optyczne cechy znaków vms w aspekcie bezpiecze stwa ruchu

PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
z. 95
Transport
2013
Andrzej W. Mitas
Politechnika lska, Wydzia Inynierii Biomedycznej
Witold Konior
Politechnika lska, doktorant, Wydzia Automatyki, Elektroniki i Informatyki
Aleksander Konior
APM Sp. z o.o.
OPTYCZNE CECHY ZNAKÓW VMS
W ASPEKCIE BEZPIECZESTWA RUCHU
DROGOWEGO
Rkopis dostarczono, maj 2013
Streszczenie: W artykule zwrócono uwag na aspekt transferu danych w zamknitej ptli sprzenia
zwrotnego w systemie ITS. Punktem wyjcia jest sprawne centrum zarzdzania ruchem drogowym,
przekazujce nastpnie wyznaczone dane do lokalnych punktów komunikacji z uytkownikiem
w ruchu za pomoc znaków drogowych o zmiennej treci. Przedstawiono problematyk waciwego
usytuowania elementu przekazujcego informacj wietln w kontekcie klas wyznaczonych ktem
dystrybucji wizki wietlnej. W dalszej czci artykuu sprecyzowano zadania badawcze, dotyczce
percepcji i recepcji informacji wizualnej z urzdzenia emitujcego wiato o zdefiniowanych
czstotliwociach. Sformuowane wnioski powinny by implementowane w praktyce z uwagi na
istotny wpyw na bezpieczestwo ruchu drogowego.
Sowa kluczowe: ITS, VMS, efektywno przekazu informacji
1. WPROWADZENIE
Przekaz informacji jest warunkiem podjcia decyzji w oparciu o realne podstawy.
W wielu przypadkach sytuacji na drodze waciwe decyzje, a czsto take te ratujce
ycie, s wynikiem tak szybkiej analizy, e uznajemy dziaanie za machinalne, czyli
innymi sowy automatyczne. Heurystyka jest zapewne pomocna w takim przypadku, lecz
wiedza ogólna i napyw informacji warunkujcej proces optymalizacji odgrywaj
zasadnicz rol. W przeciwnym przypadku kierowcy o mniejszym stau nie mieliby raczej
332
Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior
szans na reakcje, poniewa zdarzenie zoone z niezalenych sytuacji instynktownego
podjcia waciwej decyzji jest równe iloczynowi prawdopodobiestw tych zdarze.
Przypadkowo procesu podejmowania decyzji byaby wic powodem znaczcej
redukcji prawdopodobiestwa uniknicia zdarzenia drogowego.1
Nawet ta pobiena analiza (wsparta szacunkowym wyliczeniem w przypisie)
prawdopodobiestwa iloczynu zdarze niezalenych, wskazuje na to, e decyzje
podejmowane s celowo, a zatem strumie informacji o stanie procesu (samochód - droga uytkownicy) odgrywa podstawow rol.
Wysoki moment napdowy nowoczesnych silników pozwala na sta pogo za
wzrostem wartoci pochodnych drogi wzgldem czasu, czyli szybkoci chwilowej,
przyspieszenia, zrywu … Niewtpliwe (zdaniem posiadacza) przydaje mu to dostojestwa
i wzmacnia pozycj (w stadzie), cho pogld obserwatorów jest przewanie odmienny. Dla
racjonalnych uczestników ruchu drogowego oznacza to radykalne skrócenie czasu na
podjcie decyzji. Uytkownik przyspieszajcy w czasie 4 sekund do szybkoci 90 km/h ma
przyspieszenie ponad 6m/s2. To bardzo dua warto, umoliwiajca w bardzo krótkim
czasie na znaczcy wzrost szybkoci, skutkujcy pokonywaniem pewnych, czasami
niezbyt ewidentnie widocznych odcinków drogi w czasie porównywalnym z czasem
reakcji kierowcy. Pozyskanie i waciwe przetworzenie informacji staje si wówczas
warunkiem brzegowym naleytej reakcji kierowcy.
Abstrahujc od sytuacji inspirowanych brakiem wiedzy z fizyki i zazwyczaj do niego
(poziomu deficytu) proporcjonaln potrzeb dominacji, trzeba zwróci uwag na to, e
system spoeczny na drodze sta si masowy, co oznacza, e sterowanie w otwartej ptli
sprzenia zwrotnego nie jest ju moliwe. Punkt odniesienia konstytuowa si niemal 100
lat, a znaki drogowe, ewaluujc znaczco w tym czasie, z duym prawdopodobiestwem
mogy przyj posta optymaln w wielowymiarowej przestrzeni zadania efektywnoci
przekazu informacji (podobnie, jak „automatycznie” stary but dobrze „ley”). Problem
oznakowania staego ley w statystycznej, dugookresowej podstawie jego zamieszczenia
w danym miejscu.2 W wikszoci przypadków jest to po prostu dobre i mdre. Przewanie
wprawdzie jedzimy po znanym terenie, ale wjazd do obszaru nieznanego nie moe
ogranicza mobilnoci tubylcom, a tak staoby si niechybnie, gdyby „obcy” bez
oznakowania staego dostosowywaby si do postrzeganych okolicznoci. Podejmowanie
decyzji w zalenoci od aktualnej informacji jest podstaw wspóczesnego ruchu
drogowego. Dawniej mona byo si porusza na ogumieniu „wielosezonowym”, bo
miejsca do wytracenia szybkoci byo wicej. Takich przykadów mona poda wiele. Dzi
podejmowanie decyzji warto uwarunkowa nie tylko od staych, czasami zbyt dobrze
opanowanych elementów pejzau (tzw. „jedenie na pami”), znaków drogowych, które
w obliczu ich nierzadko dyskusyjnej komunikatywnoci i aktualnoci bywaj lekcewaone.
Wanym medium staj si elementy wizualizacyjne telematyki drogowej, pozostajce
pod sta kontrol wiadomego dyspozytora. Kade rozpoznanie stanu ukadu przynosi
informacj. W dzisiejszym wymiarze natoku zdarze i gstoci obiektów w przestrzeni
1
2
Niech szansa przypadkowego (bez ostrzeenia) uniknicia wypadku wynosi ½. Po 5 takich sytuacjach,
a zdarza si to nam wszystkim na drodze, szansa na dotarcie do celu wynosi ju tylko ok. 3%
Rozwaania niestarannoci sub, „zapominajcych” o usuniciu znaków „przeterminowanych”
lub o nadmiernie rygorystycznym przepisie, który w zwizku z tym staje si martwy (akty normatywne
dot. czystoci jzyka polskiego miay spowodowa znaczn popraw jakoci sownictwa w miejscach
publicznych/)
Optyczne cechy znaków VMS w aspekcie bezpieczestwa ruchu drogowego
333
ujawnia si powany problem waciwej selekcji tej informacji oraz sprawnego jej
przyswojenia. Std wynika konieczno optymalizacji sposobu przekazu informacji
(w sensie sprawnoci technicznej) oraz jej odbioru (w sensie biocybernetycznym).
Analiz efektywnoci przekazu informacji w funkcji niektórych parametrów geometrii
oznakowania warto poprzedzi prostymi ilustracjami. Na poniszym rysunku
przedstawiono sytuacj drogow, która zasadniczo powinna zmieni si w inn z biegiem
czasu3. Ulokowanie znaku o moliwoci polizgu w lecie spowodowaoby zupeny zanik
wraliwoci na tre4 przekazu. Znak o zmiennej treci nadaje si w takich miejscach
najlepiej. Rozwój elektroniki i informatyki daje szans na tak redukcj kosztów przy
zachowaniu odpowiedniej niezawodnoci obiektu zoonego w akceptowalnym
(normatywnie okrelonym) czasie.
Rys. 1. Przekaz wanej informacji o sytuacji na drodze - zdjcie z zasobów APM Sp. z o.o.
Dla ustalenia punktu wyjciowego warto choby pobienie zapozna si z definicjami
informacji5. Najkrócej ujmujc, dla uytkownika informacj jest taka dana, której wartoci
on jeszcze nie zna, a której poznanie zmieni jego stan (inna sprawa, czy zawsze tego
chcemy?). Zdjcie z rysunku 2. mogoby by traktowane jako ródo informacji, gdyby
podczas jego projektowania uwzgldnione zostay te czynniki, które determinuj waciw
eksploatacj. Zaoenie o braku wpywu warunków atmosferycznych nie jest uprawnione,
a z drugiej strony dopiero wieloletnie dowiadczenie pozwala na heurystyczne
rozwizywanie takich problemów. Warto wic rozwaa na gruncie teoretycznym
wszystkie te elementy wpywu na jako przekazu informacji, które s naleycie
interpretowane i znane z dotychczasowej praktyki.
3
4
5
W realiach pogodowych 2013 roku rozwaamy na Podbeskidziu jednak, e po zimie bdzie zaraz zima?
Niektórzy z nas w warunkach domowych wicz w praktyce brak reakcji na pewne bodce…
http://pl.wikipedia.org/wiki/Informacja
334
Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior
Rys. 2. Zmiana czytelnoci znaku w zalenoci od owietlenia - zdjcie z zasobów APM Sp. z o.o.
2. ZASADY STOSOWANIA
ZNAKÓW O ZMIENNEJ TRECI VMS
Rzeczywiste znaczenie znaków VMS dla bezpieczestwa ruchu drogowego moe
oceni wycznie ten, kto realnie osign z tego korzy.6 Na amach fachowego
czasopisma naley jednak wskaza te atrybuty, które determinuj ich hipotetyczn
przydatno. Naley zacz od tego, e musz one pracowa w skrajnie trudnych
warunkach na drodze. Oddziauje na nie bardzo wiele niekorzystnych czynników, jak na
przykad ciepo wywoujce powane wahania temperatury, wilgo, zapylenie, drgania,
promieniowanie ultrafioletowe i inne. Urzdzenia te musz wic by poddane próbom dla
oceny zgodnoci z wymogami przed zastosowaniem ich na drodze. Sposób oceny
zgodnoci znaków o zmiennej treci z wymaganiami normy okrela PN-EN129661:2005+A1:2009. Powody, dla których znaki o zmiennej treci musz uzyska pozytywn
ocen instytucji upowanionej do certyfikowania staj si czytelne, gdy uwzgldni si
parametry spektralno-przestrzenne przekazu informacji.
Sprawno procesu przetwarzania informacji przez czowieka zaley gównie od iloci
rónego rodzaju bodców, które absorbuj jego pami w jakie jednostce czasu.
Komunikaty nadawane przez znaki VMS absorbuj pami krótkotrwa, tzn. odbiorca ma
zaledwie od kilku do kilkunastu sekund na ich przeczytanie i przyswojenie.7
Proces ten dodatkowo komplikuje fakt, e „wszystko” odbywa si w ruchu. To powód,
dla którego naley dy do zwizoci komunikatu i w miar moliwoci przekazywa go
6
7
Dotyczy to oczywicie tzw. przecitnego uytkownika, który potrzeb sprawnego ruszania ze
skrzyowania oceni dopiero wówczas, gdy, pozostajc akurat „wyjtkowo” pod siln presj czasu,
jako trzeci pojazd w kolejce „nie zaapie” si na zielone.
Za Wikipedi mona przyj, e „…Pami krótkotrwaa …przechowuje niewielkie iloci informacji przez
krótki okres (bez dokonywania powtórek wewntrznych czas ten szacuje si na kilka do kilkunastu sekund).
Pami krótkotrwaa wykorzystywana jest do czasowego zapamitywania danych zmysowych lub
informacji pobranej z pamici dugotrwaej, czy rezultatów procesów przetwarzania danych w mózgu (np.
wyników oblicze
czy wniosków rozumowa
). Wspóczenie rozumiana jest jako efekt utworzenia lub
wzbudzenia w pamici trwaej reprezentacji bod^ca (np. litera, obraz, sowo itp.)”
Optyczne cechy znaków VMS w aspekcie bezpieczestwa ruchu drogowego
335
w formie symboli znaków i sygnaów drogowych. Nie zawsze okae si to jednak
wystarczajce i niekiedy komunikat musi by podany take w postaci tekstowej lub te
w formie kombinowanej, czyli symbolu i tekstu.
Dla przykadu przedstawiono poniej zupenie ju powszechne rozwizania konstrukcji
znaków VMS. Warto zauway, e wymiary nowoczesnego oznakowania s kompatybilne
z gabarytami dróg szybkiego ruchu; pozostajc w pojedzie z pozycji uytkownika
jestemy zainteresowani zasadniczo form i zoonoci informacji, a nie konstrukcji
technicznej. Zupenie inny problem, to tekstowe uzupenienie informacji, które w sytuacji
zjednoczonej Europy jest realizowane jzykami narodowymi. Z punktu widzenia osobnika
posugujcego si na co dzie jzykiem obcym komunikaty te s relatywnie sabo czytelne;
kierowca bez tej wiedzy nie jest ju adresatem tych komunikatów, co rodzi domniemanie,
e nie maj one adnego znaczenia, skoro ich nieznajomo nie implikuje z zaoenia
adnych skutków. Taka wykadania jest wprawdzie daleko idca, lecz sprawdza si
w praktyce (niestety).
Na rysunku 3. schematycznie zilustrowano zestaw znaków VMS o chyba najduszym
rodowodzie. W kraju naszych zachodnich ssiadów znaki o kompatybilnej konstrukcji
pojawiy si ponad 20 lat temu.
Rys. 3. Sposób umieszczenia nad jezdn znaków VMS z grupy ostrzegawczych,
zakazu i informacyjnych - opr. wasne z archiwum APM Sp. z o.o.,
zamieszczone take w [9]
Innym, nieco bardziej nowoczesnym, a jednoczenie w kontekcie powyszych uwag,
konrowersyjnym modelem struktury oznakowania VMS jest przykad z rysunku 4. Jemu
te, w aspekcie czytelnoci i interpretacji informacji (abstrahujc od problemów
lingwistycznych) powicona jest dalsza cz materiau.
336
Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior
Rys. 4. Sposób umieszczenia nad jezdn znaku wielofunkcyjnego VMS (przekrój trzypasowy) opr. wasne z archiwum APM Sp. z o.o., zamieszczone take w [9]
Zakadajc dobry stan psychofizyczny oraz korzystne warunki ruchu, w których uwaga
kierujcego skupiona jest wycznie na jedzie, przyjmuje si w cytowanej, przedmiotowej
literaturze, e na przeczytanie 3-wierszowego komunikatu po 20 znaków
alfanumerycznych wystarcz 2 s. Drugie tyle potrzeba na przyswojenie (zrozumienie)
informacji, wic czny, minimalny czas jaki jest potrzebny kierujcemu wynosi 4s.
W procesie projektowania naley przede wszystkim zdefiniowa:
a)
funkcjonalno znaków zmiennej treci; chodzi tu o realn przydatno
w miejscu ich ustawienia. Wymaga to odpowiedzi na pytanie o zawarto
informacji i metod jej ekspozycji w kontekcie specyficznych uwarunkowa
ukadu drogowego oraz potencjalnej roli w systemie zarzdzania ruchem;
b)
moliwy ukad znaków i symboli na powierzchni obrazowej znaku o zmiennej
treci; dotyczy to zwaszcza znaków zawierajcych kombinacje treci
tekstowych i graficznych. Ze wzgldu na kty obserwacji w ruchu i rónej
prdkoci oraz ograniczenia skrajni przyjmuje si, e powierzchni obrazow
znaków montowanych w poboczu rozbudowuje si w paszczynie pionowej.
W przypadku znaków instalowanych nad jezdni powierzchni obrazow
rozbudowuje si w paszczynie poziomej.
Znak VMS zgodnie z wymaganiem przedmiotowej normy emituje w stron
poruszajcego si odbiorcy jedn z 7 wizek wietlnych w ustalonych arbitralnie ktach
(poziomym i pionowym – [9]). Wartoci te podane s poniej w Tab. 1 i pogldowo, dla
wybranych klas, zilustrowano na rys. 5.
Tab. 1
Tabela wartoci kta poziomowego i pionowego w [°] – oprac. wasne na podstawie [9]
Klasa
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
Kt pionowy
-5
-5
-5
-10
-5
-10
-20
Kt poziomy
-5 … + 5
-7 … + 7
-10 … + 10
-10 … + 10
-15 … +15
-15 … +15
-30 … +30
Optyczne cechy znaków VMS w aspekcie bezpieczestwa ruchu drogowego
337
Rys. 5. Ilustracja klas dystrybucji wizki wietlnej – opracowanie wasne z archiwum
APM Sp. z o.o.
Wartoci któw s podane zgodnie z naturaln ich definicj, ale dla jasnoci
wypowiedzi mona doda, e kt poziomy liczony jest w kierunku dodatnim oraz po
ujemnym, a kt pionowy wyznaczony jest przez lini horyzontaln i lini skierowan w dó
(chodzi o linie realnie, optycznie, wyznaczajce granice wizki wietlnej).
Rozwaania dalszej czci (dla czytelnej ilustracji dyskutowanego problemu)
ograniczono do klas: B1, B2, B3, B5 (czyli takich, dla których kt pionowy wynosi -5°),
podajc w Tab. 2. podstawowe definicje owych klas.
Tab. 2
Tabela dystrybucji wizki wietlnej dla wybranych klas – oprac. wasne na podstawie [9]
B1 Stosuje si w przypadkach, gdy wywietlana informacja dotyczy kierujcych
poruszajcych si z du prdkoci po konkretnych pasach ruchu, na przykad:
autostrady i drogi ekspresowe. Znak montowany nad pasem ruchu. Wywietlany
komunikat musi by widzialny i czytelny w zakresie wielkoci znaków: D i E
B2 Stosuje si w przypadkach, gdy wywietlana informacja dotyczy kierujcych
poruszajcych si z du prdkoci po dwóch ssiadujcych ze sob pasach ruchu, na
przykad: autostrady i drogi ekspresowe. Znak montowany nad pasem ruchu.
Wywietlany komunikat musi by widzialny i czytelny w zakresie wielkoci znaków:
DiE
B3 Stosuje si w przypadkach, gdy wywietlana informacja dotyczy kierujcych
poruszajcych si z du prdkoci po drodze wielo-pasowej (3 lub 4 pasy ruchu), na
przykad: autostrady i drogi ekspresowe. Znak montowany nad pasem ruchu lub
w poboczu drogi. Wywietlany komunikat musi by widzialny i czytelny w zakresie
wielkoci znaków: D i E
B5 Stosuje si na drogach jedno i dwu jezdniowych w obszarze zabudowanym i ograniczonej
prdkoci, na przykad: na drogach klasy GP i G. Znaki montowane nad jezdni lub w
poboczu. Wywietlany komunikat musi by widzialny i czytelny w zakresie wielkoci
znaków: A, B i C
Warto moe w tym miejscu podkreli rol jakoci w przypadku znaków VMS.
Weryfikacja poprawnoci ich dziaania musi mie co najmniej dwie odsony:
338
a)
b)
Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior
funkcjonaln - tu wystarczy specyfikacja przeznaczenia i opis sposobu kontroli;
kty dystrybucji wizki, oraz parametry optyczne wymagaj odpowiedniego
oprzyrzdowania i waciwego pomieszczenia, ale nie wymagaj zoonego
aparatu matematycznego;
jakociow – umoliwiajc weryfikacj prdów zasilania, temperatur pracy,
sposobu wyznaczania wspóczynników niezawodnociowych (w tym zapisy
informujce o parametrach uytych elementów oraz modelu matematycznego,
uytego do wyznaczenia niezawodnoci obiektu zoonego).
3. ANALIZA WARTOCI GRANICZNYCH PARAMETRÓW
ZNAKÓW O ZMIENNEJ TRECI VMS W ASPEKCIE
SPRAWNOCI RECEPCJI INFORMACJI
Znak drogowy jest widoczny dopiero po osigniciu takiego dystansu, przy którym
rozdzielczo oka zasadniczo „radzi” sobie z rozpoznaniem obrazu.8 W przypadku
koniecznoci czytania kilku linii tekstu niektóre z nich s widoczne dopiero po pewnym
czasie, co ilustruje rysunek 6. Gdyby uprawnione byo zaoenie, e informacj odbieramy
liniami od górnego wiersza, wówczas pierwsza w kolejnoci widoczno górnego wiersza
jest uzasadniona. Wobec deficytu tej wiedzy uprawnione jest zdefiniowanie obszaru
ograniczonej widocznoci znaku VMS z liniami testowymi, wyznaczone na podstawie
relacji trygonometrycznych, w których jedn przyprostoktn jest wysoko linii tekstu,
a drug odcinek oznaczony jako d1’, oblicznony na podstawie kta prowadzenia wizki
(w analizowanym przypadku jest to -5°).
d1 minimalna odlego widocznoci VMS
d1’ odlego ograniczonej widocznoci VMS
d2 maksymalna odlego czytelnoci VMS
Rys. 6. Ilustracja odlegoci umoliwiajcej pene zapoznanie si z komunikatem - opracowanie
wasne z archiwum APM Sp. z o.o.
8
Zakadamy przy tym milczco, e ten kierowca, który powinien posugiwa si okularami z powodu wady
wzroku, ma szka korekcyjne, a ostatnia wizyta kontrolna u okulisty miaa miejsce w rozsdnym czasie
Optyczne cechy znaków VMS w aspekcie bezpieczestwa ruchu drogowego
339
Na podstawie informacji podanej w cytowanej normie przyjmuje si, e dla obliczenia
odlegoci, z której mona przeczyta znaki alfanumeryczne naley posuy si
wyraeniem:
(1)
d2 k h
gdzie k jest sta z przedziau 500…600, a h znormalizowan wysokoci znaku.
Konkretne wartoci odlegoci d2 dla k = 600 podano w tabeli 4. W niej zamieszczono
równie odlego d1 wyznaczon na podstawie zalenoci:
d1
( SP WO ) / tg (5q)
(2)
Norma podaje 5 klas dot. wymiarów wywietlanych znaków alfanumerycznych. S to
odpowiednio: A (h=100mm), B (h=160mm), C (h=240mm), D (h=320mm)
i E (h=400mm). Dla dalszych rozwaa przyjto jedynie „wiksze” wymiary,
tzn. 240, 320 i 400 mm.
Tab. 3
Wartoci do oblicze wysokoci znaku - oprac. wasne na podstawie [9]
Skrajnia pionowa SP [m]
5,5
Wysoko obserwatora WO [m]
1,2
Minimalna odlego widocznoci dla klasy -5° d1 [m] 49,14923
Maksymalna odlego czytelnoci d2 [m] dla h=240 mm
144
Maksymalna odlego czytelnoci d2 [m] dla h=320 mm
192
Maksymalna odlego czytelnoci d2 [m] dla h=400 mm
240
Warto w tym miejscu zauway, e zwikszenie wysokoci obrazowej, czyli efektywne
uniesienie skrajni pionowej skutkuje paradoksalnie skróceniem czasu recepcji kompletnej
informacji, poniewa odlego ograniczonej widocznoci VMS niestety si wydua.
Tab. 4
Tabela wyznaczania Czasu Przyswajania Treci (CzPT) w sekundach dla znaku
o wysokoci h = 240 mm - oprac. wasne
Wysoko
znaku
VMS [m]
Pocz.
Zakres
Zakres
obszaru
obszaru
czytelnoci
ogranicz. ograniczonej
dla
czytelnoci widocznoci h=240mm
CzPT [s]
CzPT [s]
CzPT [s]
CzPT [s]
dla
dla
dla
dla
50 km/h
70 km/h
90 km/h
110 km/h
1,5
66,3
17,1
77,7
5,6
4
3,1
2,5
2
72
22,9
72
5,2
3,7
2,9
2,4
2,5
77,7
28,6
66,3
4,8
3,4
2,7
2,2
3
83,4
34,3
60,6
4,4
3,1
2,4
2
3,5
89,1
40
54,9
3,9
2,8
2,2
1,8
4
94,9
45,7
49,1
3,5
2,5
2
1,6
4,5
100,6
51,4
43,4
3,1
2,2
1,7
1,4
5
106,3
57,1
37,7
2,7
1,9
1,5
1,2
340
Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior
Dane zamieszczone w tabeli pochodz z prostych oblicze drogi dla okrelonej
szybkoci liniowej pojazdu, a wyniki wyznaczono dla konkretnych wysokoci
zamieszczenia wierszy alfanumerycznych. Warto przy tym zwróci uwag, e maksymalna
odlego widocznoci znaku jest staa i wynika z rozdzielczoci oka ludzkiego.
Dane z tabeli w postaci graficznej przedstawia rysunek 6. W dalszej kolejnoci
przytoczono tabele 6. i 7., odpowiednio dla znaków o wysokoci 320 i 400 mm, a
stosowne wykresy zamieszczono na rysunkach 7. i 8.
Wysoko symbolu h = 240 mm (klasa C)
6
5
Czas przyswojenia treci przy
50 km/h [s]
4
Czas przyswojenia treci przy
70 km/h [s]
3
Czas przyswojenia treci przy
90 km/h [s]
2
Czas przyswojenia treci przy
110 km/h [s]
1
0
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Rys. 6. Zaleno czasu dostpnego na przyswojenie treci w funkcji wysokoci zamieszczenia
znaku VMS (w [m]) dla symbolu o wysokoci 240 mm
Tab. 5
Tabela wyznaczania Czasu Przyswajania Treci (CzPT) w sekundach dla znaku
o wysokoci h = 320 mm - oprac. wasne
Wysoko
znaku
VMS [m]
Pocz.
Zakres
Zakres
obszaru
obszaru
czytelnoci
dla
ogranicz. ograniczonej
czytelnoci widocznoci h=320mm
CzPT [s]
CzPT [s]
CzPT [s]
CzPT [s]
dla
dla
dla
dla
50 km/h
70 km/h
90 km/h
110 km/h
1,5
66,3
17,1
125,7
9
6,5
5
4,1
2
72
22,9
120
8,6
6,2
4,8
3,9
2,5
77,7
28,6
114,3
8,2
5,9
4,6
3,7
3
83,4
34,3
108,6
7,8
5,6
4,3
3,5
3,5
89,1
40
102,9
7,4
5,3
4,1
3,4
4
94,9
45,7
97,1
7
5
3,9
3,2
4,5
100,6
51,4
91,4
6,6
4,7
3,7
3
5
106,3
57,1
85,7
6,2
4,4
3,4
2,8
Optyczne cechy znaków VMS w aspekcie bezpieczestwa ruchu drogowego
341
Wysoko symbolu h = 320 mm (klasa D)
10
8
Czas przyswojenia treci przy
50 km/h [s]
6
Czas przyswojenia treci przy
70 km/h
4
Czas przyswojenia treci przy
90 km/h [s]
2
Czas przyswojenia treci przy
110 km/h [s]
0
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Rys. 7. Zaleno czasu dostpnego na przyswojenie treci w funkcji wysokoci zamieszczenia
znaku VMS (w [m]) dla symbolu o wysokoci 320 mm
Tab. 6
Tabela wyznaczania Czasu Przyswajania Treci (CzPT) w sekundach dla znaku
o wysokoci h = 400 mm - oprac. wasne
Wysoko
znaku
VMS [m]
Pocz.
Zakres
Zakres
obszaru
obszaru
czytelnoci
ogranicz. ograniczonej
dla
czytelnoci widocznoci h=240mm
CzPT [s]
CzPT [s]
CzPT [s]
CzPT [s]
dla
dla
dla
dla
50 km/h
70 km/h
90 km/h
110 km/h
1,5
66,3
17,1
177,7
12,8
9,2
7,1
5,8
2
72
22,9
172
12,4
8,9
6,9
5,6
2,5
77,7
28,6
166,3
12
8,6
6,7
5,4
3
83,4
34,3
160,6
11,6
8,3
6,4
5,2
3,5
89,1
40
154,9
11,1
8
6,2
5,1
4
94,9
45,7
149,7
10,7
7,7
6
4,9
4,5
100,6
51,4
143,4
10,3
7,4
5,7
4,7
5
106,3
57,1
137,7
9,9
7,1
5,5
4,5
342
Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior
Znaki o wysokoci symbolu 400 mm s bez wtpienia najlepiej czytelne, mona bez
oblicze przyj, e speni wszelkie wymagania. Z drugiej strony rozwizania technicznej
powinny by „moliwie dobre, ale nie lepsze”, poniewa nadmiar parametryczny ma takie
samo znaczenie jak nadmiarowa moc w samochodzie moe by przydatna w trudnej
sytuacji, ale czciej bywa przyczyn wystpowania powanych problemów.
Wysoko symbolu h = 400 mm(klasa E)
14
Czas przyswojenia treci przy
50 km/h [s]
12
10
Czas przyswojenia treci przy
70 km/h [s]
8
Czas przyswojenia treci przy
90 km/h [s]
6
4
Czas przyswojenia treci przy
110 km/h [s]
2
0
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Rys. 8. Zaleno czasu dostpnego na przyswojenie treci w funkcji wysokoci zamieszczenia
znaku VMS (w [m]) dla symbolu o wysokoci 400 mm
Analizujc dane przedstawione w tabelach powyej oraz dokonujc oceny wykresów na
rysunkach 6-8, mona okreli dopuszczalne wysokoci instalacji omawianych znaków.
Obszar lini gówn siatki na wysokoci 4 sekund definiuje granice niedopuszczalnej
wysokoci powierzchni obrazowej znaku o zmiennej treci ze wzgldu na przedmiotowe
ograniczenie czasu recepcji i percepcji. Sumarycznie ujto wyniki w tabeli 8. Zapis „xxx”
oznacza brak moliwoci stosowania. Wyznaczone wartoci obowizuj oczywicie dla
klas B1, B2, B3 i B5, zgodnie z ktem pionowym dystrybucji wizki wietlnej.
Tab. 7
Wartoci do oblicze wysokoci znaku - oprac. wasne na podstawie [9]
H = 240 mm
H = 320 mm
H = 400 mm
50 km/h
3m
Bez ogranicze
Bez ogranicze
70 km/h
1,5 m
Bez ogranicze
Bez ogranicze
90 km/h
xxx
3m
Bez ogranicze
110 km/h
xxx
1,5 m
Bez ogranicze
Znaki VMS umoliwiajce wywietlanie informacji alfanumerycznej mog by dobrane
i zamieszczone na wysokoci zalenej od potrzeb. Na drodze z ograniczeniem szybkoci
do 70 km/h mog by uyte te z symbolami o wysokoci 240 mm. Pogld, e naleaoby
Optyczne cechy znaków VMS w aspekcie bezpieczestwa ruchu drogowego
343
uwzgldni moliwe przekroczenia szybkoci implikowaby zasadniczo równie
powikszenie znaków „starego typu” do wielkoci koa od samochodu ciarowego, bo
symbole na takim znaku te mog si „pomiesza” przy nadmiernej szybkoci.
4. PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Przekaz informacji jest dzi problemem globalnym. Wiele instytucji próbuje tego
dziaania; z jakim efektem, kady widzi – najpierw pojawia si informacja, potem dementi,
odwoanie dementi i ostatnia strona ze sprostowaniem czcionk 7 pt. Czas popularnoci
informacji prawdziwej jeszcze daleko przed nami, dzi fascynujemy si samym faktem
medialnej egzystencji. W ruchu drogowym nie sprawdza si taki scenariusz, bo
niewaciwie zinterpretowana i bdnie przekazana informacja jest równie szkodliwa, jak
jej brak. Nieadekwatna do rzeczywistoci informacja o wypadku za niewidocznym
zakrtem drogi, powtórzona kilkukrotnie, u kierowców moe spowodowa zobojtnienie,
skutkujce negatywnie w przypadku faktycznego zagroenia. Bd systemu mógby
spowodowa wjazd na skrzyowanie z kolizyjnych kierunków, cho tu przewanie mamy
do czynienia z „drogowym daltonizmem”, znamiennym dla krajów, których obywatele
musz w zakresie gospodarczym, technicznym, obyczajowym i kulturowym dogania te
kraje, gdzie kierowcy odrónianie czci sygnalizatora maj ju opanowane.9
Temat znajomoci podstaw fizyki, determinujcy poziom kultury motoryzacyjnej10, jest
przedmiotem rozwaa w autorskiej monografii [12], podejmujcej zagadnienie z tej
strony, e rozumienie zasad powanie usprawnia wnioskowanie. W przeciwnym razie
nastpstwo czynnoci podlega metodzie sownikowej – czynno AS jest znamienna dla
potencjalnej przyczyny AP i tak dalej. Po pierwsze wymaga to sprawnoci pamici
dugoterminowej (z czym dzi wielu z nas ma problemy), po drugie ma zwodniczy
charakter, bo pobieny z koniecznoci (w szybkim ruchu) ogld zjawiska moe prowadzi
do bdnej kategoryzacji.
W rozumowaniu aksjomatyczno-dedukcyjnym, znamiennym dla techniki i jej aplikacji,
aktualna informacja, wpywajca na bieg algorytmu sterowania (np. pojazdem) jest
nieodzowna. Znaki VMS stanowi punkt zwrotny w rozwoju telematyki drogowej, bo s
indykatorami w zamknitej ptli sprzenia zwrotnego ukadu regulacji ruchu.
Uwzgldniajc wykazane w treci artykuu zalenoci mona wyodrbni nastpujce,
wymienione poniej, czynniki determinujce jako i sprawno przekazu informacji.
¾Powierzchnia obrazowa znaku VMS powinna konstrukcyjnie charakteryzowa si ze
wzgldu tendencj do powikszania wymiaru w paszczynie pionowej wobec
paszczyzny poziomej, ze wzgldu na lepsz czytelno – znak powinien by
„raczej szerszy, ni wyszy”
9
„Ciemnopomaraczowe” przy wjedzie skutkowa moe tym, e „grube” auto, lekko „dranite” w bok
przez jakiego „malucha” wykonuje przewrotk. To wynika z fizyki, która nie jest ulubionym przedmiotem
nauczania w niektórych krajach…
10
Ostatecznie sprawne zjedzenie kotleta w przyzwoitym miejscu wymaga nie tylko godu, lecz take
niekoniecznie powszechnej umiejtnoci waciwego trzymania narzdzi, zupenie przecie prostych,
a jednak sprawiajcych czsto problem/
344
Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior
¾Wybór klasy wizki wietlnej jest wynikiem kompromisu pomidzy czasem odczytu
komunikatu i trwaoci urzdzenia. Zaley to wic od miejsca i klasy drogi.
¾Czytelno wywietlanego komunikatu na znakach VMS zaley przede wszystkim
od wymiarów czcionki, prdkoci rzeczywistej pojazdu oraz sprawnoci
psychofizycznej kierujcego.
Szczególnym zainteresowaniem zespou autorów niniejszego artykuu cieszy si
obecnie fizjologiczny aspekt percepcji wzrokowej. Centralnym punktem bada s realne
problemy, urednione na populacj kierowców, takie jak:
o rzeczywiste pole widzenia,
o widzenie barwne lub dystynktywno poszczególnych skadników
informacji,
o przyczyny i skala problematyki niedoborów widzenia,
o wpyw niedoborów widzenia na postrzeganie przekazów informacyjnych
emitowanych przez znaki VMS.
Problem fizjologii widzenia w kontekcie znaków VMS nie jest nadmiernie
„wyeksploatowany”. Co wicej, mona przyj, e brak jest nawet wiedzy szczegóowej o
zmianach postrzegania w okolicznociach stresu, przecienia, agresji lub zmczenia.
Problematyka analizy biecej kondycji psychofizycznej kierowcy jest poruszona równie
w cytowanej monografii [12], a przede wszystkim prac ukierunkowanych na opracowanie
biomedycznego asystenta kierowcy. Jedno warto przy tej okazji podkreli – zmiany
kondycji psychofizycznej czowieka, zasadniczo warunkujcej percepcj, recepcj
i sprawno wykonywania czynnoci zwizanych z uczestnictwem kierowanego pojazdu w
ruchu drogowym dziej si w cyklu dobowym, jeli nie godzinowym. A badanie
przydatnoci do tej odpowiedzialnej funkcji odbywa si co najwyej sporadycznie.
Osobny problem, pozostajcy z powyszymi zagadnieniami w cisej korelacji wynika
z do jednokierunkowej analizy parametrów fotometrycznych znaków VMS. Klas
emitowanej wizki w kontekcie kta bryowego i jej jasno mona odnie do
normatywnych ustale. Otwartym obszarem badawczym jest barwa i sposób emisji wiata
z póprzewodnikowych elementów wieccych.
Okoo stu lat trwao konstytuowanie systematyki znaków tradycyjnych, wieccych
faktycznie wiatem rozproszonym, odbitym i realnie wieloskadnikowym (w sensie
zawartoci kolorów). Znaki VMS w kadej z wymienionych kategorii s przeciwstawne,
dlatego zasadne s badania, prowadzone przez zespó autorów nad:
o czasem skutecznej obserwacji znaków VMS w kontekcie czasu percepcji,
o klasy barwy znaków VMS,
o wymiarów powierzchni obrazowej z uwzgldnieniem pola widzenia ostrego
(czas obserwacji),
o ograniczenia iloci jednostek informacyjnych na polu obrazowym
Nadarza si zupenie niezwyka w historii rozwoju cywilizacyjnego okazja, by postp
techniczny wykorzysta take do innych celów, ni zdobycie przewagi. Dokonania
informatyki, poprzedzone dynamicznym rozwojem elektroniki, przy waciwym
wykorzystaniu
ogólnodostpnej
telekomunikacji
w
rozlegych
sieciach
teleinformatycznych stanowi powany przyczynek do masowego i co najwaniejsze
homogenicznego (z uwagi na moliwo modularyzacji) wdraania rozwiza
technicznych w systemach biocybernetycznych. Dziki temu moliwa jest popularyzacja
Optyczne cechy znaków VMS w aspekcie bezpieczestwa ruchu drogowego
345
systemów ITS nie tylko z uwagi na czynnik ekonomiczny, ale przede wszystkim
z pobudek czysto humanistycznych.
Bibliografia
1. Przemysaw Rzeniewski, Standaryzacja ITS w Krajowym Systemie Zarzdzania Ruchem – strategia,
plany, dziaania, wyzwania, Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Seminarium pt. „Drzwi
otwarte Centrum Zarzdzania Ruchem”, Stryków, marzec 2012 r.
2. RWVZ Richtlinien fur Wechselverkehrszeichen an Bundesfernstrassen, Bundesministerium fur Verkehr,
Abtailung Strassenbau, Verkehrsblatt – Dokument Nr. B 6738, Ausgabe 1997.
3. RWVA Richtlinien fur Wechselverkehrszeichenlagen an Bundesfernstrassen, Bundesministerium fur
Verkehr, Abtailung Strassenbau, Verkehrsblatt – Dokument Nr. B 6740, Ausgabe 1997.
4. Raport Polskie drogi – dlaczego Polska nie radzi sobie z inwestycjami infrastrukturalnymi?; Centrum im.
Adama Smitha, Warszawa 2013.
5. Gabriel Nowacki: Telematyka transportu drogowego, ITS, Warszawa 2008. , ISBN 978-83-60965-68-9.
Str. 206.
6. Andrzej W. Mitas, (w:) Bezpiecze
stwo w ruchu drogowym i transporcie lotniczym, Praca zbiorowa pod
red. Wiesawa Pamuy, Wydawnictwo Politechniki lskiej. Gliwice 2006, monografia.
7. Andrzej W. Mitas, Artur Rygua, Marcin Bugdol, Computer aid assessment of driver’s fatigue during
driving based on eye movements analysis, Journal of Medical Informatics & Technologies 2008, vol. 12,
s. 195–200.
8. Andrzej Mitas, Artur Rygua, Bartomiej Pyciski, Marcin Bugdol, Witold Konior, Biomedical driver’s
support system. Information Technologies in Biomedicine Lecture Notes in Computer Science, Eds: Ewa
Pitka, Jacek Kawa, Berlin, Springer Verlag 2012, s. 277–285.
9. Andrzej W. Mitas, Leszek Kornalewski, Zenon Szczepaniak, Warunki techniczne – znaki o zmiennej
treci, zeszyt 83, seria: Informacje, Instrukcje, Wydawnictwo Instytutu Bada Dróg i Mostów.
10. Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior: Niektóre aspekty skutecznoci przekazu
informacji w ruchu drogowym za pomoc znaków o zmiennej treci (VMS). Czasopismo „Paragraf na
drodze“. 2013. ISSN 1505-3520. (4 pkt) Rola autora koncepcji i wspóautora publikacji. Udzia 60 %.
11. Andrzej W. Mitas, Witold Konior, Aleksander Konior: VMS parameters impact on safety and reliability
in Road traffic management. Archives of Transport (w druku). Polish Academy of Sciences. Committee
of Transport. ISSN 0866-9546. Rola wspóautora koncepcji i wspóautora publikacji. Udzia 40 %.
12. Andrzej W. Mitas: Biocybernetic and technical aspect of transport safety. Bezpieczestwo transportu w
aspekcie technicznym i biocybernetycznym. Wyd. Wydzia Inynierii Biomedycznej Politechniki
lskiej, Gliwice, 2013, ISBN 978-83-934357-7-7. Str. 186.
OPTICAL FEATURES OF VMS-SIGNS UNDER THE ASPECT OF TRANSPORT
SAFETY
Summary: The article focuses on the aspect of data transfer in ITS systems. The first and main point of this
system is traffic management center that transfers the data to the local cells of communication to inform by
VMS the traffic participant. Then the problems of proper positioning of light emitting beam in the context of
so called classes is presented.
In the second part there are some problems defined, that must be solved for proper perception and reception
of visible information from the unit that emits the defined frequencies. The specified conclusions should be
applied in the praxis because of the important influence on the traffic safety.
Keywords: ITS, VMS, efficiency of information transfer