Письмо Минобрнауки России от 18.08.2015 N АК-2290/06 О направлении методических рекомендаций (вместе с Методическими рекомендациями по разработке методики и технического средства контроля эффективности, безопасности и экологичности вождения в условиях дорожного движения и рекомендаций по их применению для профессионального обучения водителей транспортных средств различных категорий и подкатегорий, Методикой определения нормативного расхода топлива (Извлечение из распоряжения Минтранса России от 14.03.2008 N АМ-23-р))

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПИСЬМО
от 18 августа 2015 г. N АК-2290/06
О НАПРАВЛЕНИИ МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ
Минобрнауки России в целях оказания методической помощи организациям, реализующим программы профессионального обучения водителей транспортных средств соответствующих категорий и подкатегорий, направляет методические рекомендации по разработке методики и технического средства контроля эффективности, безопасности и экологичности вождения в условиях дорожного движения и рекомендаций по их применению для профессионального обучения водителей транспортных средств различных категорий и подкатегорий.
Рекомендуем прилагаемые методические рекомендации довести до сведения организаций, осуществляющих образовательную деятельность по программам профессионального обучения водителей транспортных средств, на территории субъекта Российской Федерации.
А.А.КЛИМОВ
Приложение
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО РАЗРАБОТКЕ МЕТОДИКИ И ТЕХНИЧЕСКОГО СРЕДСТВА
КОНТРОЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ, БЕЗОПАСНОСТИ И ЭКОЛОГИЧНОСТИ
ВОЖДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИЙ
ПО ИХ ПРИМЕНЕНИЮ ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ ВОДИТЕЛЕЙ
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ РАЗЛИЧНЫХ КАТЕГОРИЙ И ПОДКАТЕГОРИЙ
1. Разработка на базе теории управления
автомобилем перечня показателей, характеризующих качество
управления автомобилем
1.1. Цели и задачи управления автомобилем
Дорожное движение возникло для удовлетворения потребностей общества в перемещении людей и грузов. Управление автомобилем, управление дорожным движением являются разновидностями деятельности человека, цель которой - перемещение из одной в другую точку пространства [1]. Оптимизация деятельности водителя возможна только по критерию эффективности достижения цели [2]. Активная безопасность дорожного движения является не целью, а условием ее достижения. Если бы мы попытались оптимизировать управление дорожным движением по критерию активной безопасности, то могли бы быстро достичь цели - остановив движение. Этого не происходит потому, что подсознательно все понимают невозможность такой оптимизации. Однако то, что мы занимаемся не повышением качества дорожного движения, а повышением его безопасности, снижает эффективность проводимых мероприятий. Очень точно об этом сказал известный австрийский специалист в области транспортной психологии Д. Клебельсберг [3]: "Наименее эффективны прямые призывы к безопасности потому, что никто не вступает в дорожное движение, чтобы бороться с опасностями, а только для того чтобы попасть из пункта A в пункт B. Поэтому полезнее показать низкую эффективность попыток повысить среднюю скорость путем реализации модели поведения гонщика при движении в транспортном потоке".
Можно возразить: "Что же плохого в акцентировании внимания водителя на безопасном управлении автомобилем"? А происходит следующее. Водитель садится за руль автомобиля, чтобы эффективнее достичь цели перемещения. Поэтому, когда мы не даем ему модель эффективного управления автомобилем, то он формирует ее сам. Наиболее простой и понятной является модель поведения гонщика: "чем быстрее едешь, тем быстрее приедешь". При этом упускается из вида то, что у гонщика и водителя различные цели и задачи. Целью гонщика является занятие как можно более высокого места среди всех, участвующих в гонках. Опережение другого гонщика даже на тысячные доли секунды повышает эффективность достижения цели. Поэтому гонщик ставит перед собой задачу движения с максимально-возможной скоростью на каждом отрезке трассы соревнований.
Для водителя, участвующего в дорожном движении, критерии эффективности другие. Выигрыш минут и, тем более, секунд не повышает эффективности управления автомобилем. Поэтому водитель ставит перед собой задачу доехать до пункта назначения с оптимальной скоростью, позволяющей израсходовать как можно меньше топлива, ресурса автомобиля и собственного ресурса. К сказанному следует добавить то, о чем говорил Клебельсберг. В транспортном потоке при повышении скорости до максимально возможной каждый раз, когда дорожные условия позволяют это - не означает, что средняя скорость автомобиля будет так же увеличиваться.
1.2. Условия эффективного управления автомобилем
при движении по дорогам общего пользования
Рассмотрим задачу повышения эффективности управления автомобилем при движении в транспортном потоке более подробно. На рис. 1 приведен график изменения средней скорости сообщения Vс легкового автомобиля с конструктивной скоростью 160 км/ч в зависимости от максимальной скорости Vmax, до которой при наличии возможности разгоняется автомобиль на двухполосной дороге при различных уровнях удобства движения в транспортном потоке [4].
Уровень удобства движения определяется тем, насколько свободно водитель может выбирать скорость. Различают шесть уровней удобства движения: A - свободный транспортный поток, водитель может свободно выбирать скорость, практически все обгоны можно выполнять с хода, средняя дистанция между автомобилями - 20 с. и более;
B - частично связанный транспортный поток, водитель ограничен в выборе скорости, но может выбрать скорость, которая позволяет двигаться продолжительное время, не меняя ее, значительная часть обгонов выполняется с ожиданием, средняя дистанция - от 20 до 10 с.; C - связанный стационарный транспортный поток, водитель вынужден двигаться со скоростью транспортного потока, которая является достаточно стабильной, обгоны возможны только после длительного ожидания, - средняя дистанция от 10 до 6 с.; D - связанный нестационарный транспортный поток, движение возможно только со скоростью транспортного потока, которая является нестабильной, обгоны возможны только с нарушением ПДД, средняя дистанция - от 6 до 4 с.; E - насыщенный транспортный поток, движение возможно только со скоростью транспортного потока, которая систематически изменяется, обгоны возможны только с грубым нарушением ПДД, - средняя дистанция от 4 до 2 с; F - неустойчивый транспортный поток, маневрирование в потоке невозможно, скорость потока периодически снижается до нуля, и возможны заторы.
Рис. 1 - Зависимость средней скорости сообщения Vс от максимальной скорости на участках свободного движения Vmax при движении легкового автомобиля с конструктивной скоростью 160 км/ч по двухполосной дороге при различных уровнях удобства движения:
A - свободный транспортный поток; B - частично связанный транспортный поток; C - связанный стационарный транспортный поток; D - связанный нестационарный транспортный поток; E - насыщенный транспортный поток; F - неустойчивый транспортный поток
Приведенное описание уровней удобства движения в транспортном потоке относится к движению по шоссе, когда на большом протяжении пути отсутствуют равнозначные и регулируемые перекрестки. В городе возникновение свободного транспортного потока невозможно, поскольку даже одиночный автомобиль должен останавливаться на запрещающий сигнал светофора, пропускать транспорт, движущийся по главной дороге, пешеходов на переходе типа зебра.
Как можно видеть из графика на рис. 1, чем ниже уровень удобства движения, тем медленнее увеличивается скорость сообщения Vс при повышении максимальной скорости Vmax. После увеличения максимальной скорости до определенной величины, скорость сообщения перестает расти. И чем ниже уровень удобства движения, тем меньше эта максимальная скорость.
Если при движении в транспортном потоке с уровнем удобства ниже свободного, водитель пытается повысить среднюю скорость сообщения Vс, увеличение максимальной скорости на участках свободного движения и последующие торможения, вызываемые необходимостью ожидать очередную возможность обгона, приводит к повышению расхода топлива.
Расход топлива будет так же увеличиваться, если водитель будет разгоняться до постоянной максимальной скорости при снижении уровня удобства движения. Это означает, что при снижении уровня удобства движения в транспортном потоке необходимо уменьшать максимальную скорость автомобиля на участках свободного движения.
Комплексным показателем эффективности управления автомобилем является отношение скорости сообщения Vс к расходу топлива qs. Этот показатель называется коэффициентом преобразования топлива в скорость kqv:
kqv = Vс / qs, 100 км2/ч*л (1)
Физический смысл kqv следующий: его величина равна скорости сообщения, которую создает один литр топлива, израсходованный на 100 км пути. Его значение сначала увеличивается (скорость растет быстрее, чем расход топлива), а затем начинает уменьшаться (скорость растет медленнее, чем расход топлива).
Максимальному значению kqv при движении на высшей передаче с постоянной скоростью соответствует эффективная скорость Vэ. Для легковых автомобилей ее величина изменяется в диапазоне от 100 до 120 км/ч в зависимости от топливно-скоростных свойств автомобиля. Для грузовых автомобилей величина Vэ изменяется в диапазоне от 70 до 90 км/ч. При переходе на низшие передачи во время движения с постоянной скоростью kqv уменьшается обратно пропорционально увеличению передаточного отношения.
При движении с переменной скоростью kqv уменьшается по отношению к его величине при постоянной скорости тем больше, чем выше неравномерность движения автомобиля.
На основании изложенного можно сформулировать модель поведения водителя в транспортном потоке, реализация которой приводит к повышению эффективности управления автомобилем: в свободном транспортном потоке максимальная скорость не должна превышать Vэ; при снижении уровня удобства движения для замедления процесса уменьшения kqv необходимо ограничивать максимальную скорость на участках свободного движения тем больше, чем ниже уровень удобства движения. Для каждого уровня удобства движения и для каждой категории транспортных средств существуют оптимальные максимальные скорости, обеспечивающие движение с оптимальной скоростью сообщения Vс.опт, которая равна наиболее вероятной скорости транспортного потока (при наличии в потоке ТС различных категорий - наиболее вероятной скорости движения ТС своей категории). На рис. 1 значения максимальных скоростей, обеспечивающих движение с оптимальными скоростями сообщения Vс.опт, в транспортных потоках с уровнями удобства движения B, C, D, E, F, обозначены: VB, VC, VD, VE, VF. При этом скорость сообщения уменьшается незначительно (по сравнению со скоростью, достигаемой при реализации модели поведения гонщика) и тем меньше, чем ниже уровень удобства движения. Из изложенного следует:
- мастерство водителя при движении в транспортном потоке определяется его умением ограничивать максимальную скорость до такого значения, при котором скорость сообщения будет оптимальной Vс.опт, равной наиболее вероятной скорости транспортного потока;
- повышение эффективности управления автомобилем (увеличение коэффициента преобразования топлива в скорость kqv) возможно только за счет снижения расхода топлива. Поэтому попытки водителя повысить скорость сообщения относительно ее оптимального значения, путем реализации модели поведения гонщика, говорят о его низкой квалификации.
Чтобы эффективно управлять автомобилем водителю, необходимо знать, как он должен двигаться к этой цели - знать и уметь применять модель оптимального поведения в транспортном потоке, приведенную ниже.
Модель оптимального поведения водителя в транспортном потоке
- разгон при встраивании в транспортный поток и его пересечении, обгоне автомобилей - с необходимой для обеспечения безопасности интенсивностью;
- крейсерская скорость - по возможности равномерное движение со скоростью транспортного потока;
- максимальная скорость в свободном транспортном потоке - эффективная скорость Vэ, но не больше разрешенной скорости плюс 10 км/ч.
- ограничение максимальной скорости на участках свободного движения по сравнению с разрешенной при снижении уровня удобства движения;
- плавное снижение скорости путем применения наката и торможения двигателем;
- дистанция - не менее 3...4 с, когда лидер ТС той же категории, 4...5 с, когда лидер ТС более низкой категории.
- обгон - только тихоходных автомобилей, "выпадающих" из транспортного потока;
- смена полосы только при необходимости совершить поворот, опередить "тихоходный" автомобиль.
Экономичный алгоритм управления автомобилем задает при разгоне положение педали скорости и частоту вращения коленчатого вала в момент перехода на высшие передачи; задает передачу при установившемся движении в зависимости от скорости [4], [5]. Для каждой модели автомобиля имеется свой экономичный алгоритм управления.
Чтобы добиваться максимальной эффективности управления автомобилем, водителю необходима информация обратной связи, о том, насколько успешно он решает задачу. Такой информацией являются:
- скорость сообщения Vс;
- путевой расход топлива в сравнении с нормативным его значением.
1.3. Условия безопасного управления автомобилем
при движении по дорогам общего пользования
Чтобы безопасно управлять автомобилем, необходимо понять причины возникновения ДТП, которое происходит тогда, когда система водитель-автомобиль не может выполнить маневр, предписанный сложившейся дорожно-транспортной ситуацией. В результате происходит дорожно-транспортное происшествие одного из возможных типов: наезд на препятствие, съезд с дороги, столкновение с другими ТС, опрокидывание на дороге в процессе выполнения маневра. На рис. 2 приведены графики надежности выполнения маневров: при его постоянных геометрических параметрах и изменении скорости выполнения; при постоянной скорости и изменении геометрических параметров маневра (верхний ряд графиков) [6]. Ниже приведены графики опасного (средние графики) и безопасного (нижние графики) распределения скоростей движения в транспортном потоке. Рассмотрим приведенные графики.
Рис. 2 - Графики изменения надежности выполнения маневров в зависимости от скорости (слева) и в зависимости от дистанции (справа), опасного (средние графики) и безопасного (нижние графики) распределения скоростей в транспортном потоке
Как можно видеть из представленных на рис. 2 графиков безопасной скоростью является ее наибольшее значение Vбез, при превышении которого надежность выполнения маневра становится меньше единицы, а безопасной дистанцией dбез - наименьшее ее значение, при уменьшении относительно
Рис. 3 - Изменение средней наработки на ДТП SДТП в зависимости от отклонения скорости автомобиля от наиболее вероятной скорости транспортного потока DV
ДТП по вине водителя не произойдет, если скорость будет не больше, а дистанция не меньше Vбез и dбез соответственно. На средних и нижних штриховкой показана доля систем водитель-автомобиль, по вине которых ДТП не может произойти. Из приведенных графиков видно, что для повышения активной безопасности дорожного движения необходимо уменьшить долю водителей, которые превышают Vбез и уменьшают дистанцию относительно dбез. Однако опасность представляют не только те водители, которые превышают Vбез. На рис. 3 приведен график изменения средней наработки на ДТП SДТП в зависимости от отклонения скорости автомобиля от наиболее вероятной скорости транспортного потока [5].
Как можно видеть из представленного на рис. 3 графика, уменьшение скорости автомобиля относительно скорости транспортного потока так же опасно, как и ее превышение.
Водитель так же управляет траекторией движения автомобиля, обеспечивая безопасные значения бокового интервала. С учетом изложенного можно сформулировать условия безопасного управления автомобилем:
- в любой дорожно-транспортной ситуации скорость не должна быть больше, а дистанция и боковой интервал - меньше безопасных значений;
- при этом скорость должна быть не меньше, а боковой интервал не больше значений, при которых автомобиль будет создавать помехи для других участников движения, в результате которых их скорость окажется больше, а дистанция и боковой интервал - меньше безопасных значений.
Безопасные значения скорости, дистанции и бокового интервала определяют положение границ безопасного управления. Значения скорости, которую нельзя превышать, дистанции и бокового интервала, которые нельзя занижать, определяют положение внешней границы безопасного управления.
Значения скорости, которую нельзя занижать и бокового интервала, который нельзя завышать, чтобы не создавать помех другим участникам движения, определяют положение внутренней границы безопасного управления.
Переход через границы безопасного управления означает, что водитель стал участником игры в автомобильную рулетку и быть или не быть ДТП с этого момента определяет случай. Чем дальше отклоняются от границы безопасного управления скорость, дистанция и боковой интервал, тем выше вероятность ДТП [6].
Повышение свойств транспортного средства, ошибочно называемых свойствами активной безопасности (скоростных, тормозных, устойчивости против бокового скольжения и опрокидывания) и улучшение дорожных условий не повышает безопасность управления автомобилем, а только изменяет положение границ безопасного управления, позволяя ездить безопасно с более высокой скоростью в свободном транспортном потоке.
Повышенный уровень аварийности среди начинающих водителей означает, что мы допускаем к участию в дорожном движении водителей, не умеющих управлять автомобилем, оставаясь в границах безопасного управления. Низкий уровень безопасности дорожного движения означает, что большое количеством водителей, достигших своего "потолка" в умении управлять автомобилем, так и не научились делать это, не переходя границ безопасного управления.
Возникает естественный вопрос: "Что мешает водителям оставаться в границах безопасного управления"? Основной причиной этого является отсутствие у водителей объективной информации о положении этих границ. Безопасные значения скорости, дистанции и бокового интервала водители оценивают субъективно, с ошибкой. Ее знак и величина зависят от их опыта и социально-психологических качеств.
На основании изложенного, обучение вождению автомобиля и последующее управление им можно сравнить с обучением, тренировкой и проведением соревнований по прыжкам в высоту без планки. При обучении, инструктор, оценивающий положение границ безопасного управления с ошибкой, формирует у обучаемого начальные представления об их положении. Экзаменатор, допускающий к участию в дорожном движении кандидатов в водители, не умеющих управлять автомобилем, оставаясь в границах безопасного управления, так же оценивает положение этих границ с ошибкой. Начинающий водитель уточняет свои представления о положении границ безопасного управления, сформированные в период обучения, по мере приобретения опыта. Будет этот опыт положительным или отрицательным зависит от набора социально-психологических качеств водителя.
Если набор этих качеств способствует занижению безопасной скорости и завышению безопасных значений дистанции и бокового интервала, с приобретением опыта повышается точность оценок и формируется безопасное поведение водителя в дорожном движении. Когда начинающий водитель обладает набором качеств, способствующих завышению безопасной скорости и занижению безопасных значений дистанции и бокового интервала, происходит отрицательное обучение - закрепление этих ошибочных представлений.
Происходит это потому, что вероятность ДТП при переходе границ безопасного управления является редким событием по сравнению с событием перехода границ безопасного управления. На одно неучетное ДТП приходится, в среднем, 1000 критических случаев перехода границ безопасного управления, а на одно учетное ДТП - 8000 таких случаев [5]. Из тех, кто склонен завышать безопасную скорость и занижать дистанцию и боковой интервал относительно безопасных значений, формируется группа ненадежных водителей, определяющих уровень аварийности дорожного движения. Преобладание в транспортном потоке надежных или ненадежных водителей определяется менталитетом населения. По этой причине уровень активной безопасности дорожного движения в различных странах ЕС различается в несколько раз. Аналогичная ситуация имеет место при анализе активной безопасности в регионах России. Единственной объективной информацией о переходе границ безопасного управления является ДТП, произошедшее по вине водителя.
На основании изложенного можно сделать вывод о том, что повысить активную безопасность дорожного движения возможно только двумя способами: изменением менталитета населения; обеспечением водителей и органов дорожного надзора информацией об уровне безопасности управления автомобилем, получаемой в реальном масштабе времени.
Поскольку реализовать первый способ не представляется возможным, необходима разработка измеряемых показателей безопасности управления автомобилем, с помощью которых водитель будет в процессе управления получать информацию о безопасности выбираемых им режимов движения, а органы дорожного надзора смогут контролировать поведение водителя в дорожном движении и пресекать случаи перехода границ безопасного управления.
Около 40% ДТП по вине водителей происходит из-за превышения безопасной скорости. Основной причиной превышения безопасной скорости являются попытки водителей при движении в транспортном потоке повысить скорость сообщения путем реализации модели поведения гонщика.
На рис. 3 был приведен график изменения показателя безопасности управления автомобилем - средней наработки на ДТП SДТП в зависимости от отклонения скорости автомобиля от наиболее вероятной скорости транспортного потока. Из приведенного на рис. 3 графика видно, что отклонение скорости автомобиля от наиболее вероятной скорости транспортного потока, в обе стороны, снижает безопасность управления автомобилем. Это означает, что, во-первых, для безопасного управления автомобилем при снижении уровня удобства движения водитель должен делать то же самое, что и для повышения эффективности управления - ограничивать максимальную скорость тем больше, чем ниже уровень удобства движения. А во-вторых, он не может уменьшать скорость автомобиля относительно скорости транспортного потока больше, чем на определенную величину. Иными словами нельзя управлять безопасно, не управляя эффективно. На основании изложенного можно сделать заключение о том, что максимальная скорость является показателем безопасности управления автомобилем.
При реализации модели поведения гонщика водитель стремиться обогнать как можно больше автомобилей. Для этого, в ожидании возможности обгона, он уменьшает дистанцию относительно безопасного значения, интенсивно разгоняется, из-за большой разницы скоростей интенсивно тормозит, догоняя следующий автомобиль. При этом его движение происходит неравномерно, с большими ускорениями. Неравномерность движения отрицательно влияет и на эффективность и на безопасность управления автомобилем. Для ее оценки в теории транспортных потоков используется показатель, названный шумом ускорения - среднее квадратичное отклонение продольного ускорения от среднего значения [7].
Рис. 4 - Зависимость средней наработки на ДТП SДТП от величины шума ускорения
На рис. 4 приведен график изменения показателя безопасности управления автомобилем SДТП в зависимости от шума ускорения [4].
В связи с изложенным, вторым показателем безопасности управления автомобилем является неравномерность движения - шум продольного ускорения. Обобщая можно сказать, что для повышения активной безопасности движения необходимо делать то же, что и для повышения эффективности управления автомобилем: в свободном транспортном потоке не превышать разрешенную скорость, при снижении уровня удобства движения ограничивать максимальную скорость относительно разрешенной, повышать равномерность движения автомобиля.
В работе [2] на основании анализа трудовой деятельности человека в различных сферах показано, что существует конфликт между мотивами к повышению эффективности достижения цели и безопасности. Проведенный анализ выявил интересную особенность деятельности водителя, заключающуюся в отсутствии такого конфликта, если водителей умеет правильно выбирать модель поведения в дорожном движении.
Это означает, что необходимо учить не безопасному управлению, а управлению с заданным качеством: заданными уровнями эффективности и безопасности. Аналогичную задачу необходимо ставить и при повышении квалификации водителей.
1.4. Экологичное вождение автомобиля
Автомобильный транспорт является одним из серьезных источников загрязнения атмосферы углекислым газом, создающим парниковый эффект, ведущий к глобальному потеплению. В связи с этим на международном уровне в 2010 г. было принято решение о разработки программы, которая позволит снизить эксплуатационный расход топлива в два раза. Одним из путей уменьшения эксплуатационного расхода топлива является применение метода экономичного управления автомобилем. В странах Европейского союза реализуются правительственные программы обучения экономичному вождению водителей, в программы подготовки водителей включено изучение метода экономичного управления автомобилем.
Проведенный анализ позволяет определить следующие показатели качества управления автомобилем.
Показатели эффективности управления автомобилем:
- средняя скорость сообщения Vс в км/ч;
- путевой расход топлива qs в л/100 км.
Показатели безопасности управления:
- максимальная скорость Vmax в км/ч;
- шум ускорения в м/с2.
Показатель экологичности управления автомобилем:
- путевой расход топлива qs в л/100 км.
2. Проведение испытаний легкового автомобиля
для определения нормативных зависимостей для вычисления
критериев качества управления легковым автомобилем
Чтобы задать уровни эффективности и безопасности и экологичности управления автомобилем, необходимо определить нормативные значения показателей качества управления: скорости сообщения Vс, расхода топлива qs, нормативных значений максимальной скорости V.н и шума ускорения.
При подготовке средств измерений к испытаниям, с учетом того, что средства контроля качества управления автомобилем должны быть пригодны для установки на учебные автомобили, была поставлена задача использования штатных датчиков для получения исходной информации, используемой при вычислении показателей качества управления.
Проведенные исследования показали невозможность вычисления величины шума ускорения с использованием штатного датчика скорости. В связи с этим было принято решение отказаться от вычисления шума ускорения. При принятии этого решения учитывалось то, что путевой расход топлива является комплексным показателем эффективности управления автомобилем, который изменяется пропорционально изменению шума ускорения.
Испытания проводились на автомобиле Лада Калина. Для измерения перечисленных выше показателей качества управления автомобилем был применен
Маршрутный компьютер производства Курского завода "СчетМаш". Общий вид МК14 показан на рис. 5.
Рис. 5 - Общий вид маршрутного компьютера МК-14
Перечень измеряемых параметров приведен в таблице 1.
Таблица 1 - Технические характеристики перепрограммированного МК14
Наименование параметра
Ед. изм.
Диапазон измерения
Дискретность измерения
Текущее время суток
ч, мин
00,00...23,59
1
Время поездки
ч, мин, с
00,00...23,59
1
Пробег за поездку
км
0,0...999,9
0,1
Расход топлива за поездку
л
0,0...999,9
0,1
Скорость сообщения в поездке
км/ч
0,0...150,0
0,1
Максимальная скорость в поездке
км/ч
0,0...150,0
0,1
Текущая (мгновенная) скорость
км/ч
0,0...150,0
0,1
Средний расход топлива в поездке
л/100 км
0,0...99,9
0,1
Текущий (мгновенный) расход топлива
л/100 км
0,0...99,9
0,1
Сигнализация о превышение заданной скорости
км/ч
0...150
5
Наименование параметра
Ед. изм.
Диапазон измерения
Дискретность измерения
Наименование параметра
Наименование параметра
Ед. изм.
Ед. изм.
Диапазон измерения
Диапазон измерения
Дискретность измерения
Дискретность измерения
Текущее время суток
ч, мин
00,00...23,59
1
Текущее время суток
Текущее время суток
ч, мин
ч, мин
00,00...23,59
00,00...23,59
1
1
Время поездки
ч, мин, с
00,00...23,59
1
Время поездки
Время поездки
ч, мин, с
ч, мин, с
00,00...23,59
00,00...23,59
1
1
Пробег за поездку
км
0,0...999,9
0,1
Пробег за поездку
Пробег за поездку
км
км
0,0...999,9
0,0...999,9
0,1
0,1
Расход топлива за поездку
л
0,0...999,9
0,1
Расход топлива за поездку
Расход топлива за поездку
л
л
0,0...999,9
0,0...999,9
0,1
0,1
Скорость сообщения в поездке
км/ч
0,0...150,0
0,1
Скорость сообщения в поездке
Скорость сообщения в поездке
км/ч
км/ч
0,0...150,0
0,0...150,0
0,1
0,1
Максимальная скорость в поездке
км/ч
0,0...150,0
0,1
Максимальная скорость в поездке
Максимальная скорость в поездке
км/ч
км/ч
0,0...150,0
0,0...150,0
0,1
0,1
Текущая (мгновенная) скорость
км/ч
0,0...150,0
0,1
Текущая (мгновенная) скорость
Текущая (мгновенная) скорость
км/ч
км/ч
0,0...150,0
0,0...150,0
0,1
0,1
Средний расход топлива в поездке
л/100 км
0,0...99,9
0,1
Средний расход топлива в поездке
Средний расход топлива в поездке
л/100 км
л/100 км
0,0...99,9
0,0...99,9
0,1
0,1
Текущий (мгновенный) расход топлива
л/100 км
0,0...99,9
0,1
Текущий (мгновенный) расход топлива
Текущий (мгновенный) расход топлива
л/100 км
л/100 км
0,0...99,9
0,0...99,9
0,1
0,1
Сигнализация о превышение заданной скорости
км/ч
0...150
5
Сигнализация о превышение заданной скорости
Сигнализация о превышение заданной скорости
км/ч
км/ч
0...150
0...150
5
5
Результаты измерений по окончании каждой поездки заносились в протокол. Форма протокола приведена в таблице 2.
Таблица 2 - Протокол N _1_ от 12.05.2014_г.
Водитель _Иванов_ Контролер_Петров_ ТС_Лада Калина ________
N п/п
Дата
км
ч:мин
км/ч
Vmax
км/ч
qs
л/100 км
qs.н
л/100 км
1.
12.05.
34
1:40
20,4
40
12
10,0
2.
14.05
34
1:43
19,8
40
12,2
10,0
3.
N п/п
Дата
км
ч:мин
км/ч
Vmax
км/ч
qs
л/100 км
qs.н
л/100 км
N п/п
N п/п
Дата
Дата
км
км
ч:мин
ч:мин
км/ч
км/ч
Vmax
км/ч
Vmax
км/ч
qs
л/100 км
qs
л/100 км
qs.н
л/100 км
qs.н
л/100 км
1.
12.05.
34
1:40
20,4
40
12
10,0
1.
1.
12.05.
12.05.
34
34
1:40
1:40
20,4
20,4
40
40
12
12
10,0
10,0
2.
14.05
34
1:43
19,8
40
12,2
10,0
2.
2.
14.05
14.05
34
34
1:43
1:43
19,8
19,8
40
40
12,2
12,2
10,0
10,0
3.
3.
3.
При проведении испытаний водитель использовал описанную выше оптимальную модель поведения в дорожном движении в сочетании с экономичным алгоритмом управления автомобилем.
Экономичный алгоритм управления автомобилем Лада Калина
Начинать движение сразу после пуска двигателя.
Разгон:
- производится при максимальном перемещении педали скорости;
- переключение на высшую передачу производится при следующих значениях частоты вращения коленчатого вала:
- при использовании 1 - 2 - 3 - 4 - 5 передач - 2000 мин-1
- при использовании 1 - 3 - 5 передач - 2500 мин-1
Установившееся движение осуществлять на самой высокой передаче обеспечивающей устойчивую работу двигателя. Минимально-устойчивые скорости движения на передачах:
5-я - 45 км/ч;
4-я - 30 км/ч
3-я - 20 км/ч;
2-я - 10 км/ч
Снижение скорости в результате повышения сопротивления движения:
- полностью переместить педаль скорости;
- переходить на низшие передачи при снижении частоты вращения коленчатого вала до 1700 мин-1.
Движение на спуске:
- при изменении скорости в пределах 5 км/ч использовать движение накатом;
- при увеличении скорости более чем на 5 км/ч - применять торможение двигателем;
- при невозможности выбора передачу, обеспечивающую движение на спуске с постоянной скоростью, помочь торможению двигателем, нажав на педаль тормоза.
Замедление:
- плановое замедление выполнять переходя к движению накатом;
- торможение педалью тормоза выполнять при приближении к точке завершения маневра с замедлением не более 2 м/с2.
Выключать двигатель сразу после завершения поездки.
Испытания проводились на дорогах Москвы, Московской области и на автомагистрали I-й категории Москва - Дон. Максимальная скорость в городе не превышала 70 км/ч, на шоссе - 100 км/ч, на автомагистрали - 120 км/ч. Полученные результаты испытаний были положены в основу разработки требований к нормативным значениям максимальной скорости и расхода топлива.
3. Теоретическое обоснование и выбор контролируемых
параметров эффективности, безопасности и экологичности
управления легковым автомобилем
Чтобы создать обратную связь о качестве управления автомобилем, недостаточно измерить показатели качества управления, необходимо сравнить их с нормативными значениями. Только в этом случае водитель получит информацию о том, насколько эффективно, безопасно и экологично он управляет автомобилем.
При проведении испытаний использовалась модель оптимального управления автомобилем, поэтому полученные результаты могут быть приняты в качестве нормативных значений показателей качества управления автомобилем.
Поскольку средняя скорость сообщения, максимальная скорость и путевой расход топлива зависят от условий движения, возникает необходимость установления зависимостей нормативных значений измеряемых показателей качества управления автомобилем от условий движения. Главным фактором, характеризующим условия движения, является плотность транспортного потока. Проблема заключается в том, что оценить уровень удобства движения в транспортном потоке невозможно путем измерения параметров движения автомобиля.
Наиболее информативным измеряемым показателем уровня удобства движения в транспортном потоке является средняя скорость сообщения. Каждый водитель стремиться достичь пункта назначения с оптимальной, по его пониманию, средней скоростью. Величина средней скорости сообщения зависит от максимальной скорости, развиваемой на участках свободного движения. Как было показано на рис. 1, чтобы ехать с оптимальной средней скоростью сообщения, максимальная скорость не должна превышать определенной величины. Иными словами, если максимальная скорость превышает среднюю скорость сообщения на величину больше оптимальной, то это означает снижение эффективности и безопасности управления автомобилем. На основании изложенного можно сделать вывод о том, что если при эксплуатационных испытаниях водитель реализует оптимальную модель управления автомобилем, то мы можем построить зависимость максимальной скорости от величины средней скорости сообщения, то, используя ее, можно при известной средней скорости сообщения мы можем определить нормативную величину максимальной скорости. Зависимость максимально скорости от средней скорости сообщения, определенная для одного легкового автомобиля, пригодна для определения нормативного значения максимальной скорости всех легковых автомобилей. Это связано с тем, что зависимость максимальной скорости от средней скорости сообщения определяется не скоростными свойствами легкового автомобиля, а уровнем удобства движения в транспортном потоке.
Путевой расход топлива так же зависит от средней скорости сообщения. Однако его величина зависит от топливно-скоростных свойств конкретной модели автомобиля. Поэтому для определения нормативной зависимости путевого расхода топлива от средней скорости сообщения требуется проведение лабораторно-дорожных испытаний для каждой модели автомобиля. Поскольку это могут сделать только заводы изготовители, применить такую зависимость для оценки качества управления автомобилем при обучении вождению невозможно. Поэтому для нормирования путевого расхода топлива были использованы Нормы расхода топлива и смазочных материалов на автомобильном транспорте [8], утверждаемые Минтрансом России. Нормы расхода топлива устанавливаются практически для всех моделей транспортных средств, эксплуатируемых на территории России. В основу нормирования положена базовая норма расхода топлива, которая устанавливается для каждой модели автомобиля. А для учета условий эксплуатации применяются повышающие коэффициенты. Нормы расхода топлива повышаются при следующих условиях:
- при снижении температуры ниже определенной величины. Величина коэффициента увеличивается при снижении температура окружающего воздуха;
- при работе автомобиля в условиях повышенной высоты над уровнем моря. Величина коэффициента увеличивается при повышении высоты над уровнем моря;
- при работе автомобиля в городах. Величина коэффициента увеличивается при увеличении численности населения в городе;
- при повышении срока эксплуатации автомобиля.
На основании обработки протоколов испытаний была построена зависимость изменения максимальной скорости автомобиля от средней скорости сообщения.
Нормативное значение путевого расхода топлива определялось в соответствии с методическими указаниями Минтранса России.
4. Разработка алгоритмов вычисления измеряемых параметров
и их нормативных значений
Сводные протоколы результатов эксплуатационных испытаний автомобиля Лада Калина приведен в Приложении 1, табл. П.1.1 и П.1.2. В табл. П.1 приведены показатели качества управления в поездках, в табл. П.2 - в ездовых циклах, каждый из которых равен 5 км. Результаты испытаний, полученные в процессе поездки, были использованы для сравнения с нормативами расхода топлива, установленными Минтрансом России. Результаты испытаний в ездовых циклах были использованы для определения алгоритмов вычисления нормативных значений максимальной скорости в зависимости от величины средней скорости сообщения. Для определения указанной зависимости на график с осями: ось абсцисс - средняя скорость сообщения Vс, ось ординат - максимальная скорость Vmax, были нанесены данные из табл. П.2. Были выделены три диапазона изменения средней скорости сообщения Vс, в пределах которых зависимость Vmax от Vс можно было аппроксимировать линейными функциями. В результате была получена кусочно-линейная функция, описывающая изменение нормативной максимальной скорости Vmax.н в зависимости от средней скорости сообщения Vс. Полученный график приведен на рис. 6.
Максимальная нормативная скорость вычисляется по уравнениям:
Vmax.н = 0.964Vс + 30 км/ч, если 0 < Vс. 27.5 км/ч (2)
Vmax.н = 0,493Vс + 42.93 км/ч, если 27.5 < Vс. 75 км/ч (3)
Vmax.н = Vс + 10 км/ч, если 75 < Vс. км/ч (4)
Рис. 6 - Зависимость максимальной нормативной скорости Vmax.н от средней скорости сообщения Vс
Вычисление нормативного расхода топлива производится по методике, приведенной в приложении 2.
5. Разработка компьютерных программ реализации алгоритмов
вычисления критериев качества управления
Для реализации алгоритмов вычисления разработано программное обеспечение, которое вычисляет следующие параметры:
- пройденный путь;
- среднюю скорость;
- максимальную скорость;
- расход топлива.
Кроме того, вычисляются нормативные значения для:
- максимальной скорости;
- расхода топлива.
По результатам каждой поездки формируется протокол. На основании анализа всех поездок строятся графики результатов обучения, описывающие изменение максимальной скорости и расхода топлива от количества поездок.
6. Выбор IT-устройства
Требования, предъявляемые к IT-устройству:
- устройство должно быть переносным и портативным;
- время непрерывной работы без подзарядки не менее 8 часов;
- возможность подзарядки от бортовой сети автомобиля;
- необходимо наличие клавиатуры для ввода данных;
- размер экрана не менее 10 дюймов по диагонали;
- яркость экрана должна быть достаточной для работы в солнечную погоду;
- операционная система Windows 7 или более новая;
- минимально возможная стоимость.
Были проанализированы различные устройства в следующих форм-факторах: планшеты, нетбуки, ноутбуки.
Большая часть планшетов с диагональю экрана более 10 дюймов работает под управлением операционной системы Android и iOS. У таких планшетов небольшие аккумуляторы, и продолжительность непрерывной работы менее 8 часов. Планшеты с необходимой продолжительностью работы и ОС Windows 7 более дорогие - стоят от 20 тыс. руб.
Ноутбуки низкой ценовой категории не соответствуют требованиям продолжительности автономной работы.
Нетбуки подходят по всем критериям при стоимости порядка 12 тыс. руб. Например, ASUS Eee PC 1025c.
7. Разработка программного обеспечения для IT-устройства
Для реализации алгоритмов вычисления разработано программное обеспечение для переносного компьютера с операционной системой Windows 7 или более новой. Программное обеспечение позволяет записывать данные поступающие с передатчика, рассчитывать критерии качества управления и сохранять результаты для последующего анализа. Возможна установка программы на настольный компьютер для просмотра и вывода на печать отчетов о качестве управления.
Программное обеспечение написано на языке C# под .NET Framework v4.0. Данные результатов измерения хранятся в локальной базе данных SQLite. Отчеты создаются в формате PDF. Программное обеспечение прилагается на компакт-диске.
8. Подготовка руководства по применению
технического средства контроля эффективности,
безопасности и экологичности вождения при профессиональном
обучении водителей транспортных средств, включающее общие
сведения о назначении технического средства контроля,
алгоритм запуска и выхода из программы, принципы
оценки контроля эффективности, безопасности
и экологичности вождения
Руководство по применению технического средства контроля эффективности, безопасности и экологичности вождения транспортного средства приведено в приложении 3.
9. Разработка технического задания на техническое средство
Техническое задание на техническое средство контроля эффективности, безопасности и экологичности управления транспортным средством категории "В" приведено в приложении 4.
10. Разработка методики и технического средства
контроля эффективности, безопасности и экологичности
вождения в условиях дорожного движения и рекомендаций
по их применению для профессионального обучения водителей
транспортных средств различных категорий и подкатегорий
Методика применения технического средства контроля качества управления автомобилем проведена в приложении 5.
Литература
1. Котик М.А. Курс инженерной психологии. - 2-е изд. испр. и доп. - Талион, Валгус, 1978. - 364 с.
2. Котик М.А. Психология и безопасность. Изд. 2-е, испр. и доп. - Таллин: Валгус, 1987 - 440 с.
3. Клебельсберг Д. Транспортная психология: Пер. с нем/под ред. В.Б. Мазуркевича - М.: Транспорт - 367 с.
4. Майборода О.В. Основы управления автомобилем и безопасность движения: учебник водителя автотранспортных средств категорий "C", "D", "E"/О.В. Майборода - 4-е изд. стер. - М.: Академия, 2008 - 256 с.
5. Майборода О.В. Искусство управления автомобилем. Как предотвращать нештатные ситуации: учебное пособие водителя автотранспортных средств категории "В"/О.В. Майборода - М.: МААШ, 2009 - 106 с.
6. Майборода О.В. Кто он безопасный водитель? Для повышения безопасности необходимо изменить поведение водителей. - Автомоб. транспорт, 2003, N 11, с. 25 - 26.
7. Дрю Д. Теория транспортных потоков и управление ими/Пер. с англ. Коваленко Е.Г. и Шермана Г.Д. Под ред. чл.-корр. АН СССР Бусленко Е.Г. - М.: Транспорт, 1972 - 357 с.
8. Методические рекомендации "Нормы расхода топлива и смазочных материалов на автомобильном транспорте". - М.: Минтранс России, 2008.

Еще документы:

"Об организации приема на обучение по образовательным программам высшего образования на 2015/2016 учебный год"
<О дополнении к письму ГТК РФ от 29.03.99 N 01-15/9687>
"О разъяснении положений Федерального закона от 5 апреля 2013 г. N 44-ФЗ "О контрактной системе в сфере закупок товаров, работ, услуг для обеспечения государственных и муниципальных нужд"
<Об освобождении от налогообложения пособия по безработице>