Sistemul de recunoaștere a oboselii șoferului cum funcționează. Dacă sunteți obosit, trebuie să vă odihniți - sistemul DAS vă va aminti acest lucru. Cum funcționează sistemul de monitorizare a oboselii șoferului?

• Dubinin Alexandru Alexandrovici, burlac, student
• Institutul Politehnic Voljski
• Moiseev Yuri Igorevich, Candidat la științe, șef al departamentului
• Universitatea Tehnică de Stat din Volgograd, Institutul Politehnic Volzhsky (filială)

• SEMNAL
• OBOSEALĂ
• CONDUCĂTOR AUTO
• SISTEM DE DETECTARE A FATIGURILOR

Acest articol discută despre sistemul de detectare a oboselii șoferului. Se propune o soluție pentru modernizarea echipamentelor care poate elimina problema existentă.

• Caracteristici ale utilizării tahografelor în sistemul de control al vehiculelor de pasageri
• Dezvoltarea metodelor de adaptare a fluxului de lucru al unui motor diesel pentru a funcționa pe gaz comprimat
• Posibilitatea de a instala un turbocompresor pe un motor de autoturisme
• Dezvoltarea unui sistem de transmisie de date despre defecțiuni ale autobuzului utilizând un tahograf pentru a reduce timpul de reparații

Știm cu toții bine că pe șofer șoferul este figura principală în trafic, compar componente precum „drum” și „mașină”, în mare parte accidentele fiind cauzate de șofer, și anume două treimi din toate accidentele auto. Unul dintre motive este starea psihofiziologică a persoanei care conduce. Desigur, șoferii experimentați știu trucurile zilnice despre cum să se înveselească înainte de a călători pe o distanță lungă și în timpul călătoriei lor. Dar, de multe ori, toate aceste tehnici lucrez nu mai mult de 4 ore, iar dacă conduci și tu singur, de exemplu, undeva în alt oraș, unde trebuie să fii la volan mai mult de 12 ore. Știind de la sine, un drum monoton, pâlpâind copaci, toate acestea afectează atenția, reacția șoferului. Este demn de remarcat faptul că șoferii care adorm la volan sunt cauza a 25% din accidentele auto. Desigur, totul nu poate fi redus la un singur șofer și la starea lui. Starea drumului, defecțiunile vehiculului, defecțiunile semaforului. Dar totuși, aș vrea să revin la starea șoferului.

După analizarea pieței pentru mașini și tehnologii care țin pasul cu acestea, există sisteme speciale pentru determinarea oboselii șoferului. Sistemul de control al oboselii șoferului monitorizează starea sa psihofiziologică și fizică a șoferului, atunci când se detectează o abatere de la normă de către sistemul specificat la analizarea mișcării, SAUV îl informează pe șofer că trebuie să se oprească sau să se odihnească. Există trei sisteme principale de recunoaștere a oboselii: un sistem de determinare a oboselii șoferului, un sistem de monitorizare a parametrilor biometrici ai corpului și un sistem de urmărire a exacerbărilor bolilor cronice.

Scopul lor este de a informa șoferul despre oboseala sa. Există multe astfel de dispozitive și toate funcționează în moduri diferite. Există dispozitive SOUV care, atunci când se abat de la standardele șoferului, îl informează cu semnale sonore și luminoase, fizice și anume, după identificarea unui pericol, de exemplu, scaunele încep să vibreze. Există sisteme care, din nou în caz de abatere de la standardele șoferului, preiau controlul mașinii și funcționează într-un mod autonom. Funcționarea sistemului de detectare a oboselii șoferului este prezentată în „fig. unu".

Figura 1. Funcționarea sistemului de detectare a oboselii șoferului

Majoritatea dispozitivelor pentru sistemul de detectare a oboselii șoferului funcționează autonom și nu sunt conectate la BMU-ul vehiculului.

Aceste dispozitive sunt ușor conectate la mașină. Există sisteme care sunt instalate în fața șoferului, oferind semnale senzoriale, monitorizând starea unei persoane, poziția capului, pleoapele și pupilele, precum și sisteme de supraveghere video.

Există SAU-uri care au contact direct cu persoana în sine, și anume, o brățară care se poartă pe braț și controlează starea acesteia folosind ritmul cardiac și temperatura corpului.

Un dispozitiv numit Stopsleep., Care monitorizează starea unei persoane folosind senzori care citesc informații despre conductivitatea pielii.

Toate aceste dispozitive, dacă șoferul se abate de la normă, îl informează despre acest lucru, dar în afară de semnale și lumină, dispozitivul nu aplică nicio acțiune în legătură cu mașina.

În legătură cu această problemă, aș dori să fac modificări care ar afecta funcționarea dispozitivelor care nu au legătură cu BSU-ul vehiculului.

Luați în considerare exemplul unui tachogrof, Atol Drive 5.

Acest dispozitiv acceptă atât tehnologia cu fir, cât și cea fără fir pentru transmiterea datelor către modulele de procesare și control.

„TCA-02NK” produs de CJSC „Izmeritel-Avto”.

Încălcările sunt înregistrate și sunt afișate avertismente cu privire la diferite încălcări (limita de viteză, excesul timpului de muncă, timpul total de conducere pe zi, funcționarea cardurilor cu chip și multe altele). Imprimanta încorporată vă permite să imprimați toți parametrii pe hârtie termică, iar afișajul informațiilor va afișa aceleași informații pentru referință. „Drive 5” este produs de ATOL.

Un exemplu este prezentat în „fig. 2 "

Avantaje: prezența unui capac pe dispozitiv pentru înlocuirea rapidă a SKZI și a bateriei; vă permite să reduceți timpul de nefuncționare al echipamentului în timpul întreținerii; 10 culori și luminozitatea luminii de fundal, care poate fi reglată de conducătorul auto; design optim al mecanismului de imprimare - imprimanta are cea mai mare viteză de imprimare dintre dispozitivele de pe piață; suport pentru lucrul cu 2 cartele SIM; slot de expansiune, soluție universală pentru interfața cu alte dispozitive de la bord.

Scopul principal al tahografului este de a preveni accidentele periculoase cauzate de șofer. Datorită unui astfel de dispozitiv, șoferul nu va depăși limita de viteză și nu va sta la volan într-o stare obosită.

Am decis că este necesar să îmbunătățim tahograful, și anume algoritmul de funcționare al acestuia. Să luăm în considerare algoritmul sistemului.

Să descriem cum funcționează modelul actualizat al tahogrofului, conectat împreună cu un senzor infraroșu care citește dimensiunea elevului șoferului. Principiul de funcționare este prezentat în Fig. 3.

După pornirea contactului, unitatea de comandă electronică transmite tahogroful pentru a porni verificarea sistemului. După verificarea sistemului și pornirea mișcării mașinii, sistemul de detectare a oboselii, și anume senzorul cu infraroșu, este activat.

Când senzorul detectează că șoferul s-a abătut de la normă, acesta trimite un semnal dispecerului că șoferul adoarme. Apoi, dispecerul ia măsuri pentru a elimina această problemă.

Am analizat algoritmul tahogrofului standard și i-am făcut modificări, care ulterior sporesc siguranța pe șosea, șoferul însuși, pasagerii și participanții la tot traficul rutier.

Pe baza informațiilor pe care le-am colectat cu privire la SAWS, se poate observa că dezvoltarea în această industrie nu stă pe loc. Oamenii de știință și dezvoltatorii încearcă să protejeze șoferul cu diferite sisteme, dar să nu uităm că, la urma urmei, o persoană conduce o mașină și siguranța pe drum depinde de el. Aș dori ca fiecare șofer să-și trateze profesia cu responsabilitate și să înțeleagă clar că a sta la volan în mâinile sale nu este doar viața lui, ci și viața pasagerilor.

Bibliografie

1. Sisteme de detectare a oboselii șoferului. Suslinnikov A. [Resursă electronică].
2. http://systemsauto.ru/active/drowsiness_detection_system.html
3. Un dispozitiv numit Stopsleep [Resursă electronică] .- http://savepearlharbor.com/ (data tratamentului 02/06/2017).
4. Tahograf: mărci și modele [Resursă electronică]. - URL: http: postebor.ru/taxografy/cifrovye-taxografy/taxograf-continental-vdo-dtco-3283/ (data accesului 6 februarie 2017).
5. Moiseev Yu.I., Popov A.V., Rybanov A.A., Surkaev A.L. // Îmbunătățirea siguranței rutiere prin introducerea unui sistem de auto-învățare pentru determinarea oboselii șoferului pe un vehicul // articol într-o revistă // Întreprindere de transport cu motor. - 2016 S. 5-8
6. Izustkin A.E., Poluektov M.V., Moiseev Yu.I. // Îmbunătățirea eficienței operării vehiculelor echipate cu tahografe // articol în lucrările conferinței - 2016 P 171-172

Sistemele de control al oboselii DAC și Attention Assist monitorizează starea fizică a șoferului și, dacă este necesar, semnalează că este timpul ca șoferul să se oprească și să se odihnească. O astfel de verificare este efectuată de trei opțiuni de control:

Attention Assist și DAC sunt sisteme de control al oboselii care monitorizează capacitatea șoferului de a controla fizic vehiculul și, dacă este necesar, oferă un semnal pentru a opri conducerea pentru odihnă. Verificarea este efectuată de trei tipuri de control, care depind de următorii factori comportamentali:
1. Comportamentul șoferului este evaluat;
2. Privirea șoferului este fixă;
3. Mișcarea vehiculului este monitorizată.

Dispozitivul Attention Assist, care monitorizează comportamentul șoferului, este produs de Mercedes-Benz din 2011. Acest dispozitiv este ghidat de următoarele motivații: modul de conducere, direcția, acțiunile șoferului în timpul conducerii și alți parametri.
Schematic, sistemul de monitorizare a oboselii constă dintr-un senzor de direcție, un indicator de control și o alertă sonoră care avertizează șoferul.

Un senzor montat pe volan monitorizează schimbarea forței exercitate pe volan pe măsură ce se rotește. De asemenea, sistemul ia în considerare informațiile primite de la alți senzori de comandă: stabilitatea la rulare, sistemul de frânare, restricțiile de vizibilitate și parametrii motorului.
Semnalele primite de dispozitiv sunt procesate, definind următorii parametri:
dar)în decurs de jumătate de oră de la începutul mișcării, se analizează viteza și accelerația laterală a mașinii (stilul de conducere);
b) starea în care se produce mișcarea (aici se iau în considerare atât ora din zi, cât și durata călătoriei);
în) se analizează controlul următoarelor unități: butoane amplasate pe volan și sub comutatoare și sistemul de frânare;
G) se analizează forța de influență asupra volanului;
e) starea suprafeței drumului și comportamentul vehiculului în timpul conducerii (accelerație laterală și longitudinală).
Analizând toți acești parametri, sistemul detectează încălcări ale acțiunilor șoferului și modificări în direcția vehiculului. După aceea, un semnal cu acompaniament sonor este trimis pe ecranul situat pe tabloul de bord, astfel încât șoferul să se oprească pentru a se odihni. Dacă șoferul într-o stare de somnolență ignoră semnalul și continuă să conducă, sistemul continuă să-i reamintească acest lucru la fiecare 15 minute. De asemenea, trebuie amintit că controlul asupra stării șoferului începe să funcționeze cu o viteză mai mare de 80 km / h.

La Volvo, controlul de stat al șoferului Driver Alert Control (sau DAC) diferă de Attention Assist prin faptul că monitorizează doar traiectoria mișcării de-a lungul autostrăzii, iar controlul video, urmând în direcția căii vehiculului, determină locația acestuia pe bandă. a carosabilului. Dacă brusc mașina începe să depășească limitele stabilite, sistemul reacționează la asta ca și cum șoferul ar fi obosit și va emite două semnale de avertizare: „moale” și „tare” Ambele semnal depind de bunăstarea generală a șoferului și diferă între ele prin volum și ton. Sistemul DAC este activat, funcționând împreună cu elementele sistemului de avertizare de plecare a benzii, când viteza vehiculului atinge 60 km / h.

O unitate specială încorporată, care este instalată de General Motors, unde tehnica deja testată Seeing Machines, care evaluează starea privirii șoferului, este baza, este instalată nu numai pe mașini, ci și pe transportul feroviar. Sarcina unității este de a controla deschiderea ochilor șoferului și concentrarea acestora, iar atunci când detectează semne de oboseală sau pierderi de vigilență și somnolență, sistemul dă imediat comanda de a opri vehiculul.
De asemenea, sistemul de urmărire a oboselii șoferului poate controla alte funcții ale mașinii, de exemplu, direcția privirii poate fi activată sau dezactivată anumitor opțiuni de pe tabloul de bord. Sau, atunci când faceți o manevră, anunțați șoferul că a uitat să se uite în oglindă.

Dacă doar dormeau jucării obosite, atunci nu am fi auzit de niciun sistem de control al oboselii. Cu toate acestea, oamenii dorm și ei, cărțile, așa cum spune melodia, dorm și ele. În același timp, statisticile sunt neobosite: în fiecare an apar zeci de mii de accidente din vina șoferilor care au adormit la volan, iar cele mai noi sisteme de securitate, inclusiv tehnologii care pot recunoaște oboseala în comportamentul șoferului, sunt chemat să se protejeze împotriva lor.

Cercetările și primele evoluții în această direcție au apărut în anii 1970. De exemplu, în 1977, Nissan a primit un brevet de la Biroul SUA intitulat „O metodă pentru determinarea gradului de oboseală a șoferului suficient pentru conducerea în siguranță”. Dar în anii 80 și 90, atenția principală a specialiștilor din industrie s-a concentrat pe sisteme mai puțin complexe, dar nu mai puțin utile - precum, adică sisteme care iau în considerare „fizica” mașinii și nu „psihologia”. a șoferului. Și numai atunci când toate sucurile au fost scoase din ele și a rămas doar calea îmbunătățirii lor nesfârșite, companiile și-au reluat cercetările în domeniul „psihologiei” cu o reînnoită persistență.

Dar nici aici nu totul este lin. Unii producători de automobile au devenit în mod convențional susținătorii școlii „comportamentismului”, în timp ce alții - „psihanaliză”. Primii susțin că ar trebui acordată atenție doar acțiunilor șoferului. Aceștia din urmă vor să sape mai adânc, până la expresii și gesturi faciale, care sunt o oglindă a lumii interioare a unei persoane. În rândurile primelor se numără în principal mărci și divizii europene - Audi, Ford, Mercedes-Benz, Volkswagen, Volvo. Companiile japoneze gravită către acestea din urmă.

Sarcina stabilită pentru toate sistemele este aceeași - să identifice un șofer obosit sau adormit și să-l împiedice să facă ireparabilul. Pionierul acestui efort dificil a fost Volvo, ale cărui mașini de producție au fost printre primele care au primit un sistem funcțional de control alertă a șoferului. Rolul central în acesta, ca și în multe tehnologii moderne, este acordat electronicii, care, cu ajutorul unei camere video, monitorizează mișcarea mașinii în raport cu marcajele rutiere. De îndată ce sistemul detectează că frecvența direcției și a direcționării depășește norma permisă, șoferul va fi „trezit” de un semnal sonor și, în plus, o pictogramă sub formă de ceașcă de cafea se va aprinde tabloul de bord. Astfel, mașina însăși îi va oferi șoferului să facă o pauză și să mănânce „modificări”.

Video care demonstrează sistemul Volvo Driver Alert Control:

La sfârșitul anilor 2000, Mercedes-Benz a oferit și omologul său numit Attention Assist. „Mercedes” a decis să se lipsească de camerele de luat vederi și să folosească doar senzori de poziție a volanului și a pedalei. În acest caz, sistemul a analizat viteza și frecvența virajelor și pedalării volanului. Avea puține înclinații de a se adapta stilului de conducere al șoferului, dar totuși principalul punct de referință pentru ea era „portretul” deja preinstalat al unui șofer puternic și atent. Apoi, compania a învățat sistemul să ia în considerare suplimentar timpul petrecut de șofer la volan, frecvența apăsării butoanelor radio, sistemul de control al climei, precum și influența factorilor externi - vântul lateral și suprafața drumului.

Sisteme similare sunt acum disponibile pentru mai multe modele de masă, cum ar fi Ford Mondeo și Volkswagen Passat.

Producătorii auto japonezi continuă să experimenteze cu camere video care scanează expresiile faciale, rata de clipire și mișcările ochilor. A cui abordare este mai corectă - timpul ne va spune. Cu toate acestea, monitorizarea oboselii poate fi utilă pentru șoferii care fac adesea călătorii lungi, precum și în timpul călătoriilor nocturne, când „pături și perne îi așteaptă pe băieți”.

Conform statisticilor, una dintre cele mai frecvente cauze ale accidentelor auto este oboseala șoferului. Studiile au arătat că, după patru ore de condus, viteza de reacție, de regulă, scade la jumătate și deja opt ore de călătorie arată rezultate cu adevărat catastrofale - o încetinire de șase ori a reacției. Și întrucât fiecare producător de automobile s-a străduit întotdeauna să facă produsele sale cât mai sigure posibil, după cercetarea efectuată, a început dezvoltarea activă a unui senzor special care determină nivelul oboselii șoferului.

Inovatorii din acest domeniu pot fi considerați compania japoneză Nissan, ai cărei specialiști, deja în 1977, au brevetat o tehnologie auto cu adevărat revoluționară. Cu toate acestea, datorită activității active în alte domenii, primul sistem de lucru de acest fel a fost implementat doar câțiva ani mai târziu.

De fapt, Volvo suedez a fost primul care a folosit noua tehnologie în practică, instalând un sistem numit Driver Alert Control, care a inclus o cameră care monitorizează comportamentul mașinii pe drum, precum și senzorul în sine, care măsoară frecvența. și modul de mișcare a volanului. Sistemul a dat anumite semnale atunci când indicatorii mișcărilor de direcție s-au abătut prea mult de la normă.

Controlul alertei șoferului îl invită pe șofer obosit să se oprească și să ia o pauză cu o ceașcă de cafea

Mai târziu, Mercedes s-a alăturat celor doi giganți auto. Sistemul a suferit unele modificări: s-a decis scoaterea camerei video și adăugarea unui senzor care a reacționat la frecvența și forța de apăsare a pedalei. În plus, sistemul a fost completat cu indicatori care indică anumite norme. Senzorii au funcționat, dând un semnal de oprire atunci când acești indicatori s-au abătut la maxim de la normal. Dar un astfel de sistem nu se potrivește tuturor driverelor. Ulterior s-a schimbat oarecum. De asemenea, au fost instalați senzori pentru a detecta vântul din lateral și pentru a evalua calitatea suprafețelor drumului. De asemenea, s-au adăugat senzori pentru a determina apăsarea butoanelor radio și a climatizatorului.

Sisteme similare sunt utilizate și pe vehiculele Skoda și Volkswagen.

Astăzi, cele mai frecvente și sunt două tipuri de implementare a sistemului. Primul caz implică un senzor care măsoară comportamentul pe șosea, care include caracteristici precum forța de apăsare a pedalelor de frână și de gaz, precum și amplitudinea mișcărilor volanului. Acest tip de sistem este utilizat de Volkswagen, Mercedes, Volvo și Skoda.

Dacă vorbim despre segmentul japonez al pieței, atunci se folosește aici o metodă ușor diferită. De aceea, cea mai mare atenție este acordată indicatorilor psiho-emoționali ai conducătorului auto. Pentru control, aici se folosește o cameră video, care este concepută pentru a urmări expresiile faciale și gesturile șoferului. În primul rând, sistemul este configurat să reacționeze atunci când ochii sunt închiși, răspunzând cu un semnal de avertizare. De asemenea, analizează cât de des clipește șoferul, cât de adânc și măsurat respira, în timp ce recunoaște când o persoană clipește în timp ce conduce și când închide ochii.

În general, sistemul în ambele cazuri funcționează aproximativ în același mod.

Pentru început, unitatea de control colectează și analizează informațiile primite de la camere și senzori. Această abordare este menită să extindă semnificativ capacitățile sistemului de recunoaștere a condițiilor existente. După aceea, un anumit stil de conducere al fiecărui șofer este analizat și determinat pentru a regla ulterior sistemul la parametrii individuali. Astfel, datele primite devin în cele din urmă norma stabilită în sistem.

În viitor, informațiile primite vor fi comparate cu valorile prestabilite ale normelor.

Momentul măsurării inițiale pentru fiecare marcă este pur individual. Întreaga procedură durează de obicei între 15 și 30 de minute.

În cazul abaterii de la valorile normale, sistemul dă un semnal sonor de avertizare șoferului, notificând necesitatea opririi.

Medicii susțin că nu doar un exces de informații provenind din exterior, ci și lipsa acestora contribuie la scăderea capacității de lucru a unei persoane și, în consecință, la dezvoltarea oboselii. La urma urmei, oboseala este un proces subiectiv din domeniul activității mentale umane. Toată lumea obosește în același mod, dar apoi obosește, adică toată lumea experimentează oboseala diferit. Cu siguranță, mulți sunt familiarizați cu paradoxul - după o lungă călătorie comună într-o mașină, pasagerul obosește mai mult decât șoferul, deși conducerea pe termen lung, natural, duce la oboseala mai mare a șoferului decât pasagerul inactiv. O persoană aflată într-o stare de oboseală poate să nu simtă deloc oboseală sub influența excitării emoționale, ceea ce confirmă încă o dată natura subiectivă a oboselii. Dacă oboseala este uneori ușor de ameliorat vorbind cu un pasager sau jucând cu voce tare muzică, atunci cu oboseala situația este mai complicată. Doar odihna bună vă va ajuta să reveniți și chiar mai bine - să dormiți. Oboseala șoferului este plină de un accident. În această stare, timpul de reacție al unei persoane crește, apar tulburări de atenție, slăbirea voinței, somnolență și alte tulburări psihofizice. O etapă extrem de periculoasă este somnolența. La primele semne ale acesteia, și aceasta, de regulă - letargie generală, căscat, atenție slăbită - ar trebui să parcați imediat într-un loc sigur, să vă sprijiniți și să dormiți, chiar dacă pentru o perioadă scurtă de timp. Veți obține un impuls vizibil de vivacitate după 20 de minute de somn. Este suficient ca o persoană să „nu adoarmă” doar una sau două ore de somn noaptea pentru a se urca la volan cu precauție. Următorii factori contribuie la oboseala crescută: stresul fizic, fumatul, lipsa somnului, starea de veghe prelungită, administrarea de antidepresive și antihistaminice. O persoană care nu a dormit timp de 20 de ore este un grup de risc special. Promovează oboseala și conducerea pe timp de noapte - până la opt dimineața, precum și între orele 13.00 și 15.00. În aceste ore, ritmul intern al corpului declanșează semnale de somnolență.

Medicii susțin că nu doar un exces de informații provenind din exterior, ci și lipsa acestora contribuie la scăderea capacității de lucru a unei persoane și, în consecință, la dezvoltarea oboselii. La urma urmei, oboseala este un proces subiectiv din domeniul activității mentale umane. Toată lumea obosește în același mod, dar apoi obosește, adică toată lumea experimentează oboseala diferit. Cu siguranță, mulți sunt familiarizați cu paradoxul - după o lungă călătorie comună într-o mașină, pasagerul obosește mai mult decât șoferul, deși conducerea pe termen lung, natural, duce la oboseala mai mare a șoferului decât pasagerul inactiv. O persoană aflată într-o stare de oboseală poate să nu simtă deloc oboseală sub influența excitării emoționale, ceea ce confirmă încă o dată natura subiectivă a oboselii. Dacă oboseala este uneori ușor de ameliorat vorbind cu un pasager sau jucând cu voce tare muzică, atunci cu oboseala situația este mai complicată. Doar odihna bună vă va ajuta să reveniți și chiar mai bine - să dormiți. Oboseala șoferului este plină de un accident. În această stare, timpul de reacție al unei persoane crește, apar tulburări de atenție, slăbirea voinței, somnolență și alte tulburări psihofizice. O etapă extrem de periculoasă este somnolența. La primele semne ale acesteia, și aceasta, de regulă - letargie generală, căscat, atenție slăbită - ar trebui să parcați imediat într-un loc sigur, să vă sprijiniți și să dormiți, chiar dacă pentru o perioadă scurtă de timp. Veți obține un impuls vizibil de vivacitate după 20 de minute de somn. Este suficient ca o persoană să „nu adoarmă” doar una sau două ore de somn noaptea pentru a se urca la volan cu precauție. Următorii factori contribuie la oboseala crescută: stresul fizic, fumatul, lipsa somnului, starea de veghe prelungită, administrarea de antidepresive și antihistaminice. O persoană care nu a dormit timp de 20 de ore este un grup de risc special. Promovează oboseala și conducerea pe timp de noapte - până la opt dimineața, precum și între orele 13.00 și 15.00. În aceste ore, ritmul intern al corpului declanșează semnale de somnolență.