WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

УТКИН Анатолий Викторович

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ С УЧЕТОМ ОЦЕНКИ ВОДИТЕЛЯМИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ТРАНСПОРТНОМ ПОТОКЕ

(05.22.10 – Эксплуатация автомобильного транспорта)

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва 2008

Работа выполнена в Проблемной лаборатории организации и безопасности движения (ПЛОБД) Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Научный руководитель - заслуженный деятель науки и техники РФ

доктор технических наук, профессор

Сильянов Валентин Васильевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Зырянов Владимир Васильевич

- кандидат технических наук

Анохин Борис Борисович

Ведущая организация - Открытое Акционерное Общество «НИИАТ».

Защита состоится «___» __________ 2008 года в 1000 часов на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 Минобрнауки РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, дом 64, ауд. 42.

Справки по телефону: (495) 155-93-24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ (ГТУ).

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в диссертационный совет университета и по электронной почте:

E-mail: uchsovet@madi.ru

Автореферат разослан «____» ___________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета В.А. Максимов

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Возросший уровень автомобилизации страны, переполнение дорожной сети, усложнение условий движения влекут за собой постановку задачи исследования влияния пробок (заторов) и ударных волн в транспортном потоке на безопасность дорожного движения (БДД).

Для оценки БДД применяется большое количество методических приёмов и показателей, которые отличаются между собой степенью сложности и детализацией исходных данных. Дорожно-транспортное происшествие (ДТП) является относительно редким событием, а частота ДТП нестабильна по своей природе. Поэтому в качестве меры уровня БДД используются транспортные конфликты (ТК). Предполагается, что причины, лежащие в основе ТК и ДТП, одни и те же.

Мерой измерения ТК является время до столкновения. Понимание того, какой вид зрительной информации используется и какие факторы воздействуют на оценку времени до столкновения, имеет большое значение для решения задач БДД. Только эмпирическое решение этих вопросов не дает соответствующего затратам эффекта, поэтому математическое моделирование ТК и работы зрительной системы водителя является важной проблемой.

Цель и задачи диссертационной работы. Целью диссертации является разработка и исследование количественных показателей уровня БДД в транспортном потоке с макроскопическими неоднородностями.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи.

  1. Разработка математических моделей транспортного потока с макроскопическими неоднородностями при наличии помех движению и численная реализация моделей.
  2. Разработка математической модели распределения перемещений и скоростей объектов в поле зрения водителя для описания деформации и скорости деформации образа среды и численная реализация модели.
  3. Определение и вычисление показателей БДД и характеристик транспортных пробок с помощью моделей транспортного потока.
  4. Проведение натурных экспериментов для проверки кинематического подхода к зрительному восприятию водителя, калибровки моделей движения транспортных потоков.
  5. Анализ мест концентрации КС и ТК с помощью численного моделирования.

Научная новизна работы

    • Разработана математическая модель и графический метод для выявления мест концентрации КС на границе скачков плотности в транспортном потоке и цепных КС в моделируемой системе.
    • Разработан метод оценки скорости формирования транспортной пробки, доли автомобилей в пробке и времени «жизни» пробки в зависимости от плотности потока на моделируемом участке дороги.
    • Построены математические модели транспортного потока, основанные на взаимодействии одновременно двух и трех последовательно движущихся друг за другом автомобилей при наличии нескольких узких мест в моделируемой системе для определения показателей опасности движения.
    • Разработана математическая модель распределения перемещений объектов в поле зрения водителя и оценки деформации образа трассы дороги.

Достоверность научных выводов подтверждается сходимостью результатов моделирования и натурных наблюдений.

Практическое значение диссертационной работы

Практическая значимость работы заключается в:

    • разработке методики и пакета прикладных программ для оценки деформации образа трассы дороги в поле зрения водителя при выборе вариантов проектируемых дорог;
    • разработке имитационных моделей, реализованных в виде пакета прикладных программ, для вычисления показателей опасности движения и определения характеристик транспортных пробок на автомобильной дороге при наличии нескольких помех движению;
    • разработке графического метода анализа мест концентрации КС;
    • создании базы данных для анализа тенденций изменения транспортного и персонального рисков и уровня автомобилизации в регионах Российской федерации.

Реализация работы

Результаты исследования внедрены в практическую деятельность Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) при создании базы знаний для интеллектуальной электронной платформы передачи, обмена знаниями и интенсификации образования в области организации и БДД, ОАО «ЦНИИС» при разработке «Норм проектирования городских автомобильных тоннелей» МГСН5.03-02, АНО «Института проблем безопасности движения» при разработке руководства «Методические рекомендации по оценке пропускной способности автомобильных дорог».

Положения и рекомендации диссертации используются в учебном процессе курса дистанционного образования по БДД в МАДИ (ГТУ) и Линчопингском Университете (Швеция).

Апробация работы

Основные положения и результаты исследований были доложены и получили одобрение на 45-й, 46-й, 47-й, 48-й, 49-й, 50-й, 51-й, 64-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (1987-2005 гг.), на 3-й Всесоюзной конференции по автодорожной медицине (г. Горький, 1989 г.), на Всесоюзной конференции «Человеческий фактор в проблеме обеспечения БДД» (г. Ярославль, 1990 г.), на 7-й Всесоюзной научной конференции «Безопасность движения» (г. Таллин, 1990 г.), на Международном симпозиуме «Офтальмоэргономика - итоги и перспективы» (г. Москва, 1991 г.), на Международном симпозиуме «Автодорожная медицина» (г. Нижний Новгород, 1991 г.), на 12th World Congress of The International Association for Accident and Traffic Medicine and 7th Nordic Congress on Traffic Medicine (Helsinki, Finland, 1992), на 13th World Congress of the International Association for Accident and Traffic Medicine (So - Paulo, Brazil, 1994), на 4th International Conference on Safety and Environment in the 21st Century (Tel-Aviv, Israel, 1997), на отчетной конференции-выставке подпрограммы 205 «Транспорт» (Москва-Звенигород, 2002 г.), на 6-й Международной конференции «Организация и безопасность движения в крупных городах» (г. Санкт- Петербург, 2004 г.), на Международной научно-практической конференции «Управление городом в 21 веке», (г. Москва, 2006 г.), на 7-й международной научной конференции «Организация и безопасность движения в крупных городах» (г. Санкт-Петербург, 2006 г.), на 18th Conference of EAIE (Basel, Switzerland, 2006), на Международной научно-практической конференции «Проблемы развития автотранспорта и транспортных коммуникаций в центрально-азиатском регионе» (г. Ташкент, 2007 г.), на семинаре по проекту Tempus, SafeIT (Homs, Syria, 2007) и на заседаниях совета Проблемной лаборатории организации и безопасности движения – ПЛОБД МАДИ (ГТУ).

На защиту выносятся:

  1. Математическая модель и графический метод анализа мест концентрации КС на пространственно-временной диаграмме транспортного потока.
  2. Метод оценки скорости формирования области высокой плотности, времени «жизни» транспортных пробок и оценки доли автомобилей в пробках.
  3. Математические модели транспортного потока, построенные одновременно на взаимодействии двух и трех движущихся друг за другом автомобилей при наличии нескольких помех движению для оценки уровня БДД. Результаты исследования поведения показателей опасности при наличии нескольких помех движению с помощью численного эксперимента.
  4. Математическая модель распределения перемещений и скоростей объектов в поле зрения водителя и методика оценки деформации и скорости деформации образа трассы дороги в поле зрения.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 в журналах, рекомендованных перечнем ВАК.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, изложена на 178 страницах машинописного текста, содержит 73 рисунка, 1 таблицу, 3 приложения и библиографический список из 231 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации анализируются основные показатели и методы, применяемые для оценки уровня БДД, приведен обзор исследований по зрительному восприятию водителя. Вопросами оценки уровня БДД занимались отечественные (Б.Б. Анохин, М.Б. Афанасьев, В.Ф. Бабков, В.М. Еремин, В.В. Зырянов, В.А., Иларионов, В.И. Коноплянко, Е.А. Кошкин, Е.М. Лобанов, М.Т. Работяга, А.И. Рябчинский, В.В. Сильянов, В.Н. Сытник, А.П. Юров и др.) и зарубежные (К. Асп, В. Лёйтцбах, М. Миндерхоуд, Р. Олсоп, Р. Смид, Дж. Хайвард, Ч. Хайден, А. Хорст, Д. Шинар и др.) исследователи.

С помощью показателей транспортного и персонального рисков проведен сравнительный анализ влияния роста автомобилизации на БДД в регионах России в 2000-2005 годах (рис. 1).

Часть представленных регионов следуют за общей и ожидаемой тенденцией: они смещаются вниз по линии регрессии, демонстрируя уменьшение транспортного риска при увеличении уровня автомобилизации. Однако наблюдается и тенденция сдвига точек в область выше регрессионной прямой. Анализ изменения персонального риска (количества погибших на 100000 населения) показал, что с ростом автомобилизации происходит увеличение персонального риска.

Помимо показателей, основанных на количестве ДТП, применяются методы, использующие подсчет КС в потоке. Они представляют не менее реальную основу для оценки уровня БДД.

В процессе взаимодействия водителей в КС значимой величиной становится время достижения препятствия или время до столкновения. Понимание того, какой вид зрительной информации используется водителем для оценки времени до столкновения и какие факторы воздействуют на эту оценку, вызывает необходимость изучения закономерностей процессов восприятия водителем динамических событий в транспортном потоке.

В главе приводится обзор исследований по зрительному восприятию водителя. Существующие в настоящее время представления о зрительном восприятии водителя состоят из разнообразных методов и концепций, цель которых сводится к упорядочиванию возрастающего потока эмпирических фактов. Можно выделить три направления изучения зрительного восприятия водителя: классическое, информационное и экологическое.

Рис. 1. Транспортный риск как функция автомобилизации по регионам России (изменения с 2000 по 2005 годы)

Возможность получения водителем точной оценки пространственных характеристик дороги влияет на правильность выбора скорости движения. Количественные измерения зрительных оценок водителя базировались на анализе изображения дороги на картинной плоскости. На основе этого были сформулированы критерии зрительной плавности трассы.

Основным недостатком классического подхода к зрительному восприятию является статичность изображения. Математические формулировки существующих критериев зрительной плавности трассы, как правило, явно не включают в себя скорость автомобиля, хотя ясно, что характер трансформации трассы в поле зрения водителя существенно зависит от этого параметра и от изменения его во времени.

С развитием вычислительной техники произошло формулирование проблем зрительного восприятия водителя в терминах представлений, заимствованных из кибернетики. Это привело к развитию информационного подхода к зрительному восприятию водителя. Процессы восприятия стали трактоваться по аналогии с процессами переработки информации в компьютере.

Критическое отношение к принципам информационного подхода стимулировало поиск других подходов. При этом большое значение приобрели работы по перестройке представлений о зрительном восприятии водителя на базе экологического подхода, который, в частности, оказался пригодным для исследования оценки водителем времени до столкновения. Исследуемая с помощью экологического подхода задача не сводится лишь к классическим проблемам восприятия пространства и признаков глубины, a включает в себя задачу психологии передвижения, т.е. получение оценок, необходимых для контроля перемещения как в пространстве, так и во времени.

Для осуществления этой возможности необходимо решить ряд вопросов, связанных, в частности, с построением математической модели кинематики среды в поле зрения водителя, для которой характерны малые и конечные деформации, высокая и низкая скорости деформирования образа среды, вызванные собственным движением и движением объектов.

Во второй главе диссертации представлено описание разработанного кинематического подхода к зрительному восприятию водителя, который может быть использован для моделирования КС в транспортном потоке.

Для указания соответствия элементов поверхностей окружающей среды и частей сетчатки введено понятие системы «среда – сетчатка».

Термин «деформация» относится к изменению формы образа на сетчатке в результате относительного движения среды и сетчатки.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»