1. Водитель - автомобиль - дорога

Анализируя работу дороги, необходимо рассматривать сложную систему "водитель - автомобиль - дорога". В механическом ряду этих понятий действует прямая связь: водитель управляет, автомобиль движется по дороге. В инженерно - психологическом отношении действует и обратная связь: дорога передает информацию, водитель воспринимает эту информацию и использует ее для управления автомобилем.

Главенствующая роль в этой системе принадлежит водителю.

Обратная связь (дорога - автомобиль) проходит через водителя, через его органы чувств, психику и мускулатуру. С помощью водителя дорога ведет автомобиль. С увеличением скорости движения растут требования к человеку, к автомобилю и к дороге.

Расчетная скорость - это максимальная скорость, обеспечивающая безопасность движения одиночного автомобиля в руках опытного водителя. Она определяется геометрическими параметрами дорог, стилем трассы, устройством проезжей части и обстановки дорог. В часы пик автомобиль входит в поток. Скорость автомобиля снижается тем значительнее, чем большей она была в свободных условиях, а также чем большей допущена разнородность автомобилей, движущихся в потоке.

В настоящее время на дорогах со смешанным потоком автомобилей наблюдается следующее снижение максимальной скорости:

Максимальная расчетная скорость одиночного автомобиля, км/ч . . . 140  120  100  80  60
Средняя максимальная скорость потока, км/ч . . .                   86   80   73  64  52

Неблагоприятные дорожные условия значительно сокращают максимальную скорость движения как одиночных автомобилей, так и потока. Они повышают требовательность к безотказности рефлексов водителя.

Безотказность рефлексов тесно связана с опытом, иначе говоря, с памятью.

Если в производственном цикле завода участвует ограниченное количество машин и постоянный коллектив работников, если пилот ведет самолет по широким просторам неба, то водитель автомобиля вместе со своим рабочим местом движется по относительно узкой полосе, на которой ежесекундно могут появиться опасные неожиданности. Водитель не знает, что предпримет незнакомец, стоящий у края дороги, что сделает ребенок, вдруг показавшийся с мячом на обочине, куда свернет велосипедист, появившийся слева и т. д. Все больше и больше появляется на дорогах новых водителей, только что получивших любительские права. Однако, возвратясь домой с помятым крылом да с битыми стеклами, новичок приобретет опыт.

Вот, например, справа неожиданно появился велосипедист. Это вызывает у водителя рефлекторный рывок рулевым колесом влево. Но он не имеет на это права, не убедившись в отсутствии сзади догоняющего автомобиля. Надо вовремя догадаться еще больше ускорить движение, чтобы перерезать велосипедисту путь. И ставший опытным водитель (тот, что вернулся когда - то с помятым крылом), хранит запас мощности двигателя для вынужденного рывка вперед. Он помнит, что само по себе правильное рефлекторное движение может оказаться и пагубным.

Но каждая ли авария учит? Известно, что, если авария произошла с травмой головы, водитель не может вспомнить предшествующих толчку обстоятельств, память не успела отметить запечатленного.

Как же приобрести опыт? Ведь стенд - тренажер, автомат - экзаменатор не заменят дорогу в час пик, так как отсутствует страх наезда.

Известно, что подсознание может очень точно отразить самую сложную обстановку. На уровне сознания это связано с мышлением, с формулировкой словами, а слов в языке недостаточно, и поэтому всякая формулировка примитивнее и грубее отражения в подсознании. Чтобы кладовая памяти в мозге надежно пополнялась и подсознание обогащалось, всякое связанное с автомобильным движением и аварийностью запечатлевание должно быть ярким. Для этого необходим повышенный интерес. Если водитель любит автомобиль, если он много ездит в трудных условиях, он скоро приобретет опыт.

Именно езда в сложных дорожных условиях помогает накопить опыт, обогатить глубинную память, которая приходит на помощь водителю в аварийной ситуации.

Интересен вопрос о соотношении скоростей движения с механизмом памяти. Наименьшее количество аварий наблюдается в пределах скоростей движения от 65 до 105 км/ч. При меньших скоростях водитель мало мобилизован, он часто бывает небрежен, разговаривает со спутниками, смотрит по сторонам. При скорости свыше 105 км/ч в сложной дорожной обстановке у человека может отставать восприятие от смены впечатлений. Однако цифра 105 усреднена. В большой степени она зависит от темперамента водителя.

Допустимая скорость обратно пропорциональна усталости водителя.

Каковы же средства предупреждения утомляемости водителя? В данном случае можно говорить о временном оперативном вмешательстве и о постоянном эргономически обоснованном обеспечении неутомляемости.

Прежде всего необходим правильный режим труда и отдыха, сна и питания. При длительных поездках следует делать перерывы в управлении автомобилем, при этом рекомендуется выйти из автомобиля и сделать несколько физических упражнений. Места отдыха надо располагать не реже чем через 3 ч езды. Если водитель голоден, содержание сахара в крови падает, а вместе с тем падает и быстрота реакций. Поэтому полезно иметь в кармане питательный концентрат и не пренебрегать им в ожидании закусочной. Но и переедать вредно, так как прилив крови к мозгу затрудняет работу памяти.

Чтобы замедлить наступление утомления, рекомендуется не включать радиоприемник, не разговаривать с пассажирами, не злоупотреблять излишними обгонами. Однако, если водитель уже почувствовал первые признаки утомления, он может, особенно, если он один в автомобиле, петь, разговаривать с собой вслух, слушать музыку, лучше бодрую, живую. Иногда для бодрости следует создать в кабине сквозняк или умыться холодной водой.

Для уменьшения усталости водителя полезно иметь в автомобиле электронный ионизатор воздуха.

Необходимо проверять правильность установки фар, углов установки и схождения передних колес.

Наклон спины водителя должен быть примерно равным 10°, а наклон сиденья к спинке около 90°. Горизонтальные движения рук меньше утомляют, чем вертикальные. Движения рук вперед - назад получаются быстрее, чем вправо - влево. Обувь у женщин не должна иметь высоких каблуков. Повороты рулевого колеса следует выполнять без особых нажимов, но все же двумя руками.

Все эти правила воспринимаются как автоматизм управления, позволяющий не думать ни об автомобиле, ни о дороге.

Мозг может быть занят очень сложной и важной работой - и при этом ни одной аварии! Таково следствие автоматизма управления.

Огромна роль волевого управления самим собой. Встречаются водители, умеющие владеть своим дыханием и пульсом в самых трудных ситуациях. Они ведут автомобиль спокойно, уравновешенно и виртуозно, минуя аварийную обстановку.

В нашей стране и в других странах неоднократно ставились опыты: двум водителям назначался путь проезда 1000 - 3000 км, причем первому разрешалось использовать все возможности обгона, а второму предлагалось ехать возможно спокойнее. Первый водитель - эталон нервного человека - делал примерно на 70% больше обгонов, в 25 раз чаще прибегал к резкому торможению и экономил по сравнению со вторым не более 8% времени. При этом расход бензина и износ покрышек был значительно больше, чем у автомобиля второго водителя. Следовательно, все зависит от ритмов работы водителя, и, прежде всего, от его биологических ритмов. По определению акад. В. Парина, биологические ритмы - это точные и тонкие рычаги управления всей многообразной жизнью человека.

У человека наиболее четко выражен дыхательный ритм, определяющий подачу освеженной крови через сердце в мозг. Если принять самый спокойный полуторасекундный ритм, выраженный в метрах пути на разных скоростях движения, получится следующий ряд желательной расстановки возбудителей внимания:

Расчетная скорость движения, км/ч  160  140  120  100  80  60
Расстановка возбудителей, м         66   58   50   42  33  25

В частности, эти интервалы соответствуют рекомендуемым расстояниям между автомобилями в потоке.

Конечно, в работе водителя бывают и значительно более напряженные ритмы, когда "на одном дыхании" приходится проводить разные операции. Можно предположить, что в этом случае руководящим должен быть электроволновой ритм активности мозга около 10 Гц. Соответствующие ему интервалы выразятся следующим рядом:

Расчетная скорость движения, км/ч  160  140  120  100  80   60
Расстановка возбудителей, м        4,4  3,9  3,3  2,8  2,2  1,7

При недостатке у водителя опыта большая концентрация возбудителей может вызвать стрессовые состояния. Поэтому проектировщики дорог не должны допускать концентрации возбуждающих элементов (например, сочетания резких поворотов со спусками, ослепления солнечными лучами с расстановкой большого количества дорожных знаков и т. п.).

В то же время опасны и длинные прямые участки в однообразном рельефе. Это утверждение многим может показаться неверным. Однако однообразие информации на прямой дороге в скучной равнине - отсутствие возбудителей - вызывает в мозге круговое движение импульсов по одной и той же группе нейронов, и тогда аппарат памяти как бы выключается, водитель чаще оказывается захваченным врасплох.

Таким образом, внешние возбудители внимания и внутренние биологические ритмы человека во многом определяют поведение водителя за рулем.

В нашей стране и за рубежом было предложено много различных классификаций водителей в зависимости от их характера и темперамента, стиля и метода управления автомобилем. Вот одна из таких классификаций, предложенная в Чехословакии:

"будущий водитель" обычно еще не имеет автомобиля, но очень интересуется двигателями и критикует начинающих водителей, говорит о первоклассных автомобилях и заканчивает свои мечты покупкой устаревшей машины!

Понятно, что перечисленные характеры отражаются на правильности езды и на аварийности.

Рассмотрим следующий элемент сложной системы "водитель - автомобиль - дорога". Осветим вкратце достижения эргономики^* в отношении автомобиля.

^* (Эргономика зародилась в нашей стране в 1921 г., когда В. М. Бехтерев сделал свой первый доклад по эргологии (науке о труде). Задача же эргономики более утилитарна, она посвящена созданию наиболее совершенных орудий труда и обстановки работы. В нашем случае речь идет о совершенствовании комплекса "автомобиль - дорога".)

Автомобиль совершенствуется, и если это происходит недостаточно быстро, то виной тому задержка в типизации дорог. Автомобиль пока еще должен работать на дорогах "общего пользования", в смешанном потоке и в весьма различных задачах транспорта.

Надо надеяться, что в скором времени легковые автомобили можно будет получать по специальному заказу: для городского такси, для туризма в суровом холодном и жарком климате вплоть до тропиков, для почтальона, для разъездного врача и др.

Специализация легковых автомобилей коснется устройства кузова, внутреннего расположения сидений, металла рессор и соприкасающихся с воздухом металлических частей. Внутреннее устройство автомобиля зависит прежде всего от затраты времени в поездках. В автомобиле - такси не нужна откидная постель, но необходим удобный багажник со специальной дверцей.

В легковых автомобилях следует упрощать аппарат вождения в тем большей степени, чем проще и легче автомобиль. Коробка передач была автоматизирована еще в 30-е годы, а в последние годы значительно усовершенствована. При автоматизированной системе на селекторе устанавливают один из режимов движения: задний ход, исключительные условия, город и горы, открытая дорога. После этого водитель работает только педалью управления дроссельной заслонкой.

В зависимости от количества поступающего топлива автоматически срабатывает коробка передач.

Однако далеко не всем нравится такая автоматизация. Сравнительные испытания показали, что расход топлива при автоматическом управлении повышается в среднем на 6%. Это свидетельствует о недостаточной гибкости в восприятии дороги автоматом. Водитель видит далеко вперед и поэтому лучше использует инерцию. Было также установлено, что автомобили с автоматизированным управлением чаще попадают в аварию, сталкиваясь главным образом с неподвижными предметами - парапетами, деревьями, столбами.

Многие исследователи предлагают ввести на дорогах локаторное управление с помощью протянутых вдоль дороги или под ней проводников электрического тока. Это повысит безопасность движения, но сократит свободу действия водителя.

Отметим некоторые достижения эргономистов во внутреннем устройстве автомобиля: массирующие спину виброподушки; удобнее, как бы армирующие человека сиденья; подвесные дверцы, облегчающие укладку вещей, вход и выход пассажиров. Особо отметим работу ремней безопасности. Они удерживают водителя и пассажиров от удара спереди при внезапном торможении.

Новый ремень безопасности при ударе надувается в трубку диаметром около 20 см и тем смягчает удар, предохраняя от травмы.

В жарких странах давно уже применяют вентилируемые сиденья и аппараты кондиционирования воздуха. До появления этих компактных охладителей и увлажнителей воздуха поездки днем были нестерпимы и вредны для здоровья. Тогда предпочитали совершать трудные рейсы по ночам, что повышало аварийность.

Наблюдение за множеством приборов на пульте автомобиля вызывает у водителя инерционное запаздывание восприятия, замедляется быстрота реакций. На автомобиле следовало бы по возможности сократить количество приборов и расположить их так, чтобы основные показатели были в середине пульта.

Полезна и некоторая реконструкция кузова. Прежде всего это относится к боковому стеклу водителя. Оно может быть крупнее противоположного. Такая асимметрия повышает видимость обгоняющих автомобилей и уменьшает опасность боковых ударов.

Серьезное усовершенствование автомобиля заключается в самоисправлении проколов шин. Внутри обода размещают баллончики с клеем на равных расстояниях. При наезде на острый предмет один из них испытывает удар, направляет освободившийся клей внутрь шины и склеивает место прокола.

В этом же клее содержится жидкость, пары которой одновременно подкачивают шину.

Заманчива идея замены бензинового двигателя электрическим. Однако электромобили, появившиеся раньше автомобилей на бензиновом топливе, не получили широкого распространения. Виной тому надо признать несовершенство аккумуляторов, масса которых велика, емкость незначительна. При этом скорость движения электромобилей значительно меньше, чем автомобилей с бензиновыми двигателями.

Но не все средства повышения комфорта встречаются с полным одобрением. Некоторые американские эксперты привели доказательства того, что комфортабельность закрытого автомобиля вызывает торможение рефлексов водителя. Выкиньте из автомобиля радио, кондиционеры, раскройте пошире окна, говорили они, и аварийность снизится. Правда, этот возглас раздался из США, а не из Кувейта или Сахары. В каждой рекомендации следует соблюдать меру.

Рассмотрев приспособления для автомобиля, сосредоточим внимание на эргономике самой дороги.

Дорога в широком понимании этого слова состоит из дорожного полотна и придорожной полосы, вписанных в окружающую местность. Отметим некоторые особенности их восприятия водителем.

Создавая дорогу, автор проекта вкладывает в нее свое представление о ритме движения автомобиля, свой стиль творчества. Будучи сам опытным водителем (а это обязательно!), он мысленно едет по еще не существующей дороге. При этом он допускает местами сгущение возбудителей внимания. Мера допустимого неутомляющего сгущения, например, сочетание насыпи и выемки с мостом между ними, учитывает жизненный ритм человека. Это делается конечно, интуитивно, но суть дела, по - видимому, все же поддается психофизиологическому объяснению.

Иногда дорогу проектирует инженер без водительского стажа, и это сразу распознается по отсутствию ритма в стиле трассы. Тогда водитель испытывает подсознательно шоки, что резко снижает безопасность движения.

Стиль дороги отчетливее всего проявляется в трассе. Четыре основных стиля трассирования дорог показаны на рис. 1. Задачу проложить трассу, опираясь на четыре контрольные точки А, Б, В, Г, можно решить четырьмя принципиально различными способами.

1

На рис. 1, а показана традиционная железнодорожная трасса, в которой круговыми кривыми соединены длинные прямые, служащие основным элементом пути. Круговые кривые и прямые сопряжены переходными кривыми переменных радиусов.

На рис. 1, б показана трасса, основой которой служат круговые кривые, соединенные между собой прямыми вставками, но и в этом случае прямые и криволинейные участки сопряжены с помощью переходных кривых переменного радиуса.

В 50-х годах после вывода уравнения так называемой рулевой кривой переменного радиуса (клотоиды)^*, наиболее удобной для движения, она становится на многих дорогах самостоятельным элементом трассы. Длинные отрезки клотоидной кривой иногда сопрягаются прямыми, но чаще круговыми вставками (рис. 1, в). Наконец, последовало полное избавление от малопригодных для скоростного движения прямых и круговых отрезков (рис. 1, г), вся трасса стала клотоидной, что впервые было с успехом осуществлено на одной из дорог Швеции. Правда, и до того отдельные участки горных дорог в Иране строились нами по кривым переменного радиуса.

^* (Кривые постоянного радиуса вынуждают водителя все время придерживать рулевое колесо с учетом одинакового поворота и одинакового наклона проезжей части. Это делает движение автомобиля неустойчивым, поскольку передние колеса связаны с рулевым управлением нетвердо, а со слабиной. При езде же по клотоиде радиус поворота все время меняется и колеса получают постоянную опору со стороны дороги, автомобиль перестает вилять.)

Смещение разных стилей трассирования дорог недопустимо. Водитель подсознательно привыкает к одному из них и на больших скоростях теряется при внезапном переходе к другому. "Дорога Солнца" в Италии в целом построена неплохо, но за частоту смены стилей и, как следствие того, частоту аварий водителями была прозвана "Дорогой смерти". При более близком знакомстве с проектом этой дороги выясняется, что ряд участков трассы запроектирован разными инженерами. Конечно, если по дороге едут медленно, то времени для осознания перемен хватает, и тогда все нарушения стиля хотя и режут глаз специалисту, но к подсознательным шокам не приводят. На скверной, тряской дороге, где возможности скоростного движения автомобиля не реализуются, о стиле вообще можно не говорить.

Дорожное полотно в целом должно резко контрастировать с окружающей местностью и тем самым повышать безопасность движения в любое время дня и ночи и при любой погоде.

Ширина проезжей части дороги, устанавливаемая техническими условиями, колеблется в небольших пределах. Однако для водителя эти небольшие изменения имеют существенное значение. Как известно, автомобиль в силу своей конструкции подвержен боковым колебаниям и эти колебания тем интенсивнее, чем больше скорость движения. Попав с относительно узкой на более широкую проезжую часть, водитель сразу же увеличивает скорость и, наоборот, снижает ее при переходе на узкую.

Оставим пока в стороне вопрос о ширине как функции состава движения, но отметим часто допускаемую ошибку в суждениях. Если, например, на дороге наблюдаются частые наезды автомобиля на краевые полосы, надо прежде всего выяснить, не является ли это следствием неровности проезжей части.

Просто расширить дорогу больше требуемой нормы, значит побудить водителя к увеличению скорости, но тогда количество наездов не уменьшится.

Придорожной полосой следует называть все пространство за пределами дорожного полотна, в котором производится та или иная перестройка ранее существовавшего ландшафта в транспортный ландшафт, подчиненный по своему назначению дороге. Поскольку в природном ландшафте могут таиться неожиданные для водителя опасности, придорожная полоса должна быть достаточно широкой, чтобы инженерными мероприятиями эти опасности предотвратить.

Чем больше расчетная скорость движения, тем шире оказывается придорожная полоса, охраняющая и обслуживающая дорогу.

Придорожную полосу водитель воспринимает в основном зрительно. Ее роль как зрительного ориентира велика. Особая трудность возникает при езде в ночное время, когда этот ориентир в значительной мере отпадает.

Один из рекомендуемых способов устройства ориентирующей придорожной полосы, в данном случае выемки, показан на рис. 2. Одинокое дерево слева над откосом предостерегает о крутом повороте. На правом откосе устроена берма, на которой посажены деревья. Ряд деревьев на кривой издали ориентирует водителя в направлении поворота. Частота посадки деревьев примерно через 2,8 м соответствует расчетной скорости движения 100 км/ч, что и принято нами для одного из участков дороги Уфа - Челябинск.

2

Пример неустроенной придорожной полосы, на которой сохранился ряд деревьев старой аллеи, ныне пересекаемой новой дорогой, приведен на рис. 3. В условиях слабой освещенности и при недостаточно контрастном выделении проезжей части дороги из окружающей местности водитель может легко сбиться с пути и съехать с дороги на старую аллею.

Придорожная полоса должна мягко переходить в окружающую местность. Необходимо предусмотреть и осуществить все мероприятия, направленные на гармоничное вписывание дороги в ландшафт.

3

Окружающая местность хорошо видна пассажирам и возбуждает их интерес к путешествию. Водитель же видит ее в большом отдалении только перед собой.