Надежность работы водителя транспортных средств становится ключевым звеном по обеспечению безопасности на дорогах и напрямую зависит от его психофизиологического состояния, а также определяется его профессиональной пригодностью, зависящей от состояния здоровья водителя, его психологических и личностных качеств, подготовленностью и высокой работоспособностью.

Для определения надежности водителя в различных дорожных ситуациях используются психофизиологические показатели его состояния: время реакции, запись движения глаз, электрокардиограмма (ЭКГ), кожно-гальваническая реакция (КГР), электроэнцефалограмма (ЭЭГ), данные о составе крови, и ряд других, обеспечивающих непрерывное получение информации об его функциональном состоянии во время движения.

Почему одни люди часто, другие реже неадекватно ведут себя не только в стрессовых, но и простых ситуациях на дорогах. Важно понимать, что всеми нашими эмоциями, желаниями, различными физиологическими и психологическими качествами управляет головной мозг или точнее определённые его системы, которые могут давать сбой. Исследователи установили связь целого ряда психических процессов или состояний, таких, например, как бодрствования и сна, внимания, эмоций и т.д. с ритмами ЭЭГ. Вся деятельность водителя за рулем является следствием работы головного мозга, внешним проявлением его психики, включающим в себя познавательные психические процессы (восприятие, внимание, память, мышление), эмоции, навыки и психические свойства личности. Мозг водителя в процессе движения решает множество задач и есть надежда по результатам ЭЭГ найти решения по оценке его психофизиологического состояния. Пребывание водителя в психофизиологическом состоянии (ПФС), некорректном по отношению к текущей ситуации является одной из причин возникновения аварийных ситуаций на дорогах. Любое ДТП является результатом ошибки водителя: неправильный обгон, превышение скорости, неожиданный выезд на встречную полосу, управление транспортом в состоянии опьянения, а также состояние утомления, сонливости, стресса, болезненности и т.п. Также причиной ошибок водителя при продолжительном управлении транспортным средством может быть утомление, которое снижает надежность и может быть непосредственной причиной ДТП, а также нередко случаи управления автомобилем в болезненном состоянии.

 

Согласно проведенным исследованиям французскими учёными – 6,8% ДТП со смертельным исходом происходит в результате утомления и обмороков водителей и 31,5% водителей, которые были лишены водительских прав в результате нарушения правил дорожного движения, имели различные заболевания. Также, в результате обмороков, утомления и физических отклонений у водителей США со смертельным исходом происходят 4,2% ДТП.

В России на 10% выросла вероятность совершения ДТП водителями с сердечно сосудистыми, на 16% – желудочно-кишечными заболеваниями и на 33% периферической нервной системы. Также 25% водителей имеют гипертоническую болезнь. Обследование четырёх тысяч водителей показало, что среднее число заболеваний у водителей (на 100 чел.), занимающихся перевозом пассажиров составляет 8,84%, а грузовых автомобилей – 2%. Из восьми тысяч опрошенных водителей 24% жаловались на головные боли, 20% – на боли в животе, 42 % – на боли в пояснице и 34% – на раздражительность. Если водитель болен эпилепсией или диабетом, то внезапное ухудшение его состояния во время управления транспортным средством может привести к потере сознания, а в особо тяжёлых случаях он даже не сможет остановить свой автомобиль, что может привести к аварии. Так в США по такой причине ежегодно происходит до 2-х тыс. ДТП. В связи с увеличением количества аварий, произошедших по вине водителей, имеющих проблемы со здоровьем, особое внимание стало уделяться электроэнцефалографии, которая может обнаружить опасные болезни у водителей. Для предотвращения аварийных ситуаций и повышения безопасности дорожного движения в России в обязательном порядке существует система медицинского осмотра кандидатов в водители и водителей транспортных средств, в целях своевременного выявления у них признаков различных заболеваний, а также их пригодности к безопасному вождению.

Данная система представляет собой: предварительные, периодические, ежемесячные, предрейсовые, послерейсовые, а также внеочередные осмотры водителей. Психофизиологическая характеристика водителей как обязательная составляющая осмотров не учитывается, хотя этот фактор очень важен для готовности к профессиональной деятельности, связанной с высоким нервно-эмоциональным напряжением, высокой ответственностью, наличием риска для себя и окружающих в результате ошибочных действий водителя, а также для его надежности.

В последние годы одним из наиболее изученных и объективных физиологических параметров, отражающим ПФС человека, признана электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Методика оценки ПФС с ее помощью была доказана в лабораторных исследованиях. Установлено, что при засыпании происходит появление в ЭЭГ медленных волн большой амплитуды. Данный параметр измеряется контактными способами, поэтому его практическое использование за стенами лабораторий весьма затруднительно, хотя такие попытки встречаются. Как пример можно привести прибор для предупреждения засыпания в виде кепки, оборудованный необходимыми электродами и радиопередатчиком, способным посылать регистрируемые данные на внешний блок, удаленный на расстояние до шести метров. Среди других сложностей работы с ЭЭГ можно выделить её чувствительность к помехам, таким как мышечные и глазные движения.

Для обеспечения надежности и точности измерения такие артефакты необходимо обнаружить и удалить. Кроме того, в работе отмечена необходимость учитывать значительные индивидуальные различия ЭЭГ. Тем не менее, в работе  сообщается об успешном обнаружении снижения бдительности водителя по параметрам ЭЭГ. Есть еще ряд изобретений, направленных на предупреждение возникновения нештатных ситуаций у водителя во время движения с помощью ЭЭГ.

Электроэнцефалограмма позволяет изучить деятельность мозга человека путем фиксации биоэлектрической активности его определенных участков и выдать самую достоверную информацию о психическом состоянии водителя, которую нельзя подделать. Она представляет собой довольно доступный, быстрый и безопасный вид исследования, не требующий сложной предварительной подготовки. Это основной метод, с помощью которого можно обнаружить у человека ряд заболеваний: судорожные состояния и эпилепсию, нарушения кровоснабжения мозговой ткани, поражения нервной системы и др., и в связи с этим потерю сознания и обмороки, нарушения памяти и внимания, постоянные головные боли, расстройства сна, быструю утомляемость, нарушения психики и т. д. При различных изменениях функционального состояния водителя изменяется и изображение ЭЭГ. Электроэнцефалография помогает защитить водителя, его пассажиров и других участников дорожного движения от различных аварийных ситуаций, вызванных потерей сознания водителем, приступом эпилепсии, сердечным приступом и др.

Для проведения эксперимента, целью которого было проанализировать развитие утомления и появление состояния перехода от бодрствования ко сну, был собран автомобильный тренажер.

На первом этапе группе испытуемых из 20 человек было предложено выполнить на собранном тренажере комплекс упражнений. В качестве испытуемых выступили студенты (без хронических заболеваний). С помощью установленного программного обеспечения «3D Инструктор домашняя версия» фирмы «Форвард Девелопмент» осуществлялась имитация управления транспортным средством.

При проведении экспериментов использовали несколько независимых каналов получения информации: тепловое изображение лица, рукописная подпись, голос, ЭКГ, ЭЭГ, изображение лица с видеокамеры. Испытуемые проходили процедуру идентификации ПФС на специализированном стационарном программно-аппаратном комплексе, состоящем из персонального компьютера с возможностью регистрации ЭКГ аппаратно-программным комплексом «Кардиотехника-04», съема и вывода на экране в виде графиков электроэнцефалографических сигналов электроэнцефалографом «Мицар-ЭЭГ-201», графического планшета Wacom Intuos 5M для ввода рукописной подписи, видеокамеры Canon для регистрации видео-изображения лица испытуемого, тепловизора NEC ТН-7102 для теплового изображения лица и микрофона для регистрации голоса.

Для того чтобы ничего не отвлекало испытуемого, все кроме него выходили из аудитории после начала записи. В процессе эксперимента вследствие монотонности работы на автомобильном тренажере у испытуемого наступало состояние утомления, снижение внимания и сонливость. Целью эксперимента было получить и записать это состояние. Вероятность идентификации правильного распознавания составила 98% и оценке ПФС каждого из испытуемых вероятность правильной идентификации 93%. Эксперименты показали, что состояние перехода от бодрствования к засыпанию зависит от индивидуальных особенностей человека. Время начала засыпания было различным. Были построены матрицы для шести состояний водителя во время управления на тренажере: адекватное состояние (сложная дорожная обстановка), средняя нагрузка на водителя, при воздействии на водителя аудиовизуальными сигналами частотой 10-12 Гц, при разговоре по мобильному телефону, после употребления 100 мл алкоголя (12 %). До начала работы и после ее завершения производилась регистрация ЭЭГ и ЭКГ. Затем по каждому из перечисленных каналов определялось, в каком состоянии находится испытуемый, например, нормальное, состояние утомления, возбужденное, засыпание. Изображение на ЭЭГ менялось при повышенной возбудимости, употреблении алкоголя, засыпании, т. е. при изменении функционального состояния. По общей совокупности признаков проверялась гипотеза о нахождении испытуемого в нормальном состоянии, которое не несет опасности в управлении транспорт-ным средством. Для этого использовался метод последовательного применения формулы гипотез Байеса. Если указанная гипотеза подтверждалась, значит, испытуемого можно допускать к работе. Фамилия, видео-изображение лица в тепловом и видимом диапазонах излучений, а также значения признаков, характеризующих ПФС, были зафиксированы в базе компьютера.

Установлено, что при отсутствии сна источник активности альфа-ритма не менялся, у засыпающих испытуемых происходило снижение частоты альфа-ритма в ЭЭГ, т.е. снижение уровня активации коры головного мозга. Можно сделать вывод, что снижение уровня функционального со-стояния подтверждается снижением частоты альфа-ритма. Подробные результаты по определению развития утомления и появления состояния перехода от бодрствования ко сну на основе ЭЭГ будут получены в ближайшее время.