SHARE

В век всеобщей автомобилизации, когда транспортные потоки уплотнились до предела, наезды сзади при торможениях стали не только предметом многочисленных анекдотов, но и печальной статистики. Общепринятые средства предупреждения подобных неприятностей – стоп-сигналы – сегодня далеко не идеал.

Даже при незначительном отклонении педали тормоза у многих современных автомобилей загораются стоп-сигналы. При езде в плотных потоках водители отклоняют педаль тормоза, как правило, не для торможения до полной остановки, а только для того, чтобы слегка подрегулировать дистанцию до впереди идущего автомобиля. Предупреждающее включение стоп-сигналов не дает нужной информации автомобилисту, который едет следом. То же самое происходит, когда для регулирования дистанции водитель немного приподнимает ногу с педали акселератора. При этом также включаются стоп-сигналы без заметного замедления автомобиля.В обоих случаях – при движении в плотных потоках – включение стоп-сигналов происходит слишком часто, и водители уже не обращают на них внимания. И, что естественно, не обратят внимания и в тот момент, когда у кого-то возникнет необходимость действительно резко затормозить – в результате возрастает вероятность аварии.Большинство автопроизводителей пытаются решить эту проблему «лобовыми» методами: увеличивают яркость, площадь, количество стоп-сигналов. Задняя стенка многих автомобилей с такими стоп-сигналами начинает напоминать красный плащ тореадора… Какая уж тут комфортная езда?Специалисты Mercedes-Benz оказались немного хитроумнее: чтобы уменьшить количество аварий, они предложили комплектовать автомобили новыми тормозными фонарями, которые будут мигать, привлекая внимание водителя задней машины. Однако подобные новинки увеличивают не безопасность движения на дорогах, а раздражение водителей от бесполезной иллюминации. Точно так же воспринимаются и родственные «мигалкам» «бегущие огни», которые, пожалуй, еще лучше привлекают внимание и вследствие этого еще больше способны раздражать своей бесполезностью.А вот инженеры BMW предложили более интересную, на первый взгляд, идею так называемых адаптивных стоп-сигналов, которые позволяют, как ожидается, сократить опасность наезда сзади при резких торможениях благодаря увеличению площади свечения фонарей.Специальные датчики – акселерометры замеряют степень замедления автомобиля, и, пока оно невелико, стоп-сигналы работают в обычном режиме, то есть с учетом отклонения педалей торможения или акселератора, а при достаточно резком замедлении включаются дополнительные секции сигналов. Как видим, и при этом остается главная беда стоп-сигналов – такая же высокая доля бесполезной иллюминации. Что касается включения дополнительных секций при резком торможении, то их эффект весьма сомнителен: в такой ситуации счет идет на доли секунды, и в обычном мелькании различных стоп-сигналов автомобилей различных марок водитель просто не в состоянии быстро оценить, загорелись ли там дополнительные секции и как на это правильно реагировать.Итак, проблема стоп-сигналов ясна. Точнее, проблем две. Первая – отсутствие надежного способа, позволяющего исключить дискредитирующие ложные включения стоп-сигналов. Вторая – невозможность водителем интуитивно и, следовательно, быстро оценить степень торможения впереди идущего автомобиля.А возможно ли в принципе исключить ложные включения стоп-сигналов? С педалью тормоза все ясно, как и с педалью управления двигателем. Датчики ускорения – акселерометры, казалось бы, могут дать достоверную информацию о торможении, но не все так просто. Давайте разберемся, что по сути представляет из себя датчик ускорения.Как правило, он включает в себя подвижную пластину, закрепленную при помощи упругих элементов. Под действием ускорения или торможения она отклоняется от нейтрального положения, и неподвижные пластины, подобно обкладкам конденсатора, совместно с измерительной цепью, выдают сигнал, пропорциональный отклонению пластины, то есть ускорению или замедлению. Теперь представим, что автомобиль, оснащенный акселерометром, равномерно движется под уклон. Подвижный чувствительный элемент под действием составляющей силы тяжести, направленной вдоль оси автомобиля, «упадет» под уклон, и акселерометр выдаст отрицательное ускорение (например А = -0,2g), то есть торможение. Несмотря на равномерное движение должны будут включиться стоп-сигналы, указывая на торможение тем большее, чем под более крутой уклон движется автомобиль. В другой ситуации, когда автомобиль равномерно движется на подъем, подвижный чувствительный элемент акселерометра под действием составляющей силы тяжести «падает» в противоположном направлении, и акселерометр указывает ускорение (например А = +0,2 g). И если в таком месте автомобиль действительно затормозит, то подвижный чувствительный элемент двинется в сторону торможения, но до области указания торможения может и не дойти, поскольку его удерживает обратная составляющая силы тяжести. В результате акселерометр не покажет торможения, и стоп-сигналы включены не будут.Итак, рельеф дороги заставляет акселерометр либо выдавать ложные сигналы, либо занижать значение торможения. Получается, что серьезное использование акселерометра для стоп-сигналов исключается.На этом можно было бы поставить точку, если бы не запатентованное российское изобретение датчика, который может стать идеальным для стоп-сигналов. Это датчик скорости изменения ускорения, или датчик рывка (в англоязычной терминологии – jerk). Раньше сигналы акселерометра обрабатывались компьютером, после чего можно было узнать производную от функции ускорения – таким образом вычислялся рывок. Конструктивно датчик рывка отличается от акселерометра тем, что в нем измеряется не положение чувствительного элемента, а его скорость. Когда автомобиль равномерно движется под углом к горизонту, датчик рывка не выдает ложных применительно к торможению сигналов, поскольку скорость чувствительного элемента на этот момент нулевая. При возникновении тормозных рывков, когда меняется ускорение автомобиля, чувствительный элемент приобретает соответствующую рывку скорость, и датчик выдает соответствующий сигнал, который и может использоваться как для включения стоп-сигналов, так и для создания различных эффектов, пропорциональных степени торможения. К описанным достоинствам датчика рывка добавим его простоту и надежность: ему не нужна дорогая и сложная измерительная цепь с электропитанием. Он автономен и самостоятельно генерирует полезный сигнал, фактически не требующий обработки. Осталось решить, какие сделать стоп-сигналы и как их включать, чтобы водитель мгновенно определял не только факт замедления впереди идущего автомобиля, но и степень этого замедления, чтобы вовремя адекватно и не отвлекаясь реагировал на опасные маневры.Рассмотрим, как водитель на самом деле оценивает степень опасности, следуя за впереди идущим автомобилем. Независимо от того, загораются впереди стоп-сигналы или нет, он подсознательно непрерывно оценивает относительную скорость своего и впереди идущего автомобилей. И делает он это благодаря своему великолепному зрительному аппарату: человеческий глаз определяет не только малейшее изменение угловых размеров впереди идущего автомобиля, но и скорость этого изменения. Конечно, сам человек ни о каких угловых размерах не думает: он осознает «видимые» размеры препятствия и скорость их «видимого» увеличения. На рисунке 6 показано, каким видит водитель один и тот же автомобиль с расстояния 10 м (позиция А) и 20 м (позиция В). Одна картинка меньше другой примерно в 2 раза, то есть если на позиции А ширина автомобиля 1,8 м, то на позиции В мы видим его шириной уже как бы 0,9 м. Отсюда следует, что при сокращении дистанции от 20 до 10 м стоп-сигнал или любая другая точка на краю автомобиля как бы перемещается на расстояние всего 0,45 м (позиция С). А это означает, что при скорости сближения 1 м/сек скорость видимого перемещения стоп-сигнала составляет всего 0,045 м/сек, а при скорости сближения 10 м/сек, что бывает только при резких торможениях, скорость видимого перемещения стоп-сигнала составит 0,45м/сек. Заметим также, что одновременно с перемещением видимый размер самого стоп-сигнала или любой точки на автомобиле также увеличивается примерно в два раза.А теперь рассмотрим устройство типа «бегущий огонь», но в отличие от известных елочных украшений согласуем скорость и динамику размеров «бегущего огня» со степенью замедления автомобиля, которую будем определять с помощью датчика рывка. В итоге при скорости «бегущего огня» в диапазоне от 0,045 м/сек до 0,45 м/сек и соответствующем увеличении его размеров человек подсознательно и, следовательно, очень быстро, расценит это как приближение такого автомобиля со скоростью от 1 м/сек до 10 м/сек.Подсознательно и очень быстро! Не случайно название устройства – «Психомоторные стоп-сигналы»!Решающее качество описанных стоп-сигналов заключено в их согласованности со свойствами человеческого восприятия оптической перспективы пространства. Кстати, психомоторный эффект будет выражен еще точнее, если имитирующий огонь будет двигаться по траектории, так сказать, «приближения от горизонта» или вдоль линий пространственной перспективы, как это показано на рисунке 7. И еще одно уникальное свойство новых сигналов: они способны сообщать не только о торможении, но и о разгоне автомобиля путем имитации его удаления от сопровождающего транспортного средства: «бегущие огни» сближаются и уменьшаются, и водитель понимает, что можно и самому беспрепятственно разгоняться.Итак, предложено принципиальное решение для новых стоп-сигналов, которые благодаря заложенным в них принципам не выдают ложных срабатываний и позволяют водителю «с первого взгляда» оценить степень торможения впереди идущего автомобиля, быстро и адекватно отреагировать на это торможение. Как отнесутся к этому производители автомобилей и законодатели правил безопасности, остается только гадать, но логика подсказывает, что это решение не только реально повысит безопасность дорожного движения, но и подарит водителям психологический комфорт.