Метод инструментальной оценки квалификации водителей автомобилей

Стремительный рост количества автомобилей на российском рынке порождает увеличение количества желающих управлять ими. Множество организаций занимаются подготовкой водителей. По данным ГИБДД за 2011 год на территории Российской Федерации было выдано 2 173 579 водительских удостоверений и с каждым годом их количество растет. Проверка умения управлять автомобилем производится единожды только при получении водительского удостоверения. Оценка инспектором квалификации производится субъективно, по простому критерию – не нарушил правила дорожного движения - сдал экзамен. Со временем исчезло такое понятие, как классность водителей, являвшееся объективной оценкой их квалификации. Водителей больше не делят на любителей и профессионалов. Все это не добавило порядка и безопасности на автодорогах страны. Существует необходимость в создании методики, позволяющей объективно проводить проверку и ранжирование водителей по квалификационным показателям.

В разработанной методике оценку квалификации водителя предлагается проводить по эксплуатационным показателям автомобиля, разумеется, при условии соблюдения правил дорожного движения (ПДД).

Для проведения эксперимента, обосновывающего выбор критерия оценки квалификации водителей, был выбран отечественный автомобиль ВАЗ 2115 с двигателем ВАЗ 2111 и электронным блоком управления системами двигателя (ЭБУ) «ЯНВАРЬ 5.1.».

В состав экспериментального комплекса для проведения дорожных испытаний входит персональный компьютер и аппаратно- программный комплект « СКАНМАТИК» соединенный с диагностическим разъемом электронного блока управления (ЭБУ) автомобиля. Испытания проводились на участке 4 км в городской черте, включающем в себя типовой городской маршрут автомобиля, что соответствует требованиям ГОСТ - 2030690 «Автотранспортные средства. Топливная экономичность методы испытаний».

Для проведения сравнительных испытаний было сформировано три группы водителей, которые управляют автомобилем разными стилями вождения, в зависимости от квалификации. В каждую группу входило по пять водителей, которые делали по одному заезду. Регистрировались эксплуатационные показатели автомобиля: скорость движения, угол открытия дроссельной заслонки (органа управления автомобилем), расход топлива (показатель экономичности управления автомобилем).

Впоследствии, из этих показателей были рассчитаны средние значения, которые и стали характерными показателями данного стиля управления автомобилем.

Стили управления автомобилем (для выбора групп испытуемых) распределялись по следующим характеристикам:

• 1.    «Начинающий водитель». Трогается медленно , обороты двигателя поддерживает чуть выше оборотов холостого хода, затягивает переключение с низшей на более высшую передачу, раскручивая двигатель не более 2100-2300 об/мин. Разгоняется медленно, неуверенно, т.к. сомневается в правильности принятого решения. Обычно движется в правой крайней полосе, редко перестраивается для выполнения маневра. При замедлении не использует торможение двигателем, излишне часто отключает двигатель от трансмиссии. Разгон автомобиля после замедления начинает на передаче порой не соответствующей оборотам двигателя, чем увеличивает нагрузку на двигатель. В городском цикле редко использует четвертую передачу.

• 2.    «Опытный водитель». Трогается плавно и быстро, не затягивая разгона автомобиля переключается на повышенную передачу. Разгоняется для переключения передач, практически раскручивая двигатель до оборотов достижения максимального крутящего момента (30003500 об/мин). При движении на каждой передаче выбирает обороты двигателя, соответствующие экономичному режиму движения. Заблаговременно осуществляет перестроение по полосам движения, двигается в полосе обеспечивающей беспрепятственное прямолинейное движение и без необходимости не совершает перестроение. Практически не использует режим «накат» , предпочтение отдает

• 3.    «Спортивный водитель». При трогании автомобиля с места часто раскручивает двигатель до 4000 об/мин. При движении постоянно использует режим

режиму «торможение двигателем». При кратковременном замедлении использует плавное торможение.

«разгон-торможение», пытаясь ехать быстро, часто совершает необоснованное перестроение по полосам движения тем самым создавая проблемы себе и другим участникам движения. Не использует режимы «накат» и «торможение двигателем». Двигается с максимальной разрешенной экспериментом скоростью, не- редко превышая ее.

Из всех измеряемых АПК «СКАНМАТИК» эксплуатационных показателей автомобиля, для критерия оценки квалификации водителя были выбраны те, на которые в основном влияет водитель автомобиля:

• -    скорость движения автомобиля - V ( км/ ч )

• -    угол открытия дроссельной заслонки - D (%)

• -    путевой расход топлива - Q ( л / 100 км)

Для расчета критерия оценки квалификации водителя К показатели объединяются в формулу (1):

K

V

DQ

Из представленной формулы видно, что критерий К прямо пропорционален скорости движения автомобиля V, чем выше скорость движения автомоби- ля, тем показатель критерия выше, значит и водитель приедет в пункт назначения раньше и обратно пропорционален расходу топлива Q и углу открытия дроссельной заслонки D, что характеризует водителя с точки зрения умения экономично управлять автомобилем.

Расчет критерия производится в относительных единицах. За максималь- ные значения, относительно которых рассчитываются относительные величины параметров, принимаются:

• -    скорость движения автомобиля V макс= 60 км/ч, максимально разрешен-

• ная в городской черте правилами дорожного движения,

• -    угол открытия дроссельной заслонки, D макс= 100 %,

• -    путевой расход топлива, Q макс =

8,9 л/100 км - паспортное значение, со- гласно данных, указанных в технических характеристиках на автомобиль ВАЗ 2115, при движении в городском цикле.

Все показатели при движении автомобиля снимаются в графической форме, показанной на осциллограмме, рис. 1.

Рисунок 1. Осциллограмма изменения показателей, входящих в формулу, для определения критерия оценки квалификации водителя К . Сверху вниз - скорость движения автомобиля км/час, угол открытия дроссельной заслонки D %, расход топлива автомобилем, л/100 км.

При помощи компьютерной программы значения измеряемых параметров из графиков (рис.1) переводятся в цифровой формат. Полученные по каждому заезду данные заносятся в таблицу 1.

По каждому из принятых стилей вождения автомобиля рассчитывается средние значения выбранных параметров, по которым производится расчет критерия оценки квалификации водителей К , по ранее приведенной формуле (1).

По средним значениям критерия К строится график (рис.2).

Из полученного графика видно, что значения критерия для различных стилей вождения достоверно различаются, при этом зависимость между стилями управления линейная. Следовательно, допускается трактовать результаты испытаний, расположенные между принятыми значениями, как квалификацию, соответ- ствующую промежуточным оценкам. Например - показатель, расположенный между значениями, соответствующими «начинающий водитель» и «опытный водитель» можно трактовать, как «достаточно квалифицированный водитель».

Рисунок 2. Зависимость средних значений критерия К от стиля вождения ( 12.3 -начинающий водитель; 10,6 - опытный водитель; 8,03 - агрессивный водитель)

Таблица 1. Расчет критерия по результатам испытаний водителей различного стиля вождения автомобиля

Скорость автомобиля (Vмакс=60км\ч)		Положение     дроссельной     заслон- ки(Dмакс=100%)		Путевой расход топлива (Gмакс=8.9л/100км)		Критерий Оценки К=V/Dx G
Км/ч	Отн.ед	%	Отн.ед	л/100км	Отн.ед
Опытный водитель
35,8	0,596	6,14	0,0614	8,91	1,001	9,67
37,5	0,625	5,93	0,059	8,56	0,96	11,16
36,31	0,605	5,99	0,059	8,64	0,97	10,61
38,11	0,635	6,56	0,065	8,64	0,97	10,07
35,53	0,592	6,11	0,061	9,31	1,04	9,30
Ср.36,6 5	Ср.0,61 0	Ср.6,146	Ср.0,061	Ср.8,812	Ср.0,99	Ср.10,1 6
Спортивный водитель
38,91	0,648	7,31	0,073	9,17	1,03	9,25
39,02	0,650	7,02	0,070	8,79	0,98	9,55
39,74	0,662	8,35	0,083	10,4	1,16	6,89
40,04	0,667	8,9	0,089	9,43	1,05	7,17
40,28	0,671	8,3	0,083	9,15	1,02	7,94
Ср.39,6	Ср.0,66	Ср.7,976	Ср.0,079	Ср.9,388	Ср.1,05	Ср.8,03
Начинающий водитель
27,43	0,457	5	0,05	8,92	1,002	9,14
26,92	0,448	3,83	0,038	8,67	0,974	12,10
30,91	0,515	4,46	0,044	7,78	0,874	13,55
30,51	0,598	4,45	0,044	7,13	0,801	13,36
28,51	0,478	4,23	0,042	8,41	0,944	12,17
Ср.28,8 6	Ср.0,48	Ср.4,394	Ср.0,043	Ср.8,812	Ср.0,91	Ср.12,3 0

В следующей части эксперимента производились контрольные заезды профессиональных водителей и эксперта (директора автошколы по подготовке инструкторов по вождению, водительский стаж 27 лет). Из водителей было сформировано три группы :

• 1.    С водительским стажем до 3 лет,

• 2.    С водительским стажем более 3 лет

• 3.    С водительским стажем более 10 лет.

Результаты испытаний были внесены в таблицу 2 и посчитан критерий квалификации водителя. Результаты расчетов критерия представлены в виде графика, рис 3.

Из всего вышеизложенного можно сделать выводы:

• -    предложенный критерий оценки квалификации водителей К отражает стили управления автомобилем, а значит и квалификацию водителей, соответствующую этим стилям вождения автомобилей, зависимость между стилями и квалификацией линейная.

• -    пробный заезд эксперта показал, что его показатель критерия К лежит в области определения квалификации «Опытный водитель», что объективно соответствует его высокой квалификации.

• -    заезд водителя со стажем управления автомобилем менее 3 лет показал, что его квалификация попадает в область определения «Начинающий водитель».

• -    показатели заездов водителей со стажем управления автомобилем более 3

лет практически находятся в точке, определяющей квалификацию между областями «Начинающий водитель» и «Опытный водитель», то есть квалификация достаточная для получения води- тельских прав и работы профессиональным водителем.

- показатели водителей со стажем управления автомобилем более 10 лет устойчиво попадают в область определения квалификации «Опытный водитель».

Таблица 2. Расчет критерия К по результатам испытаний эксперта и профессиональных во- дителей

Скорость автомобиля (V-60км\ч)		Положение дроссельной заслонки(D=100%)		Путевой расход топли-ва(G=8.9л/100км)		Критерий оценки К=V/D xG
Км/ч	Отн.ед	%	Отн.ед	л/100км	Отн.ед
Заезд эксперта
37,15	0,619	6,43	0,064	8,05	0,90	10,85
Заезды водителей
35,70	0,595	6,92	0,069	9,00	1,01	8,82
34,30	0,571	5,56	0,055	8,19	0,92	11,42
33,80	0,563	5,26	0,052	7,37	0,82	13,40
34,19	0,569	5,28	0,052	7,95	0,39	12,36
36,35	0,605	5,78	0,057	7,82	0,87	12,34

Рисунок 3. Результаты испытаний водителей, зависимость критерия К от квалификации водителей

контрольных заездов автомобиля с измерением эксплуатационных показателей, можно достаточно объективно определять квалификацию водителя автомобиля.