Как работает система усталости водителя. Если устали, нужно отдохнуть – система DAS вам напомнит об этом. Как работает система контроля усталости водителя

Системы контроля усталости DAC и Attention Assist следят за физическим состоянием водителя и в случае необходимости подают сигнал, что водителю пора остановиться и отдохнуть. Осуществляется такая проверка тремя вариантами контроля:

Attention Assist и DAC – системы контроля усталости, выполняют функцию слежения за возможностью водителя физически управлять транспортным средством и при необходимости подают сигнал о прекращении движения для отдыха. Проверка осуществляется тремя видами контроля, которые зависят от следующих поведенческих факторов:
1. Оценивается поведение водителя;
2. Фиксируется взгляд водителя;
3. Контролируется движение транспортного средства.

Устройство Attention Assist, которое наблюдает за поведением водителя, компания Mercedes-Benz выпускает с 2011 года. Данное устройство руководствуется следующими мотивациями: способом управления автомобилем, управление рулем, действиями водителя во время движения и некоторыми другими параметрами.
Схематически система контроля усталости состоит из датчика руля, контрольного индикатора и звукового оповещения, которое предупреждает водителя.

Установленный на руле датчик следит за изменением усилия, которое оказывается на руль при его вращении. Также система учитывает и информацию, полученную с других контрольных датчиков: устойчивости при движении, тормозной системы, ограничения видимости и параметров двигателя.
Поступающие на прибор сигналы обрабатываются, определяя следующие параметры:
а) в течении получаса с начала движения анализируется скорость и боковое ускорения автомобиля (стиль вождения);
б) условие, при котором происходит движение (здесь учитывается и время суток, и длительность поездки);
в) анализируется управление следующими узлами: кнопками, расположенными на рулевом колесе и под ним переключателями и тормозной системы;
г) анализируется сила воздействия на руль;
д) состояние дорожного покрытия и поведение автомобиля во время движения (ускорение боковое и продольное).
Анализируя все эти параметры, система устанавливает нарушения в действиях водителя и изменения направления движения автомобиля. После чего на расположенный, на панели приборов экран посылается сигнал со звуковым сопровождением, чтобы водитель остановился для отдыха. Если водитель в сонном состоянии игнорирует сигнал и продолжает движение, система продолжает напоминать ему об этом каждые 15 минут. Так же следует напомнить, что контроль за состоянием водителя, начинает работать на скорости более 80 км/час.

У Вольво контроль за состоянием водителя Driver Alert Control (или DAC) отличается от Attention Assist, тем, что мониторит, только траекторию движения по трассе, а видеоконтроль, следящий в направлении пути следования автомобиля определяет его нахождение в полосе дорожного полотна. Если вдруг автомобиль начинает уходить от установленных границ, система реагирует на это как на усталость водителя и выдает два предупреждающих сигнала: «мягкий» и «жесткий» Оба этих сигнала зависят от общего самочувствия водителя и отличаются друг от друга громкостью и тональностью. Активируется система DAC, работающая совместно с системными элементами Lane Departure Warning, когда скорость автомобиля достигла 60 км/час.

Специальный встроенный блок, который устанавливает компания General Motors, где базовой является уже испытанная методика Seeing Machines, оценивающая состояние взгляда водителя, устанавливается не только на авто, но и на железнодорожном транспорте. Задача блока контролировать открытость глаз водителя и их сосредоточенность и при обнаружении признаков усталости или потери внимательности и близкого ко сну состояния, система сразу же дает команду на остановку транспортного средства.
Также система слежения за усталостью водителя может управлять и другими функциями автомобиля, например, направлением взгляда можно включать или отключать те или иные опции на приборном щитке. Или при совершении, какого либо маневра оповещать водителя о том, что он забыл посмотреть в зеркало.

Врачи утверждают, что снижению работоспособности человека, а, следовательно, развитию утомления, способствует не только избыток поступающей извне информации, но и ее недостаток. Ведь усталость – субъективный процесс из области психической деятельности человека. Утомляются все одинаково, но вот устает, то есть переживает утомление каждый по-разному. Наверняка многим знаком парадокс – после длительной совместной езды в автомобиле пассажир устает больше, чем водитель, хотя длительное управление автомобилем, естественно, приводит к большему утомлению водителя, чем бездействующего пассажира. Человек в состоянии утомления может вовсе не чувствовать усталости под влиянием эмоционального возбуждения, что лишний раз подтверждает субъективный характер усталости. Если усталость порой легко снять разговором с пассажиром или громко включенной музыкой, то с утомляемостью дело обстоит сложнее. Прийти в норму поможет лишь полноценный отдых, а еще лучше – сон. Переутомление водителя чревато ДТП. В таком состоянии у человека возрастает время реакции, наступает расстройство внимания, ослабление воли, сонливость и другие психофизические нарушения. Крайне опасная стадия - сонливость. При ее первых признаках, а это, как правило – общая вялость, зевота, ослабленное внимание – следует немедленно припарковаться в безопасном месте, откинуть спинку и поспать пусть даже непродолжительное время. Ощутимый заряд бодрости вы получите уже после 20 минут сна. Человеку достаточно «не добрать» всего лишь один два часа ночного сна, чтобы с опаской садиться за руль. Повышенной утомляемости способствуют следующее факторы: физическое напряжение, курение, недосып, длительное пребывание в состоянии бодрствования, прием антидепрессантов и антигистаминных препаратов. Человек, не спавший 20 часов – особая группа риска. Способствует утомляемости и управление авто в ночное время - до восьми утра, а также в промежуток между 13.00 и 15.00. В эти часы внутренний ритм организма вызывает сигналы сонливости.

Врачи утверждают, что снижению работоспособности человека, а, следовательно, развитию утомления, способствует не только избыток поступающей извне информации, но и ее недостаток. Ведь усталость – субъективный процесс из области психической деятельности человека. Утомляются все одинаково, но вот устает, то есть переживает утомление каждый по-разному. Наверняка многим знаком парадокс – после длительной совместной езды в автомобиле пассажир устает больше, чем водитель, хотя длительное управление автомобилем, естественно, приводит к большему утомлению водителя, чем бездействующего пассажира. Человек в состоянии утомления может вовсе не чувствовать усталости под влиянием эмоционального возбуждения, что лишний раз подтверждает субъективный характер усталости. Если усталость порой легко снять разговором с пассажиром или громко включенной музыкой, то с утомляемостью дело обстоит сложнее. Прийти в норму поможет лишь полноценный отдых, а еще лучше – сон. Переутомление водителя чревато ДТП. В таком состоянии у человека возрастает время реакции, наступает расстройство внимания, ослабление воли, сонливость и другие психофизические нарушения. Крайне опасная стадия - сонливость. При ее первых признаках, а это, как правило – общая вялость, зевота, ослабленное внимание – следует немедленно припарковаться в безопасном месте, откинуть спинку и поспать пусть даже непродолжительное время. Ощутимый заряд бодрости вы получите уже после 20 минут сна. Человеку достаточно «не добрать» всего лишь один два часа ночного сна, чтобы с опаской садиться за руль. Повышенной утомляемости способствуют следующее факторы: физическое напряжение, курение, недосып, длительное пребывание в состоянии бодрствования, прием антидепрессантов и антигистаминных препаратов. Человек, не спавший 20 часов – особая группа риска. Способствует утомляемости и управление авто в ночное время - до восьми утра, а также в промежуток между 13.00 и 15.00. В эти часы внутренний ритм организма вызывает сигналы сонливости.

Тема 6. Утомление и работоспособность

Утомление и усталость. Признаки, причины и процесс развития утомления.

Виды утомления

Фазы работоспособности

Переутомление

Утомление и усталость. Признаки и причины утомления водителя.

Надежность водителей в значительной степени зависит от их рабо­тоспособности. Высокая работоспособность обеспечивает выполнение работы с высокой производительностью и высокими качественными по­казателями. При управлении автомобилем в состоянии сниженной рабо­тоспособности водители допускают ошибки, которые иногда приводят к ДТП.

Одной из причин снижения работоспособности водителей являет­ся утомление.

Различают такие понятия как утомление, усталость и переутомление.

Утомление - этозакономерный процесс временного снижения рабо­тоспособности, наступающего в результате деятельности. Это объектив­ный процесс, характеризующийся изменениями в организме человека, которые могут быть установлены объективными методами.

Усталость - это субъективное переживание человеком утомления. Физиологическая сущность усталости заключается в сигнализации орга­низма о необходимости прекратить или снизить интенсивность работы для того, чтобы избежать расстройства функций нервных клеток.

Вместе с тем далеко не всегда чувство усталости соответствует степени утомле­ния. Человек в состоянии утомления может и не чувствовать усталости под влиянием эмоционального возбуждения, опасности, интереса к вы­полняемой работе, чувства долга, ответственности за порученное дело. Именно по этой причине водитель в продолжительном рейсе испытывает чувство усталости в меньшей степени, чем сидящий рядом пассажир, хотя длительное управление автомобилем, естественно, приводит к большему утомлению водителя, чем бездействующего пассажира.

Для оптимального протекания психических процессов не­обходим оптимальный уровень информационной нагрузки. Избыток и недостаток информации способствуют развитию утомления. Кроме того, имеет значение и характер поступающей информации.

При управ­лении автомобилем в условиях, когда на дороге нет других участников движения, при однообразном ландшафте водитель быстрее почувствует усталость, чем при управлении автомобилем в условиях интенсивного городского движения. В монотонной обстановке, при недостатке инфор­мации или в состоянии вынужденной бездеятельности чувство усталости может возникнуть быстрее, чем при активной напряженной работе, хотя объективных признаков утомления при этом еще может и не быть.

Отечественными физиологами было установлено, что клетки головного мозга утомляются значительно быстрее, чем работающие мышцы. Наименьшей утомляемостью обладают нервы, по которым передаются нервные импульсы.


Впервые это было доказано физиологом И. М. Сеченовым в ори­гинальном эксперименте. Испытуемый при сгибании указательного пальца в заданном ритме поднимал груз на определенную высоту. В ре­зультате развивающегося утомления высота подъема груза через некото­рое время уменьшалась, а затем наступал момент, когда испытуемый со­всем не мог поднять груз. При этом он чувствовал сильное утомление мышц работавшего пальца и, естественно, считал, что утомление разви­лось в них. Далее, в момент, когда он не мог поднять груз, через мышцы работавшего пальца пропускали электрический ток, который вызывал сокращение мышц в том же ритме, что приводило к поднятию груза. Ес­тественно, можно было предположить, что после отключения тока до­полнительно поработавшие мышцы в результате еще большего утомления сокращаться не будут. Однако, когда отключили ток, испытуемый опять стал легко в том же темпе поднимать груз. Объясняется это тем, что во время работы утомление быстрее развилось не в самих мышцах, а в нерв­ных центрах, которые посылали к этим мышцам импульсы. Во время со­кращения мышц электрическим током нервные клетки этих центров от­дохнули, работоспособность их восстановилась и они опять стали посы­лать импульсы к мышцам. Таким образом, быстрее всего утомляются нервные клетки коры головного мозга, затем утомляются мышцы и наименьшей утомляемостью обладают нервы, по которым передаются нервные импульсы.

В результате более быстрого утомления нервных клеток головного мозга прежде всего возникают нарушения в протекании психических процессов - восприятия, мышления, памяти и внимания. Кроме того, снижается острота зрения, суживается поле зрения, ухудшается глубин­ное зрение, нарушаются точность и координация движений, увеличивает­ся время реакций, снижается степень автоматизации навыков, учащается пульс, повышается кровяное давление, теряется чувство скорости, возни­кает апатия, вялость, нарушается готовность к действиям при неожидан­ном изменении дорожной обстановки.

Утомление проявляется в виде постепенного снижения работоспособности организма. При этом снижается слуховая, зрительная и тактильная чувствительность, увеличивается время реакции, возрастает количество ошибок, падает производительность.

Признаки наступающего утомления:

· чувство усталости;

· появление незначительных ошибочных действий;

· желание выпрямиться, изменить позу;

· заметное снижение интенсивности и устойчивости внимания;

· непроизвольное отвлечение на мысли, не связанные с управлением автомобилем;

· все большее волевое усилие, необходимое для преодоления перечисленных негативных явлений.

Первые признаки утомления, появившиеся после нескольких часов работы за рулем, не опасны для водителя и легко устраняются кратко­временным отдыхом.

Степень утомления зависит от продолжительности работы. Чем больше рабочий день водителя, тем более выражено утомление, более ве­роятны ошибки. Статистикой установлена прямая зависимость между вре­менем управления автомобилем и количеством ДТП.

Водители при управ­лении автомобилем в течение 7-12 часов совершают ДТП в 2 раза, а при продолжительности управления свыше 12 часов в 9 раз чаще, чем при про­должительности работы до 7 часов. По другим данным, водители, рабо­тающие более 7 часов, совершают 1/3всех ДТП. ДТП, возникающие из-за ошибок водителей в результате длительного управления автомобилем, приводят к более тяжелым последствиям. Так, у водителей, работающих более 12часов, ДТП со смертельным исходом возникают в 1,5 раза чаще.

При утомлении могут сохраняться простые, хорошо автоматизиро­ванные навыки, которые позволяют правильно действовать в хорошо знакомых, стандартных ситуациях. Однако нарушаются сложные виды психической деятельности, что снижает готовность к действиям при не­ожиданном и необычном изменении дорожной обстановки. Все это сни­жает надежность водителей, приводит к ошибкам и ДТП.

Особое значение для водителя имеет зрительное утомление. Через 8 часов непре­рывной работы он видит дорожный знак уже не за 100 м, а лишь за 80 м. Утомлению зрения способствует недостаточный контраст между фоном и объектом, что имеет место при вождении автомобиля в условиях ограниченной видимости, а также при ослеплении водителей фарами встреч­ных автомобилей ночью и солнцем днем. Зрительное утомление отрица­тельно сказывается на работе водителя. Усталый мышечный аппарат глаз не обеспечивает четкого пространственного восприятия. Взгляд даже у опытных водителей при утомлении чаще переносится на боковую часть дороги и с дальней перспективы на ближнюю, что затрудняет восприятие и прогнозирование развития дорожной обстановки.

Возможные причины, способствующие развитию утомления водителя:

· неудоб­ное сиденье,

· низкая температура воздуха,

· частые перепады температуры в кабине автомобиля,

· плохая видимость,

· частые изменения освещенности и недостаточная освещенность дороги в темное время суток,

· вибра­ция,

· попадание в кабину паров бензина или отработавших газов.

Процесс развития утомления проходит следующие стадии:

1) Стадия отсутствия утомления. Работа еще не утомила, человек может далее продолжать работу или заниматься еще чем-либо;

2) Первая стадия утомления. Возникает чувство утомления, вызванное работой. Но после часового активного или пассивного отдыха снова обретается свежесть мыслей и чувств, человек снова становится энергичным.

3) Вторая стадия утомления. Снижается волевое усилие, заставляющее напрягать мозг для решения сложных вопросов.

4) Третья стадия утомления. Человек не хочет уже ни на чем останавливать внимание, даже в самой легкой работе, но еще сохраняет желание есть и спать;

5) Четвертая стадия утомления. Характеризуется бессонницей. Одновременно появляются признаки неврастении, головные боли, ощущение усталости после ночного полусна-полубодрствования, раздражительность, излишняя чувствительность в общении с другими людьми, вспыльчивость, иногда депрессия.

Причиной примерно 25% всех серьезных аварий на дорогах является усталость водителя и, как следствие, засыпание за рулем. Наибольший риск засыпания наблюдается в дальних поездках, особенно в темное время суток и при монотонных дорожных условиях. Практика показывает, что через четыре часа непрерывного вождения реакция водителя снижается в два раза, через восемь часов – в шесть раз.

Система контроля усталости следит за физическим состоянием водителя и если фиксирует определенные отклонения, предупреждает водителя о необходимости остановки и отдыха. В зависимости от способа оценки усталости водителя различают три типа систем. Первые построены на контроле действий водителя, вторые - контроле движения автомобиля, третьи - контроле взгляда водителя.

Mercedes-Benz с 2011 года устанавливает на своих автомобилях систему Attention Assist , в которой контроль действий водителя основывался на многих факторах: манере езды, поведении за рулем, использования органов управления, характере и условиях движения и др .

Конструкция системы Attention Assist объединяет датчик рулевого колеса, блок управления, сигнальную лампу и звуковой сигнал оповещения водителя. Датчик рулевого колеса фиксирует динамику действий водителя по вращению рулевого колеса. В своей работе система использует также входные сигналы датчиков других систем автомобиля: управления двигателем , курсовой устойчивости , ночного видения , тормозной системы .

Блок управления обрабатывает входные сигналы и определяет:

  • стиль вождения (анализ скорости, продольного и бокового ускорения в течение 30 мин. после начала движения );
  • условия вождения (анализ времени суток, продолжительности поездки );
  • использование органов управления (анализ использования тормоза, подрулевых переключателей, кнопок на панели управления );
  • характер вращения рулевого колеса (анализ скорости, ускорения );
  • состояние дорожного полотна (анализ бокового ускорения );
  • характер движения автомобиля (анализ продольного и бокового ускорения ).

В результате проведенных вычислений устанавливаются отклонения в действиях водителя и траектории движения автомобиля. На дисплей панели приборов выводится сигнальная надпись о необходимости сделать перерыв и производится звуковой сигнал. Если после сигналов водитель не останавливается и продолжает движение в сонливом состоянии, система повторяет сигналы с периодичностью 15 минут. Система активируется на скорости 80 км/ч.

В отличие от системы Attention Assist, система Driver Alert Control , DAC от Volvo фиксирует только характер движения автомобиля по дороге. Направленная вперед видеокамера фиксирует положение автомобиля на полосе движения. Отклонение от заданных параметров движения рассматривается системой как наступление усталости водителя. В зависимости от состояния водителя в системе реализовано два уровня предупреждения - "мягкий" и "жесткий". Уровни различаются громкостью и тональностью звукового сигнала. Система DAC работает совместно с системой Lane Departure Warning и базируется на ее конструктивных элементах. Активация системы происходит на скорости 60 км/ч.

Контроль взгляда для оценки усталости водителя внедряет компания General Motors. За основу взята готовая технология Seeing Machines , которая применяется в авиации, железнодорожном транспорте, карьерных работках, коммерческом грузовом транспорте. Специальный блок контролирует степень открытия глаз и направление взгляда водителя. При распознавании невнимательности, усталости или сонливости водителя система предупреждает о необходимости остановки.

Помимо контроля усталости водителя система может быть использована для активации отдельных функций автомобиля с помощью направленного взгляда (посмотрел - включил). Кроме того, если при перестроении водитель не пользуется зеркалом заднего вида , система напомнит ему о необходимости данного действия.