Спосіб підвищення безпеки руху транспортних засобів

Реферат: Спосіб підвищення безпеки руху транспортних засобів, при якому отримають навчальну інформацію про негативні наслідки зниження уваги до обстановки на дорозі за допомогою комп'ютерного тренування з емуляцією водіння і демонстрацією різних відволікаючих чинників з одночасною вказівкою величини зниження уваги до дорожньої обстановки. Контролюють і реєструють відвернення водія системою контролю, за даними датчиків якої, при перевищенні часу відвернення, водієві подається сигнал, що реєструють у вказаній системі. Транспортний засіб гальмують вказаною системою за відсутності реакції з боку водія до повної зупинки транспортного засобу. Проводять статистичну обробку вказаною системою отриманих даних про відвернення водія від дорожньої обстановки, повідомлення підсумкових даних водія і збереження вказаних даних в пам'яті тривалого зберігання. Для зниження аварійності при русі транспортних засобів, до початку руху перед водієм в зоні огляду показують попереджувальний напис з ключовою фразою про негативні наслідки зниження уваги до обстановки на дорозі і/або озвучують цю ключову фразу, і/або виводять зображення, що асоціюється з необхідністю уникати відвернення при управлінні транспортним засобом. Система контролю при перевищенні водієм допустимої за часом тривалості відвернення уваги від дорожньої обстановки подає застережливий сигнал у вигляді вказаної ключової фрази. UA 107649 U (12) UA 107649 U UA 107649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузей пов'язаних з рухом наземного, водного і авіаційного транспорту, та призначена для підвищення безпеки руху транспортних засобів, а також в системах контролю і управління різними процесами і при виконанні інших робіт, залежних від уваги. Одними з основних джерел аварійності на дорогах є відвернення уваги водіїв від обстановки на дорозі, до яких, зокрема, відносять розмову водія з пасажирами, заняття дитиною на задньому сидінні, пошук компакт-дисків, налаштування радіоприймача, здійснення викликів по телефону і їх прийом, відправка CMC, проглядання карти і GPS, використання інтернету і різних гаджетів, їжа і куріння, а також інші дії. За даними U.S. Department of Transportation (Distracted Driving 2011. U.S. Department of Transportation. National Highway Traffic Safety Administration. DOT HS 811737. Summary of Statistical Finding. April 2013) сімнадцять відсотків аварій з пораненнями в 2011 році було зареєстровано в результаті відвернення водіїв. Зокрема, було встановлено, що розмова водія по телефону впливає на його реакцію так само, як і вміст в крові гранично допустимого в США рівня алкоголю (Strayer D.L./ A Comparison of the Cell Phone Driver and the Drunk Driver// HUMAN FACTORS. Vol. 48, No. 2, Summer 2006), і, за даними U.S. NHTS, збільшує в два рази ризик дорожньо-транспортної події (U.S. Department of Transportation. National Highway Traffic Safety Administration. Sixth Edition. February. 2011.) Використання сучасних комунікаційних систем дозволяє водіям не відволікати погляд від дороги і відривати руки від керма, проте, виконувані при цьому когнітивні складні завдання, відволікають увагу водія від оперативного реагування на дорожню ситуацію. Спостерігається так званий тунельний ефект, коли водій дивиться на об'єкт на дорозі і його не бачить. Так за даними U.S. National Safety Council (Understanding the distracted brain. Why driving while using hands-free cell phones is risky behavior/ distracteddriven.nsc.org U.S. National Safety Council. White Paper. March 2010) водії, що використовують стільникові телефони, дивляться, але не бачать до 50 відсотків інформації про обстановку на дорозі і, зокрема, можуть не помітити сигнал світлофора, що забороняє проїзд. З приведених там же даних досліджень за допомогою функціональної магнітно-резонансної томографії витікає, що при розмові по стільниковому телефону у водіїв значно знижується активність тієї області в тім'яній долі мозку, яка обробляє пов'язану з водінням візуальну інформацію. Всілякі відвернення водіїв від спостереження за дорогою за даними U.S. NHTS (Schroeder, P. National survey on distracted driving attitudes and behaviors-2012. (Report No DOT HS 811 729) Washington, DC: National Highway Traffic Safety Administration. April 2013) створюють напружену обстановку для інших водіїв і в цілому погіршують ситуацію на дорогах. Враховуючи це, для зниження аварійності на дорогах в багатьох країнах введена заборона на розмови по телефону під час руху і пропонується повністю заборонити роботу комунікаційних пристроїв і гаджетів під час руху автомобіля. Проте ефективність заборони недостатня, оскільки багато водіїв неадекватно завищено оцінюють свої можливості управляти транспортними засобами за наявності відволікаючих факторів (наприклад, Horrey W.J. Assessing the awareness of performance decrements in distracted drivers// Accident Analysis and Prevention. 2008. - v.40 № 2). У нейрофізіології існує модель пам'яті людини, що складається з первинної (короткочасною) пам'яті, вторинної (проміжною) пам'яті і третинної (довготривалою) пам'яті (Физиология человека. В 3-х томах. Т. 1. Пер. с англ./ Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса -М.: Мир, 2005). У короткочасну пам'ять надходить від органів чуття інформація і через нетривалий час ця інформація може бути перенесена в проміжну пам'ять, де накопичується, частково стирається і перетворюється перед збереженням її в довготривалій пам'яті. Можливості зберігання в короткочасній пам'яті людини різних даних обмежені, і за даними Дж. Міллера (Миллер Дж. Магическое число семь плюс или минус два. О некоторых пределах нашей способности перерабатывать информацию// Инженерная психология. -М.: Прогресс, 1964) межею одномоментної інформаційної пропускної спроможності людини є число 7±2 чанків ("магічне число 7±2"), де чанк (chunk) якийсь смисловий образ, який може бути, наприклад, як буквою, що запам'ятовується, так і цілою фразою або логічно зв'язаною послідовністю дій. За пізнішими даними (Nelson С. "The Magical Number 4 in Short-Term Memory: A Reconsideration of Mental Storage Capacity"// Behavioral and Brain Sciences. 2001 v.24 № 1), об'єм короткочасної пам'яті ("магічне число") складає від 4 до 5 чанків. По приведених в книзі Солсо Р. даним (Солсо Р. Когнитивная психология -СПб.: Питер, 2006) тривалість зберігання інформації в короткочасній пам'яті, без її відновлення, 12 секунд і час відтворення кожного образу займає 35 мс, що також відповідає часу перемикання уваги з одного об'єкта на інший. При цьому кожен новий образ, що надходить в короткочасну пам'ять, приводить до оновлення стану цієї пам'яті і може витіснити раніший. 1 UA 107649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для водія транспортного засобу інформаційно самостійними об'єктами уваги є обстановка на дорозі, дорожні знаки, маршрут, контроль навігатора, підтримка швидкості і інші фактори руху, а також відволікаючі об'єкти уваги - розмова по телефону, дитина на задньому сидінні, власні думки і так далі, що може перевищити ємкість короткочасної пам'яті і обмежити здатність відновлювати увагу до дорожньої обстановки. При цьому треба також враховувати зниження реакції водія за рахунок часу перемикання з одного об'єкта на інший. Відомо з книги Кандель Э. (Кандель Э. В поисках памяти -М.: Астрель, 2012), що при формуванні навчання при сенсибілізації і класичному обумовленні, для збільшення тривалості зберігання в пам'яті інформації важливе її повторення. При цьому для запам'ятовування необхідної інформації важлива її емоційна асоціація з чим або, що привертає увагу (наприклад, Андерсон Дж. Когнитивная психология -СПб.: Питер, 2002). Відомо також, що тривалість обробки інформації в проміжній пам'яті може бути достатнє великою, і досягати декількох років, і, після досягнення певного порогового рівня, вона закріплюється в довготривалій пам'яті (наприклад, Козлов М.В. Спосіб формування пам'яті у системах штучного інтелекту// Вісник ЖДТУ/ Технічні науки. 2(61). 2012). Зокрема, в журналі Nature (Bavelier. D. Brain training: Games to do you good// Nature 494, February 2013) приведені дані про те, що формування навіть окремих стійких навиків в довготривалій пам'яті при навчанні управлінню транспортом, відбувається протягом 6 місяців. Також відомо з книги (Физиология человека. В 3-х томах. Т.1. Пер. с англ./ Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса -М.: Мир, 2005), що час звернення до довготривалої пам'яті значно менший, ніж до проміжної пам'яті. Існує багато аналогів-способів, направлених на забезпечення безпечного руху транспортних засобів. Відомим аналогом є патент KR20130043954, де для запобігання аваріям, за допомогою різних датчиків оперативно виявляється знос шин автомобіля, і інформується водій про період їх заміни. Аналог належить до способів, направлених тільки на вдосконалення системи безпеки транспортних засобів, і як багато аналогічних способів не враховує можливості аварій на дорогах, пов'язаних з людським чинником. Відомими аналогами є патенти US2013221649 і US2013020789, де ремені і подушки безпеки адаптуються до пасажирів для зниження травматизму у разі аварії. Ці і подібні ним патенти, направлені на зберігання життя і здоров'я учасників руху під час аварії, а не на запобігання самій аварії. Відомим аналогом є патент на корисну модель UA33987, у якому для підвищення безпеки руху транспортних засобів пропонується встановлювати уздовж напряму руху засоби регулювання руху, дорожні знаки і світлофори, при цьому інформацію засобів регулювання руху дублюють адекватним сигналом кодованого випромінювання електромагнітних хвиль, реєструють сигнал приймальним пристроєм і здійснюють ідентифікацію засобів регулювання руху за допомогою аудіовізуальної інтерпретації кодованих сигналів на робочому місці водія транспортного засобу. Відомим аналогом є патент МХ2012003711, у якому для підвищення безпеки, проводиться контроль мигання очей водіїв транспортних засобів, і при прогнозуванні їх сонливості включається звуковий сигнал. Відомим аналогом є патент WO2004078510, у якому при зменшенні тиску пальців водія на рульове колесо або при зниженні безпечної відстані між транспортними засобами проводиться попередження водія про зниження його уваги за допомогою вібраторів, закріплених в кріслі водія. Відомим аналогом є патент KR20130050683, у якому для поліпшення безпеки руху і запобігання аваріям передбачений пристрій, що визначає по безлічі параметрів стан водія, включаючи наявність алкоголю, і стан транспортного засобу, і оперативно попереджує водія транспортного засобу і водіїв автомобілів, що рухаються рядом, про відхилення від допустимого стану водія або транспортного засобу. Відомим аналогом є патент US2008100428, у якому для збільшення безпеки руху, проводяться вимірювання дистанції між автомобілями, попередження водія про неприпустимо малу відстань і відображення на дисплеї пристрою запису події часу/дати або останніх двадцяти надходжень тривожної сигналізації про неприпустимо малу відстань. При цьому проводиться дія також і на транспортний засіб для уповільнення його руху, що додатково допомагає водію в забезпеченні безпеки руху при його відверненні під час водіння. Загальним недоліком аналогів є тільки часткове підвищення безпеки руху за рахунок залучення уваги водіїв лише на деякий час до дорожньої обстановки. 2 UA 107649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомими аналогами є патент US2006015219 і патент DE3622458, у яких ергономічними засобами знижують відвернення водія на отримання і аналіз різних даних по експлуатації транспортного засобу для виконання основного його завдання по водінню автомобіля. Відомим аналогом є патент US2012244849, у якому для зниження автомобільних аварій за рахунок зменшення відвернень водіїв від водіння на роботи із смартфонами, вводиться технічна система, що забезпечує обмеження деяких функцій смартфона при русі транспортного засобу. Відомим аналогом є патент UA82718, у якому для зменшення часу відвернення на пошук потрібного номера телефону використовується спосіб розміщення в пам'яті телефонного апарата номерів в порядку їх найбільш частого використання. Загальним недоліком аналогів є часткове рішення задачі по підвищенню безпеки руху, оскільки водії продовжують відволікатися від управління транспортом. Відомим аналогом є патент МХ2007013317, у якому вводяться засоби для дзвінків по мобільному телефону без використання клавіатури і проводиться навчання водіїв поведінці на дорозі на основі моніторингу і аналізу їх дій. Одним з недоліків аналога є лише часткове рішення задачі по зменшенню відвернення водія від обстановки на дорозі. Відомим аналогом є, описаний в статті Horrey W.J., спосіб зниження схильності молодих водіїв до відвернення під час руху за рахунок використання комп'ютерного учбового модуля, за допомогою якого в перебігу місяця в інтерактивному режимі з водієм що тренується емулюється водіння автомобіля з додаванням різних відволікаючих факторів і демонстрації при цьому водієві зниження рівня його уваги до дорожньої обстановки, що в результаті дало деяке зниження бажання водіїв до відвернення під час руху (Horrey W.J. Effects of a Computer-Based Training Module on Drivers' Willingness to Engage in Distracting Activities/ William J. Horrey, Mary F. Lesch, Arthur F. Kramer, David F. Melton// Human Factors, v. 51, № 4. 2009). Одним з недоліків аналога є те, що тренування протягом місяця на комп'ютерному емуляторі, не гарантують переходу отриманих знань в стійкі навики із-за відносно короткого періоду їх формування і буде досить витратним при тривалому застосуванні для вироблення стійких навиків, що робить його мало ефективним, особливо при масовому застосуванні. Найближчим аналогом до корисної моделі є патент ЕР0680728 для безперервного вимірювання психофізичного стану оператора (водія), з метою виявлення можливого зниження його рівня уваги і подає візуальний або акустичний сигнал при зниженні рівня уваги протягом певного часу. Недоліком найближчого аналога є лише часткове рішення задачі по підвищенню безпеки руху транспортних засобів. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу, що дозволяє підвищити безпеку руху транспортних засобів. Спосіб підвищення безпеки руху транспортних засобів, націлений на зниження аварійності при русі транспортних засобів, включає: - комп'ютерне тренування з емуляцією водіння з додаванням різних відволікаючих факторів і демонстрації при цьому величини зниження уваги до дорожньої обстановки; - в процесі управління транспортним засобом при включенні двигуна і до початку рухи перед водієм в зоні огляду з'являється попереджувальний напис з ключовою фразою про негативні наслідки зниження уваги до обстановки на дорозі, і/або звучить ця ключова фраза, і/або виводиться зображення, наприклад, порівняльної активності областей мозку, які обробляють пов'язану з водінням візуальну інформацію при водінні без відвернення і при відверненні на розмову по телефону, асоційовані з інформацією про необхідність уникати відвернення при управлінні транспортним засобом у зв'язку з обмеженою можливістю одночасної концентрації уваги на різних об'єктах; - включається система контролю і реєстрації відвернень водія. За даними датчиків вказаної системи при перевищенні допустимої за часом тривалості відвернення уваги від дорожньої обстановки, системою подається водієві застережливий сигнал у вигляді вказаної ключової фрази, що фіксується в пам'яті реєструючого пристрою. За відсутності реакції з боку водія в перебігу заданого часу проводиться автоматичне гальмування транспортного засобу. Також проводиться обробка отриманих даних. По закінченні руху при виключенні двигуна водієві шляхом візуальної і/або звукової інформації повідомляються підсумкові дані про його відвернення. Вказані дані зберігаються в пам'яті тривалого зберігання, проводиться їх статистична обробка і інформація видається за запитом для аналізу. Можливий варіант виконання корисної моделі, в якому в зоні огляду водія поміщається постійний попереджувальний напис про негативні наслідки зниження уваги до обстановки на 3 UA 107649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дорозі, на котрий часто звертається увага, і/або розміщується аналогічний напис на носіях інформації уподовж дорогі. Застосування пропонованого способу, за рахунок виконання цілеспрямованих дій відносно до водія приводить до забезпечення стійкої концентрації уваги водія на дорожню обстановку при управлінні транспортним засобом, що значно знижує вірогідність аварій за його участі, а також дозволить знизити тривожний стан у всіх водіїв, що беруть участь в транспортному русі. Все це в сукупності дозволить створити безпечнішу обстановку і поліпшити транспортну ситуацію на дорогах, зберігаючи таким чином життя і здоров'я всім учасникам транспортного руху. Джерело інформації: 1. Distracted Driving 2011. U.S. Department of Transportation. National Highway Traffic Safety Administration. DOT HS 811 737. Summary of Statistical Findings. April 2013. 2. David L. Strayer D.L./ A Comparison of the Cell Phone Driver and the Drunk Driver/ David L. Strayer, Frank A. Drews, Dennis J. Crouch// HUMAN FACTORS. Vol. 48, No. 2, Summer 2006, pp. 381-391. 3. U.S. Department of Transportation. National Highway Traffic Safety Administration. DOT HS 811444. Sixth Edition. February 2011. 4. Understanding the distracted brain. Why driving while using hands-free cell phones is risky behavior/ distracteddriving.nsc.org. U.S. National Safety Council. White Paper. March 2010. 5. Schroeder, P. National survey on distracted driving attitudes and behaviors-2012. (Report No. DOT HS 811 729) / P. Schroeder, M. Meyers, L. Kostyniuk-Washington, DC: National Highway Trafic Safety Administration. April 2013. 6. Horrey W.J. Assessing the awareness of performance decrements in distracted drivers/ W.J. Horrey, M.F. Lesch, A. Garabet// Accident Analysis and Prevention. 2008. - v.40, № 2, - Pp. 675-682. 7. Физиология человека. В 3-х томах. Т.1. Пер. с англ./ Под ред. Р. Шмидта, Г. Тевса -М.: Мир, 2005. 8. Миллер Дж. Магическое число семь плюс или минус два. О некоторых пределах нашей способности перерабатывать информацию/ Дж. Миллер// Инженерная психология. -М.: Прогресс, 1964. - С. 564-581. 9. Nelson С. "The Magical Number 4 in Short-Term Memory: A Reconsideration of Mental Storage Capacity"/ Cowan Nelson// Behavioral and Brain Sciences. 2001 v.24, № 1, pp. 87-114. 10. Солсо Р. Когнитивная психология/ Р. Солсо -СПб.: Питер, 2006. 11. Кандель Э. В поисках памяти/ Эрик Кандель -М.: Астрель, 2012. 12. Андерсон Дж. Когнитивная психология/ Дж. Андерсон -СПб.: Питер, 2002. 13. Козлов М.В. Спосіб формування пам'яті у системах штучного інтелекту/ М.В. Козлов// Вісник ЖДТУ/ Технічні науки. 2(61). 2012. - С. 154-158.; і 14. Bavelier. D. Brain training: Games to do you good/ Daphne Bavelier, Richard J. Davidson// Nature 494, February 2013. - Pp. 425-426. 15. Заявка на патент KR20130043954-2013-05-02. ALARM DEVICE AND METHOD FOR DETECTING THE STATE OF VEHICLES' TIRES USING SENSORS. МПК: В60С11/24; B60C23/06; G01M17/02. 16. Заявка на патент US2013221649-2013-08-29. POSITIONER OF SAFETY BELT FOR VEHICLES. МПК: B60R22/14. 17. Заявка на патент US2013020789-2013-01-24. ACTIVE SAFETY APPARATUS FOR VEHICLES AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME. МПК: B60R21/16. 18. Декларативний патент на корисну модель UA 33987-2008-02-04. СПОСІБ ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ РУХУ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ. МПК: G08G1/00; B61L 25/00. 19. Заявка на патент МХ2012003711-2012-06-27. EYE-BLINKING SENSOR DEVICE THAT CAN BE USED TO PREVENT AND TO DRAW ATTENTION TO STATES OF DROWSINESS. МПК: G08B21/06. 20. Заявка на патент WO2004078510-2004-09-16. SAFETY DEVICE PRODUCING VIBRATIONS IN THE SEAT TO WARN DRIVERS OF MOTOR VEHICLES WHEN THEIR ATTENTION HAS LESSENED. МПК: В60К28/06; B60K28/10; B60K28/14; G08B21/06. 21. Заявка на патент KR20130050683-2013-05-16. APPARATUS FOR WARNING TROUBLE OF DRIVER AND VEHICLES. МПК: В60К28/02; B60K28/10; G08G1/0968. 22. Заявка на патент US2008100428-2008-05-01. VEHICLE DISTANCE MEASURING SAFETY WARNING SYSTEM AND METHOD. МПК: B60Q1/00. 23. Заявка на патент US2006015219-2006-01-19. METHOD AND DEVICE FOR OPERATING DRIVER INFORMATION SYSTEMS. МПК: B60K35/00; G05D1/00; G08G1/00; G08G1/09. 4 UA 107649 U 5 10 24. Патент DE3622458-1987-01-02. DESIGN OF A DASHBOARD IN A MOTOR VEHICLE. МПК: В60К35/00; B60K37/02; G09F13/22. 25. Заявка на патент US2012244849-2012-09-27. SAFETY SYSTEM TO DISABLE AND ACTIVATE FUNCTIONS IN SMARTPHONE'S, MOBILE PHONES AND PORTABLE COMMUNICATION DEVICES WHILE DRIVING. МПК: H04W4/04. 26. Патент UA82718-2008-05-12. СПОСІБ АВТОМАТИЧНОГО ВПОРЯДКУВАННЯ ДАНИХ В ПАМЯ'ЯТІ ТЕЛЕФОННИХ АПАРАТІВ. МПК: G06F7/76. 27. Заявка на патент МХ2007013317-2009-04-27. APPARATUS AND METHOD FOR OPERATING THE PUBLIC TRANSPORT. МПК: G08G1/00. 28. Horrey W.J. Effects of a Computer-Based Training Module on Drivers' Willingness to Engage in Distracting Activities/ William J. Horrey, Mary F. Lesch, Arthur F. Kramer, David F. Melton// Human Factors, v. 51, № 4. 2009. - Pp. 571-581. 29. Патент ЕР0680728 (A1) - 1995-11-08. System for the automatic monitoring of the level of the attention of a human. МПК: А61В5/16. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 1. Спосіб підвищення безпеки руху транспортних засобів, що включає отримання навчуваним інформації про негативні наслідки зниження уваги до обстановки на дорозі за допомогою комп'ютерного тренування з емуляцією водіння і демонстрацією різних відволікаючих чинників з одночасною вказівкою величини зниження уваги до дорожньої обстановки; контроль і реєстрацію відвернень водія системою контролю, за даними датчиків якої, при перевищенні часу відвернення, водієві подається сигнал, що реєструється у вказаній системі; гальмування транспортного засобу вказаною системою за відсутності реакції з боку водія до повної зупинки транспортного засобу; статистичну обробку вказаною системою отриманих даних про відвернення водія від дорожньої обстановки, повідомлення підсумкових даних водія і збереження вказаних даних в пам'яті тривалого зберігання, який відрізняється тим, що, для зниження аварійності при русі транспортних засобів, до початку руху перед водієм в зоні огляду з'являється попереджувальний напис з ключовою фразою про негативні наслідки зниження уваги до обстановки на дорозі і/або звучить ця ключова фраза, і/або виводиться зображення, що асоціюється з необхідністю уникати відвернення при управлінні транспортним засобом, а вказана система контролю при перевищенні водієм допустимої за часом тривалості відвернення уваги від дорожньої обстановки подає застережливий сигнал у вигляді вказаної ключової фрази. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в зоні огляду водія поміщають постійний попереджувальний напис про негативні наслідки зниження уваги до обстановки на дорозі, на котрий часто звертається увага, і/або розміщують аналогічний напис на носіях інформації уподовж дороги. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5