розробники намагаються убезпечити водія різними системами, але не будемо забувати, що все-таки людина управляє машиною і від нього залежить безпека на дорозі. Мені б хотілося, що б кожен водій з відповідальністю ставився до своєї професії і чітко розумів, що сідаючи за кермо в його руках знаходиться не тільки його життя, а ще життя пасажирів.

Список літератури

1. Системи визначення втоми водія. Суслінніков А. [Електронний ресурс].
2. http://systemsauto.ru/active/drowsiness_detection_system.html
3. Прилад під назвою Stopsleep [Електронний ресурс] .- http://savepearlharbor.com/ (дата звернення 6.02.2017).
4. Тахограф: марки і моделі [Електронний ресурс]. - URL: http: postebor.ru/taxografy/cifrovye-taxografy/taxograf-continental-vdo-dtco-3283/ (дата звернення 6.02.2017).
5. Моїсеєв Ю.І., Попов А.В., Рибанов А.А., Суркаев А.Л. // Підвищення безпеки дорожнього руху за рахунок впровадження на транспортний засіб самонавчання системи визначення втоми водія // стаття в журналі // Автотранспортне підприємство. - 2016 С. 5-8
6. Ізусткін А.Є., Полуектов М.В, Моісеєв Ю.І. // Підвищення ефективності експлуатації автомобілів, оснащених тахографами // статися в збірнику праць конференції.- 2016 З 171-172

Одним з факторів аварійності на дорогах є перевтома водія. Статистичні дані говорять про те, що близько 25% ДТП відбувається саме через надмірну стомленості водія. Втома є вкрай небезпечним станом - накопичується вона повільно, послаблюючи увагу поступово, непомітно для самої людини. Досить провести за кермом близько чотирьох годин, щоб швидкість реакції знизилася на половину, а вже через вісім годин керування ТЗ уповільнення реакції фіксується в шість разів.

Природно, що рідкісний водій може самостійно і адекватно оцінювати свій стан, і продовжуючи рух, ризикує потрапити в ДТП. Проблема перевтоми настільки серйозна, що більшість провідних автовиробників приділяють цьому питанню велику увагу, розробляючи різні системи контролю за станом водія. Перший прототип системи контролю втоми з'явився більше 30-ти років тому, але лише останнім часом автовиробники стали широко оснащувати ними свої авто.

Як влаштована система контролю втоми

Для найбільш повного контролю за станом людини за кермом недостатньо одного лише візуальним спостереженням, здійснюваного за допомогою аналізу зображення з відеокамери. Система контролю втоми водія використовує аналіз безлічі даних:

• стиль управління;
• умови руху - час доби, тривалість безперервної їзди;
• аналіз використання перемикачів, кнопок управління на панелі / кермі, використання гальма;
• характер руху кермом, стан дорожнього покриття;
• оптичні дані від відеокамер.

Різними виробниками авто можуть вноситися власні коригування в систему контролю втоми - можуть відрізнятися алгоритми обробки даних, швидкість, при якій активується система, відеокамери можуть бути відсутні. У деяких авто використовується і технологія Seeing Machines, застосовувана в авіації, і вантажопасажирських перевезень. Вона дозволяє аналізувати ступінь відкриття очей і напрямок погляду. Такий датчик втоми, крім основного призначення, часто використовується для управління деякими функціями, активувати які можна простим поглядом.

Основні принципи роботи датчика втоми

Датчик втоми активується на швидкості 60 або 80 км / год - все залежить від марки автомобіля. Щоб уникнути помилкових спрацьовувань, при якому подається досить гучний звуковий сигнал, Система постійно аналізує показники маси датчиків, що надходять від основних систем автомобіля. Час, за яке збирається необхідна інформація також різна - від 15 до 30 хвилин, в залежності від автовиробника.

Важливо, що робота датчика здійснюється не за заздалегідь запрограмованим шаблоном, а за індивідуальними параметрами конкретного водія. Саме тому датчику втоми потрібно до півгодини для збору інформації про водія. На відміну від європейських виробників, японські автоконцерни будують роботу датчика втоми за іншим принципом. На їхню думку, спочатку слід визначати психоемоційний стан.

Тому в японських авто основним елементом системи контролю виступає відеокамера. В її завдання входить контроль міміки і рухів людини, і в першу чергу датчик втоми звертає увагу на закриті очі автовласника, подаючи звуковий сигнал. Щоб уникнути помилкових спрацьовувань, аналізу підлягають і інші дані - частота моргання, глибина дихання, що визначається по рухах грудної клітки, міміка і рухи самих очей.

Так чи необхідний автомобілю датчик втоми водія

Звичайно, при русі виключно на невеликі відстані в межах міста, датчик втоми не є такою необхідною. Але в умовах заміських магістралей, при тривалих поїздках на високих швидкостях, навіть невелике послаблення уваги внаслідок перевтоми, може закінчитися фатально. Сучасні системи контролю стають все більш досконалими.

Для більш адекватної оцінки поточного стану, датчик втоми спочатку збирає інформацію про манеру керування, тому аналізує завжди лише конкретного водія, не використовуючи шаблонів. Наприклад, крім аналізу погляду, відбувається попутна оцінка ступеня зусилля, при стисканні рульового колеса. При ослабленні хвата, датчик може подати попереджувальний сигнал, розцінивши це як прояв втоми.

Система контролю стану є логічним доповненням до систем активної і пасивної безпеки, Яка може виявитися корисною і в умовах міста. Наприклад, поїздка після безсонної ночі може закінчиться аварією, навіть якщо вона нетривала. Попереджувальний сигнал датчика втоми дозволить втомленому водію більш адекватно оцінювати свій стан, що в підсумку може зберегти здоров'я і сам автомобіль. Трохи про те, як працює така система - на відео:

Уві сні людина відновлює витрачену енергію. Сон - це циклічний процес, але і рівень неспання змінюється від високого, коли людина активна і діяльний, до низького - дрімоти, небезпечної для водія.

Звичайно, у кожної людини це індивідуально, однак є загальні критерії контролю засипання водія. Про небезпечну втоми можуть свідчити: неуважність, дратівливість, озноб, сприйняття дійсності «шматками», коли водій не може відновити в пам'яті попередню дорожню обстановку, поява слабкості в руках і ногах, «піску» в очах, тяжкості в потилиці і т.д.

Пасажири, що сидять в машині, можуть судити про сонливості водія за такими ознаками: водій «клює носом»; відповідає із затримкою і невпопад; опускає повіки; часто моргає; тре очі, віскі, лоб; проїжджає на червоне або повз потрібних поворотів; зменшує швидкість на вільній дорозі, потім, схаменувшись, розганяє машину; «Упускає» автомобіль на сусідню смугу руху, а потім різко повертає на місце.

Побороти сонливість можна тільки одним способом - зупинити машину, як тільки трапиться нагода, і поспати (подрімати) мінімум 15-20 хв. Решта - кава, куріння, гучна музика, відкривання вікон - не діє, хто б що не говорив. Однак водій може уповільнити настання граничної втоми, правильно підготувавшись до поїздки.

Усім водіям доцільно:

1. Виспатися перед виїздом. Восьмигодинний сон - доведене наукою час повноцінного відпочинку.
2. Чи не керувати автомобілем у хворобливому стані.
3. Розуміти, що з віком (старше 40 років) людина швидше втомлюється, повільніше реагує на мінливі сигнали світлофорів і переміщення пішоходів, машин і т.п.
4. Планувати поїздку - вибирати незавантажені дороги, не виїжджати в години пік.
5. Враховувати фізіологічне зниження працездатності протягом доби (між 14-16, 21-22, 2-4 і 9-10 годинами). У ці проміжки краще планувати перерви.
6. Періодично слухати (до 20 хв. В годину) тиху ритмічну музику. Гучний не бадьорить, а навпаки, стомлює людини.
7. На ходу обтирати обличчя, особливо коли жарко, зволожуючою серветкою, і вмиватися холодною водою при зупинках.
8. Чергувати керування машиною і відпочинок: після 2-2,5 годин руху робити 5-10-хвилинні перерви.
9. Не палити в салоні автомобіля - куріння, навіть пасивне, знижує швидкість реакції.
10. Пересаджувати пасажира, який бажає поспати, з переднього місця на заднє. Сплячі поруч люди присипляють - ефект, схожий на передачу позіхання від однієї людини іншій.

Водіям-жінкам крім перерахованого вище потрібно враховувати свої фізіологічні особливості (на 30-40% меншу, ніж у чоловіка, м'язову силу, а також «критичні» дні). Чи не проїжджати більше 400 км на добу навіть при хорошому самопочутті, справному автомобілі і не дуже завантаженій дорозі і управляти машиною в зручному взутті.

Пасажирам, по можливості, слід створювати комфортні умови водієві: підтримувати бесіду з балакучим людиною і, навпаки, не відволікати мовчуна.

Якщо є відчуття, що водій засинає, будити його потрібно неголосним зверненням на ім'я або питанням. Не можна кричати, трясти людини або штовхати його - не виключено, що від несподіванки він різко загальмує або «кине» машину в сторону, створивши аварійну ситуацію.

Щасти вам дороги і безаварійних подорожей!

Найбільш ефективні системи моніторингу стану водія є Attention Assist, Driver Alert Control і Seeing Machines. Їх мета вчасно виявити і повідомити про зміни в організмі людини.

Зміст статті:

Одноманітна дорога або тривалі поїздки на автомобілі особливо вночі призводять до стомлюваності водія. Внаслідок цього його реакція знижується, а стомлюваність підвищується. Це веде до того, що організм не витримує навантаження, і водій просто засинає. Це призводить до численних серйозних ДТП.

Для того, щоб уникнути подібних випадків, придумали системи, які спостерігають і контролюють рівень втоми водія. Зробити це можна за допомогою 3 показників. У першому випадку спостерігаються дії водія, потім рух автомобіля, і нарешті погляд водія.

Attention Assist

Система Attention Assist здійснює контроль, використовуючи кілька параметрів і елементів. дану систему вбудовують в автомобіль німецької марки Mercedes-Benz. Система Attention Assist складається їх кілька датчиків, кожен їх яких відповідає за особливий показник стомлюваності. Це такі датчики, як наприклад, рульового колеса, двигуна або гальмівної системи. Одним з головним є датчик блоку управління.

Він проводить моніторинг фізичного стану водія за багатьма показниками. В першу чергу він контролює манеру водіння, а саме швидкість. Наступними показниками служать умови, в яких рухається автомобіль. Тут мається на увазі, час тривалості поїздки і коли вона відбувається, в який час доби.

Гальмівна система і підрульові перемикачі відносяться до управлінській системі, яка також контролюється системою. І нарешті, здійснюється контроль за прискоренням, а саме бічним і поздовжнім.

Стежачи за нинішнім станом, система порівнює його з початковим. Якщо показники сигналізують про значне відхилення від норми, включається звуковий сигнал і на панелі екрана виводитися повідомлення «Attention Assist: Pause», яке попереджає зупинитися водія.

Сигнал оповіщається кожні 15 хвилин в разі ігнорування попередження. Система приходить в дію на швидкості від 80 км / год. Аналіз швидкості, маневреності та зняття інших параметрів відбувається через 30 хвилин після старту руху, так як найчастіше саме стільки часу потрібно для руху на далекі дистанції.

Driver Alert Control (DAC)

Наступна система контролю Driver Alert Control створена шведської автомобільної компанією Volvo. Тут принцип побудований на спостереженні за станом водія через манеру руху автомобіля. Для цього в автомобіль Volvo вбудована спеціальна відеокамера, яка стежить за характером водіння на дорозі. Відбувається оцінка траєкторії і її зміни за допомогою датчика рульового колеса і моніторингу дорожніх смуг. Друга відеокамера стежить за зовнішнім станом водія, а саме рухом очей.

Якщо фіксується стан перевтоми, система оповіщає водія за допомогою сигналу і повідомлення «Driver Alert. Time for a break ». Система починає діяти на швидкості від 60 км / год.

Seeing Machines

Остання система, яка контролює стан водія - Seeing Machine, впроваджена в автомобіль британської марки Jaguar. Примітно, що дана технологія застосовується не тільки в разі водіння автомобіля, а в інших сферах. Побудована система виключно на моніторингу зовнішнього фізичного стану водія. Вбудована камера фіксує положення очей та їх спрямування.

У разі відхилення показника від норми, система сповіщає про втому і ймовірності заснути за кермом за допомогою сигналу і спеціального повідомлення.

Досконалість даної технології полягає в тому, що вона активізується навіть якщо водій знаходиться в сонцезахисних окулярах. Також ця система включає в себе додаткові параметри. Наприклад, системою фіксується відсутності уваги на дзеркало заднього виду. В такому випадку водієві приходить нагадування про даний дії.

Відео роботи системи стеження за водієм:

За статистикою, однією з найбільш частих причин автомобільних аварій є втома водія. Дослідження показали, що вже через чотири години водіння, швидкість реакції, як правило, знижується в два рази, а вже вісім годин поїздки і зовсім демонструють дійсно катастрофічні результати - уповільнення реакції в шість разів. А так як кожен автомобільний виробник завжди прагнув зробити свою продукцію максимально безпечною, після проведених досліджень, почалися активні розробки спеціального датчика, що визначає рівень втоми водія.

Інноваторами в цій області можна вважати японську компанію Nissan, силами фахівців якої, вже в 1977 році була запатентована по-справжньому революційна автомобільна технологія. Однак, через активної роботи в інших сферах, перша робоча система подібного роду була реалізована тільки через кілька років.

За фактом же першими використовували нову технологію на практиці шведські Volvo, встановлюючи систему, що отримала назву Driver Alert Control, в яку входила камера, остлежівающая поведінку машини на дорозі, а також сам датчик, заміряли частоту і манеру рухів рульового колеса. система видавала певні сигнали, Коли показники рухів керма через чур відхилялися від норми.

Driver Alert Control пропонує втомленому водію зупиниться і перепочити випивши чашечку кави

Пізніше до двох автомобільним гігантам приєдналася і компанія Mercedes. Система зазнала деяких змін: було вирішено прибрати відеокамеру і додавши датчик, реагував на частоту і силу натиснення на педаль. Крім того, система доповнилася показниками, що позначали певні норми. Датчики спрацьовували, даючи сигнал про зупинку, коли ці показники гранично відхилялися від нормальних. Але така система не могла підійти під кожного водія. Пізніше вона була дещо змінена. Були також встановлені датчики для визначення вітру збоку, і для оцінки якості дорожніх покриттів. Також додалися датчики для визначення натискань магнітоли і клімат контролю.

Подібні системи також використовуються на машинах Skoda і Volkswagen.

На сьогодні найбільш поширеним і є два види реалізації системи. Перший випадок передбачає вимір датчиком поведінки на дорозі, куди входять такі характеристики, як сила натискання на педалі гальма і газу, а також амплітуда рухів рульового колеса. Саме цей вид системи використовують Volkswagen, Mersedes, Volvo і Skoda.

Якщо говорити про японському сегменті ринку, то тут використовується дещо інший спосіб. Саме тому найбільше уваги приділяється психоемоційного им показниками самого водія транспортного засобу. Для контролю тут використовується відеокамера, яка призначена для стеження за мімікою обличчя і жестами водія. Перш за все, система налаштовується на реагування при закритті очей, відповідаючи попереджувальні м сигналом. Аналізується і то, наскільки часто моргає водій, наскільки глибоко і розмірено він дихає, розпізнаючи при цьому, коли людина просто моргає за кермом, а коли закриває очі.

В цілому система в обох випадках працює приблизно однаково.

Для початку блок управління займається збором і аналізом отриманої інформації, що надходить з самих камер і датчиків. Такий підхід покликаний значною мірою розширити можливості системи для розпізнавання наявних умов. Після цього, аналізується і визначається якась манера водіння кожного водія, щоб в наслідок підлаштувати систему під індивідуальні параметри. Таким чином, отримані дані з часом стають встановленої нормою в системі.

Надалі, яка надходить інформація буде порівнюватися з певними заздалегідь значеннями норм.

Тимчасові показники первинного вимірювання для кожної марки суто індивідуальні. Зазвичай вся процедура займає від 15 до 30 хвилин.

При відхиленні від нормальних показників система дає застережливий звуковий сигнал водієві, сповіщаючи про необхідність зупинки.