Рост интенсивности движения и изменение состава транспортного потока на автомобильных дорогах приводят к росту аварийности и повышению тяжести дорожно-транспортных происшествий. Как показывает мировой опыт эксплуатации автомобильных дорог, даже технически совершенные дороги могут не соответствовать современному уровню требований безопасности движения. В одних случаях дорожные условия способствуют возникновению ДТП, а в других – напротив, предупреждают их. Как показывают исследования, одной из причин сложившейся ситуации является конфликт между техническими требованиями к инженерным сооружениям и логикой действий водителей в процессе движения.

Одним из путей решения указанных проблем является совершенствование методов и норм проектирования, позволяющих исключить возможность возникновения аварийно-опасных участков дорог. Перспективным направлением представляется системный подход к проектированию автомобильных дорог и организации движения.

Согласно теории системного проектирования, закономерности поведения водителей проявляются в его взаимодействии со средой движения, результатом которого являются скорость и траектория движения. В рамках такого подхода основная задача проектирования и организации движения заключается в согласовании параметров среды движения с принципами поведения водителей [1]. При этом возрастает роль выбора соответствующих показателей, позволяющих судить об эффективности принимаемых проектных решений. В качестве таких показателей с точки зрения безопасности движения могут быть использованы показатели функционального состояния водителя в процессе движения. В этом случае ключевыми являются задачи:

- обоснования геометрических параметров трассы автомобильных дорог, обеспечивающих оптимальную надежность деятельности водителя;

- разработки надлежащего математического инструмента для реализации принимаемых проектных решений.

Поэтому целью работы является обоснование подхода к назначению геометрических параметров элементов трассы, базирующегося на использовании критерия, отражающего технические и эргономические требования, предъявляемые к проектам автомобильных дорог.

Постановка задачи

В рамках задачи обеспечения безопасности движения существенным является определение геометрических параметров трассы, обеспечивающих оптимальное функциональное состояние водителя при движении с заданными скоростями. Удельные затраты абстрактного труда водителя являются интегральной характеристикой его функционального состояния и учитывают сдвиги состояния физиологических систем организма, ведущие к изменению качества деятельности водителя. Согласно исследованиям [2,3], связь удельных затрат со сдвигом частоты сердцебиений может быть представлена в виде:

, (1)

где - сдвиг частоты сердцебиений; - продуктивность деятельности водителя; - вероятность удержания заданной скорости.

Сравнительный анализ экспериментальных данных и аналитических расчетов позволил установить, что минимум частоты сердцебиений, психического принуждения водителя, удельных затрат его абстрактного труда наблюдаются при одних и тех же скоростях, определенных как норма скорости. Движение с этой скоростью обеспечивает реализацию принципа наименьшего взаимодействия водителя со средой движения. При этом надежность деятельности водителя достигает своего максимального значения, что свидетельствует о наиболее эффективном выполнении функций водителем (рис.1).

Тогда назначение параметров обстановки движения должно быть направлено на максимизацию надежности деятельности водителя при снижении затрат его абстрактного труда, то есть на реализацию принципа наименьшего взаимодействия водителя со средой движения:

, (2)