СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПРИГОДНОСТИ ОПЕРАТОРА К УПРАВЛЕНИЮ ДВИЖУЩИМИСЯ И СТАЦИОНАРНЫМИ ОБЪЕКТАМИ Российский патент 1999 года по МПК A61B5/16 A61B5/18 

Изобретение относится к медицине, а именно психофизиологии, и может быть применено при определении профессиональной пригодности оператора (водителя) к управлению автомобилями, троллейбусами, трамваями, тракторами, самоходными машинами, поездами, самолетами, космическими кораблями, пароходами и др.

Известен способ определения профессиональной подготовленности оператора, включающий измерение времени реакции, при этом предъявляют серию одиночных стимулов с межстимульным интервалом 2-10 с, четыре из которых заменяют на двойные межсигнальным интервалом 0,3-0,8 с. Затем усредняют время реакции на вторые и первые сигналы сдвоенного стимула и при их отношении, не превышающем 1,74, определяют профессиональную пригодность оператора (авт. св. СССР N 1706571, кл. A 61 B 5/16). Этот способ является наиболее близким аналогом (прототипом).

Однако в указанном способе не обоснованы методика экспериментов, идея подачи одиночных и сдвоенных сигналов, не раскрыта физическая природа цифры 1,74, которая взята в качестве критерия. Этот способ не может быть использован при первоначальном определении пригодности оператора к управлению движущимися объектами.

Известен также способ определения повышенной предрасположенности водителей к дорожно-транспортным происшествиям путем регистрации и анализа психофизиологических показателей, при этом измеряют акустико-моторную реакцию на сильный звуковой раздражитель интенсивностью 120 дБ и частотой 1000 Гц и вычисляют прирост времени зрительно-моторной реакции при предъявлении последовательно 15 и 105 белых световых сигналов и сравнивают значения обоих показателей с критериальными соответственно (-15,0) - (+0,9) мс и 200 мс и более или (+1,0) - (+19,9) мс и 175 мс и более или (+20,0) - (+39,9) мс и 150 мс и более или (+40,0) - (+70,0) мс и 125 мс и более, у индивидуума выявляют повышенную предрасположенность к дорожно-транспортным происшествия (aвт. св. СССР N 1806608, кл. A 61 B 5/18).

Однако и в этом способе также не обоснован физический смысл приведенных критериальных значений, и он не может быть достаточно эффективен и использован для определения профессиональной пригодности оператора к управлению движущимися объектами.

Известен также способ определения профессиональной пригодности шоферов, который осуществляется путем регистрации электрокардиограммы до и во время психологических тестов, направленных на переключение внимания с оценкой сдвигов частоты пульса и сопоставлением их с эталонными показателями, причем испытуемому дополнительно предъявляют в строгой последовательности психологические тесты, направленные на выявление силы нервной системы, монотонной устойчивости, помехоустойчивости нервной системы, способности к обучению, вероятностному прогнозированию и переключению внимания, соотношение процессов торможения и возбуждения в нервной системе. Полученные данные последовательно сопоставляют с эталонной таблицей и определяют пригодность испытуемого к профессии шофера (авт. св. СССР N 1297804, кл. A 61 B 5/16).

Однако, несмотря на сложность проводимого исследования психофизиологического состояния испытуемого, изложенный способ не является совершенным. В способе не обращается достаточно внимания на такой важный психофизиологический параметр человека, как время реакции на опасность, с чем оператор постоянно сталкивается при управлении движущимися объектами. Он учитывается только как "реакция на движущийся объект", которая представляет разность между количеством опережающих и запаздывающих реакций (x₁), количеством запаздывающих реакций (x₂). В такой постановке невозможно определить фактическую величину времени реакции человека на опасность, которая является решающим фактором при определении профессиональной пригодности оператора к управлению движущимися объектами. Кроме того, непонятны идея образования классов с 1 по 9, физический смысл цифр 26; 103; 21; 34; 46; 62; 65; 79; 8; 8; 90; 135; 2; 5; 2; 23; 8; 8, относящихся к различным классам, заключений "нет" и "да". Непонятен и необоснован приведенный пример по обследованию испытуемых М и К.

Целью изобретения являются повышение точности определения профессиональной пригодности оператора (водителя) к управлению движущимися объектами и обеспечение безопасности жизнедеятельности человека.

Указанная цель достигается предлагаемым способом, который осуществляется следующим образом. При медицинском освидетельствовании человека для установления его пригодности управлять движущимися объектами проводят эксперименты по определению времени реакции путем предъявления сигналов опасности имитирующей аппаратурой от 4 до 30 раз, обрабатывают результаты измерений как малую выборку, используя известный в математической статистике способ центральных отклонений, определяют среднее значение времени реакции, среднее квадратическое отклонение, коэффициент изменчивости или вариации, ошибку среднего, точность опыта или процент ошибки экспериментов и достоверность среднего значения, при достоверности среднего значения рассчитывают необходимое количество экспериментов, которое сравнивают с их фактически проведенным числом и при необходимости проводят дополнительные эксперименты. Для получения указанных статистических показателей использована книга Дворецкий М.Л. Практическое пособие по вариационной статистике. - Йошкар-Ола: ПЛТИ, 1961. - 99 с. Может быть использована также любая другая книга по математической статистике, например, Урбах В.Ю. Статистический анализ в биологических и медицинских исследованиях. - М.: Медицина, 1975. - 295 с. и др.

Затем по величинам среднего значения и среднего квадратического отклонения, используя закон нормального распределения частот, которому подчиняется время реакции, определяют минимальную и максимальную величины времени реакции данного человека на опасность. Сравнивая полученные величины времени реакции с допустимым пределом данного параметра для соответствующей профессии, устанавливают профессиональную пригодность оператора к управлению движущимися объектами. Закон нормального распределения частот и возможность получения с использованием его предельных величин исследуемого параметра описаны в каждой книге, в которой приводятся теория вероятностей и математическая статистика, например, в указанной выше книге Урбаха В.Ю., в книге Зайцев И.А. Высшая математика. - М.: Высшая школа, 1991. - 399 с. и др.

Предлагаемый способ основан на экспериментальных исследованиях времени реакции 356 водителей транспортных средств на красный сигнал светофора, у которых было произведено большое количество (1056) замеров этого параметра. Для проведения исследований была сконструирована и изготовлена экспериментальная аппаратура, позволяющая измерять время реакции испытуемого на красный сигнал светофора с точностью до сотой доли секунды. Эксперименты с каждым испытуемым проводились в трехкратной повторности. Важным моментом является то, что большинство испытуемых было охвачено экспериментами через 1; 3 и 4 года.

Данные экспериментального исследования были подвергнуты математической обработке на ЭВМ. При этом для сравнения были выделены в дополнительные выборки данные одних и тех же испытуемых, эксперименты с которыми повторялись через 1; 3 и 4 года. Было образовано и математически обработано всего 44 выборки. Полученные статистические показатели свидетельствуют, что коэффициент изменчивости времени реакции испытуемых на красный сигнал светофора значительный и большой, ошибка среднего незначительная, точность большая или процент ошибки экспериментов малый, показатель достоверности среднего высокий. Значительный и большой коэффициент изменчивости времени реакции показывает, что этот параметр у различных испытуемых имеет большой разброс. А это свидетельствует о том, что недопустимо и неправомерно использовать в расчетах как по безопасности дорожного движения, так и при решении технических вопросов уголовного и служебного расследований дорожно-транспортных происшествий одинаковое среднее значение времени реакции водителя на опасность.

Было проведено также исследование существенности статистического различия в средних величинах времени реакции испытуемых на красный сигнал светофора большого количества вариантов. Результаты исследования показали, что в средних величинах времени реакции испытуемых по всем вариантам сравнения не имеется существенности статистического различия. Это позволяет сделать важный вывод о том, что время реакции человека на опасность в пределах 7-8-часового рабочего дня является практически постоянным. Оно зависит от природных психофизиологических свойств человека. Такой вывод подтверждается и тем, что некоторые испытуемые даже через 1-3 года показывали одинаковое время до сотой доли секунды. А у преобладающего большинства участников экспериментов время реакции на красный сигнал светофора одинаково до десятой доли секунды.

Вывод об относительном психофизиологическом постоянстве времени реакции человека в течение 7-8 часового рабочего дня подтверждается также и исследованиями общего времени реакции водителя на зеленый сигнал светофора и трогания автомобиля с места, проведенными с охватом 744 водителей на легковых и грузовых автомобилях и автобусах, согласно которым к концу рабочего времени величина данного параметра не увеличивалась, а оставалась на прежнем уровне и даже уменьшалась по сравнению с началом работы.

Таким образом, заключаем, что время реакции человека на опасность является одним из основных психофизиологических свойств для оценки его профессиональной пригодности к управлению движущимися объектами.

Учитывая относительное психофизиологическое постоянство во времени реакции человека на опасность в течение 7-8-часового рабочего дня, рекомендуется экспериментально определять величину данного параметра у каждого лица еще при прохождении медицинского освидетельствования для установления его пригодности управлять движущимися объектами и записать полученный результат в медицинской справке наравне с показателями по зрению, слуху, нервной системе и др. Величину времени реакции и допустимый предел этого параметра следует сообщить каждому оператору. Когда оператор будет знать, что время его реакции близко к допустимому пределу, то он более внимательно и осторожно будет управлять движущимися объектами. Повторное определение времени реакции оператора на опасность должно быть проведено при периодическом медицинском освидетельствовании.

Исследованиями с использованием критериев согласия Пирсона и В.И. Романовского по известной в математической статистике методике также установлено, что время реакции человека на красный сигнал светофора подчиняется закону нормального распределения частот. Это позволяет определить минимальные и максимальные величины данного параметра с различной вероятностью. Минимальные значения времени реакции водителя на опасность в наших экспериментах составили 0,2 с и более. Для использования в расчетах по безопасности дорожного движения рекомендуем следующие статистически достоверные предельные величины времени реакции водителя транспортного средства на опасность, установленные на основе большого количества экспериментальных измерений и закона нормального распределения частот: при вероятности 0,5 или степени безопасности 50% - 0,7...0,8 с; при 0,68 (68%) - 0,8...0,9 с; при 0,95 (95%) - 0,9. ..1,1 с; при 0,997 (99,7%) - 1,1....1,3 с.

Пример. Приводим порядок обработки экспериментальных данных с использованием способа центральных отклонений при малой выборке. изложенный в указанной выше книге Дворецкого М.Л.

Проводят 10 измерений времени реакции на опасность у испытуемого и получают следующие данные: 0,85; 0,88; 0,92; 0,95; 0,81; 0,79; 0,78; 0,97; 0,85; 0,92 с. Приводят их в таблице, находят сумму измеренных величин, центральные отклонения и сумму их квадратов.

Определяют статистические показатели:
Среднее значение

где ΣX_i - сумма измеренных величин, с; n - число измерений;

Для определения центральных отклонений используют выражение например, для первого времени реакции оно составит α = 0,85 - 0,872 - -0,022 с.

Среднее квадратическое отклонение

Коэффициент изменчивости или вариации

при C до 5% изменчивость считается слабой, 6 - 10% - умеренной, 11 - 20% - значительной, 21 - 50% - большой, больше 50% - очень большой.

Ошибка среднего

Процент ошибки экспериментов

Достоверность среднего

если t_c ≥ 3, то значение параметра является надежным, достоверным и им можно пользоваться для разных сопоставлений и выводов. В этом примере t_c = 41,5 > 3, следовательно, среднее значение достоверно.

Необходимое количество экспериментов определяют только при достоверности среднего значения, используя для этого формулу

где t - показатель достоверности; при вероятности 0,68; 0,90; 0,95; 0,99; 0,997 и 0,999 t соответственно равен 1; 1,65; 2; 2,58; 3; 3,29; m_з - заданная точность, с.

Задавшись, например, вероятностью 0,95 и точностью 0,05 с, определяют необходимоe количество экспериментов

которое меньше проведенного их количества. Следовательно, проведено достаточное количество экспериментов.

Далее определяют минимальную и максимальную величины времени реакции на опасность у испытуемого, используя закон нормального распределения частот путем вычитания из среднего значения и сложения с ним трех средних квадратических отклонений при вероятности 0,997:

X_мин и X_мак можно определить также и при других вероятностях, например, при 0,68 и 0,95 вычитанием из и сложением с ним соответственно 1σ и 2σ.
На основании проведенных расчетов в медицинскую карточку испытуемого записывают, что его время реакции на опасность при вероятности 0,997 составляет 0,67...1,07 с. Сравнив эти величины с допустимым пределом, например, для водителей транспортных средств - 1,3 с, устанавливают, что данного испытуемого можно допустить к управлению транспортными средствами.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет определить профессиональную пригодность человека к управлению движущимися объектами, в частности, транспортными средствами.

Кроме того, при уголовном и служебном расследованиях происшествий, совершенных движущимися объектами, например, дорожно-транспортных происшествий (ДТП), предлагаемый способ позволит объективно решить важный технический вопрос по установлению наличия или отсутствия возможности предотвращения наезда транспортного средства на пешехода, столкновения транспортных средств и др. Для этого при решении данного вопроса необходимо использовать в экспертных расчетах объективную фактическую величину времени реакции водителя на опасность, допустившего ДТП. Это будет способствовать правильному решению вопроса о наличии или отсутствии вины, чтобы не обвинить невиновного водителя или, наоборот, не оправдать виновного.

По данным технической литературы (например, Краткий автомобильный справочник. - М.: Транспорт, 1979. - 463 с.) время реакции водителя транспортных средств колеблется от 0,4 до 1,2 с (для расчетов принимается равным 0,8 с).

Использование же в расчетах среднего значения этого параметра, а иногда изменение его даже на одну десятую долю секунды может привести к противоположным выводам при решении вопроса о наличии или отсутствии возможности предотвращения происшествия, следовательно, и к судебным и административным ошибкам при установлении виновности или невиновности водителя.

Когда не известна фактическая величина времени реакции водителя на опасность, можно использовать также и установленные нами значения данного параметра. Но при этом нужно иметь в виду, что если в расчетах принять 0,7... 0,8 с, то это обеспечивает только на 50% уверенность в том, что такое время будет у конкретного водителя, допустившего ДТП; если принять 0,8...0,9 с, то уверенность будет на 68%; 0,9...1,1 с обеспечит 95% уверенности и 1,1...1,3 с - 99,7%.

Предлагаемый способ дает большой социальный и экономический эффект, так как не допускает лиц с замедленным временем реакции на опасность к управлению транспортными средствами, что приведет к значительному уменьшению (на 15-20%) количества ДТП, повышению безопасности дорожного движения и безопасности жизнедеятельности его участников, а также позволит сделать объективные и достоверные выводы о вине водителя при расследовании происшествия.

Изобретение относится к медицине, а именно к психофизиологии, и может быть применено для определения профессиональной пригодности лиц к управлению движущимся транспортом. Для этого измеряют время реакции на сигналы опасности имитирующей аппаратурой от 4 до 30 раз. Обрабатывают статистически результаты измерений как малую выборку способом центральных отклонений. Определяют среднее значение времени реакции, среднее квадратическое отклонение, ошибку и достоверность среднего значения. При достоверности среднего значения рассчитывают необходимое количество экспериментов и при необходимости проводят дополнительные эксперименты. Затем по величинам среднего значения и среднего квадратического отклонения определяют минимальную и максимальную величины времени реакции. Сравнивают их с допустимым пределом этого психофизиологического параметра для соответствующей профессии и определяют профпригодность оператора. Способ позволяет повысить точность определения профессиональной пригодности оператора (водителя) к управлению движущимися объектами и обеспечить безопасность жизнедеятельности человека. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ определения профессиональной пригодности оператора к управлению движущимися объектами, включающий измерение времени реакции, отличающийся тем, что предъявляют сигналы опасности имитирующей аппаратурой от 4 до 30 раз, обрабатывают результаты измерений как малую выборку, используя известный в математической статистике способ центральных отклонений, определяют среднее значение времени реакции, среднее квадратическое отклонение, ошибку и достоверность среднего значения, при достоверности среднего значения рассчитывают необходимое количество экспериментов, которое сравнивают с их фактически проведенным числом, и при необходимости проводят дополнительные эксперименты, на основании закона нормального распределения частот, которому подчиняется время реакции, по величинам среднего значения и среднего квадратического отклонения определяют минимальную и максимальную величины времени реакции, сравнивают их с допустимым пределом этого психофизиологического параметра для соответствующей профессии и определяют профессиональную пригодность оператора к управлению движущимися объектами. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для водителей транспортных средств за допустимый предел времени реакции на опасность принимают максимальную величину 1,3 с, установленную с использованием закона нормального распределения частот при вероятности 0,997. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что с учетом установленного относительного психофизиологического постоянства времени реакции водителя транспортных средств на опасность в течение 7-8-часового рабочего дня полученные минимальную и максимальную величины времени реакции сообщают данному лицу и записывают их в медицинскую справку испытуемого наравне с результатами медицинского освидетельствования по зрению, слуху, нервной системе и др., указанные предельные величины времени реакции используют в уголовном и служебном расследованиях дорожно-транспортных происшествий при производстве расчетов по установлению наличия или отсутствия возможности предотвращения происшествия, например наезда транспортного средства на пешехода, столкновения транспортных средств.