Раздел 2
МОДЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОДИТЕЛЯ СО СРЕДОЙ ДВИЖЕНИЯ
2.1. Носители информации о состоянии среды движения
Взаимодействие (wechsel-wirkung-нем. взаимовлияние) предусматривает действие и противодействие. И первое и второе между водителем и средой носит информационный характер. Регулируя скорость и траекторию движения, водитель изменяет объем и скорость поступления информации, т.е. изменяет действие среды. Поэтому изменение режима движения может рассматриваться как противодействие водителя действию информационных носителей среды (или раздражителей, поступающих из среды движения).
В процессе движения по дороге на водителя воздействует огромный поток раздражителей (световых, звуковых, вибрационных и т.д.). Из этого потока водитель отбирает раздражители полезные (релевантные) для процесса управления автомобилем. Такую информацию несут раздражители, связанные с изменениями в придорожном пространстве и в характеристиках движения автомобилей. По сути - это раздражители, связанные с восприятием пространства и пространственных отношений.
Исследования Ф. Кликса, В.Я. Дымерского., В.Н. Иванова, Э.В. Гаврилова показали, что информацию об изменении пространственных отношений несут угловые скорости движения объектов среды и положения этих объектов относительно направления движения [16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23].
При восприятии объектов среды движения их угловые скорости трансформируются в видимые. Посредством видимых скоростей водитель воспринимает абсолютную удаленность движущихся объектов, а посредством различия или изменения видимой - различия или изменения абсолютной удаленности [24, 25].
Удаление или приближение объекта среды к линии направления движения водителя интенсифицирует действие угловой скорости [26]. Поэтому угловая скорость объекта и его положение относительно направления движения водителя могут рассматриваться как условные раздражители, информирующие водителя об удаленности движущегося объекта. Условно- рефлекторная связь между видимой скоростью и абсолютной удаленностью формируется в течении всей жизни как результат обучения ориентации в пространстве.
Зависимость видимой скорости от определяющих ее параметров в случае скольжения линии взора водителя под постоянным углом к поверхности дороги может быть представлена в виде [27]
= (2.1)
где - угловая скорость, рад.;
- единичный вектор в направлении составляющей линейной скорости ортогональной линии визирования, м/с;
- время восприятия, с;
- угол между направлением движения и наблюдаемой поверхностью, град;
- число характерных точек зоны одинаковой видимой скорости;
- углы визирования, ограничивающие зону одинаковой видимой скорости (- угол между линией визирования и наблюдаемой поверхностью;
- угол между линией визирования и направлением движения, град, рис. 2.1.
Границы зоны находятся по закону Вебера-Фехнера. Применительно к угловым скоростям [28]
= const. (2.2)
Данное равенство представляет собой бесконечно убывающий ряд, первый член которого является основным.
При движении автомобиля по прямолинейному участку дороги (=0) видимая скорость не зависит от времени восприятия, она равна угловой скорости и определяется лишь пороговыми свойствами зрительного восприятия [27].
Рис. 2.1. Расчетная схема определения угловой скорости объекта среды
движения при ? = ?
В случае совпадения направления взора водителя с направлением движения угловая скорость движения точечного объекта среды определяется по формуле [20, 21]
(2.3)
где - соответственно составляющие линейной скорости движения объекта среды относительно водителя (- вертикальная, - в плоскости перпендикулярной линии взора водителя, - в направлении линии взора);
- расстояние от линии взора водителя до объекта среды в плоскости, перпендикулярной этой линии;
- расстояние от водителя до проекции объекта среды на плоскости визирования;
- высота положения "циклопического глаза" водителя над наблюдаемым объектом.
"Циклопический глаз" - условный глаз, расположенный посередине между правым и левым глазом, на условной сетчатке которого локализуется возбуждение от раздражителей среды движения.
Параметры и в соответствии с рис.2.1 определяются по формулам
(2.4)
При движении по горизонтальному участку дороги координата изменяется незначительно. Поэтому можно принять, что и Тогда
(2.5)
При
, (2.6)
при
(2.7)
При движении по горизонтальной кривой в плане автомобильной дороги (рис.2.2) угловая скорость точечного объекта определяется по формуле [20, 24]
(2.8)
где - радиус кривой в плане;
- линейная скорость движения автомобиля.
Рис. 2.2. Схема определения угловой скорости объекта среды движения при движении по кривой в плане:
М - расположение глаз водителя; О1 - центр кривой; МС - траектория движения.
Знак определяет левую или правую части кривой относительно взгляда водителя, условно направленного по касательной к кривой в точке нахождения глаз водителя.
Размеры наблюдаемых объектов дорожной обстановки позволяют рассматривать их как точечные о