VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
ÚSTAV SOUDNÍHO INŽENÝRSTVÍ INSTITUT OF FORENSIC ENGINEERING
ANALÝZA REAKCÍ IDI
NA SLOŽENÉ PODN TY
ANALYSIS OF DRIVER´S RESPONSES TO COMPLEX STIMULI
DIZERTA NÍ PRÁCE DOCTORAL THESIS
AUTOR PRÁCE
Ing. ALEŠ KAPLÁNEK
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR
BRNO 2010
prof. Ing. ZDEN K KOLÍBAL, CSc.
Abstrakt: Tato práce se zabývá p ípravou, realizací a základním vyhodnocením reak ních dob idi podn ty.
motorových vozidel na jednoduché optické a složené ( jiné než optické)
Jízdní zkoušky provád né z ásti v podmínkách b žného provozu a z ásti na
zkušební dráze jsou dopln ny zjiš ováním reak ních dob idi
p i telefonování b hem ízení
vozidla. Znalost skute né, technicky možné délky reak ní doby je zapot ebí p i analýze a následném posuzování p í in a pr b h silni ních dopravních nehod.
Abstract: This paper deals with the preparation, implementation, and basic assessment of the motorists’ response times to simple optical and complex – other than optical - stimuli. Driving tests conducted partly under regular traffic conditions and partly on a test track are completed with findings on how drivers react when they use their phones during driving. Knowledge of the actual technically achievable reaction time is necessary in performing analyses and consequent assessments of the causes and developments of road traffic accidents.
Klí ová slova: reak ní doba, telefonování za jízdy, složený reak ní podn t Key words: reaction time, use of one’s phone when driving, complex response stimulus
Bibliografická citace: KAPLÁNEK, A.: Analýza reakcí idi
na složené podn ty. Brno: Vysoké u ení
technické v Brn , Ústav soudního inženýrství, 2010. 90 s. Vedoucí diserta ní práce Prof. Ing. Zden k Kolíbal, CSc.
2
Prohlašuji, že jsem diserta ní práci zpracoval samostatn a že jsem uvedl všechny použité informa ní zdroje.
V Brn dne 10. 5. 2010
Ing. Aleš Kaplánek
3
D kuji všem mým velkým u itel m, kte í mi ukázali cestu a kte í m po ní dovedli až sem. D kuji všem, kte í mi nezištn v novali sv j as, své nápady, um a zkušenosti, bez nichž by moje práce nebyla uskute nitelná. Výslovný dík pat í mému školiteli Prof. Ing. Zde ku Kolíbalovi, CSc., pracovník m Okresní správy silnic se sídlem v Tachov , Autoškole Veselý se sídlem v Aši, pracovník m HZS a zkušebny nákladních vozidel spole nosti Tatra, a.s. Kop ivnice a pracovník m firmy AD Systémy Trnová u Plzn .
4
Obsah 1.0
Úvod .................................................................................................................
6
2.0
Sou asný stav poznání v dané oblasti ..............................................................
8
2.1
Obecn k reak ní dob
...............................................................
8
2.2
Základní metody m ení reak ních dob ...............................................
11
2.3
Praktické poznatky- výsledky experimentálních m ení .....................
15
3.0
Formulace problému a cíle jeho ešení ............................................................
31
4.0
Metoda zpracování ...........................................................................................
33
4.1
Rámcová metodika m ení ...................................................................
33
4.2
Vymezení reak ních podn t ................................................................
33
4.3
Definování m ené reak ní doby ..........................................................
38
4.4
Projekt m ení .......................................................................................
38
4.4.1 Technický popis m icího za ízení ...........................................
38
4.4.2 Použitý software pro m ení dat ...............................................
42
4.4.3 Kroky p ípravy m ení .............................................................
42
4.4.4 Postup p i sb ru a vyhodnocování záznam ............................
45
Výsledky m ení reak ních dob .......................................................................
51
5.1
P íprava a provedení m ení .................................................................
51
5.2
Základní východiska pro vyhodnocení nam ených hodnot ................
53
5.3
Souhrnný p ehled nam ených hodnot .................................................
56
5.4
Vyhodnocení m ení dle provozních podmínek ..................................
57
5.5
Vyhodnocení m ení dle režimu .........................................................
69
5.6
Vyhodnocení reakcí idi
na složený podn t .....................................
75
6.0
Shrnutí a praktické využití získaných poznatk ...............................................
78
7.0
Záv r ...............................................................................................................
82
7.1
Vyhodnocení stanovených cíl ............................................................
82
7.2
Doporu ení pro další výzkum ..............................................................
85
8.0
P ehled použité literatury .................................................................................
86
9.0
Seznam vlastních publika ních prací ..............................................................
89
Seznam p íloh .............................................................................................................
90
5.0
idi
5
1.0
Úvod
Nedílnou sou ástí existence a vývoje lidské civilizace je doprava, kterou lze definovat jako organizovanou, zám rn provozovanou innost, sloužící k p emís ování p edevším osob a materiálních statk z místa na místo. Nezastupitelnou a stále rostoucí úlohu v doprav má doprava silni ní, p es veškerá negativa, která jsou s její existencí spojená a mezi která lze za adit zejména systematické poškozování životního prost edí a dosud spolehliv nevy ešenou závislost na neobnovitelných zdrojích paliv. Intenzita silni ní dopravy neustále nar stá, zvyšují se po ty motorových vozidel i etnost jejich používání, kdy d sledkem t chto trend m že být, a nez ídka tomu tak i je, snižování kvality a propustnosti silni ní sít . Tyto faktory ve svém souhrnu zvyšují i pouhou teoretickou pravd podobnost vzniku dalšího negativního jevu spojeného se silni ní dopravou, kterým jsou dopravní nehody. Vysoká spole enská závažnost a rozsah následk dopravních nehod vedla k pot eb jejich objas ovaní, jehož významným nástrojem je soudní inženýrství. Zakladatel p vodního v deckého pojetí soudního inženýrství, pan Ing. Ji í Smr ek, je definoval takto: „Soudní inženýrství je nová technická disciplína, zabývající se zkoumáním p í in, pr b hu a d sledk negativních technických jev všech obor . Jejím významným použitím v rámci hledání materiální pravdy je objas ování t chto jev pro ú ely ízení p ed státními orgány zejména v ízením trestním a ob anskoprávním,
p íp. i pro pot eby správních orgán
a
organizací“ [7] . Jedním ze základních východisek soudn inženýrského p ístupu k analýze dopravních nehod je systémovost - pro komplexní analýzu je t eba znát vlastnosti všech prvk systému, odvodit jejich chování a poznat vzájemné vazby tak, aby bylo možno popsat chování celého systému. Metoda systémového postupu je pak definována takto: a) Rozd lení na prvky ev. subsystémy - základní schéma „ lov k - stroj - prost edí“ b) Popis vlastností prvk systému c) Popis jednoduchých (obecných) interakcí prvk systému
6
d) Odvození chování jednotlivých prvk systému b hem nehodového d je e) Definování sty ných bod jednotlivých d j f) Popis chování celého systému v pr b hu nehodového d je g) Analýza možností zm ny pr b hu d je V sou asné dob
jsou, zejména díky stále dokonalejšímu programovému vybavení a
hardwarovým možnostem po íta , zajišt ny rozsáhlé možnosti technických rozbor d j dopravních nehod. Pro obvyklé zadání, které sm uje k technickému objasn ní p í in a pr b hu konkrétní dopravní nehody, je zapot ebí znát meze a možnosti lov ka jako d ležité ásti výše popsané soustavy lov k - vozidlo - okolí. Je tedy více než žádoucí stanovovat meze, ve kterých je ješt jednání ú astníka nehody (obvykle idi e) normální a kdy je již vadné. V návaznosti je t eba v novat se i mí e, jakou ten - který ú astník nehodového d je p isp l k jeho vzniku, podílel se na jeho pr b hu, jaké byly jeho možnosti nehodové situaci zabránit a kone n i jeho vlivu na následky nehody. Zp tné zkoumání chování konkrétního idi e - ú astníka dopravní nehody - za situace, která by v rn odpovídala p vodnímu nehodovému d ji - není p i analýze prakticky možné, a to zejména z d vodu problemati nosti navození odpovídajících podmínek. Mezi nejpodstatn jší faktory lze za adit o ekávanost již prožité situace, okamžitý stav idi e, jeho soust ed nost, sledování provozu, v domou i podv domou snahu ovlivnit výsledek atd.
Z uvedeného
d vodu jsou podklady pro stanovení skute n technicky možné délky reak ní doby získávány zpravidla na základ
experimentálních m ení, laboratorn
nebo v podmínkách reálného
provozu. Vzhledem k rozsáhlosti a složitosti problematiky nepokrývají dosud publikované práce zcela oblast možných situací, s nimiž je možno se v silni ním provozu setkat a které mohou více i mén ovliv ovat technicky možnou délku reak ní doby i zp soby reakcí zejména idi vozidel. P edm tem této práce je tedy snaha o rozší ení oblasti technického poznání o znalost charakteru reakcí a dosahovaných délek reak ních dob p i vzniku neo ekávaného, jiného než optického podn tu, zjiš ovaných za podmínek blízkých nebo zcela odpovídajících b žnému silni nímu provozu, v sekundární rovin pak posouzení možného vlivu používání mobilního telefonu na délku reakce idi e motorového vozidla.
7
2.0
Sou asný stav poznání v dané oblasti
2.1
Obecn k reak ní dob
as je jedním z parametr
podstatn
ovliv ujících pr b h dopravní nehody a následné
rozfázování a popis nehodového d je je d ležitým krokem k pochopení p í in a stanovení možností jejich zabrán ní. Ve vztahu k nehodovému d ji každé innosti idi e sm ující k zabrán ní vzniku i ešení nehodové situace (jedná se zpravidla o zatá ení i brzd ní) p edchází asový úsek, v n mž p ijímá rozhodnutí, která jsou odrazem vn jších podn t . Tento asový úsek bývá souhrnn ozna ován jako doba reakce idi e. V práci kolektivu vedeného BRADÁ EM [7] je reak ní doba definována takto: „Reak ní dobou ze soudn
inženýrského hlediska nazýváme
as od vjemu do uvedení
(zabezpe ovacího) za ízení v innost nau eným zp sobem. V neobvyklých situacích, bez nau eného zp sobu, bude pot ebná doba individuáln delší.“ Pro ú ely technické analýzy je reak ní doba subsystému “ idi + vozidlo“ len na dle Tab.1
Hranice asového úseku 1 2
3
ázev asového úseku
Po átek optického vnímání optická reakce
nebezpe ného objektu Po átek ostrého optického vnímání
reak ní doba
objektu
psychická reakce
idi e
Za átek svalové reakce svalová reakce
4
Dotyk brzdového pedálu prodleva brzd
5
6
První dotyk t ecích ploch brzd
odezva vozidla
Za átek zanechávání stop pneumatik na
náb h brzd
vozovce
Tab. 1 len ní reak ní doby subsystému „ idi + vozidlo“ pro ú ely technické analýzy nehody, p ípad nouzového (kritického) brzd ní [7]
8
Jednotlivé asové úseky reak ní doby idi e jsou definovány takto: - optická reakce idi e - rozumí se jí doba, kterou idi pot ebuje na post ehnutí objektu, který je v kritickém okamžiku mimo jeho p ímý výhled (zpozorování objektu v zorném poli oka a jeho optické zafixování); pokud idi kritický objekt p ímo sledoval, pak as optické reakce nep ichází v úvahu - psychická reakce idi e - rozumí se jí doba od optického zafixování kritického objektu do za átku svalové reakce (za átek snímání nohy z pedálu akcelerace) - svalová reakce - rozumí se jí doba od ukon ení psychické reakce do dotyku brzdového pedálu Po reak ní dob následuje odezva vozidla, kterou lze rozd lit na následující úseky: - prodleva brzd - doba od dotyku brzdového pedálu po první dotyk elistí brzd s bubnem ev. brzdových desti ek s kotou em - doba náb hu - z praxe technického znalectví je tato doba uvažována jako as od prvního dotyku elistí s brzdovým bubnem ev. desti ek s kotou em do okamžiku, kdy pneumatiky za ínají zanechávat viditelné stopy na vozovce Uvedené len ní vychází z rozhodnutí idi e sm ujícího k brzd ní. Pro stanovení odezvy vozidla p i rozhodnutí idi e zm nit sm r jízdy lze vyjít z prací VÉMOLY [41], KLEDUSE [22] a v neposlední ad BRADÁ E (jr) [2], kdy posledn jmenovaný uvádí, že odezva p i použití ízení je srovnatelná s dobou odezvy p i použití brzd. Návaznost jednotlivých asových úsek v p ípad brzd ní a pr b hy zpomalení, rychlosti a dráhy v závislosti na ase popisuje názorn VLK [42], jehož schéma je uvedeno na Obr.1. Ze schématu je patrný podstatný vliv doby p edcházející vlastnímu zpomalování, kdy teprve po jejím uplynutí a po uplynutí technické prodlevy pot ebné pro p ekonání v lí v p evodech brzdového mechanizmu dochází k nár stu brzdného ú inku a vozidlo za íná zpomalovat.
9
Legenda: tr – reak ní doba idi e tp – doba prodlevy brzd tn – doba náb hu brzd ní tu – doba plného zpomalení
Obr. 1 Pr b h brzd ní od po átku reakce po zastavení [42]
Prodlužováním reak ní doby tedy dochází k prodlužování celkové dráhy pot ebné k zastavení i snížení rychlosti vozidla, kdy krom vlastního st etu se prodloužení reak ní doby m že promítnout na jeho následcích. Tento aspekt je významný zejména v situaci, p i níž je jedním z ú astník
chodec, cyklista nebo jiná osoba, nepožívající výhod deforma ních zón a
zádržných systém moderních vozidel. Podstatný vliv délky reak ní doby lze spat ovat rovn ž z hlediska posuzování v asnosti reakcí jednotlivých ú astník nehodového d je a p ípadn hodnocení náhlosti vytvo ené p ekážky, která je definována jako p ekážka vzniklá na vzdálenost kratší, než na jaké je idi schopen z p im ené rychlosti zastavit - sou ástí vztahu pro stanovení dráhy k zastavení je doba reakce idi e a technické prodlevy vozidla:
10
sz = v0 (tr + tp) + v02 / 2 a kde
(1)
sz
...
dráha k zastavení [m]
v0
...
rychlost [m/s]
tr
...
doba reakce [s]
tp
...
doba technické prodlevy [s]
a
...
zpomalení [m/s2]
Dolní hranice dosažitelné reak ní doby pak m že být kritériem pro posouzení technické p ijatelnosti mechanizmu nehodového d je. P i analýze dopravní nehody a vyhodnocování možností jejímu zabrán ní potom stanovení neadekvátní i technicky nep ijatelné doby reakce m že vést k technicky nep esným až chybným záv r m, které se pak mohou se všemi d sledky stát východiskem pro rozhodování p íslušných orgán . Jak uvádí BRADÁ [7], délka reak ní doby závisí na pom rn zna ném množství faktor a nemá stejnou hodnotu ani u jednoho a téhož lov ka. M ní se nap íklad v závislosti na jeho únav , p ipravenosti k ur ité innosti a možnosti p edvídání situace, významný vliv má denní i no ní doba a s tím spojené otázky snížené viditelnosti v závislosti na kontrastu atd. Ve vý tu pak nelze opomenout negativní vliv koncentrace alkoholu v krvi na prodlužování reak ní doby, p ípadn použití n kterých lék nebo drog. Pro odpov dnou a komplexní technickou analýzu dopravních nehod se tedy jako podstatná podmínka jeví znalost skute n technicky možné délky reak ních dob, resp. znalost íselných hodnot obvykle dosahovaných dob reakcí, a to ve vztahu k podmínkám pokud možno blízkým zkoumané nehodové situaci.
2.2
Základní metody m ení reak ních dob
Metody zjiš ování reak ních dob lze obecn rozd lit na laboratorní a jízdní, z hlediska použité metody pak na laboratorní m ení na jednoú elových m ících p ístrojích, laboratorní m ení na simulátorech jízdy, jízdní zkoušky na zkušebních drahách nebo ve ejných komunikacích a kone n pozorování v podmínkách b žného provozu.
11
a)
Laboratorní m ení na jednoduchých m icích p ístrojích
Za ú elem provád ní psychologických vyšet ení disponují specializovaná pracovišt r znými typy zpravidla jednoú elových m ících za ízení, sloužících k rychlému zjišt ní reak ních as na jednoduchý optický nebo zvukový podn t, p ípadn na jejich kombinaci. Podn ty jsou zpravidla zobrazovány po náhodn zvoleném ase a testovaná osoba reaguje stisknutím klávesnice, p ípadn pedál .
Obr. 2 Laboratorní m ení as reakcí a periferního vid ní
Obdobou t chto m ení je laboratorní m ení periferního vid ní, jak je zachyceno na Obr.2. Test bývá provád n na širokoplošném displeji, který je rozd len na více segment . Podn ty spo ívají v rozsv cování náhodných vzorc sv tel r zné barvy. Kritický podn t nastává v p ípad , že je na n kterém ze segment zobrazen definovaný obrazec, nebo když se sv tla rozsvítí v požadovaném po adí. Testovaná osoba reaguje stla ením tla ítek na speciální klávesnici. Výsledkem testu bývá reak ní as p i kritickém podn tu a po ty vynechaných, opožd ných nebo nesprávných reakcí. Nevýhodou laboratorních test je zjevná odtrženost od reálných podmínek silni ního provozu ale i ízení motorového vozidla, kdy zkoušená osoba ví, že bude následovat definovaný
12
podn t, soust edí se na o ekávání signálu a jejím úkolem je pouze zmá knout tla ítko nebo pedál. b)
M ení na simulátorech jízdy
Realit b žného provozu bližší jsou m ení na simulátorech jízdy, na nichž lze navozovat r zné scéná e a vizuální podn ty a zkoumaná osoba je nucena ovládat stejné prvky, jako p i skute né jízd s vozidlem, tj. pedál akcelerace, pedál brzdy a volant, a to s odpovídající odezvou.
Významnou
výhodou
m ení
na
simulátorech
je
zejména
bezpe nost,
opakovatelnost, již zmín ná možnost navozování vhodných situací nebo široká využitelnost výpo etní techniky, která se nemusí omezovat na specializovaná za ízení pot ebná p i provád ní jízdních zkoušek. Na Obr.3 je zachycen simulátor, použitý p i výzkumu reak ních dob.
Obr. 3 Simulátor jízdy použitý p i výzkumu reak ních dob, [38]
c)
Jízdní zkoušky
Jízdní zkoušky mohou být provád ny na zkušebních drahách nebo v podmínkách b žného provozu. Zpravidla se jedná o zinscenování nehodové situace (Obr.4) nebo vytvo ení
13
definovaného podn tu, na který má idi reagovat. Mezi nejjednodušší a sou asn z ejm nej ast ji používaná pat í m ení, p i nichž se pohybuje dvojice vozidel za sebou a úkolem idi e druhého vozidla je reagovat na rozsv cování brzdových sv tel vozidla jedoucího vp edu, jak je schematicky znázorn no na Obr.5. Uvedená metoda je použitelná p i jízd na uzav ené zkušební dráze (s brzd ním v souladu s definovaným programem m ení) nebo i v b žném silni ním provozu, kdy první jedoucí vozidlo reaguje na reálnou provozní situaci, jakou je nap íklad p ibližování ke k ižovatce, vstup chodce do vozovky, snižování rychlosti jiným ú astníkem provozu atd.
Obr. 4 Situace navozená p i jízdních zkouškách m ení reak ních dob ve schématickém znázorn ní a v reálu p i pohledu z vozidla, [28]
14
Obr. 5 M ení reak ních dob s využitím dvojice vozidel, s podn tem p i rozsvícení brzdových sv tel vp edu jedoucího vozidla, [17]
d)
Pozorování v podmínkách b žného provozu
Zjiš ování as reakcí pozorováním v podmínkách b žného provozu p ipadá v úvahu zejména s využitím kamerové techniky, a to nej ast ji na k ižovatkách i frekventovaných p echodech pro chodce, kde asto dochází ke vzniku kolizních situací nebo nehod. Obrovskou výhodou tohoto zp sobu zkoumání je, že idi i se pohybují ve skute ných vozidlech v podmínkách skute ného provozu, bez jakékoliv v domosti o tom, že by byli objektem zkoumání. Na druhou stranu, vadou této metody je problematické stanovení po átku vzniku ohrožení, tj. možného po átku b hu idi ovy reak ní doby, obtížné m že být rovn ž stanovení konce asu reakce. Popsaná metoda je zmín na v [38], její klady a zápory od stejných autor pak v [37].
2.3
Praktické poznatky- výsledky experimentálních m ení
Z ejm jeden z prvních výzkum
zabývajících se problematikou reak ní doby idi
byl
proveden JANTEM [20] v roce 1931 v N mecku za ú asti šedesátky p edevším závodních jezdc , jejichž nam ené asy reakce (m ené od povelu „stop“) se pohybovaly v rozmezí 0,3 s až 2,5 s, se st ední hodnotou 0,96 s zaokrouhlenou na 1,0 s. S touto hodnotou se pak vycházelo p ibližn do poloviny sedmdesátých let. Jak uvádí PTÁ EK [32], s odstupem asu lze p i kritickém p ístupu odhalit nevhodnost takto stanovené a používané standardní doby reakce, nebo 1.
pokusy byly provedeny za ú asti- z ejm p edevším- závodník , tato kategorie jednozna n nebude totožná s pr m rným idi em
15
2.
pokusy probíhaly na závodní dráze, nikoliv na ve ejné komunikaci
3.
podn tem pro zahájení brzd ní byl hlasový povel; takovýto podn t se v praktickém provozu vyskytuje výjime n
4.
i závodníci, snad idi i s lepšími vlastnostmi než pr m rný idi , m li doby reakce a uvedení brzd do innosti až 2,5 s a nebylo to považováno za nic neobvyklého
P ibližn
do poloviny sedmdesátých let se však z ejm
s ohledem na JANTEHO práci
vycházelo z p edpokladu, že obvyklá doba reakce b žného idi e je jedna sekunda. Stopy p etrvávání tohoto názoru lze u nás nalézt i pozd ji nap íklad v u ebnicích pro autoškoly, kde je ješt ve vydání z roku 1989 udávána jedna vte ina jako „klasická asová norma reakce idi e“ [15], zde už s dodatkem, že tato hodnota není v t žkých dopravních podmínkách a situacích posta itelná. Pom rn p ehledn je problematika reak ních dob shrnuta v literatu e [24], z níž lze pro praktickou práci erpat podklady pro široké spektrum situací analyzovaných dopravních nehod. Mezi zde uvád né výsledky pat í zejména hodnoty nam ené HARTMANNEM [34] ev. [23], který mj. uvádí rozdílné reak ní doby v denní a no ní dob , a to v rozmezí 0,35 s až 1,4 s v denní dob a 0,4 s až 1,8 s v no ní dob (Obr. 6). Pro nekontrastní p ekážky byl as reakcí v no ní dob delší než v denní dob , avšak v p ípad , kdy signálem byla „stop“ sv tla vp edu jedoucího vozidla, hodnoty asu reakcí v noci byly kratší než ve dne. Zjišt ná závislost z m ení provád ných v b žném provozu p i zjiš ování doby reakce po rozsvícení brzdových sv tel vp edu jedoucího vozidla je zachycena na Obr. 7, srovnání nam ených as mezi dnem a nocí pak na Obr. 8
16
Legenda: vodorovná osa
...
svislá osa
...
as reakce [s] procento zkoumané populace [%]
Obr. 6 asy reakce v denní a no ní dob dle výzkum HARTMA
A [24]
Legenda: vodorovná osa
...
svislá osa
...
as reakce [s] procento zkoumané populace [%]
Obr. 7 as reakce na signál brzdového sv tla v no ní dob v normálním silni ním provozu dle výzkum HARTMA
17
A [24]
Legenda: vodorovná osa
...
svislá osa
...
as reakce [s] procento zkoumané populace [%]
Obr. 8 Porovnání as reakcí mezi dnem a nocí v p ípad rozsvícení se brzdových sv tel vp edu jedoucího vozidla [24]
Jak je z ejmé z diagramu na Obr. 8, v no ní dob byly dosahovány kratší asy reakcí než v dob denní. P í inou tohoto stavu je kontrast, který je v no ní dob u brzdových sv tel v tší než ve dne. Zjiš ováním as reakcí idi
pohybujících se v kolon (reakce na brzdová sv tla vp edu
jedoucího vozidla) se zabývalo v tší množství autor [24], kdy srovnání publikovaných prací je zachyceno na Obr. 9. P i experimentálních m eních jsou idi i zpravidla obeznámeni o probíhající zkoušce a o jejím p edm tu, kdy tato znalost do jisté míry znamená p ipravenost idi e na objevení se p ekážky i reak ního podn tu. Zjiš ování hodnot reak ních p ekvapení se zabýval OLSON [24], kdy zkoušení
as
v návaznosti na mí e
idi i projížd li mnohokrát
n kolikakilometrový okruh, p i emž byli informováni, že cílem jízdy je trénink p ed zkoušením pneumatik. V jednom okamžiku pak byli vystaveni situaci, na niž museli prudce reagovat. V dalším cyklu zkoušek byli idi i informování o možnosti objevení se p ekážky na
18
jednom z okruh trasy, avšak zna ná doba do jejího objevení snižovala jejich pozornost. U stejné skupiny idi
pak byla zjiš ována jejich prostá reakce na rozsvícení sv tla. Výsledky
jsou zachyceny na Obr. 10, z n hož je z ejmé, že hodnoty
asu reakcí se pohybovaly
v rozmezí 0,7 až 0,9 s na prostý signál, 1,0 až 1,2 s na o ekávanou situaci a 1,3 až 1,5 s na neo ekávanou situaci. Vliv rušivých vliv na reakci idi e, mj. i p i používání mobilních telefon zp sobem „handheld“, je s odkazem na práci WÓJCZYKA [43] uveden v literatu e [24], kde jsou shrnuty výsledky simula ních m ení reakcí na n kolik typ nebezpe ných situací a tyto srovnány se stejnými situacemi bez používání mobilního telefonu. Zjišt né hodnoty jsou uvedeny v tabulce (Tab. 2). Z provedených m ení zejména vyplynulo, že p i používání mobilních telefon dochází k prodlužování reak ních as , a to až o 40 %.
Legenda: vodorovná osa
...
svislá osa
...
as reakce [s] procento zkoumané populace [%]
Obr. 9 Porovnání asu reakce idi e vozidla jedoucího v noci v kolon v p ípad rozsvícení sv tel „stop“ vp edu jedoucího vozidla dle r zných autor [24]: H – HARTMA SCHMIDT- CLAUSE ; R – ROSEMA
19
; B – BURKHARDT; S –
Legenda: vodorovná osa
...
celkový as reakce [s]
svislá osa
...
procenta [%]
reakcyja niespodziewana . . .
reakce neo ekávaná
reakcyja oczekiwana
...
reakce o ekávaná
reakcyja prosta
...
reakce prostá
Obr. 10 Rozložení asu reakcí v závislosti na mí e p ekvapení dle OLSO A [24]
Bez použití telefonu
S použitím telefonu
st ední as reakce [s] 0,80
st ední odchylka [s] 0,30
st ední as reakce [s] 1,13
st ední odchylka [s] 0,55
rozdíl [s]
Pád p ekážky na vozovku
1,06
0,35
1,69
0,91
+0,63
Vkro ení chodce do vozovky Zk ížení dráhy jiným vozidlem Rychlé brzd ní vp edu jedoucího vozidla
0,85
0,27
1,14
0,45
+0,29
1,02
0,33
1,41
0,58
+0,39
0,90
0,28
1,4
0,82
+0,50
Situace v provozu Zm na sv telné signalizace
+0,33
Tab. 2 Porovnání as reakcí v r zných dopravních situacích [24]
Dobu reakcí idi
na pohyblivé p ekážky (figuríny) vyst elované p ed projížd jící automobil
publikoval ZOMOTOR [44], jeho pokusy zjišt né asy reakcí se pohybovaly v rozmezí od 0,25 s po 1,43 s, kdy jako doba reakce byla definována doba od reak ního podn tu po za átek nár stu tlaku v brzdách vozidla, nebo po první pohyb volantem. M ení reakcí bylo
20
provád no i na stacionárním za ízení, na n mž m l idi na zvukový signál nebo na rozsvícení sv tla sejmout nohu z pedálu „akcelerace“ a p esunout ji na pedál „brzdový“. Výsledky m ení nebyly v žádné korelaci s výsledky provedenými na zkušební dráze. ZOMOTOR rovn ž zd raznil, že v silni ní doprav nelze vycházet z požadavku pr m rné doby reakce rovné jedné sekund , kdy v reálné dopravní situaci není možné podmínky pro vnímání a intenzitu reak ních podn t
exaktn
stanovit a proto doby reakce pro ú ely analýzy
dopravních nehod musí být posuzovány v širokém rozsahu. V práci autor MARQUART, ENGELS a NELSEN [26] je kalkulována doba reakce z délky trvání varovného výk iku, použitá metodika a její od vodn ní však nebudí p íliš seriózní dojem (PTÁ EK [32]). Problematice reakce idi e na bo ní vítr se v nuje HUSSMANN [18], který uvádí, že doby reakcí se v daném p ípad pohybují od 0,1 s (komentováno jako reakce na o ekávaný d j) po 0,21 s, se st ední hodnotou 0,14 s. Závislost doby reakce na úhlu pohledu idi e na p ekážku v dob vytvo ení reak ního podn tu se objevila v práci BURKHARDTA [9], který pro p ímé pozorování uvád l dobu reakce 0,58 s až 0,99 s, pro úhly odklon ní do 5° 1,02 až 1,48 s a pro úhly odklon ní pohledu nad 5° rozmezí od 1,11 s až 1,62 s. V práci GRATZERA a BURGA [13] je uveden algoritmus výpo tu možnosti zpozorování nebezpe né situace, vycházející z vyhodnocení úhlové rychlosti výhledového paprsku idi e na p ekážku, kdy jako mezní jsou udávány hodnoty v rozmezí od 0,9.10-4 až 26.10-4 rad.s-1. Výsledné hodnocení vychází z praktických pokus , dle nichž je pro pozorovatelnost objektu rozhodující kombinace úhlové rychlosti zm ny jeho polohy s dobou pozorování- delší doba pozorování vyžaduje menší úhlovou rychlost. Shrnutí poznatk r zných autor lze nalézt v n mecké p íru ce pro soudní znalce autor : BURG - RAU [10] a DANNER - HALM [11], podrobný p ehled prací zm ených na problematiku reak ní doby uvádí již zmín ný PTÁ EK [32].
21
STA CZYK a JURECKI [38] se ve své práci zabývali krom jiného závislostí získaných asu reakcí na použité metod , výzkumném scéná i a faktoru ozna ovaném jako stupe ohrožení. Jejich výzkumy byly provád ny jednak na zkušební dráze, jednak na simulátoru jízdy AutoPW. P i obou výzkumech byl realizován stejný nehodový scéná , p i n mž osobní vozidlo najížd lo do k ižovatky kolmo z pravé strany a poté zastavilo (situace se asto vyskytuje v praxi, kdy neopatrný idi vjíždí do k ižovatky a po zjišt ní, že vyvolal ohrožení, zkouší zachránit situaci). Úkolem zkoumaných idi
bylo vyhnutí se nehod brzd ním,
ízením (vyhnutí se p ekážce) nebo vykonáním obou t chto manévr , což umožnilo registrovat asy jak p i ízení, tak p i brzd ní. Zvláštní možnosti porovnání krom identi nosti scéná e vyplývaly rovn ž z toho, že se m ení zú astnila stejná skupina 30 idi Stejná skupina idi
- muž .
postoupila rovn ž testy na laboratorním psychotechnickém za ízení, p i
nichž byla m ena reakce prostá (stisknutí tla ítka na jeden podn t- sv telný nebo zvukový) i složená (definovanému druhu podn tu - sv telnému nebo zvukovému - bylo p i azeno tla ítko, s požadavkem stisku rukou nebo nohou). Získané hodnoty as reakcí p i brzd ní jsou zachyceny na Obr. 11, p i ízení na Obr. 12.
Obr. 11 Rozložení as psychomotorické reakce p i brzd ní; 1 – reakce prostá, 2 – reakce složená, 3 – m ení na simulátoru, pro as rizika 2,4 s, 4 – m ení na zkušební dráze, pro as rizika 2,4 s; [38]
22
Obr. 12 Rozložení as reakce p i zatá ení; 1 – reakce prostá, 2 – reakce složená, 3 – m ení na simulátoru, pro as rizika 2,4 s, 4 – m ení na zkušební dráze, pro as rizika 2,4 s; [38]
V diagramech jsou zakresleny rovn ž asy získané p i laboratorních m eních, s tím, že u nich nelze mluvit o brzd ní i ízení, je tím však umožn no jejich porovnání. Výše uvedené výsledky p edstavují m ení na simulátoru a zkušební dráze, p i kterých vzdálenost k potenciálnímu st etu inila 2,4 s (v diagramu nazváno as rizika - bude objasn no dále). Uvád ný as psychomotorické reakce p edstavuje dobu od okamžiku ohrožení do po átku sešlápnutí pedálu brzdy, zatímco as psychické reakce p edstavuje as od okamžiku ohrožení do sejmutí nohy z pedál akcelerace. Z uvedených vyobrazení jednozna n vyplývá, že použitá metoda m ení má zna ný vliv na získané hodnoty as reakce - nejdelších as bylo dosaženo p i m ení na zkušební dráze, o n co menších p i m eních na simulátoru jízdy a výrazn odlišné jsou asy získané p i laboratorních m eních. S odkazem na práce jiných autor je konstatováno potvrzení stejného charakteru rozdílu mezi zkušební dráhou a simulátorem [27], naopak v p ípad reakce ízením je rozdíl dle citovaných autor nulový. Podobný názor uvádí GREEN v literatu e [14], auto i pak odkazují na své další, dosud nepublikované práce potvrzující, že asy reakcí získané na zkušební dráze jsou ve v tšin p ípad delší. Jak již bylo zmín no, významným p ínosem provedených m ení je potvrzení, že asy získané na zkušební dráze a simulátoru se zásadním zp sobem liší od as získaných p i laboratorních m eních v rámci psychotechnických výzkum . Z grafického vyhodnocení
23
prezentovaného na výše uvedených vyobrazeních (Obr. 11 a Obr. 12) je z ejmé, že se jedná o odlišné jevy a nikoliv o pouhé nižší hodnoty konstatována nevhodnost použití výsledk
as
reakcí. Z uvedeného d vodu je
laboratorních m ení p i analýze dopravních
nehod. Auto i se dále zabývali vlivem scéná e m ení, (tj. stupn složitosti situace) na výsledné hodnoty reakcí. Za tím ú elem provedli dv série m ení se dv ma r znými scéná i, op t se skupinou 30 idi . První scéná (ozna ený dále v diagramu B3) p edstavoval situaci, p i n mž osobní vozidlo najížd lo do k ižovatky kolmo z pravé strany a po najetí p ibližn 1,5 m do vozovky (resp. jízdního pruhu) zastavilo. Zkoumaný idi m l na výb r ze t í možností, a to zastavit p ed p ekážkou, objet p ekážku zleva nebo sou asn brzdit a objížd t p ekážku zleva. Ve druhém scéná i projížd l idi k ižovatkami v sídlišti a na jedné, náhodn vybrané k ižovatce, vyjelo z levé nebo pravé strany vozidlo (scéná dále v diagramu ozna en B2). Toto zadání bylo pro idi e náro n jší, protože nev d l, na které k ižovatce a ze které strany se p ekážka objeví, a proto musel s ohledem na situaci p ijmout jedno z p ti rozhodnutí, a to zastavit p ed p ekážkou, objet p ekážku zleva, sou asn brzdit a objížd t p ekážku zleva, objet p ekážku zprava nebo sou asn brzdit a objet p ekážku zprava. Výsledky m ení jsou zachyceny na Obr. 13 a Obr. 14
Obr. 13 Rozložení as psychomotorické reakce p i brzd ní pro dva scéná e m ení; 1 – scéná B2 (složitá dopravní situace), 2 – scéná B3 (jednoduchá dopravní situace) ; [38]
24
Obr. 14 Rozložení as reakce p i ízení pro dva scéná e m ení; 1 – scéná B2 (jednoduchá dopravní situace), 2 – scéná B3 (složitá dopravní situace) ; [38]
Z diagram je z ejmé, že v p ípad složit jšího scéná e B2 došlo k výraznému nár stu as reakcí idi
oproti jednoduššímu scéná i B3, a to v p ípad brzd ní i zatá ení - složitost
situace se tedy promítá do celkového reak ního asu. Auto i ve své práci dále definují pojem tzv. „ asu rizika“ jako asu, kterým idi disponuje od okamžiku zpozorování p ekážky do p ípadného st etu (jinak e eno, doba dojezdu do st etové polohy bez zpomalování). Pro posouzení vlivu tohoto asu provedli sérii m ení na zkušební dráze i na simulátoru jízdy, se stejnými parametry, z rychlostí 40, 50 a 60 km/h a vzdáleností od p ekážky v rozmezí od 10 do 50 metr . Výsledkem byly asy reakcí v návaznosti na výše definovaný as rizika trvající od 0,6 s do 4,5 s. Zjišt ný vliv je zachycen na Obr. 15 a Obr. 16 pro vybraných 5 zkoušek (r zných as rizika), a to pro p ípad brzd ní a ízení.
25
Obr. 15 Rozložení as psychomotorické reakce p i brzd ní pro 5 hodnot asu rizika; 1 – as rizika 0,9 s, 2 – as rizika 1,8 s, 3 – as rizika 2,7 s, 4 – as rizika 3,6 s, 5 – as rizika 4,5 s; [38]
Obr. 16 Rozložení as p i zatá ení pro 5 hodnot asu rizika; 1 – as rizika 0,9 s, 2 – as rizika 1,8 s, 3 – as rizika 2,7 s, 4 – as rizika 3,6 s, 5 – as rizika 4,5 s; [38]
Z diagram
je z ejmá velmi silná závislost hodnot
as
reakcí idi
na
asu rizika,
charakterizujícího nehodovou situaci, z diagram na Obr. 17 a Obr. 18 pak lze vysledovat, že se jedná o závislost lineární. Prezentované výsledky dle autor potvrzují, že as rizika lze
26
považovat za velmi dobrý parametr charakterizující nehodovou situaci a stupe nehodového ohrožení. Skute nost závislosti asu reakce na asu rizika je možno interpretovat tak, že idi se po vyhodnocení situace nerozhoduje dle své rychlosti nebo vzdálenosti od p ekážky, nýbrž na základ pov domí o asu, kterým disponuje na p ijetí rozhodnutí a reakci.
Obr. 17 Závislost st edních hodnot a sm rodatných odchylek as psychomotorické reakce p i brzd ní na asu rizika (m ení na zkušební dráze), [38]
Obr. 18 Závislost st edních hodnot a sm rodatných odchylek as reakce p i ízení na asu rizika (m ení na zkušební dráze), [38]
27
Auto i dále poukázali na zjišt ní, že rozdíl as reakcí mezi m eními na jízdním simulátoru a na zkušební dráze není stálý, lze rovn ž vysledovat jeho závislost na asu rizika. Rozdíly as mezi ob ma zp soby m ení se siln
zmenšují se zmenšujícím se asem rizika, tj. se
zvyšujícím se stupn m nebezpe í. U as rizika kratších než jedna sekunda se rozdíl blíží nule. Z tohoto zjišt ní je dovozováno, že výzkumy s nejkratšími asy rizika, u kterých by realizace na zkušební dráze mohla být nebezpe ná, lze provád t na jízdním simulátoru. Výsledky m ení dob reakcí v závislosti na asu rizika, provedených výše uvedenou dvojicí autor , byly vícekrát publikovány, pro úplnost lze uvést zejména [37 ] nebo [39]. Soulad záv r STA CZYKA a JURECKÉHO o nevhodnosti použití výsledk laboratorních m ení p i analýze dopravních nehod lze demonstrovat na výsledcích m ení prostých reak ních as v práci, kterou publikoval HORVÁTH [16], v níž jsou srovnávány reak ní asy policist a civilních osob p i reakci na jednoduchý optický podn t - dosažené výsledky jsou uvedeny v Tab. 3 a pohybují se v rozp tí od 0,207 s po 0,351 s.
Tab. 3 Prosté reak ní asy p i reakci na jednoduchý optický signál dle HORVÁTHA [16]
Vybraným aspekt m m ení a zejména vyhodnocování nam ených reak ních dob se zabývá Hugemann [17], jehož podklady vychází z podn t , které lze v souhru považovat za optické. Autor zd raz uje skute nost, že pro pot eby rozhodování soud
je dosta ující základní
vymezení horního a dolního limitu reak ních as bez nutnosti další manipulace se získanými
28
daty. V ásti zabývající se podrobn jším statistickým vyhodnocením nam ených reak ních dob pak dokládá, že normální rozd lení, charakteristické st ední hodnotou a standardní odchylkou, není pro statistický popis reak ních dob vhodné, kdy jako odpovídající se nabízí rozd lení Weibullovo nebo Gamma. Rozsáhlá m ení reak ních dob v závislosti na ovlivn ní zkoumaných osob alkoholem provedl již zmi ovaný PTÁ EK [32], dle jehož záv r mohou automobilové výcvikové trenažéry dob e sloužit jako simulátory nebezpe ných situací v silni ním provozu, bez rizika mimo ádných událostí. Jeho výsledky na simulátoru zjišt né pro reakce st ízlivého idi e na ne ekanou p ekážku jsou v dobrém souladu s výsledky m ení, která byla v zahrani í provedena p i jízdních zkouškách. Pro reakci na zrakový podn t následovanou brzd ním i ízením vozidla bylo zejména prokázáno, že se stoupající hladinou alkoholu v krvi se prodlužují doby reakce a snižuje se rozp tí mezi nejkratší a nejdelší dobou, která p ipadá v úvahu. Závislost st ední doby reakce idi e se tené s dobou sešlápnutí brzdového pedálu a doby sešlápnutí brzdového pedálu v závislosti na hladin alkoholu v krvi byla vyjád ena vztahy t r + t s = 1,1466 e 0,0363h
(2)
t s = 0,1563e -0,00800 h
(3)
kde
tr
...
doba reakce idi e [s]
ts
...
doba sešlápnutí brzdového pedálu [s]
h
...
hladina alkoholu v krvi [g.kg-1]
Pro nulovou hladinu alkoholu pak st ední doba reakce na neo ekávaný optický podn t (bez doby sešlapu brzdového pedálu) iní 0,99 s. Sou asný stav poznatk shrnuje p ehledn ve své publikaci BRADÁ [7], kdy jím uvád nou tabulku (Tab. 4) reak ních dob a dob odezvy vozidla, p evzatou mj. PORADOU v literatu e [31] nebo nap . v kolektivní práci polských autor [24], je možno považovat za standardní pom cku použitelnou pro analýzu dopravních nehod. Z p ehledného vyobrazení je z ejmé, že doby reakcí idi
jsou uvád ny v návaznosti na jeden, a to optický podn t a jeho polohu v i
sm ru pohledu oka.
29
Doba trvání spodní mez (2 %)
pr m r
horní mez (98 %)
a)
0,00
0,00
0,00
v rozsahu do 5°
b)
0,32
0,48
0,55
v rozsahu nad 5°
c)
Opticka reakce (varianty) - idi p edem p ímo pozoruje kritický objekt - idi sledoval jiný objekt 0,41
0,61
0,70
Psychická reakce (rozhodování)
0,22
0,45
0,58
Svalová reakce (p esun nohy z pedálu na pedál)
0,15
0,19
0,21
0,03
0,05
0,06
0,07
0,15
0,49
0,10
0,20
0,55
a)
0,47
0,84
1,34
b)
0,79
1,32
1,89
c)
0,88
1,45
2,04
Odezva vozidla - prodleva brzd (od dotyku pedálu po první dotyk t ecích ploch brzd) - náb h brzdného ú inku (od prvého dotyku t ecích ploch brzd po za átek zanechávání stop pneumatik na vozovce ) Odezva celkem Celkem- varianta
Tab. 4 P ehled délky jednotlivých úsek reak ní doby a odezvy vozidla p i nouzovém brzd ní osobního automobilu (kapalinové brzdy, normální viditelnost) , [7]
Záv rem pak lze konstatovat, že výše uvedené práce se liší zejména použitou metodou, vn jšími podmínkami m ení (b žný silni ní provoz nebo od provozu odd lená zkušební dráha, denní
i no ní doba, vozidlový simulátor, laboratorní m ení), v zásad
však
kvantifikují dobu reakce v závislosti na jednom, zpravidla optickém podn tu. Žádná ze známých a zde uvedených prací se nezabývá reakcí idi
z hlediska asu i z hlediska jejich
chování na neo ekávané složené podn ty a pouze sporadicky se objevují výsledky prací sledující reakce idi
na podn ty jiné než optické. P edpokladem pro dosažení v rohodných
výsledk se pak jeví pot eba provád ní m ení na reálném vozidle za podmínek blízkých nebo odpovídajících b žnému silni nímu provozu.
30
3.0
Formulace problému a cíle jeho ešení
Jak již bylo uvedeno, publikované odborné práce v zásad
kvantifikují dobu reakce
v závislosti na jednom, zpravidla optickém podn tu a pouze sporadicky se objevují výsledky prací sledující reak ní doby idi nezabývá reakcí idi
na podn ty jiné než optické. Žádná z uvedených prací se
z hlediska asu i z hlediska jejich chování na zcela neo ekávaný, jiný
než optický i složený podn t vzniklý p i ízení vozidla, zkoumaných za podmínek blízkých i odpovídajících b žnému silni nímu provozu. Z prací zabývajících se podn ty jinými než optických je možno vylou it výsledky m ení, provád né laboratorním zp sobem na jednoú elových p ístrojích ur ených k provád ní psychologických podmínek
ízení
i psychotechnických m ení, a to pro zjevnou odtažitost od reálných vozidla - nepoužitelnost
t chto
hodnot
vyplývá
mj.
z výsledk
publikovaných v [38]. Další zmi ované práce uvádí m ení reak ních dob v návaznosti na hlasové, p ípadn zvukové povely i vn jší podmínky, jakým je nap íklad bo ní vítr. Hlasové i obdobné povely se v b žném provozu jako reak ní podn t zpravidla nevyskytují, u práce zam ené na bo ní vítr byla uvád na o ekávanost reak ního podn tu. V b žném provozu se však vyskytuje zna né množství situací, v nichž idi není schopen v okamžicích bezprost edn
následujících po podn tu rozpoznat, co bylo jeho p í inou.
Reak ním podn tem pak m že být nap íklad hluk, ot es, náhlá a prudká zm na chování i jízdních vlastností vozidla apod. Zde se jedná zejména o dopravní nehody v no ní dob podmínek výrazn
i za
snížené viditelnosti nebo vzniklé za situace, která je idi em zcela
neo ekávaná a potenciální reak ní podn t až do jeho vzniku v bec neregistruje. Mín no je nap íklad míjení protijedoucích vozidel, p i n mž idi nep edpokládá vznik kritické situace najetím protijedoucího vozidla do jeho jízdního pruhu a z uvedeného d vodu mu nev nuje bližší pozornost, náraz zboku i zezadu apod. Vzhledem ke zna né rozší enosti mobilních telefon nar stá zlozvyk telefonování idi
za
jízdy. Jak je uvedeno v [29], po et p ípad , kdy dopravní policisté p istihnou idi e, kte í
31
telefonují bez hands-free, razantn nar stá, v prvním poletí roku 2009 m lo být evidováno 11 814 takovýchto p ípad , což je skoro stejn jako za celý p edchozí rok. Dle v lánku zmi ovaných výzkum
spole nosti Nuance Communication provád ných u
z N mecka, Japonska a USA za jízdy p ijímá SMS zprávy p tina
idi
idi , procento
telefonujících zpráva neuvádí. I z tohoto stru ného p ehledu je z ejmé, že se jedná o pom rn rozší ený jev, jehož poznání z hlediska p edpokládaných negativních vliv
si zaslouží
významnou pozornost, a faktor telefonování za jízdy proto bude nedílnou sou ástí analyzovaného problému. S ohledem na publikované práce je jako nejvhodn jší hodnocena metoda m ení na reálném vozidle v podmínkách blízkých skute nému provozu - tj. na zkušební dráze, nejlépe pak za podmínek skute ného provozu. Na základ provedeného rozboru dostupných, ve ejn publikovaných a v rohodných prací, zabývajících se otázkou zjiš ování technicky možné délky trvání reak ních dob jsou formulovány následující cíle: 1. Zjišt ní reak ní doby idi
silni ních motorových vozidel v podmínkách b žné jízdy
na reak ní podn ty jednoduché - zejména optické - a neo ekávané kombinované, a to sou asn zvukové a mechanické 2. Za podmínek b žné jízdy ov it vliv používání mobilních telefon bez použití sady hands-free na reak ní dobu idi 3. Pokud bude dosaženo vhodného složení souboru zkoušených osob pak zjistit p ípadné rozdíly v reakci dle pohlaví, v ku i jiných v úvahu p ipadajících kriterií
32
4.0
Zvolená metoda zpracování
4.1
Rámcová metodika m ení
Pro dosažení formulovaných cíl byla vypracována následující rámcová metodika: a)
návrh a vyhotovení m ícího za ízení na generování požadovaných podn t
a
zaznamenávání m itelné odezvy zkoumaných subjekt , b)
rozvržení postupu m ení s vymezením vn jších podmínek, použitých prost edk , zp sobu sb ru, zaznamenávání, t íd ní a vyhodnocování údaj ,
c)
navržení struktury databáze údaj
zkoušených osob, pot ebných pro další
hodnocení. P i nutném zachování anonymity v úvahu p ipadá v k, pohlaví, skupina idi ských oprávn ní, doba držení idi ského pr kazu, po et ujetých kilometr , druh a etnost používání vozidel dle kategorií idi ských oprávn ní atd., d)
vytvo ení souboru dotaz pro telefonování za jízdy,
e)
seznámení zkoumaných idi
s díl ím cílem m ení, tj. zjiš ováním jejich odezvy
na jednoduchý optický podn t, a to p i telefonování b hem jízdy a bez telefonování b hem jízdy, f)
vlastní m ení a záznam dat,
g)
vyhodnocení získaných výsledk , použité metody i m ícího za ízení, porovnání s dosud známými poznatky, p ípadné zobecn ní a vymezení možných sm r dalšího bádání.
4.2
Vymezení reak ních podn t
Pro m ení reak ní dob byly definovány dva podn ty, a to podn t optický a podn t složený, jiný než optický, kdy reak ní doba na každý z podn t byla m ena samostatn . Za optický podn t byla zvolena svítilna ervené barvy umíst ná v zorném poli idi e a p edstavující koncová sv tla vp edu jedoucího vozidla. Pro zkoumané osoby pak byl stanoven úkol sešlápnou pedál brzdy v okamžiku zaregistrování rozsvícení tohoto sv tla. Poloha svítilny na vozidle je zachycena na Obr. 19, z pohledu idi e je na Obr. 20.
33
Obr. 19 Poloha optického podn tu v p ední ásti vozidla
Obr. 20 Poloha optického podn tu v zorném poli idi e
Za kombinovaný, jiný než optický podn t, byla zvolena kombinace zvuku automobilové houka ky a simulovaného nárazu, vyvozeného za tím ú elem zkonstruovaným mechanickým
34
za ízením. Vyvolání tohoto podn tu nebylo zkoumaným osobám p edem oznámeno, m ení bylo provád no v rámci avizovaného ov ování reak ních dob na optický podn t. Zvuk automobilové houka ky byl zvolen z toho d vodu, že se jedná o jednozna n identifikovatelný zdroj, používaný idi i zpravidla jako výstraha nebo upozorn ní na hrozící nebo již nastalé nebezpe í. Pro dosažení pokud možno co nejvyššího efektu byly použity dva p ístroje zapojené paraleln a umíst né ve vozidle co nejblíže a bez odstín ní k pracovišti idi e. Zvuk automobilové houka ky byl dopln n náznakem zhoupnutí, které bývá pr vodním jevem st et . Simulování nárazu projevujícího se zhoupnutím vozidla a hlukem dopadu do doraz bylo vyvoláno
ú inkem
mechanického
za ízení
(dále
ozna ovaného
jako
padostroj)
konstruovaného na principu kyvadla s elektromechanickým ovládáním, kdy po p ivedení nap tí na zámek došlo k uvoln ní ramene se závažím a jeho pádu na dorazy. Díky uložení v zavazadlovém prostoru byl impulz vyvolaný dopadem závaží p enesen dále na vozidlo.
Obr. 21 Poloha zvukového podn tu- dvojice automobilových houka ek ve vozidle
35
Obr. 22 Umíst ní mechanického za ízení v zavazadlovém prostoru vozidla
Konstrukce za ízení umož ovala umístit na rameno r zná závaží definovatelné hmotnosti a sou asn m nit délku ramene a tím velikost vyvolaného momentu. Horní hranice tohoto konstruk ního uspo ádání nebyly p i zkouškách využity z obav o tvarovou stálost a mechanickou pevnost k p ípravám a následnému m ení použitých vozidel. Pro m ení tak bylo využíváno závaží o hmotnosti 20 kg na epu délky 95 mm (vztaženo od paty epu ke spodní stran závaží). Umíst ní dvojice automobilových houka ek na vozidle je zachyceno na Obr. 21, umíst ní padostroje v zavazadlovém prostoru je zachyceno na Obr. 22. Z vyobrazení jsou patrné ztížené prostorové podmínky ve vozidle, kdy
ást interiéru byla vypln na náhradní
pneumatikou ( ást m ení byla provád na v b žném silni ním provozu, bez ud lené výjimky), ást potom technologickým vybavením pot ebným na zajišt ní zkoušek. Vlastní funkce padostroje je z ejmá z Obr. 23 a Obr. 24.
36
Obr. 23 Padostroj v p ípravné fázi zkoušek, umíst ný mimo vozidlo, v „nataženém „ stavu
Obr. 24 Padostroj v p ípravné fázi zkoušek, umíst ný mimo vozidlo, ve „spušt ném“ stavu, tj. po uvoln ní elektromechanického zámku a dopadu na dorazy
37
4.3
Definování m ené reak ní doby
Za po átek reak ního podn tu byl stanoven okamžik rozsvícení sv telného signálu umíst ného v zorném poli idi e, variantn pak okamžik vyvolání zvukového (a následn mechanického) podn tu. Vzhledem k rozdílné rychlosti ší ení zvuku a pádu mechanického za ízení byl ve druhém p ípad
jako prvotní stanoven zvukový podn t a zpožd ní
simulovaného nárazu bylo zanedbáno. Ukon ení b hu reak ní doby bylo stanoveno v elektrickou cestou m itelném okamžiku rozsvícení brzdového sv tla zkušebního vozidla. Kontrolním m ením na válcové zkušebn brzd bylo ov eno, že rozsvícení brzdových sv tel p edchází okamžiku náb hu brzdného ú inku, výsledná nam ená doba pak s ohledem na Tab.1 p edstavuje reak ní dobu idi e zahrnující (p ípadn ) optickou, psychickou a svalovou reakci, ukon enou okamžikem po átku technické prodlevy vozidla, tj. na po átku technické odezvy.
4.4
Projekt m ení
4.4.1 Technický popis m icího za ízení Pro m ení výše definované doby reakce bylo navrženo m icí za ízení, sestávající ze t í základních ástí, a to ovládací, podn tové a m icí. Pro vlastní m ení byla použita m icí karta UDAQ-1408 (Tedia, spol. s r.o.) s technickými parametry uvedenými v Tab.5 a software pro m ení a analýzu dat ScopeWin. M ící karta s po íta em byla zapojena na výstupu BNC k ovládací ásti m icího za ízení, ve které byly prost ednictvím vypína
(V1 a V2) spoušt ny variantn
optické podn ty
(podn tová ást m icího za ízení) a následn získávána odezva zkušební osoby. Pro variantní použití v osobních nebo nákladních vozidlech bylo výstupní nap tí do m icí karty omezeno odporovým d li em s pom rem 1 : 5 na hodnotu max. 5 V (v p ípad zapojení na soustavu 24 V). Schéma zapojení m icího za ízení je uvedeno na Obr.25, vlastní technické provedení je
38
zachyceno na Obr.26 s tím, že v sestav není propojena ovládací sk í ka trojicí koaxiálních kabel s m icí kartou a dále USB kabel s po íta em. Umíst ní za ízení na vozidle je patrné z Obr.27 a Obr.28.
Analogové vstupy:
8x S.E.
Rozlišení analogových vstup
14 bit (UDAQ-1408)
Vstupní rozsahy
±10V, ±5V, ±2V, ±1V, ±0.5V, ±0.2V
Odolnost proti p ep tí
±32V
Vzorkovací frekvence
40kHz max. (závisí na vytížení OS)
Datový zásobník
1384 B
Po et a typ íta
2x 16 bit
Vstupní frekvence íta
2MHz max.
Pracovní úrove
jako vstupy íta
íta
jsou využity digitální vstupy
Po et digitálních vstup
2 (spole né s íta i)
Pracovní úrove digitálních vstup
úrove L: 0÷2V úrove H: 6÷15V (odolnost ±24V, izolace 1kV)
Po et digitálních výstup
1
Pracovní úrove digitálních výstup
p epínací relé 125V/0.5A
Sb rnice
USB rev. 1.1 USB rev. 2.0 (režim full speed) Tab. 5 Technické parametry m icí karty UDAQ-1408 (Tedia, spol. s r.o.)
Z hlediska konstruk ního provedení bylo v kone né fázi upraveno napájení m icího za ízení, p vodn zamýšleného s využitím zásuvky automobilového zapalova e. Tuto zásuvku však bylo nutno obsadit jako zdroj pro po íta . Z d vodu jeho pom rn zna ného odb ru bylo p ijato rozhodnutí zásuvku nep et žovat a nap tí odebírat p ímo ze svorek akumulátorové baterie, s rizikem nechrán ní soustavy obvyklými tavnými pojistkami.
39
Obr. 25 Schéma zapojení m icího za ízení
kabeláž pro p ipojení odezvy
m icí karta
výstupní podn ty
ovládací sk í ka s vypína i
USB kabel pro vstup do PC
napájení
Obr. 26 Základní ásti m icího za ízení
40
Obr. 27 Pracovišt
idi e a spolujezdce s ovládací a m icí ástí m icího z ízení
Obr. 28 Detail pohledu na zapojení sníma e odezvy do patice žárovky brzdového sv tla na nosi i zadní skupinové svítilny
41
4.4.2 Použitý software pro m ení dat Pro m ení dat byl použit software ScopeWin, umož ující rychlá m ení dynamických jev , jejich vizualizaci v reálném ase a následné zpracování, archivaci a prezentaci. Jedná se o 32bitovou aplikaci podporující multifunk ní PCI karty a USB moduly TEDIA v prost edí systém Windows 98/2000 a vyšších. Základní popis parametr a zp sobu ovládání je uveden v literatu e [40].
4.4.3 Kroky p ípravy m ení P íprava m ení po zapojení m ícího za ízení a jeho p ipojení na vozidlo spo ívala v následujících krocích: 1.
test p ítomnosti a identifikace karty (provedeno automaticky po p ipojení karty k PC)
2.
nastavení po tu kanál
pro snímání a zobrazení (dialog MM): 2 kanály pro
podn ty a jeden kanál pro odezvu, v etn nastavení zp sobu jejich zobrazení p i snímání 3.
nastavení parametr snímání (dialog AS): - název kanálu - vzorkovací perioda:
10 ms (0,1 kHz)
- kalibra ní koeficienty:
4.
horní kalibra ní bod:
5,0
dolní kalibra ní bod:
0,0
- jednotka:
V
- nap ový rozsah za ízení:
-5,00 .... 5,0 V
uložení konfigura ního souboru
Po uložení konfigura ního programu je za ízení p ipraveno k m ení.
42
Obr. 29 Detekované parametry m icí karty, okno programu ScopeWin
43
Obr. 30 astavení kanálu sv telného podn tu v programu ScopeWin v režimu dialogu AS, nastavení kanálu pro zvukový podn t a odezvu vyjma názvu kanálu shodné
44
Obr. 31 astavení po tu kanálu pro snímání a zobrazení v programu ScopeWin v režimu dialogu MM
4.4.4 Postup p i sb ru a vyhodnocování záznam Pro každého zkoumaného idi e byla zavedena o íslovaná karta m ení, do níž byly zazna eny základní údaje poskytnuté zkoumanou osobou, a poté, b hem m ení, uvád no ozna ení postupn ukládaných soubor nam ených dat s p ípadným popisem. Kartu m ení zachycuje Obr. 32. Pro pozd jší vyhodnocení bylo zavedeno následující rozklí ování názv soubor : XYj.w kde
X
...
íslo karty (po adové íslo idi e)
Y
...
identifikátor podn tu a podmínek m ení
j
...
pracovní po adové íslo
w
...
p ípona formátu souboru
Identifikátory Y nabývaly následujících hodnot: a
...
m ení odezvy na optický podn t na stojícím vozidle
b,c
...
m ení odezvy na optický podn t bez použití telefonu
45
t
...
m ení odezvy na optický podn t s použitím telefonu
d
...
m ení odezvy na složený podn t
Obr. 32 Karta m ení - formulá , stav po vypln ní a vyhodnocení, zmenšeno
46
Jednotlivá m ení probíhala ve zvoleném asovém intervalu 20 s, který byl ukládán jako samostatný soubor dle výše uvedeného klí e. Podle okamžité situace byl b hem tohoto intervalu generován jeden nebo více podn t . P íklad záznamu m ení odezvy na optický podn t s popisem zp sobu vyhodnocení je uveden na Obr. 33. P estože použitý program umož uje export nam ených dat mj. do formátu prost edí MS Excel, pro vyhodnocení byla použita metoda manuálního vyhodnocování pr b hu záznam , a to p edevším z d vodu p ehlednosti a rozpoznatelnosti nepoužitelných záznam .
záznam optického podn tu
záznam odezvy
ode tená hodnota odezvy (rozdíl po átku záznam )
asová osa
Obr. 33 Záznam m ení odezvy na sv telný podn t, soubor 13T4.w, as odezvy 0,647 s
47
soub h podn tu a odezvy
Obr. 34 Záznam soub hu odezvy a optického podn tu, soubor 21T1.w
odezva bez podn tu
Obr. 35 Záznam odezvy bez podn tu, soubor 20b3.w
48
odezva bez podn tu
Obr. 36 Záznam odezvy bez podn tu, soubor 7c1.w
U nepoužitelných a tedy vy azených záznam se jednalo zejména o soub h podn tu a brzd ní vozidla, brzd ním realizovaným p ed vyvoláním podn tu nebo brzd ní zcela bez vyvolaného podn tu, a to z d vod daných situací v silni ním provozu- situace je zachycena na Obr. 34 až Obr. 36. Typický záznam m ené odezvy na optický podn t je zachycen na Obr. 33, záznam odezvy na složený podn t je zachycen na Obr. 37 - jedná se o „bezprost ední“ reakci, na Obr. 38 je pak záznam, kdy zkoumaný idi na složený podn t nereagoval. Ze záznam vyhodnocené asy reakcí byly zazna eny do karet m ení a dále použity ke statistickému zpracování.
49
Obr. 37 Záznam odezvy na složený podn t, soubor 22d.w, as odezvy 1,43 s
Obr. 38 Záznam složeného podn tu bez bezprost ední odezvy (rozdíl cca 10 s), soubor 9d.w
50
5.0
Výsledky m ení reak ních dob
5.1
P íprava a provedení m ení
Všechna m ení byla provedena s jedním vozidlem Škoda Octavia 1.9 TDI, do n hož bylo umíst no výše popsané za ízení. Zkušební jízdy probíhaly za srovnatelných podmínek, v denní dob , s viditelností neztíženou p sobením atmosférických poruch i pov trnostních vliv . P ed každou jízdní zkouškou zkoumaná osoba obdržela formulá - kartu m ení - k vypln ní základních údaj
pro p ípadné další hodnocení. P ed zahájením jízdy byla každá osoba
informována o ú elu m ení, popsaném jako zjiš ování odezvy na jednoduchý optický podn t, a to p i telefonování b hem jízdy a bez telefonování b hem jízdy, s požadovaným úkolem sešlápnout brzdový pedál po rozsvícení erveného „brzdového“ sv tla, umíst ného v zorném poli na víku motorového prostoru vozidla. O zamýšleném zjiš ování odezvy na složený podn t nebyl žádný z idi
p edem informován.
Po vypln ní formulá e následovala statická zkouška - provedení série m ení odezvy na sv telný podn t p i stojícím vozidle. Cílem tohoto m ení bylo jednak ov ení pochopení zadání ze strany zkoumaných osob, jednak pozd jší posouzení p ípadných rozdíl
mezi
m eními provád nými za jízdy. Po statickém m ení byla provedena jízdní zkouška s blokem m ení bez telefonování za jízdy a poté jízdní zkouška s telefonováním za jízdy. Pro tento ú el byl vytvo en soubor dotaz , kterými dobrovolná asistentka udržovala konverzaci se zkoumanými osobami. Dotazy byly voleny tak, aby byly pokud možno anonymní a sou asn nutily tázaného k soust ed ní na odpov
.
V pr b hu jízdní zkoušky, vždy na stejném míst pro všechny zkoumané osoby daného bloku m ení, byl spušt n složený zvukový a mechanický podn t a zaznamenána kvantifikovatelná odezva jejím m ením a sou asn zaznamenáno subjektivn pozorované chování.
51
M ení byla provedena v p ti termínech (blocích) s celkem 34 zkoumanými osobami v následujících lokacích a provozních podmínkách: a) b žný provoz - Kop ivnice Zkoušky byly provedeny dne 24.4.2009 v b žném provozu na ve ejné komunikaci v úseku Kop ivnice - Lubina- Kop ivnice, s pom rem jízdy v obci a mimo obec cca 50 : 50, s celkem 5 zkoumanými osobami, soubory m ení ozna eny 1 až 5. Vyhodnocené záznamy jsou vedeny jako P íloha . 1 této diserta ní práce. b) zkušební dráha (polygon) Tatra, a.s. Kop ivnice Zkoušky byly provedeny dne 24.6.2009 na zkušební dráze odd lené od b žného provozu. B hem zkoušek se však na zkušebních vozovkách pohybovala další vozidla, kterým bylo nutno v novat pozornost. M ení se podrobilo celkem 13 osob. Soubory m ení ozna eny 6 až 18. Vyhodnocené záznamy jsou vedeny jako P íloha . 2 a P íloha . 3 této diserta ní práce. c) b žný provoz - Tachov Zkoušky byly provedeny dne 30.7.2009 v b žném provozu na ve ejné komunikaci v úseku Tachov - Lom u Tachova - Tachov, s pom rem jízdy v obci a mimo obec cca 40 : 60, s celkem 8 zkoumanými osobami. Soubory ozna eny 16 až 19. Vyhodnocené záznamy jsou vedeny jako P íloha .4 této diserta ní práce. d) omezený provoz - Aš Zkoušky byly provedeny dne 31.7.2009 v omezeném provozu na ve ejné komunikaci v úseku Krásná- státní hranice, mimo obec, s celkem 8 zkoumanými osobami. Soubory ozna eny 27 až 34. Vyhodnocené záznamy jsou vedeny jako P íloha . 5 této diserta ní práce.
52
5.2
Základní východiska pro vyhodnocení nam ených hodnot
Vyhodnocení výsledk
bylo provedeno s využitím matematické statistiky a po tu
pravd podobnosti, kdy bylo
erpáno zejména z práce autor
SEGER a HINDLS [36] a
REKTORYS [33]. Vlastní statistické zpracování dat bylo provedeno v prost edí software Microsoft Office Excel a Statgraphics. Získaná statistická data (p edstavovaná dobami reakce) byla rozt íd na do základních skupin s odpovídajícími charakteristikami, které byly blíže popsány a podrobeny vzájemnému porovnání. T íd ní bylo provedeno dle obm n jednoho statistického znaku - jednalo se o t íd ní jednostup ové, kdy nam ená data p edstavují nespojité náhodné veli iny, u nichž bylo nejprve p edpokládáno normální rozd lení pravd podobnosti. Hustota pravd podobnosti normáln rozd lené náhodné veli iny je dána funkcí
f ( x) =
2 2 1 e - ( x - µ ) / 2s s 2p
(4)
Normální rozd lení má dva parametry µ a s2, kde µ je st ední hodnota charakterizující polohu tohoto rozd lení, a s2 je jeho rozptyl, charakterizující rozptýlení okolo t ední hodnoty. Obecn lze t ední hodnotu a rozptyl vyjád it ve tvaru E( X ) = µ
(5)
D( X ) = s 2
(6)
Nevýhodou rozptylu jako parametru normálního rozd lení je z interpreta ního hledi ka jeho vyjád ení ve tvercích použité m rné jednotky. Variabilita proto bude pop ána pomocí kladn vzaté odmocniny z rozptylu, která e nazývá m rodatná odchylka, ozna ovaná jako s:
53
s = s2
(7)
kde
å =
n
s
2
i =1
( xi - x ) 2
(8)
n
kde x je hodnota znaku a x aritmetický pr m r ouboru. St ední hodnota pak udává „pr m rnou veliko t“ (centrální tendenci, t ed, t žišt , polohu) hodnot p í lušné náhodné veli iny. Vztah (5) lze doplnit definicí
E ( X ) = åx x P( x)
(9)
kde P(x) p ed tavuje pravd podobno t vý kytu. Jde tedy v pod tat o jaký i pr m r možných hodnot
veli iny
X,
v n mž
j ou
jednotlivé
hodnoty
váženy
odpovídajícími
pravd podobno tmi. U náhodného rozd lení v intervalu kolem t ední hodnoty µ + 1s
p ed tavuje
68,27 % všech nam ených hodnot
+ 2s
p ed tavuje
95,45 % všech nam ených hodnot
+ 2,5s
p ed tavuje
98,76 % všech nam ených hodnot
+ 3s
p ed tavuje
99,73 % všech nam ených hodnot
Za obvyklý interval polehlivo ti (tzv. technická ji tota) je bráno µ = + 2,5s, což reprezentuje pravd podobnost 98,76 %. Normální rozd lení má tvar zvonovité k ivky, která nabývá maxima v bod x = µ a p i x ® ±¥ se asymptoticky p ibližuje k nule. Hustota pravd podobnosti normálních rozd lení je
zachycena na Obr. 39
54
Distribu ní funkce normálního rozd lení má tvar
F ( x) =
1 s 2p
x
ò
e -( x - µ )
2
/ 2s 2
(10)
dt
-¥
Pro základní popis získaných statistických soubor bylo provedeno vyhodnocení etností, p edstavující t íd ní, v n mž je každé hodnot znaku, resp. zvolenému intervalu hodnot p i azen po et p íslušných statistických jednotek, variantn lze provést kumulativní rozd lení etnosti, které podává informaci o tom, jaká pom rná ást souboru má hodnotu znaku menší nebo rovnou sledované hodnot .
Obr. 39 Hustoty normálních rozd lení p i
= 0,4; 1; 2,5. St ední hodnota je ve všech p ípadech µ = 0. REKTORYS [33]
Pro celkový popis míry variability získaných statistických soubor bylo u každé skupiny vyhodnoceno varia ní rozp tí R jako rozdíl nejmenší a nejv tší hodnoty znaku x R = xmax - xmin
(11)
Vyhodnocení statistického souboru je pak dopln no ur ením mediánu neboli prost ední hodnoty a výpo tem aritmetického pr m ru. Medián je hodnota, která rozd luje statistický soubor na dv stejn
etné poloviny, z nichž jedna nabývá hodnot nižších, druhá polovina
55
hodnot vyšších. Jeho charakteristickou vlastností je, že nezávisí na extrémních podmínkách. Výpo et aritmetického pr m ru x je pak dán vztahem
x=
1 n å xi n i =1
(12)
Pro dále odkazované rozd lení, náhodná prom nná X s Gamma rozd lením s mírou q a tvarem k je ozna ována X ~ G(k ,q ) nebo X ~ Gamma(k ,q )
(13)
Hustota pravd podobnosti náhodné veli iny Gamma rozd lení je dána funkcí
(14) pro x > 0 a k,q > 0, kde x je náhodná veli ina, q je parametr míry a k parametr tvaru. Tabela ní vyhodnocení statistických soubor je dopln no diagramy, které byly zpracovány v prost edí software Statgraphics.
5.3
Souhrnný p ehled nam ených hodnot
Získané záznamy jednotlivých m ení byly vyhodnoceny nejprve dle použitelnosti, kdy v první fázi byly vy azeny záznamy zachycující zejména soub h podn tu a brzd ní vozidla, brzd ní realizované p ed vyvoláním podn tu nebo brzd ní zcela bez vyvolaného podn tu (zpravidla se jednalo o situace vyvolané vn jšími provozními podmínkami, na n ž musela zkoumaná osoba reagovat bez ohledu na probíhající m ení). Typické p íklady vy azených záznam byly prezentovány v p edchozí kapitole. Za záznam je považováno m ení jedné odezvy na jeden konkrétní podn t.
56
Celkový po et provedených m ení (resp. záznam ) a jejich vyhodnocení z hlediska použitelnosti ukazuje Tab. 6. Všechny soubory m ení, obsahující souhrn použitých i nepoužitých záznam , jsou v p vodním formátu programu ScopeWin uloženy na CD-R, který je jako P íloha . 6 nedílnou sou ástí této diserta ní práce.
M ení Zkušební dráha Provoz Omezený provoz Celkem
Celkem 337 228 290 855
Vy azeno 8 17 7 32
Použito 329 211 283 823
Tab. 6 P ehled o po tech záznam
Pro zjednodušení vyhodnocení dat v použitém softwarovém prost edí bylo zavedeno íselné ozna ení provozních podmínek a režimu m ení, které je zachyceno na následujícím p ehledu: Formát použitého ozna ení:
[režim; provozní podmínky]
Režim m ení: statická m ení
1
m ení za jízdy
2
m ení za jízdy s telefonem
3
m ení složeného podn tu
4
Provozní podmínky
5.4
zkušební polygon
1
b žný provoz
2
omezený provoz
3
Vyhodnocení m ení dle provozních podmínek
Provozními podmínkami se pro ú ely dalšího posuzování rozumí statická m ení, m ení na zkušební dráze, v provozu a v omezeném provozu. Statická m ení byla provád na na
57
stojícím vozidle, se všemi skupinami zkoumaných osob. Rozd lení na skupiny dle místa m ení bylo provedeno za ú elem porovnatelnosti zkoumaných skupin, jinak je toto rozd lení u stojícího vozidla hodnoceno jako bez praktického významu.
Po et Pr m r Medián Sm rodatná Minimum Maximu Varia ní odchylka m rozp tí Místo m ení [-] [s] [s] [s] [s] [s] [s] Polygon (11) 38 0,53 0,53 0,11 0,30 0,81 0,51 Provoz (12) 38 0,53 0,46 0,17 0,33 0,96 0,63 Omezený provoz (13) 25 0,70 0,67 0,19 0,42 1,05 0,63 Celkem 101 0,57 0,54 0,17 0,30 1,05 0,75 Tab. 7 Tabulka sledovaných parametr pro statická m ení
Místo m ení Polygon (21) Provoz (22) Omezený provoz (23) Celkem
Po et
Pr m r
[-] 113 101 168 382
[s] 0,67 0,76 0,84 0,77
Medián Sm rodatn Minimum Maximu á odchylka m [s] [s] [s] [s] 0,65 0,16 0,35 1,42 0,72 0,23 0,40 1,78 0,75 0,25 0,47 1,84 0,72 0,23 0,35 1,84
Varia ní rozp tí [s] 1,07 1,37 1,36 1,48
Tab. 8 Tabulka sledovaných parametr pro m ení za jízdy
Místo m ení Polygon (31) Provoz (32) Omezený provoz (33) Celkem
Po et
Pr m r
[-] 165 59 82 306
[s] 0,80 1,13 1,08 0,94
Medián Sm rodatná Minimum Maximu Varia ní odchylka m rozp tí [s] [s] [s] [s] [s] 0,74 0,30 0,30 2,94 2,64 0,94 0,58 0,53 3,62 3,10 0,91 0,56 0,58 3,88 3,30 0,80 0,47 0,30 3,88 3,58
Tab. 9 Tabulka sledovaných parametr pro m ení za jízdy s telefonem
58
Z porovnání jednotlivých m ení je zejména z ejmé, že p i statických m eních byly u všech skupin získány nižší hodnoty dolních i horních hranic reak ních as , nižší pr m rné hodnoty i mediány, sou asn bylo získáno nejužší varia ní rozp tí. Provedené srovnání tak potvrzuje poznatek, že statická m ení, p i nichž je pozornost zkoumané osoby zam ena pouze na reak ní podn t, nejsou k získávání podklad pro praktické využití p i analýze dopravních nehod zcela vhodná, nebo mohou vést k o ekávání neadekvátn krátkých reak ních dob. U m ení provád ných za jízdy (bez telefonování i s telefonováním) je pak p i srovnání provozních podmínek z ejmé zjevné dosahování nižších dolních hranic dob reakcí, nižších pr m rných hodnot, medián i užšího varia ního rozp tí p i m eních na zkušební dráze oproti m ením v provozních podmínkách, kdy dolní hranice asu reakce kratší než udává zejména BRADÁ
[7] je vysv tlitelná práv odd lením zkušebního prost edí od b žného
provozu, vliv pak m že mít zahrnutí technické odezvy do as uvád ných BRADÁ EM i skute nost, že ást vzorku zkoumaných osob p i m ení na zkušební dráze byli zkušební idi i a lenové HZS.
Diagram rozptylu dle mista: staticka mereni 1,09
cas [s]
0,89 0,69 0,49 0,29 11
12
13
misto mereni
Obr. 40 Diagram rozptylu statických m ení
59
Krabicovy diagram dle mista: staticka mereni
misto mereni
11
12
13 0,29
0,49
0,69
0,89
1,09
cas [s] Legenda pr m rná hodnota
+
medián
zá ez barevného pole
Obr. 41 Krabicový diagram statických m ení, zachycující polohu pr m rné hodnoty a mediánu
Diagram rozptylu dle mista: mereni za jizdy 2
cas [s]
1,6 1,2 0,8 0,4 0 21
22
23
misto mereni Obr. 42 Diagram rozptylu m ení za jízdy
60
Krabicovy diagram pro cas [s] dle mista: mereni za jizdy
misto mereni
21
22
23 0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
cas [s]
Legenda pr m rná hodnota
+
medián
zá ez barevného pole
Obr. 43 Krabicový diagram výsledk m ení za jízdy, zachycující polohu pr m rné hodnoty a mediánu
Diagram rozptylu dle mista: jizda s telefonem 4
cas [s]
3 2 1 0 31
32
33
misto mereni Obr. 44 Diagram rozptylu m ení za jízdy s telefonem
61
Krabicovy diagram dle mista: jizda s telefonem
misto mereni
31
32
33 0
1
2
3
4
cas [s] Legenda pr m rná hodnota
+
medián
zá ez barevného pole
Obr. 45 Krabicový diagram výsledk m ení za jízdy s telefonem, zachycující polohu pr m rné hodnoty a mediánu
Histogram pro cas [s]: staticka mereni 50
pocet [-]
40 30 20 10 0 0
0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
cas [s]
Obr. 46 Histogram rozd lení etnosti statických m ení, normální rozd lení
62
kumulativni pravdepodobnost [-]
Normalni rozdeleni: staticka mereni 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,29
0,49
0,69
0,89
1,09
cas [s]
Obr. 47 Srovnávací diagram (Quantile Plot) normálního rozd lení pro statická m ení
Zejména z histogramu na Obr. 46 je z ejmé, že
etnost výskytu reak ních dob není
symetrická, vykazuje výrazn strm jší pr b h v levé ásti diagramu a pozvoln jší pokles p echázející do „ocasu“ v pravé ásti diagramu. Vzhledem k tomuto zjevnému nesouladu oproti ideálnímu pr b hu normálního rozd lení byla v prost edí programu Statgraphics provedena analýza rozd lení pravd podobnosti (chi-square test, Shapiro-Wilks test, test šikmosti, test špi atosti) na jejímž základ
lze odmítnout p edpoklad, že získaná data
pocházejí z normálního rozd lení – výstupní protokol je veden jako P íloha . 7 této diserta ní práce. Dle provedeného grafického vyhodnocení se jako odpovídající jeví spíše Gamma rozd lení, jak je zachyceno na následujících vyobrazeních.
63
Histogram pro cas [s]: staticka mereni, Gamma rozdeleni
50
pocet [-]
40 30 20 10 0 0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
cas [s]
Obr. 48 Histogram rozd lení etnosti statických m ení, Gamma rozd lení
kumulativni pravdepodobnost
Gamma rozdeleni: staticka mereni 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,29
0,49
0,69
0,89
1,09
cas [s]
Obr. 49 Srovnávací diagram (Quantile Plot) Gamma rozd lení pro statická m ení
Odpovídající analýzy byly provedeny pro hodnoty reak ních dob nam ených za jízdy a pro m ení za jízdy s telefonem, v souhrnu všech provozních podmínek, na jejichž základ lze odmítnout p edpoklad, že získaná data pocházejí z normálního rozd lení – výstupní protokoly jsou vedeny jako P íloha . 8 a P íloha . 9 této diserta ní práce. Dle provedeného grafického
64
porovnání se jako vhodn jší jeví spíše Gamma rozd lení, které lépe vyjad uje strm jší sklon levé ásti diagramu a pozvoln jší pokles s „ocasem“ v jeho pravé ásti.
Histogram pro cas [s]: mereni za jizdy 180
pocet [-]
150 120 90 60 30 0 0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
cas [s] Obr. 50 Histogram rozd lení etnosti m ení za jízdy, normální rozd lení
kumulativni pravdepodobnost [-]
Normalni rozdeleni: mereni za jizdy 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
cas [s] Obr. 51 Srovnávací diagram (Quantile Plot) normálního rozd lení pro m ení za jízdy
65
Histogram pro cas [s]: mereni za jizdy, Gamma rozdeleni 180
pocet [-]
150 120 90 60 30 0 0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
cas [s] Obr. 52 Histogram rozd lení etnosti pro m ení za jízdy, Gamma rozd lení
kumulativni pravdepodobnost [-]
Gamma rozdeleni: mereni za jizdy 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
0,4
0,8
1,2
1,6
2
cas [s] Obr. 53 Srovnávací diagram (Quantile Plot) Gamma rozd lení pro m ení za jízdy
66
Histogram pro cas [s]: jizda s telefonem 240 200 pocet
160 120 80 40 0 0
1
2
3
4
5
cas [s] Obr. 54 Histogram rozd lení etnosti m ení za jízdy s telefonem, normální rozd lení
kumulativni pravdepodobnost
Normalni rozdeleni: jizda s telefonem 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
1
2
3
4
cas [s] Obr. 55 Srovnávací diagram (Quantile Plot) normálního rozd lení pro m ení za jízdy s telefonem
67
Histogram pro cas [s]: jizda s telefonem, Gamma rozdeleni 240 200 pocet
160 120 80 40 0 0
1
2
3
4
5
cas [s]
Obr. 56 Histogram rozd lení etnosti m ení za jízdy s telefonem, Gamma rozd lení
kumulativni pravdepodobnost
Gamma rozdeleni: jizda s telefonem 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
1
2
3
4
cas [s]
Obr. 57 Srovnávací diagram (Quantile Plot) Gamma rozd lení pro m ení za jízdy s telefonem
68
5.5
Vyhodnocení m ení dle režimu
Za režim m ení je považováno statické m ení, m ení za jízdy, m ení za jízdy s telefonováním a m ení reakcí na složený podn t. Statická m ení byla v p ehledu sledovaných parametr v etn názorných diagram prezentována v p edchozí kapitole. Další hodnocení tedy bude nejprve zam eno na srovnání hodnot reakcí dosahovaných za jízdy v souhrnu provozních podmínek s hodnotami reakcí dosahovaných za jízdy p i sou asném telefonování zkoumané osoby.
Režim m ení Jízda (21) Jízda s telefonem (31) Celkem
Po et
Pr m r
[-] 113 165 278
[s] 0,67 0,80 0,75
Medián Sm rodatná Minimum Maximu Varia ní [s] 0,65 0,74 0,70
odchylka [s] 0,16 0,30 0,26
[s] 0,35 0,30 0,30
m [s] 1,42 2,94 2,94
rozp tí [s] 1,07 2,64 2,64
Tab. 10 Tabulka sledovaných parametr pro m ení na zkušební dráze
Režim m ení Jízda (22) Jízda s telefonem (32) Celkem
Po et
Pr m r
[-] 101 59 160
[s] 0,76 1,14 0,90
Medián Sm rodatná Minimum Maximu Varia ní odchylka m rozp tí [s] [s] [s] [s] [s] 0,72 0,23 0,40 1,78 1,37 0,94 0,58 0,53 3,62 3,09 0,77 0,44 0,40 3,62 3,20
Tab. 11 Tabulka sledovaných parametr pro m ení v provozu
Režim m ení Jízda (23) Jízda s telefonem (33) Celkem
Po et
Pr m r
[-] 168 82 250
[s] 0,84 1,08 0,92
Medián Sm rodatná Minimum Maximu Varia ní odchylka m rozp tí [s] [s] [s] [s] [s] 0,75 0,25 0,47 1,84 1,36 0,91 0,56 0,58 3,88 3,30 0,81 0,40 0,47 3,88 3,41
Tab. 12 Tabulka sledovaných parametr pro m ení v omezeném provozu
69
Z porovnání m ení za jízdy a m ení za jízdy s telefonem je p i telefonování za jízdy zejména z ejmé celkové zvýšení všech sledovaných parametr
p i všech provozních
režimech, avšak zejména výrazn nar stá hodnota dosahovaných maximálních reak ních as . V p ípad pr m rné hodnoty i mediánu lze vysledovat zvýšení as
reakcí v ádu
jednotlivých desetin vte iny, u maximálních hodnot se pak jedná až o celé sekundy. Uvedenou skute nost lze vysv tlit krátkodobou ztrátou pozornosti telefonujícího idi e, který se b hem hovoru „zapomene“ a soust edí se na obsah hovoru, nikoliv na sledování provozní situace. Jev „zapomenutí se“ bylo možno sledovat u velké ásti zkoumaných osob, situace je nejlépe z ejmá z následujících diagram , zachycujících všechny dosažené asy reakcí jednotlivými zkoumanými osobami. Dále jsou pak uvedeny diagramy umož ující názorné porovnání polohy st ední hodnoty, mediánu a extrém celé skupiny osob za konkrétních provozních podmínek.
Diagram rozptylu: telefonovani na polygonu 3 2,5 cas [s]
2 1,5 1 0,5 0 6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 osoba
Obr. 58 Diagram rozptylu m ení na zkušební dráze za jízdy s telefonem
70
Diagram rozptylu: telefonovani v provozu 4
cas [s]
3 2 1 0 19
20
21
22
23
24
25
26
osoba Obr. 59 Diagram rozptylu m ení v b žném provozu za jízdy s telefonem
Diagram rozptylu: telefonovani v omezenem provozu 4
cas [s]
3 2 1 0 27
28
29
30
31
32
33
34
osoba Obr. 60 Diagram rozptylu m ení v omezeném provozu za jízdy s telefonem
71
Diagram rozptylu dle metody mereni: polygon 3 2,5 cas [s]
2 1,5 1 0,5 0 21
31
metoda mereni Obr. 61 Diagram rozptylu m ení na zkušební dráze za jízdy (21) a za jízdy s telefonem (31)
metoda mereni
Krabicovy diagram dle metody mereni: polygon
21
31
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
cas [s] Legenda pr m rná hodnota medián
+ zá ez barevného pole
Obr. 62 Krabicový diagram výsledk m ení na zkušební dráze za jízdy (21) a za jízdy s telefonem (31), zachycující polohu pr m rné hodnoty a mediánu
72
Diagram rozptylu dle metody mereni: provoz 4
cas [s]
3 2 1 0 22
32
metoda mereni Obr. 63 Diagram rozptylu m ení v provozu za jízdy (22) a za jízdy s telefonem (32)
metoda mereni
Krabicovy diagram dle metody mereni: provoz
22
32
0
1
2
3
4
cas [s] Legenda pr m rná hodnota medián
+ zá ez barevného pole
Obr. 64 Krabicový diagram výsledk m ení v provozu za jízdy (22) a za jízdy s telefonem (32), zachycující polohu pr m rné hodnoty a mediánu
73
Diagram rozptylu dle metody mereni: omezeny provoz 4
cas [s]
3 2 1 0 23
33
metoda mereni Obr. 65 Diagram rozptylu m ení v omezeném provozu za jízdy (23) a za jízdy s telefonem (33)
metoda mereni
Krabicovy diagram dle metody mereni: omezeny provoz
23
33
0
1
2
3
4
cas [s] Legenda pr m rná hodnota medián
+ zá ez barevného pole
Obr. 66 Krabicový diagram výsledk m ení v omezeném provozu za jízdy (23) a za jízdy s telefonem (33), zachycující polohu pr m rné hodnoty a mediánu
74
5.6
Vyhodnocení reakcí idi
Jak je uvedeno výše, každý z idi
na složený podn t mohl být vystaven neo ekávanému složenému podn tu
pouze jednou. Z celkového po tu 34 m ení: - vy azena
2 m ení
- reakce s rozhodnutím brzdit
17 m ení
- bez okamžitého rozhodnutí brzdit
15 m ení
D vodem pro vy azení m ení byly technické potíže p i vyvolání a snímání odezvy. V uvedených 15 p ípadech, jejichž výsledkem nebylo okamžité brzd ní, se v p evážné v tšin p ípad jednalo o stav, kdy zkoumaná osoba s projevem r zné míry úleku i p ekvapení zpravidla kontrolovala pohledem situaci ve zp tném zrcátku a ve vozidle. Vzhledem k daným technickým možnostem bylo pozorování chování osob subjektivní, bez po ízení obrazového i obrazového a zvukového záznamu. Detailn jší analýza rozd lení získaného statistického souboru nebyla provedena z d vodu nižšího po tu hodnot. Za objektivní výsledky lze považovat záznamy a vyhodnocení odezvy idi
reagujících
rozhodnutím brzdit, jak jsou uvedeny v následujícím p ehledu, a sou asn vzájemný pom r t chto idi
v i skupin , která nereagovala rozhodnutím brzdit.
Nam ené délky reak ních dob u idi
reagujících rozhodnutím brzdit jsou uvedeny
v následující tabulce, z níž je z ejmé, že p i rozhodnutí brzdit reagují idi i prakticky okamžit , s parametry reakce srovnatelnými s výsledky m ení na zkušební dráze i v provozu (bez telefonování za jízdy). Sou asn však existuje významn velká skupina osob, v daném p ípad
47 % zkoumaného vzorku, která na neo ekávaný podn t okamžitým brzd ním
nereaguje a p i zjiš ování p í in a zdroje podn tu pokra uje v setrvalé jízd .
Po et Podn t Složený (41, 42, 43)
[-] 17
Pr m r Medián Sm rodatná Minimum Maximu Varia ní odchylka m rozp tí [s] [s] [s] [s] [s] [s] 0,96 0,98 0,30 0,49 1,43 0,94
Tab. 13 Tabulka sledovaných parametr pro m ení reakcí na složený podn t
75
Diagram rozptylu pro slozeny podnet
0,48
0,68
0,88
1,08
1,28
1,48
cas [s] Obr. 67 Diagram rozptylu m ení reakcí na složený podn t
Krabicovy diagram pro slozeny podnet
0,48
0,68
0,88
1,08
1,28
1,48
cas [s] Legenda pr m rná hodnota medián
+ zá ez barevného pole
Obr. 68 Krabicový diagram výsledk m ení reakcí na složený podn t, zachycující polohu pr m rné hodnoty a mediánu
76
Histogram pro cas [s]: slozeny podnet 5
pocet [g]
4 3 2 1 0 0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
cas [s] Obr. 69 Histogram m ení reakcí na složený podn t
kumulativni pravdepodobnost
Normalni rozdeleni: slozeny podnet 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,48
0,68
0,88
1,08
1,28
1,48
cas [s] Obr. 70 Srovnávací diagram (Quantile Plot) normálního rozd lení pro m ení reakcí na složený podn t
77
6.0
Shrnutí a praktické využití získaných poznatk
K získaným poznatk m lze p istupovat ze dvou hledisek, jednak ve vztahu k výsledk m m ení, jednak ve vztahu k použité metod . Z hlediska výsledk
m ení lze vlastní p ínos autora a využitelnost výsledk diserta ní
práce charakterizovat takto: a) telefonování za jízdy Provedená m ení prokázala, že telefonování za jízdy je jednozna n negativní innost, p i níž m že docházet ke skokovému nár stu obvyklé i obvykle dosahované reak ní doby v situaci, kdy se telefonující idi „zapomene“ a svoji pozornost soust edí na p edm t hovoru namísto sledování situace v provozu. Zatímco v provozu získané dolní hranice reak ních as se p i jízd s telefonováním oproti jízd bez telefonování prodloužily o cca 0,1 s a významn ji se nelišily od dolní hranice reak ních dob jak je uvádí BRADÁ
[7], u horních hranic
reak ních dob dosahovaly zkoumané osoby za jízdy bez telefonování reak ních
as
v rozmezí od 1,42 s do 1,84 s a p i telefonování za jízdy došlo ke skokovému nár stu na 2,94 s až 3,88 s. P i telefonování za jízdy tak byla význa ným zp sobem p ekro ena horní mez reak ních dob, udávaná do 2,04 s [7]. Uvedené zjišt ní má praktický význam zejména jako konkrétní argument p i osv tové innosti zam ené na zvyšování bezpe nosti silni ního provozu, p i výuce budoucích i stávajících idi
a v neposlední ad i jako podklad pro
znaleckou praxi p i analýze dopravních nehod. b) vliv provozních podmínek Z porovnání výsledk
m ení dle provozních podmínek bylo ov eno, že p i reakci na
jednoduchý optický podn t existují kvantifikovatelné rozdíly z hlediska použité metody, resp. z hlediska režimu m ení. Jako ne zcela vhodná se jeví m ení statická, která mohou vést k o ekávání neadekvátn krátkých reak ních dob, jejichž hodnoty se u zkoumaných skupin osob pohybovaly v rozmezí od 0,3 s do 1,05 s, ovšem jak je z ejmé ze srovnání Obr. 48, Obr. 50 a Obr. 52, s etností výskytu výrazn v dolní ásti intervalu. U m ení provád ných
78
za jízdy je pak p i srovnání provozních podmínek z ejmé dosahování nižších hodnot sledovaných parametr
p i m eních na zkušební dráze oproti m ením v provozních
podmínkách – reak ní asy nam ené na zkušební dráze se pohybovaly v intervalu 0,35 s až 1,42 s, v provozních podmínkách pak v intervalu od 0,40 s do 1,84 s. Rozdíl lze krom vlivu prost edí vysv tlovat rovn ž skute ností, že v p ípad osob na zkušebním polygonu se jednalo o zkušební idi e a leny HZS, znalé místního prost edí. U minimální doby reakce, jejíž znalost se jeví jako podstatný parametr p i znalecké analýze dopravních nehod, byly získány hodnoty stejné až nižší než udává zejména BRADÁ
[7].
Zde je však t eba zd raznit, že spodní mez udávaná BRADÁ EM v délce 0,47 s zahrnuje i odezvu vozidla, a to prodlevu brzd (od dotyku pedálu po první dotyk t ecích ploch brzd) a dobu náb hu brzdného ú inku (od prvého dotyku t ecích ploch brzd po za átek zanechávání stop pneumatik na vozovce), kdy v souhrnu se jedná o hodnotu 0,1 s. Vzhledem k tomu, že m ení b hu reak ní doby bylo v p edm tné práci ukon eno rozsvícením brzdového sv tla po vymezení v le mechanického spína e na brzdovém pedálu p ed reálným náb hem brzdného ú inku, lze dosažené minimální hodnoty reak ních dob považovat za zcela srovnatelné, kdy p i uvažování odezvy vozidla by minimální doba reakce nam ená na zkušebním polygonu inila 0,45 s, v provozních podmínkách pak 0,5 s. Uvedené poznatky jsou využitelné zejména ve znalecké praxi p i analýze dopravních nehod, kde potvrzují opodstatn nost dosud používaných hodnot reak ních dob (zejména ve vztahu k dolní hranici technicky možné reak ní doby jak je uvádí Znalecký standard . III [5] nebo p ehledn ji BRADÁ [7]) a stav poznání rozši ují o vliv provozního prost edí. P i p ípadném pokra ování výzkumu reak ních dob pak získané poznatky mohou být v len ny do zásad metodiky postup m ení, kdy zjiš ování technicky možných reak ních dob by bylo vhodné sm ovat k m ení v podmínkách b žného provozu nebo v podmínkách b žnému provozu blízkých. Pro výzkum reak ních dob za situací, p i kterých není možné zkoušky provád t v provozu pro nezp sobilost idi e (alkohol, drogy) a kdy v provozu hrozí riziko vážné nehody byla PTÁ KEM [32] ov ována možnost využití upraveného b žného idi ského trenažéru. Pro nulovou hladinu alkoholu byla st ední doba reakce na neo ekávaný optický podn t (bez doby
79
sešlapu brzdového pedálu) stanovena na 0,99 s. Vzhledem k odlišnému statistickému vyhodnocení prost ednictvím st ední hodnoty nejsou zjišt né hodnoty bez výhrad porovnatelné s výsledky této práce. P ijmeme-li však p edpoklad, že neo ekávanost situace, které byly vystaveny zkoumané osoby p i výzkumu na idi ském trenažéru, je z hlediska reak ního a rozhodovacího procesu blízka neo ekávanosti situace, které byly vystaveny zkoumané osoby za jízdy v provozu, pak lze konstatovat, že velmi dobré shody bylo dosaženo u pr m rné hodnoty a mediánu u odezvy idi
na neo ekávaný složený podn t, kde byla
stanovena hodnota 0,96, resp. 0,98. Lze tedy potvrdit PTÁ K V záv r, že p i reakci na neo ekávanou p ekážku jsou výsledky zjišt né na simulátoru srovnatelné s výsledky v provozu a pro ov ování reakcí u nezp sobilých idi
je možno použít simulátor jízdy.
c) vliv neo ekávaného podn tu Sledováním odezvy idi
na neo ekávaný neoptický podn t bylo zjišt no, že p i rozhodnutí
brzdit reagovaly zkoumané osoby prakticky okamžit , s parametry reakcí srovnatelnými s výsledky m ení na zkušební dráze i v provozu. Nam ené asy reakcí se pohybovaly v rozmezí od 0,49 s po 1,43 s a v zásad dob e korespondují s dobami reakce a technické prodlevy p i p ímém pozorování kritického objektu (tj. bez optické reakce), jak v intervalu 0,47 s až 1,34 s uvádí již zmi ovaný Znalecký standard III [5] nebo BRADÁ [7]. Sou asn však existuje významn
velká skupina osob (47 % zkoumaného vzorku), která na
neo ekávaný podn t okamžitým brzd ním nereagovala a p i zjiš ování p í in a zdroje podn tu pokra ovala v setrvalé jízd . Uvedený poznatek je hodnocen jako zásadní pro využití p i znalecké analýze dopravních nehod, kde se nez ídka vyskytují p ípady, p i nichž je n který ú astník vystaven jinému než optickému podn tu, a úkolem znalce je posoudit p im enost jeho reakce. Mechanická aplikace horních hranic obvykle využívaných dob reakcí, jak jsou uvád ny v odborné literatu e do 1,34 s (bez optické reakce) i do 2,04 s (v etn optické reakce), se jeví jako nevhodná a p i vyvozování záv r
by m lo být na míst zvlášt pe livé zvážení všech
známých skute ností.
80
Z hlediska použité metody tato prokázala svoji využitelnost pro získávání dostate ného množství hodnov rných a statisticky dále využitelných hodnot reak ních dob za podmínek reálného provozu a podmínek reálnému provozu blízkých, p i použití b žného osobního vozidla. Vedlejším výsledkem provedených m ení bylo vytvo ení technicky dostupného a dostate n p esného za ízení s potenciálem pro další použití a rozvoj. Objektivn je však nutno p ipustit n které nedostatky, které b hem p ípravné fáze nebyly p edpokládány nebo nebyl pln docen n jejich význam. Jedná se zejména o zp sob snímání odezvy idi e, kdy realizované zapojení do patice brzdového sv tla p ineslo výraznou jednoduchost, snadnou montáž a zejména univerzálnost pro použití tak ka ve všech moderních evropských vozidlech, avšak vy adilo z innosti celou zadní skupinovou svítilnu. P estože se vždy jednalo o skupinu pravou a m ení byla provád na na p ehledných úsecích za podmínek neztížené viditelnosti, vliv na technickou zp sobilost a snížení bezpe nosti ve vztahu k ostatním ú astník m silni ního provozu je více než z ejmý a p i pokra ování výzkumných prací by bylo na míst uvažovat o vhodn jším zp sobu zapojení. Dalším problémem, na který je t eba upozornit, bylo potla ení projev nárazu (tj. mechanické ásti podn tu) vyvolaného mechanickým za ízením ozna ovaným jako „padostroj“ p i jízd b žnými cestovními rychlostmi, a to v d sledku p edevším aerodynamického hluku, hluku pneumatik, kmit p enášených z kol do karoserie vozidla, jejím pohupováním, naklán ním a dalšími
b žnými,
jinak
zpravidla
nevnímanými
projevy.
Potla ení
projev
bylo
minimalizováno volbou režimu jízdy, p i n mž byl spušt n signál složeného podn tu, tj. zejména p i pomalejší jízd na úseku bez nerovností, výmol
i výtluk . P esto se však
nepoda ilo bez výhrad navodit stav, p i n mž by byl mechanický podn t vyvolaný padostrojem dominantní. Z organiza ního hlediska je pak t eba u m ení neo ekávaných podn t poukázat na nutnost d razného upozorn ní již odzkoušených osob zachovat ml enlivost o obsahu provedených m ení, v ideálním p ípad zajistit jejich separaci od osob, které dosud m ení neabsolvovaly. P es uvedená negativa lze u p edest ené metody a podstatné ásti použitého za ízení uvažovat o p ípadném zdokonalení a dalším použití.
81
7.0
Záv r
7.1
Vyhodnocení stanovených cíl
K jednotlivým cíl m je možno na základ
provedených experimentálních m ení uvést
následující: 1)
Zjišt ní reakcí idi
silni ních motorových vozidel v podmínkách b žné jízdy
na reak ní podn ty jednoduché - zejména optické - a neo ekávané kombinované, a to sou asn zvukové a mechanické Reak ní doby idi
na jednoduchý optický podn t byly m eny s r znými skupinami osob na
zkušební dráze, v podmínkách b žného provozu a v podmínkách provozu omezeného, avšak na ve ejné komunikaci. Jako dopl ující byla provedena statická m ení p i stojícím vozidle. Za jednoduchý optický podn t byla zvolena svítilna ervené barvy umíst ná v zorném poli idi e a p edstavující koncová sv tla vp edu jedoucího vozidla. Pro zkoumané osoby pak byl stanoven úkol sešlápnou pedál brzdy v okamžiku zaregistrování rozsvícení tohoto sv tla. Za složený podn t byla zvolena kombinace zvuku automobilových houka ek umíst ných v interiéru vozidla a simulovaného nárazu, vyvozeného za tím ú elem zkonstruovaným mechanickým za ízením. Zkoumání bylo v celkem 5 termínech podrobeno 34 osob. P ed zahájením jízdy byla každá osoba informována o ú elu m ení, popsaném jako zjiš ování odezvy na jednoduchý optický podn t, a to p i telefonování b hem jízdy a bez telefonování b hem jízdy, s požadovaným úkolem sešlápnout brzdový pedál po rozsvícení erveného „brzdového“ sv tla, umíst ného v zorném poli na víku motorového prostoru vozidla. O zamýšleném zjiš ování odezvy na složený podn t nebyl žádný z idi
p edem informován.
Každá zkoumaná osoba poté provedla nejprve sadu m ení na míst v reakci na jednoduchý optický podn t, poté následovala zkušební jízda, a to nejprve bez telefonu, poté s telefonováním za jízdy. V pr b hu jízdní zkoušky, vždy na stejném míst pro všechny
82
zkoumané osoby daného bloku m ení a vždy p i m ení bez telefonu, byl spušt n složený zvukový a mechanický podn t a zaznamenána kvantifikovatelná odezva jejím m ením a sou asn
zaznamenáno subjektivn
pozorované chování. Celkem tak bylo získáno 855
záznam (tj. podn t a odezev zkoumaných osob), pro statické vyhodnocení bylo použito celkem 823 záznam . Z porovnání výsledk jednotlivých m ení je zejména z ejmé, že statická m ení, p i nichž je pozornost zkoumané osoby zam ena pouze na reak ní podn t, nejsou k získávání podklad pro praktické využití p i analýze dopravních nehod zcela vhodná, nebo
mohou vést
k o ekávání neadekvátn krátkých reak ních dob. U m ení provád ných za jízdy je pak p i srovnání provozních podmínek z ejmé dosahování nižších hodnot sledovaných parametr
p i m eních na zkušební dráze oproti m ením
v provozních podmínkách – reak ní
asy nam ené na zkušební dráze se pohybovaly
v intervalu 0,35 s až 1,42 s, v provozních podmínkách pak v intervalu od 0,40 s do 1,84 s. Rozdíl lze krom
vlivu prost edí vysv tlovat rovn ž skute ností, že v p ípad
osob na
zkušebním polygonu se jednalo o zkušební idi e a leny HZS, znalé místního prost edí. Zjiš ování technicky možných reak ních dob by tedy bylo vhodné sm ovat k m ení v podmínkách b žného provozu nebo v podmínkách b žnému provozu blízkých a pro ov ování reakcí u nezp sobilých idi
je možno použít simulátor jízdy.
M ení potvrdila opodstatn nost ve znalecké praxi dosud používaných hodnot reak ních dob (zejména ve vztahu k dolní hranici technicky možné reak ní doby) a stav poznání rozši ují o vliv provozního prost edí. Za hlavní p ínos diserta ní práce je považováno zjišt ní, že na neo ekávaný složený podn t reagovali idi i p i rozhodnutí brzdit prakticky okamžit , s parametry reakcí srovnatelnými s výsledky m ení na zkušební dráze i v provozu, sou asn však existuje významn velká skupina osob (v daném p ípad 47 % zkoumaného vzorku), která na neo ekávaný podn t okamžitým brzd ním nereagovala a p i zjiš ování p í in a zdroje podn tu pokra ovala v setrvalé jízd . Uvedené zjišt ní m že být zásadní p i posuzování technické p ijatelnosti výpov dí ú astník dopravních nehod a p i ur ování dob reakcí v p ípadech, kdy odezvou na
83
vzniklou situaci bylo práv rozhodnutí brzdit. Minimální doba reakce na složený podn t následovaná brzd ním byla stanovena na 0,49 s, maximální hodnota pak inila 1,43 s. Ze statistického vyhodnocení soubor
reak ních dob zjiš ovaných za jízdy a za jízdy
s telefonem pak lze odmítnout p edpoklad, že získaná data pocházejí z normálního rozd lení. Dle provedeného grafického vyhodnocení se jako odpovídající jeví spíše Gamma rozd lení, v souladu se záv ry, které uvádí HUGEMANN [17].
2)
Za podmínek b žné jízdy ov it vliv používání mobilních telefon bez použití sady hands-free na reak ní doby idi
Z porovnání m ení za jízdy a m ení za jízdy s telefonem je p i telefonování za jízdy z ejmé celkové zvýšení tak ka všech sledovaných parametr p i všech provozních režimech (na zkušební dráze i v provozu), výrazn
však nar stá zejména hodnota dosahovaných
maximálních reak ních as . Zatímco dolní hranice reak ních as se v provozu p i jízd s telefonováním oproti jízd bez telefonování prodloužily o cca 0,1 s, u maximálních hodnot se jednalo až o celé sekundy a nejdelší doba reakce nabývala hodnotu 3,88 s. Uvedenou skute nost lze vysv tlit krátkodobou ztrátou pozornosti telefonujícího idi e, který se b hem hovoru „zapomene“ a soust edí se na obsah hovoru, nikoliv na sledování provozní situace.
3)
Pokud bude dosaženo vhodného složení souboru zkoušených osob pak zjistit p ípadné rozdíly v reakci dle pohlaví, v ku i jiných, v úvahu p ipadajících kriterií
Vzhledem k tomu, že záb r práce zahrnující r zné provozní podmínky a jízdní režimy byl pom rn široký, nebylo reálné provést hodnov rn jší hodnocení dosažených výsledk dle specifických znak jednotlivých zkoumaných osob.
84
7.2
Doporu ení pro další výzkum
Použitá metoda dle stanoviska autora prokázala svoji využitelnost pro získávání dostate ného množství hodnov rných a statisticky dále využitelných hodnot reak ních dob za podmínek reálného provozu a podmínek reálnému provozu blízkých, p i použití b žného osobního vozidla. P i p ípadném pokra ovaní výzkumu zam eného na zjiš ování technicky možné délky reak ních dob by bylo vhodné doplnit m icí za ízení o optické snímání chování idi e zejména za situace, kdy je vystaven neo ekávanému a jinému než optickému podn tu. Jako nesporn zajímavé a p ínosné by mohlo být navázání na práce provedené v zahrani í se zam ením na tzv. dobu rizika, a dopln ní m icího za ízení o možnost dálkového ovládání podn tu nacházejícího se mimo vozidlo.
85
8.0
P ehled použité literatury
[1]
Bosch: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 20. vydání, Stuttgart, 1997
[2]
BRADÁ , A. (jr): Modelování pohybu vozidla- vyhýbací manévr. Diserta ní práce VUT USI Brno, 2005
[3]
BRADÁ , A., a kol.: P íru ka znalce- analytika silni ních nehod. I. a II. díl. DT SVTS Ostrava (Ú elový náklad pro MSp SR), 1985
[4]
BRADÁ , A., KREJ Í , P., GLIER, L., Pe ina, J.: Znalecký standard
. V-
Zjiš ování a posuzování technického stavu vozidel pro technickou analýzu pr b hu a p í in silni ních dopravních nehod. VUT v Brn - USI, Ministerstvo spravedlnosti 1992 [5]
BRADÁ , A., KREJ Í , P., GLIER, L., PLCH, J., LUKAŠÍK L., HELEŠIC, V.: Znalecký standard . III- Technická analýza st etu vozidla s chodcem. VUT v Brn USI, Ministerstvo spravedlnosti 1991
[6]
BRADÁ , A., KREJ Í , P., GLIER, L.: Znalecký standard . II- Vybrané metody zjiš ování podklad pro technickou analýzu pr b hu a p í in silni ních dopravních nehod. VUT v Brn - USI, Ministerstvo spravedlnosti 1990
[7]
BRADÁ , A., KREJ Í , P., LUKAŠÍK, L., OŠLEJŠEK, J., PLCH, J.: Soudní inženýrství. Akademické nakladatelství CERM Brno 1997
[8]
BURCKHARDT, M.: Fahrwerktechnik: Bremsdynamik und PKW-Bremsanlagen. Vogel Verl., Würzburg, 1991
[9]
BURCKHARDT, Reaktionsdauer
M.: von
Verkehrsrechtsprechnung
eue
Wissenschaftliche
Erkenntnisse
Kraftfahrern-Konsequenzen und
Verkehrssichertsarbeit.
für In:
Bezüglich
der
Gutachtenerstellung, Sborník
znalecké
konference AFO- GUFU, Kolín nad Rýnem, 1982 [10]
BURG, H., RAU, H. a kol.: Handbuch der Unfallrekonstruktion. (P íru ka pro rekonstrukce dopravních nehod). nakladatelství Information Ambs, Berlin, 1981
[11]
DANNER, M., HALM, J.: Technische Analyse von Strassenverkehrsunfällen, (Technická analýza dopravních nehod). Kraftfahrzeutrchnischer Verlag, München, 1981
[12]
DANNERT, G.: Grundprobleme der Reaktionzeit des Kraftfahreres. Ferkehrsunfall und Fahrzeugtechnik, Nr 12/1998, S. 328-334
86
[13]
GRATZER, W., BURG, H.: Ermittlung des Gefahrenerkennungspunktes. In: Verkerhrsunfall und Fahrzeugtechnik, 6/1998
[14]
GREEN M.: „How long does it take to stop?“, Methological analysys of driver perceptoin–brake times. Transportion Human Factors No 2(3), 2000, pp. 195-216
[15]
HOKEŠ. V. a kol.: U ebnice pro autoškoly, Naše vojsko, Praha 1989
[16]
HORVÁTH J.: Experiment s reak ními asy, In: St elecká revue 9/2006
[17]
HUGEMANN W.: Driver reaction times in road traffic, Lecture Notes in Vehicle Accident Reconstruction, EVU 2002, Portorož
[18]
HUSSMANN, P.: Reaktion des Systems Fahrer-Fahrzeug auf Seitenwind (Reakce soustavy idi - vozidlo na bo ní vítr). In: ATZ 73 (1971), íslo 2
[19]
JANÍ EK, P.: Osobní sd lení k metodologii v deckého poznávání, zejména ve vztahu k vytvo ení disertabilní doktorské práce. Brno, zá í 2005
[20]
JANTE, A.: Mechanika ruchu samochodu. Polský p eklad n meckého originálu, Wydawnictwa komunikacyjne, Warszawa, 1959
[21]
KASANICKÝ G., KOHÚT P.:
Analýza nehod jednostopových vozidiel, Žilinská
univerzita v Žilin , 2000 [22]
KLEDUS R., Modelování pohybu vozidla p i analýze silni ních nehod - vyhýbací manévr – diserta ní práce studia doktorského studijního programu v oboru „Soudní inženýrství“, 77 str.
[23]
kol. autor : Reaktionszeit von Kraftfahrern. Institut für Lichttechnik der Technischen Universität, Berlin, 1979
[24]
kol. autor : Wypadki drogowe- Vademekum bieglego sadowego. Wydawnictwo Instytutu Ekspertyz Sadowych, Krakow 2006
[25]
KOLÍBAL, Z.: Osobní sd lení k metodice m ení reak ních dob. Brno 2008
[26]
MARQUART, E., ENGELS, K., NELSEN, W.: Základy technických v domostí k dopravním nehodám a problémy znaleckého zkoumání dopravních nehod, I. díl: V decké základy práce soudního znalce dopravních nehod. Westdeutscherverlag, Köln und Opladen, rok vydání na dostupné kopii neuveden
[27]
McGEHEE, D., V., MAZZAE E. N., BALDWIN G. H. S.: Driver reaction time in crash avoidance research: validation of a driving simulator study on a test track. www.nrd.nhtsa.dot.gov/vrtc/ca/capubs/IEA2000_ABS51.pdf
87
[28]
MEYER, S.: Reaktionsverhalten älterer Autofahrer, UREKO Spiegel 8/2007, Minster 2007
[29]
Mobilní zabiják na vzestupu, In: Týden 45/2009, uvedeno pod zn. -jez-
[30]
OLSON, P. L.: Forensic Aspects of Drivers Perception and Response. Lawyers & Judges Publishing Co., 1996
[31]
PORADA, V.: Silni ní dopravní nehoda v teorii a praxi. Linde Praha a.s., 2000
[32]
PTÁ EK, P.: Možnosti využití idi ských trenažér ke znaleckému zkoumání chování idi
pro ú ely analýzy silni ních nehod. Diserta ní práce VUT- USI Brno, 2001
[33]
REKTORYS K. a kol.: P ehled užité matematiky I a II, SNTL Praha, 1988
[34]
Sborník prací: Reaktionszeit von Kraftfahrern, Institut für Lichttechnik der Technischer Universität, Berlin 1979 (cit. z Vademekum)
[35]
ScopeWin- program, Pavel Jurák
[36]
SEGER J., HINDLS R.: Statistické metody v tržním hospodá ství, Victoria Publishing, Praha 1995
[37]
STA CZYK, T. L., JURECKI, R.: Czasy reakcji kierowców w stanach zagro enia wypadkowego, Materiály III. konference „Rozwój techniki samochodowj a ubezpieczenia kumunikacyjne“, vyd. Wy sa Skola Biznesu im. bp. Jana Chrapka w Radomiu, Radom 2006, str. 321-348
[38]
STA CZYK, T. L.,
JURECKI, R.: Dokladno
oszacowania czasów reakcji
kierowców w rekonstrukci wypadków drogowych, konference EVU, 2007 [39]
STA CZYK, T. L.,
JURECKI, R.: O przyczynach ró nic w publikowanych
warto ciach czasów reakcji kierowców, Materiály X. konference EVU „Problémy rekonstrukce dopravních nehod“, Szczyrk, 2006 [40]
Uživatelský manuál ScopeWin 2006 , Pavel Jurák, 2006
[41]
VÉMOLA, A.: Problematika znalecké analýzy jízdy a brzd ní vozidla v obecném prostorovém oblouku. Diserta ní práce, VUT- USI Brno, 2005
[42]
VLK, F.: Dynamika motorových vozidel. Nakladatelství a vydavatelství Vlk, Brno 2000
[43]
WÓJCZYK, K.: Telefony komórkove w samochodech a bezpieczenstwo ruchu, Paragraf na drodze 2004, nr.2
[44]
ZOMOTOR, A.: Testmethoden zur Untersuchung der Fahreigenschaften im Instationären Betrieb, ATZ, 1974
88
9.0
Seznam vlastních publika ních prací
9.1
Publikované ásti disertace nebo publikace související s tématem
[L1]
KAPLÁNEK A.: Analýza reakcí idi
na složené podn ty. In: Sborník p ísp vk 2.
odborné konference doktorského studia JuFoS 2010. Brno. VUT v Brn , Ústav soudního inženýrství. 2010. ISBN 978-80-214-4090-6 9.2
Publika ní innost
[L2]
KAPLÁNEK A.: Brzd ní osobních vozidel ve vztahu k zanechaným stopám na r zných druzích povrch . In: Soudní inženýrství 5/2001
[L3]
PTÁ EK P., KAPLÁNEK A.: P eprava nákladu v silni ní nákladní doprav . Brno. Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. 2002. 111 s. ISBN 80-7204-257-2
[L4]
PLACHÝ R., ŠACHL J., KAPLÁNEK A.: Zajiš ování stop brzd ní vozidel p i šet ení dopravních nehod, In: Kriminalistický sborník 4/2003
[L5]
KAPLÁNEK A.: Vybrané technické aspekty st etu osobních a nákladních vozidel. In: Sborník p ísp vk XII. Mezinárodní konference znalc analytik silni ních nehod Brno. Akademické nakladatelství CERM s.r.o. 2007. ISBN: 978-80-7204-533-4
9.3
P ednášky na konferencích a seminá ích
[L6]
P ednáška na
XI. konferenci absolvent
studia technického znalectví - Brzd ní
osobních vozidel ve vztahu k zanechaným stopám, Brno 2001 [L7]
P ednáška na XII. konferenci absolvent studia technického znalectví - Uložení a upevn ní nákladu v silni ní doprav , Brno 2003
[L8]
P ednáška na seminá i vyšet ovatel
dopravních nehod Policie
R, správa
st edo eského kraje - Brzdové systémy užitkových vozidel, Staré Rzi 2002 [L9]
P ednáška na seminá i metodických pracovník - vyšet ovatel
dopravních nehod
Policie R - Ohledání p i dopravních nehodách nákladních vozidel, T rlicko 2003 [L10] P ednáška na XII. mezinárodní konferenci znalc - analytik dopravních nehod Vybrané technické aspekty st etu osobních a nákladních vozidel, Brno 2007
89
Seznam p íloh P íloha .1
P ehled nam ených hodnot- provoz, Kop ivnice
P íloha .2
P ehled nam ených hodnot- zkušební dráha I
P íloha .3
P ehled nam ených hodnot- zkušební dráha II
P íloha .4
P ehled nam ených hodnot- provoz, Tachov
P íloha .5
P ehled nam ených hodnot- omezený provoz, Aš
P íloha .6
Soubory m ení ve formátu programu ScopeWin
P íloha .7
Test normálního rozd lení statických m ení – výstupní protokol
P íloha .8
Test normálního rozd lení jízdních m ení – výstupní protokol
P íloha .9
Test normálního rozd lení jízdních m ení s telefonováním za jízdy – výstupní protokol
90
