Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методические основы обеспечения безопасности автомобильных перевозок. Учебное пособие (курс лекций)
.pdf
ситуации учащается пульс, изменяется частота дыхания, изменяется ритм работы сердца и происходят другие явления, возникающие
при эмоциональном возбуждении.
Важным преимуществом тренажера является возможность
выделить для совершенствования определенных навыков только
ту часть дорожной ситуации и воспринимаемой информации, которая необходима для формирования соответствующего навыка.
Это позволяет более объективно судить о действиях обучаемого
при имитации конкретной дорожно-транспортной ситуации (обгон, перестроение из ряда в ряд, встречный разъезд и т. д.). Оборудованный психофизиологическими приборами тренажер позволяет
не только измерить время реакции водителя и выполнения маневра, но и научить правильно распределять внимание при различных
маневрах автомобиля, прививает навыки поведения в аварийных
ситуациях, развивает оперативную память и мышление при решении задач, связанных с оценкой интервалов и скоростей движения
автомобилей.
Автомобильные тренажеры легко могут быть приспособлены
для выработки навыков динамического стереотипа. Так, например,
запуск двигателя автомобильного тренажера АТ-70 производится
только при выключенном сцеплении, таким образом, вырабатывается строго определенная последовательность действий при запуске двигателя: левая нога выжимает педаль сцепления, правая нога
находится на педали газа, левая рука поворачивает ключ в замке
зажигания.
При организации автотренажерного класса для группового
обучения предусматривается непрерывное поступление к мастеру
производственного обучения информации, необходимой для быстрой оценки действий каждого обучаемого. Мастер может изменять
дорожную обстановку по своему усмотрению; если это возможно,
он задает дорожно-транспортные задачи и контролирует правильность их решения. Выявляя индивидуальные ошибки при решении
дорожно-транспортных задач, он имеет возможность разработать
индивидуальный план подготовки каждого водителя.
При переподготовке водителей транспортных средств с одной
категории на другую разрабатываются специальные автомобильные тренажеры, полностью имитирующие рабочее место водителя
автомобиля требуемой категории.
61
При разработке автомобильных тренажеров следует предусмотреть возможность изменения дорожной обстановки, вводить
неожиданные помехи движению или имитировать возникновение
технических неисправностей у модели автомобиля.
В настоящее время практически все учебные комбинаты по
подготовке водителей имеют автомобильные тренажеры, но, к сожалению, они не соответствуют тем учебным автомобилям, на которых учащиеся занимаются практическим вождением. Например,
учащиеся обучаются на право управления транспортными средствами категории «С» или «Д», а имеющийся автомобильный тренажер моделирует рабочее место легкового автомобиля или обучение вождению происходит на автомобиле ГАЗ-САЗ-3307, а автомобильный тренажер имитирует автомобиль ГАЗ-66, КамАз5410, КамАЗ-5320. Эффект от применения подобных тренажеров
крайне минимален, их можно использовать только для отработки
некоторых упражнений. В данных условиях количество учебных
часов, отводимых на обучение вождению с помощью автомобильного тренажера, должно быть сокращено до минимума, в противном случае могут развиваться вредные, ненужные навыки управления, и автомобильный тренажер, таким образом, превращается
из прогрессивного средства технического обучения в тормозящий
обучение балласт.
По назначению все автомобильные тренажеры можно разделить на две группы: функциональные и комплексные. Функциональные тренажеры предназначены для обучения и тренировки
отдельных элементов вождения, отработки поведения водителей в
строго определенных условиях. В настоящее время чаще разрабатываются комплексные тренажеры, предназначенные в первую
очередь для формирования комплекса навыков будущих водителей. Эти же тренажеры позволяют повышать мастерство водителей в определенных условиях, например, в сложных дорожнотранспортных ситуациях.
По способу предъявления дорожной обстановки автомобильные тренажеры можно разделить на четыре группы: ленточные,
или с подвижным полотном дороги, теневые, кинофицированные и
телевизионные. По конструкции различаются автомобильные тренажеры с неподвижным или подвижным рабочим местом водителя. Имеются также одноместные и многоместные тренажеры.
62
Ленточные тренажеры
Первые ленточные тренажеры с подвижным полотном дороги
были разработаны в США и Канаде, затем они широко применялись в Европе. Позднее их применение стало ограниченным, и
только в последние годы начался новый этап разработки тренажеров этого типа в качестве аттракционов или для демонстрационных целей. С их помощью будущих водителей учат основам
управления автомобилем в ненавязчивой игровой форме.
Разработанный фирмой «Дегенер» ленточный тренажер имеет
следующие особенности. Рабочее место водителя и имитация дорожной обстановки выполнены по классической схеме. В качестве
оборудования на тренажере установлены зеркала заднего вида, в
которых появляется изображение движущихся позади ТС. Миниатюрная модель тренажера подвешена не на кронштейне, а опирается передними управляемыми колесами на полотно дороги. Привод рулевого управления водителя связан с управляемыми колесами тренажера, благодаря чему она, в зависимости от действий
учащегося, перемещается по дороге в поперечном направлении. В
этой конструкции тренажера предусмотрен пульт мастера производственного обучения, на котором имеются дублирующие приборы: спидометр, сигнализаторы включения сцепления, тормоза и
передачи.
Более совершенные конструкции ленточных тренажеров,
применяемые в ФРГ, базируются на электронных схемах, что позволило создать очень компактные изделия. Эти тренажеры нашли
широкое распространение в качестве аттракционов. Несмотря на
ряд недостатков, за рубежом ленточные тренажеры из-за относительной простоты конструкции, невысокой стоимости и небольших габаритов широко применяют при подготовке водителей
МТС, у нас в стране этот тип автомобильного тренажера применяется крайне редко.
Теневые тренажеры
Самыми распространенными в России является теневой тренажер. Принцип его работы заключается в следующем. Рабочее
место водителя (тренажер) оборудуют всеми стандартными органами управления и приборами. Усилия рычагов и педалей управления должны быть аналогичны усилиям реального автомобиля.
Наибольшую трудность вызывает работа рулевого привода, даже
63
на лучших образцах теневых тренажеров усилие на рулевом колесе макета автомобиля не совпадает с усилиями на обычном ТС.
Дорожная обстановка создается на экране при помощи теневой проекции. Автомобильные тренажеры этого типа дают возможность приобретать нужные навыки первого этапа обучения и
отрабатывать следующие основные приемы вождения автомобиля:
движение с места;
движение по прямой;
остановка автомобиля в заданном месте; движение по пря-
мой с переключением передач в восходящем и нисходящем порядке; движение по прямой с изменением скорости; экстренное и
служебное торможение;
повороты и развороты с применением заднего хода; проезд
простых и сложных перекрестков;
движение задним ходом (тренажер Форвард и Омега).
Теневые тренажеры не предназначены для воспроизведения
других участников движения и не дают того эмоционального фона, который характерен для реальных условий движения.
Отечественной промышленностью выпускаются автомобильные тренажеры с теневой проекцией Т-5М. Перед кабиной тренажера расположен матовый полупрозрачный экран, на который передается проекция от подвижного сферического диска с изображением местности. Проекционный диск располагается за экраном на
одной линии с продольной осью макета кабины автомобиля и приводится в действие специальным механическим приводом, связанным с органами управления в кабине автомобильного тренажера.
Для установки этого тренажера требуется затемненная комната
размером 3,5×7 м.
На тренажере Т-5М учащийся в спокойной обстановке отрабатывает необходимые навыки вождения, перечисленные выше.
Вождение автомобиля по пустынной дороге не требует особого
умения, и через некоторое время большинство учащихся успешно
справляются с этими упражнениями. Имитация же аварийных ситуаций его конструкцией не предусмотрена.
Теневой тренажер чешского производства АТ-70 состоит из
четырех моделей автомобилей, имитирующих рабочее место легкового автомобиля «Шкода» (Чехия), соответственно из 4 пано-
64
рамных экранов, на которые проецируется изображение дороги от
прозрачного диска и пульта мастера производственного обучения.
Неплохо зарекомендовали себя теневые тренажеры АТ-01, -2,
-3, имитирующие рабочие места автомобилей семейства ВАЗ,
ЗИЛ, КамАЗ. Конструктивно эти тренажеры выполнены по аналогии с чехословацкими тренажерами.
Кинофицированные тренажеры
Тренажеры с кинопроектором получили широкое распространение в настоящее время как у нас в России, так и за рубежом.
Проектирование на большом экране дорожной обстановки, возможность изображения ее в цвете позволяют обеспечить создание
условий движения, близких к реальным, что практически невозможно ни на ленточных, ни на теневых тренажерах. Особую ценность представляют такие автомобильные тренажеры, для отработки навыков которых управления автомобилем происходит в
строго определенных конкретных дорожно-транспортных ситуациях. Отснятый в методическом отношении фильм позволяет поэтапно отрабатывать управляющие действия не только в сложных
дорожных условиях, но и в аварийных ситуациях с участием других участников движения.
Примером кинофицированного тренажера может служить
тренажер АТ-70, который при повороте рабочих мест водителя на
90° превращается из теневого в кинофицированный тренажерный
класс.
Однако при несомненном преимуществе, заключающемся в
четкости и реальности создания условий движения, кинофицированный автотренажер имеет и очень существенный недостаток –
отсутствие обратной связи. Снятая на кинопленку дорожная обстановка не может быть изменена обучаемым. Например, отрабатывается «Проезд нерегулируемого перекрестка». В кинофильме,
снятом с места водителя, пропускается движущийся в поперечном
направлении автомобиль. Учащийся даже при желании проехать
первым, какие бы действия ни совершал на рабочем месте тренажера, замечает, что движение его автомобиля замедляется, и он
неизбежно останавливается у линии «стоп».
Рабочее место водителя установлено на поворотной раме, которая под действием рулевого привода может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Оно оборудовано всеми органами управления и комплектом контрольно-измерительных приборов. На
65
пульте мастера производственного обучения имеются приборы, с
помощью которых можно проконтролировать действия учащихся
(скорость движения, положение педалей сцепления, тормоза и газа, рулевого колеса и рычага коробки передач). На пульте мастера
производственного обучения имеется рулевое колесо, поворачивающее кинопроектор, что приводит к изменению дорожной обстановки: автомобиль выезжает на полосу встречного движения
или на обочину. По контрольным приборам мастер следит за
управляющими действиями учащихся и в случае правильно выполненных маневров возвращает кинопроектор в первоначальное
положение. Это приспособление позволяет учащимся активно
участвовать в процессе управления. Тренажер У101 не оборудован
приспособлением, позволяющим изменять скорость лентопротяжки (отсутствует обратная связь по скорости движения). Для устранения этого недостатка в кинофильм включены фрагменты работы
спидометра, по показаниям которого учащийся устанавливает собственную скорость движения, что делает обучение на таком тренажере более активным.
ФРГ выпускает кинофицированный тренажер «Элан», имеющий двенадцать рабочих мест, моделирующих легковой автомобиль, рабочее место мастера производственного обучения с комплектом контрольно-измерительных приборов, кинопроектор и
киноэкран.
С помощью этого автомобильного тренажера можно сравнивать действия обучаемого, записывающиеся на специальное регистрирующее устройство, с действиями мастера производственного
обучения. Такой тренажерный класс часто располагается в кузове
седельного автомобильного полуприцепа, что позволяет переводить его с одной учебной базы на другую и максимально использовать в учебном процессе.
Очень интересна конструкция кинофицированного тренажера,
разработанная в Калифорнийском университете. Рабочее место
водителя установлено задними колесами на боковые барабаны.
В классе два кинопроектора: 1, установленный на поворотной турели, проецирует изображение на небольшой экран шириной 2,5 м,
остальное изображение находится за черными шторами; 2 кинопроектор проецирует дорожную обстановку позади автомобиля, и
курсант в зеркало заднего вида может наблюдать «убегающую»
дорогу. Мастер производственного обучения поворачивает кино-
66
проектор, и при правильном ответном действии обучающегося дорога возвращается в исходное положение. В случае ошибки на
экране проецируются не дорога, а элементы придорожного ландшафта или встречный автомобильный поток. С помощью такого
тренажера очень удобно отрабатывать элементы движения по извилистой горной дороге. Только точное соответствие угла поворота рулевого колеса тренажера повороту автомобильной дороги
позволяет удержать «автомобиль» на дороге.
Для научно-исследовательских целей, а именно отработки отдельных узлов автомобиля, компоновки рабочего места водителя,
проведения психофизиологического обследования водителей, по заказу концерна «Фольксваген» в ФРГ сконструирован комплексный
телевизионный кинофицированный тренажер. Обслуживает тренажер ЭВМ, по командам которой может меняться изображение дорожной обстановки, скорость движения, кривизна участка и т. д.
Изображение дороги подается на дисплей, а с него с помощью
телевизионной камеры передается на киноэкран. Для усиления иллюзии восприятия между экраном и глазами размещается специальная
линза. Тренажер позволяет воспроизводить поперечные, продольные
и угловые ускорения автомобиля, что достигается вращением кабины
рабочего места водителя вокруг трех взаимно перпендикулярных
осей, точка пересечения которых расположена в зоне вестибулярного
аппарата водителя. Водителю передается также слуховая информация о работе двигателя, о шуме на дороге и другие реальные шумы
при движении, автомобиля. На таком уникальном тренажере исследовались вопросы управляемости автомобиля. Результаты исследований показали хорошую зависимость между реальными испытаниями на дороге и работой на тренажере, что позволило в дальнейшем
ограничиться испытаниями на тренажере от некоторых сложных и
дорогих испытаний на дороге.
Для отработки навыков поведения водителя автомобиля, движущегося в плотном транспортном потоке, был разработан функциональный тренажер, моделирующий рабочее место автобуса
«МЕРСЕДЕС». На киноэкран проецируется изображение задней
части впереди идущего автобуса. Задача обучающегося – строго
выдерживать расстояние до автобуса – движение за лидером. Две
аналого-вычислительные машины следят за действиями водителя
и изменяют фокусное расстояние телеобъектива киноустановки.
67
На экране в случае неправильно выбранных действий задняя часть
автобуса или увеличивается в размерах – мала дистанция между
автобусами, или уменьшается в размерах – дистанция между автобусами завышена.
Телевизионные тренажеры
В настоящее время телевизионные тренажеры наиболее перспективны, но сложность конструкции и очень высокая стоимость
ограничивают их использование. Достоинства телевизионных тренажеров очевидны: четкая обратная связь и по скорости движения,
и по углу поворота управляемых колес; возможность обучения
вождению при наличии помех (других участников движения);
возможность записи (с помощью телевизионного магнитофона) и
дальнейшего детального анализа ошибок в управлении.
Конструкция тренажера состоит из трех основных узлов:
1. Модель автомобиля, имитирующего рабочее место водите-
ля с телеэкраном, на который проецируется дорожная обстановка.
2. Макет местности с движущейся по нему тележкой, на кото-
рой установлена телевизионная камера.
3. ЭВМ, основная задача которой – передавать управляющие
действия водителя на рабочем месте на самодвижущуюся тележку
с телекамерой.
Одна из конструкций автомобильного телевизионного тренажера имеет следующие особенности. Модель грузового автомобиля может поворачиваться вокруг горизонтальной оси, проходящей
на уровне груди водителя, имитируя таким образом поперечные
ускорения и повороты с разными радиусами кривизны. Шумовую
информацию о работе двигателя, о движении других участников
движения водитель получает от громкоговорителей. С помощью
этого тренажера возможно управление следующими характеристиками системы ВАДС: скорость и направление ветра; коэффициент сцепления шин с дорогой; кривизны дороги; углы; шумы.
С помощью контрольно-измерительной аппаратуры можно измерять усилия тормозных сил; положение педали газа; скорость
движения; угол поворота управляющих колес; показания тахометра.
Сигналы действий учащегося (поворот управляющих колес и
изменение скорости движения) поступают на ЭВМ, где они преобразуются и поступают на вход специально сконструированной тележки, на которой размещается телекамера.
68
На стене учебного класса располагается макет местности (2–3
городских квартала с жилыми и административными зданиями,
тротуарами, пешеходными переходами, улицами с нанесенной дорожной разметкой, дорожными знаками, светофорными объектами). Над «городом» располагаются две горизонтальные направляющие, по которым могут перемещаться две вертикальные направляющие. На них смонтирована поворотная площадка с телекамерой. Движение передающей камеры осуществляется с помощью
приводных механизмов (принцип работы мостового крана). Телевизионная камера передает изображение на телеэкран, расположенный перед водителем.
К сожалению, данная конструкция обладает существенным
недостатком – невозможно присутствие других активных участников движения.
Имеется конструкция телевизионного тренажера, когда макет местности располагается на полу учебного класса, а телевизионная камера смонтирована на управляемой тележке, закамуфлированной под автомобиль. Основная цель такого тренажера –
применение нескольких рабочих мест водителей (каждое из них
управляет своей телевизионной камерой), т. е. ввод в обучение
других участников движения. С помощью такого тренажера
можно отрабатывать совместные маневры по перестроению, проезду нерегулируемых и регулируемых перекрестков, проезду железнодорожных путей и т. д.
Динамический тренажер
В автошколах, учебных комбинатах и автотранспортных
предприятиях внедряются разнообразные технические средства,
используемые для обучения водителей и совершенствования их
мастерства. Среди них особое место занимают тренажеры, предназначенные для развития навыков управления автомобилем.
В ряде автошкол и учебных комбинатов тренажерная подготовка стала обязательным элементом процесса обучения. Сведения
о тренажерах систематизированы, сформулированы психологические и педагогические требования к ним, разработаны и освещены
в литературе методы их использования.
Динамический тренажер (рисунок 7.1) состоит из системы
управления, включающей рабочее место обучаемого водителя и
пульт управления инструктора, имитаторов динамики движения
69
автомобиля, работы двигателя и трансмиссии, а также системы
имитаторов физических факторов движения.
Рисунок 7.1. Структурная схема динамического тренажера
Динамический тренажер способен обеспечить обучаемого
значительным содержанием. Соответствие реальным условиям
работы водителя определяет обучающую эффективность тренажера и зависит от его информативности. Это обеспечивается имитатором динамики – узловой части тренажера, устанавливающей
взаимосвязь между другими его частями.
Управляющие сигналы вводятся в имитатор динамики водителем через имитаторы органов управления и инструктором через
блоки начальных условий и отказов. С выходов имитатора динамики сигналы подаются к имитаторам шума, визуальной обстановки, перегрузок, тряски и вибрации. Кроме того, соответствующие сигналы подводятся к техническому средству оценки действий водителя и к имитаторам отдельных контрольноизмерительных приборов, а также к индикаторному устройству.
Большинство составных частей динамического тренажер способно обеспечить высокую степень его унификации. Для различных типов или марок автомобиля могут потребоваться изменения
конструкции отдельных элементов рабочего места водителя (сиденье, рулевое колесо, рычаги и педали, приборный щиток). Блок
ввода параметров автомобиля позволяет варьировать значениями
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]