Дослідження зміни функціонального стану водіїв таксі протягом робочої зміни

Abstract

Попри швидкий прогрес автономних систем, більшість сучасних автомобілів працюють на рівнях автоматизації L2-L3, коли водій залишається «останнім запобіжником» і має за лічені секунди перебрати управління після тривалої пасивності. Переходити від наглядача до активного кермування людині складно: когнітивне навантаження й фізіологічна готовність різко змінюються, що не раз призводило до фатальних затримок реакції. У змішаному трафіку автономні й традиційні транспортні засоби взаємодіють одночасно, підвищуючи непередбачуваність дорожніх ситуацій і посилюючи роль індивідуальних психофізіологічних чинників безпеки. Незважаючи на активний розвиток автоматизації транспортних систем, безпека руху й досі істотно залежить від психофізіологічного стану водія. Перші системні дослідження показали, що характерне зростання потужності ?- та ?-хвиль ЕЕГ і сповільнення реакцій виникають за кілька хвилин до клінічної сонливості [1]. Проте навіть за ретельної лабораторної перевірки точний механізм взаємодії когнітивного навантаження й фізіологічної відповіді лишається невизначеним, особливо в реальних умовах із мінливим профілем ухилів та швидкостей [2]. Додатковим викликом є гетерогенність професійних водіїв: стандартні тести часто ігнорують особистісні риси та здатність до переключення уваги. Аналіз понад 2 500 ДТП показав, що низькі результати таких когнітивних тестів подвоюють імовірність аварії [3]. У відповідь пропонуються багатомодальні моделі, які поєднують суб’єктивні анкети, варіабельність серцевого ритму й параметри маневрування та демонструють точність до 96 % у симуляторі [4]. Разом із тим практичне впровадження алгоритмів потребує недорогих і зручних сенсорів. Зокрема, тривалість моргання виявилася надійним індикатором зорового навантаження без інвазивних датчиків [5]. Отже, нагальною є потреба у компактних, економічних і водночас чутливих рішеннях, які враховують індивідуальні психофізіологічні відмінності та складність дорожнього середовища. Об’єкт дослідження – водій таксі. Предмет дослідження – закономірності зміни показників функціонального стану водіїв при керуванні автомобілями з різними ергономічними характеристиками. Мета дослідження: на основі натурних досліджень визначити закономірності зміни індексу напруження регуляторних систем водіїв таксі в різні робочі періоди доби. Отримані дані показують, що рівень регуляторного напруження змінюється протягом доби. Зокрема, підвищення середньої швидкості руху на 10–15 км/год супроводжувалося зниженням індексу напруження на 30–40 %. Ергономіка автомобіля теж істотно впливає на величину ІН: у бюджетних моделях із «механікою» максимальні значення сягали 390% від базового рівня (приблизно 400–420 у.о.), тоді як у комфортніших авто з «автоматом» ІН не перевищував 250 у.о.Despite the rapid progress of autonomous systems, most modern vehicles still operate at automation levels L2–L3, where the driver remains the “last safeguard” and must retake control within seconds after a prolonged passive phase. Transitioning from passive monitoring to active driving is difficult for humans: cognitive load and physiological readiness change abruptly, repeatedly causing fatal reaction delays. In mixed traffic, autonomous and conventional vehicles interact simultaneously, heightening the unpredictability of road situations and amplifying the influence of individual psychophysiological safety factors. Thus, road safety continues to depend heavily on a driver’s physiological state. Early systematic studies revealed that a marked increase in EEG ?- and ?-power and a slowdown in response time appear several minutes before clinical drowsiness [1]. Nevertheless, even with rigorous laboratory validation, the exact interplay between cognitive load and physiological response remains unclear, especially under real-world conditions with variable gradients and speeds [2]. A further challenge is the heterogeneity of professional drivers: conventional tests often overlook personality traits and switching-attention ability. Analysis of more than 2 500 traffic crashes showed that low scores on such cognitive tests double crash likelihood [3]. In response, multimodal models that combine subjective questionnaires, heart-rate-variability metrics, and maneuvering parameters now achieve up to 96 % accuracy in simulators [4]. Practical deployment of these algorithms, however, demands affordable and user-friendly sensors. Blink duration, for example, has proven to be a reliable indicator of visual workload without invasive equipment [5]. Consequently, there is an urgent need for compact, economical, yet sensitive solutions that account for individual psychophysiological differences and road-environment complexity. ? Study object – taxi driver. Scope of research – patterns of change in drivers’ functional-state indicators while operating vehicles with differing ergonomic characteristics. Goal of research: to determine, through field experiments, the regularities of variation in the regulatory-strain index (RSI) of taxi drivers during different working periods of the day. The obtained data show that regulatory strain varies over the 24-hour cycle. In particular, increasing the mean driving speed by 10–15 km/h was accompanied by a 30–40 % decrease in RSI. Vehicle ergonomics also markedly affect RSI magnitude: in budget models with manual transmission, peak values reached 390 % of baseline (? 400–420 a.u.), whereas in more comfortable cars with automatic transmission, RSI did not exceed 250 a.u.