Interakcija vozača, vozila i okoline

Zatvoreni kibernetički sistem

Upravljanje u sistemu (V-V-O) vrši se preko tzv. Povratne sprege vozilo - vozač.

U određenom vremenskom preseku (t) posredstvom svojih čula vozač prima niz informacija iz okoline;

Posle obrade tih informacija donosi odluku o akciji, koja se sprovodi dejstvom na mehanizme upravljanja vozilom.

Posle takve akcije vozača, u skladu sa mogućnostima vozila udatom vremenskom preseku, dolazi do promene stanja kretanja, koju preko povratne sprege vozač registruje svojim čulima ili putem fizioloških nadražaja.

U suštini, povratnom spregom vozaču se prenosi informacija o posledicama preduzete akcije, ali se istovremeno javljaju I nove informacije iz okoline, budući da se radi o novom

vremenskom preseku (t + dt) i novom položaju vozila (s + ds). Ovakav način upravljanja naziva se zatvoreni kibernetički sistem.

Otvoreni kibernetički sistem

Idealizacija: u procesu projektovanja se moraju pojedini elementi sistema idealizovati. Tako, kada se vrše vozno dinamičke analize, isključuje se uticaj vozača (računa se sa idealnim vozačem), a uticaj okoline se ograničava na elemente podužnog profila puta (usponi, padovi, vertikalne krivine). U ovom slučaju ne postoji povratna sprega pa se kibernetički sistem naziva otvorenim.

Nivo idealizacije parametara okoline zavisi od vrste analize koja se vrši. Na primer, kod analize koeficijenta trenja, uslovi okoline se definišu kao mokar, ravan i čist kolovoz.

Kada se dimenzionišu granični elementi puta u planu i profilu, kao merodavno sa

stanovišta bezbednosti se uzima kretanje usamljenog vozila na putu, dok se uticaj

drugih vozila posmatra kao parameter okoline koji je merodavan za analize nivoa

usluge i propusne moći deonice.

Za ispravan projektantski pristup važno je znati kako vozač doživljava put i kako usklađuje svoje ponašanje pri bitno različitim uslovima vožnje - usamljeno vozilo ili vožnja u koloni.

Sa gledišta bezbednosti saobraćaja i udobnosti vožnje značajno se izdvajaju tri faktora:

1. vidno polje vozača, tj sposobnost vizuelne percepcije,2. reakcija vozača na pojavu iznenadne smetnje,3. granične vrednosti fizioloških nadražaja.

Svi ovi faktori zavise individualnih osobina vozača koje variraju u širokom rasponu.

Vidno polje

Vidno polje je prostor saglediv jednim usmerenim pogledom. Njegove granice su

određene širinom i dubinom, a uslovljene su mogućnostima ljudskog oka. Prema sadržaju

prizora u vidnom polju vozač ukslađuje svoje ponašanje u vožnji.

U principu, čulna percepcija i emocionalna reakcija vozača zavise od kvaliteta sadržaja vidnog polja i oštrine opažanja.

Sa gledišta bezbednosti saobraćaja i doživljaja puta, mogu se izdvojiti dva područja vidljivosti: periferno i izoštreno.

Između njih se nalazi prelazna zona relativne oštrine koja ne ostvaruje neposredne uticaje na vizuelne utiske vozača.

U području periferne vidljivosti vozač uzgred opaža događaje i markantne predmete kao što su grupe drveća, zgrade, topografske dominante i sl. i prema njima procenjuje svoju brzinu.

U području izoštrene vidljivosti, vizura vozača je usmerena na određenu daljinu u pravcu kretanja i vozač jasno razaznaje samo uzani deo kolovoza koji se nalazi na poziciji

žižne daljine njegovo oka. Za bezbednost saobraćaja ova dubina akomodacije ima najveći

značaj.

Istraživanjima je ustanovljeno da se izoštrena vizura preglednosti menja sa brzinom i u projektovanju se obično računa da je ta promena linearna, tj da je izoštrena dubina vidnog polja:

La = ta * V [m]gde je:ta - vremensko rastojanje vozila od tačke na koju je vozač podesio žižnu daljinu oka pri slobodnoj vožnji; u proračunima se najčešće uzima 12-14 s.V - brzina vožnje u slobodnom toku [m/s]

Pri uslovima slobodne vožnje može se približno računati sa izoštrenom dubinom vidnog polja La = 4V, što znaži da za V = 100 [km/h] ona iznosi oko 400 m. Ta daljina je skoro dvostruko veća od dužine zaustavnog puta, što ukazuje da vozač usklađuje aktivnost

svojih čula sa osećanjem odgovornosti i mogućnostima koje proističu iz odnosa vozilo - put. Naime, on sam podešava vizuru oštre preglednosti, tako da u vremenskom intervalu ta ima rezerve i za donošenje odluke i za njeno izvršenje.

Sa povećanjem dubine vidnog polja (La), menja se i širina. Istraživanja pokazuju da se sa porastom brzine kretanja povećava dubina akomodacije oka (promena žižne daljine) i pri tome se ujedno sužava širina vidnog polja.

Merodavna pozicija oka vozača za analize preglednosti koje se sprovode u procesu projektovanja puteva utvrđena je na:

visini 1,20 m i na udaljenosti od desne ivice vozne trake datog smera vožnje na 1,50 m.

Reakcija vozača

Proces reagovanja vozača na trenutno nastale situacije u saobraćaju se sastoji iz kontinualnog niza sledećih događaja:

Percepcija - uočavanje spoljnog nadražaja (prvenstveno čulom vida), Identifikacija - izdvajanje kritičnog detalja (npr. pešak na putu) I shvatanje stepena

opasnosti, Procena - donošenje odluke na nivou shvaćenih odnosa (kočiti, ubrzati, skrenuti,

upotrebiti zvučni ili svetlosni signal i sl.), Sprovođenje - akcija u kojoj se realizuju donete odluke uz punu koordinaciju

pokreta.

Svaki od navedenih događaja zahteva izvesno realno vreme (Dtr ) u kome vozilo nastavlja da se kreće pod istim uslovima kao ranije.

Vreme reakcije vozača (tr) je dosta različito, pa se kod eksperimenata javlja veliko rasipanje rezultata. Prilikom testiranje vozača u laboratorijskim uslovima, kada je zadatak poznat (znači bez identifikacije i procene), vreme reakcije se kreće od 0,4 do 0,8 s.

Međutim, merenjima u stvarnim uslovima vožnje ustanovljeno je da se, u zavisnosti od složenosti saobraćajne situacije, vreme reakcije kreće od 0,7 do 2,5 s pa čak i do ekstremnih 4,0 sekundi.

Kada se posmatra vožnja u koloni - nadražaj je poznat – najčešće je to svetlosni signal stop svetla vozila ispred i zadatak je relativno lak - kočenje. Sa rastom rastojanja između vozila, vreme reakcije raste uz veće rasipanje eksperimentalno dobijenih rezultata

Radi jednoobraznog tretmana putnih elemenata koji su zavisni od dužine zaustavnog puta, za merodavno vreme reakcije (tr ) usvaja se vreme izmereno u 85% slučajeva pri uslovima neočekivanog zadatka.

U većini zemalja Evrope merodavno vreme reakcije pri kočenju računa se sa tr = 2,0 sekunde, u SAD je tok čak 0,25 sekundi..

Naši propisi predviđaju tr = 1,5 s, ali se prema predlogu novih propisa predviđa tr = 2,0 s, što se uglavnom koristi u praksi

U toku trajanja tr vremena vozilo pređe put (tzv. prelazni put do momenta delovanja kočnica.) :

Lr¿V ( Km

h)

3,6∗tr [ m ]

Za slučaj tr = 2,0 s, dobija se: Lr = 0,556 * V [u km/h]...... [m]

Pri velikim brzinama prelazni put može biti veoma dug; tako npr. Za V =100 km/h dobijamo Lr = 55 m, što iznosi skoro 1/3 zaustavnog puta.

Fiziološka ograničenja

Ljudski organizam ne reaguje na brzinu kretanja već samo na promenu brzine (usporavanje, ubrzavanje). Ovaj efekat vozači i putnici u vozilima osećaju kao dodatni potisak usled reakcije inercijalnih sila. Na veličinu osećaja imaju uticaj antropološke karakteristike putnika, konstruktivne osobine vozila, udobnost sedišta i sl.

Akcija vozača po pravilu izaziva promenu pravca ili brzine, odnosno u oba slučaja se javlja ubrzanje ili usporenje. Pri promeni pravca javlja se radijalno ubrzanje na koje je, prema istraživanjima, čovek mnogo osetljiviji nego na podužna ubrzanja.

U suštini, ovi nadražaji su i osnovni sadržaj povratne sprege u sistemu V-V-O, pa je neophodno poznavanje njihovih graničnih vrednosti, radi ispravnog kalibrisanja projektnih kriterijuma. Reakcija vozača na fiziološke nadražaje se bitno razlikuje od reakcije putnika. To proističe iz različitog položaja tela vozača (ruke na upravljaču) i višeg stepena pripremljenosti na promene brzine.