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.
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.
Во сне человек восстанавливает затраченную энергию. Сон - это циклический процесс, но и уровень бодрствования меняется от высокого, когда человек активен и деятелен, до низкого - дремоты, опасной для водителя.
Конечно, у каждого человека это индивидуально, однако есть общие критерии контроля засыпания водителя. Об опасной усталости могут свидетельствовать: рассеянность, раздражительность, озноб, восприятие действительности «кусками», когда водитель не может восстановить в памяти предшествующую дорожную обстановку, появление слабости в руках и ногах, «песка» в глазах, тяжести в затылке и т.д.
Пассажиры, сидящие в машине, могут судить о сонливости водителя по следующим признакам: водитель «клюет носом»; отвечает с задержкой и невпопад; опускает веки; часто моргает; трет глаза, виски, лоб; проезжает на красный либо мимо нужных поворотов; уменьшает скорость на свободной дороге, потом, спохватившись, разгоняет машину; «упускает» автомобиль на соседнюю полосу движения, а потом резко возвращает на место.
Побороть сонливость можно только одним способом - остановить машину, как только представится возможность, и поспать (подремать) минимум 15–20 мин. Остальное - кофе, курение, громкая музыка, открывание окон - не действует, кто бы что ни говорил. Однако водитель может замедлить наступление предельной усталости, правильно подготовившись к поездке.
Всем водителям целесообразно:
- Выспаться перед выездом. Восьмичасовой сон - доказанное наукой время полноценного отдыха.
- Не управлять автомобилем в болезненном состоянии.
- Понимать, что с возрастом (старше 40 лет) человек быстрее утомляется, медленнее реагирует на меняющиеся сигналы светофоров и перемещение пешеходов, машин и т.п.
- Планировать поездку - выбирать незагруженные дороги, не выезжать в часы пик.
- Учитывать физиологическое снижение работоспособности в течение суток (между 14–16, 21–22, 2–4 и 9–10 часами). В эти промежутки лучше планировать перерывы.
- Периодически слушать (до 20 мин. в час) негромкую ритмичную музыку. Громкая не бодрит, а наоборот, утомляет человека.
- На ходу обтирать лицо, особенно когда жарко, увлажняющей салфеткой, и умываться холодной водой при остановках.
- Чередовать управление машиной и отдых: после 2–2,5 часов движения делать 5-10-минутные перерывы.
- Не курить в салоне автомобиля - курение, даже пассивное, снижает скорость реакции.
- Пересаживать пассажира, желающего поспать, с переднего места на заднее. Спящие рядом люди усыпляют - эффект, похожий на передачу зевоты от одного человека другому.
Водителям-женщинам помимо вышеперечисленного нужно учитывать свои физиологические особенности (на 30–40% меньшую, чем у мужчины, мышечную силу, а также «критические» дни). Не проезжать более 400 км в сутки даже при хорошем самочувствии, исправном автомобиле и не слишком загруженной дороге и управлять машиной в удобной обуви.
Пассажирам, по возможности, следует создавать комфортные условия водителю: поддерживать беседу с разговорчивым человеком и, наоборот, не отвлекать молчуна.
Если есть ощущение, что водитель засыпает, будить его нужно негромким обращением по имени или вопросом. Нельзя кричать, трясти человека или толкать его - не исключено, что от неожиданности он резко затормозит либо «бросит» машину в сторону, создав аварийную ситуацию.
Удачной вам дороги и безаварийных путешествий!
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.
Наиболее эффективные системы мониторинга состояния водителя являются Attention Assist, Driver Alert Control и Seeing Machines. Их цель вовремя обнаружить и сообщить об изменения в организме человека.
Содержание статьи:
Однообразная дорога или длительные поездки на автомобиле особенно ночью приводят к утомляемости водителя. Вследствие этого его реакция снижается, а утомляемость повышается. Это ведёт к тому, что организм не выдерживает нагрузку, и водитель попросту засыпает. Это приводит к многочисленным серьезным ДТП.
Для того, чтоб избежать подобных случаев, придумали системы, которые наблюдают и контролируют уровень усталости водителя. Сделать это можно с помощью 3 показателей. В первом случае наблюдаются действия водителя, затем движение автомобиля, и наконец взгляд водителя.
Attention Assist
Система Attention Assist осуществляет контроль, используя несколько параметров и элементов. Данную систему встраивают в автомобиль немецкой марки Mercedes-Benz. Система Attention Assist состоит их несколько датчиков, каждый их которых отвечает за особый показатель утомляемости. Это такие датчики, как например, рулевого колеса, двигателя или тормозной системы. Одним из главным является датчик блока управления.
Он проводит мониторинг физического состояния водителя за многими показателями. В первую очередь он контролирует манеру вождения, а именно скорость. Следующими показателями служат условия, в которых движется автомобиль. Здесь имеется ввиду, время длительности поездки и когда она происходит, в какое время суток.
Тормозная система и подрулевые переключатели относятся к управленческой системе, которая также контролируется системой. И наконец, осуществляется контроль за ускорением, а именно боковым и продольным.
Следя за нынешним состоянием, система сравнивает его с первоначальным. Если показатели сигнализируют о значительном отклонение от нормы, включается звуковой сигнал и на панели экрана выводиться сообщение «Attention Assist: Pause», предупреждающее остановиться водителя.
Сигнал оповещается каждые 15 минут в случае игнорирования предупреждения. Система приходит в действие на скорости от 80 км/ч. Анализ скорости, маневренности и снятие других параметров происходит через 30 минут после старта движения, так как чаще всего именно столько времени требуется для движения на дальние дистанции.
Driver Alert Control (DAC)
Следующая система контроля Driver Alert Control создана шведской автомобильной компанией Volvo. Здесь принцип построен на слежении за состоянием водителя через манеру движения автомобиля. Для этого в автомобиль Volvo встроена специальная видеокамера, которая следит за характером вождения на дороге. Происходит оценка траектории и её изменения с помощью датчика рулевого колеса и мониторинга дорожных полос. Вторая видеокамера следит за внешним состоянием водителя, а именно движением глаз.
Если фиксируется состояние переутомления, система оповещает водителя с помощью сигнала и сообщения «Driver Alert. Time for a break». Система начинает действовать на скорости от 60 км/ч.
Seeing Machines
Последняя система, контролирующая состояние водителя – Seeing Machine, внедренная в автомобиль британской марки Jaguar. Примечательно, что данная технология применяется не только в случае вождения автомобиля, а в других сферах. Построена система исключительно на мониторинге внешнего физического состояния водителя. Встроенная камера фиксирует положение глаз и их направление.
В случае отклонения показателя от нормы, система оповещает об усталости и вероятности уснуть за рулём с помощью сигнала и специального сообщения.
Совершенство данной технологии состоит в том, что она активизируется даже если водитель находится в солнцезащитных очках. Также эта система включает в себя дополнительные параметры. Например, системой фиксируется отсутствии внимания на зеркало заднего вида. В таком случае водителю приходит напоминание о данном действии.
Видео работы системы слежения за водителем:
