Приложение В (справочное). Оценка характеристик определения состояния работоспособности водителя

Приложение В
(справочное)

Оценка характеристик определения состояния работоспособности водителя

В.1 Оценка вероятности опасной ошибки метода регистрации (ошибка 2-го рода)

В лабораторных условиях в течение ряда лет проведены эксперименты по интенсивному засыпанию с контролем работоспособности испытуемых (см. [4]). Из приблизительно N = 6700 засыпаний алгоритм работы устройства, обеспечивающего поддержание работоспособного состояния водителя (далее - система мониторинга или СМ), не пропустил ни одного.

Эти эксперименты описаны как испытания по схеме Бернулли, в которых вероятность отказов подчинена биномиальному распределению. Когда при проведении N испытаний не было отказов, верхнюю доверительную границу вероятности отказа q вычисляют по формуле

,

(В.1)

где - односторонняя доверительная вероятность;

N - количество испытаний.

Для значения  = 0,9 верхняя доверительная граница вероятности отказа q = . Эта величина показывает, что для указанного числа испытаний вероятность отказа находится между нулем и величиной q. То есть вероятность отказа устройства менее q = . В соответствии с [4] вероятность ошибки психофизиологического метода определения засыпания q <= . Таким образом, при использовании в СМ метода, описанного в [4], требование р <=  выполняется, поскольку р > q.

В.2 Оценка потока вероятности опасных отказов, приводящих к ДТП

Рассчитывают вероятность ДТП с использованием СМ работоспособного состояния водителя. Вероятность опасных состояний водителя нарастает во времени t по экспоненциальному закону, который вследствие малости показателя можно представить в виде линейного закона [5]:

,

(В.2)

где - интенсивность или плотность потока опасных состояний, приводящих к ДТП. В случае применения СМ вероятность ДТП представлена законом:

,

(В.3)

где - вероятность нераспознавания устройством опасных состояний водителя. Таким образом, интенсивность аварийного события ограничена множителем , характеризующим неточность работы СМ. Действительно, если бы СМ безукоризненно фиксировала абсолютно любое отклонение состояния водителя от нормы, то вероятность Р _см и число опасных состояний было бы равно нулю.

Анализ дорожно-транспортной статистики позволяет оценить эффективную интенсивность опасных состояний профессиональных водителей грузовых автомобилей следующей величиной [5]:

.

(В.4)

Для среднестатистического водителя этот показатель можно оценить, основываясь на результатах работы [6], где определяется интенсивность ч ^-1 попадания в любую аварию среднестатистического водителя. С учетом того, что ДТП вследствие опасных состояний составляет примерно 15 % от общего числа ДТП, то, по данным работы [6], интенсивность перехода среднестатистического водителя в опасное состояние можно представить следующей величиной:

,

(В.5)

что всего в 1,5 раза больше, чем , и это объяснимо, так как в [5] рассмотрены действия профессионалов, уровень безопасности вождения которых также должен быть выше среднего.

Приведенные цифры означают, что за год в среднем один из 160-240 водителей переходит в опасное состояние за рулем и попадает в ДТП. При применении СМ с учетом верхнего предела вероятности ее отказов , эффективная плотность потока опасных состояний , приводящих к ДТП, уменьшится более чем на три порядка. Для двух приведенных выше независимых оценок эта величина составит:

;

(В.6)

.

(В.7)

Анализируют требования безопасности к функциональной составляющей устройства и возможности проверки устройства на соответствие этим требованиям.

Предельное значение задано величиной ч ^-1. Следовательно, предельное значение величины , определяющее вероятность нераспознавания опасного состояния устройством в результате функционального сбоя, задано следующими соотношениями:

,

(В.8)

.

(В.9)

В этом случае используют два близких, но разных значения , приведенные в (В.4) и (В.5). Для проверки того, удовлетворяет ли СМ второму, как наиболее жесткому из соотношений (В.8) или (В.9), необходимо в соответствии с формулами испытаний по схеме Бернулли провести следующее число опытов:

,

(В.10)

где - односторонняя доверительная вероятность. Для  = 0,9 получают N _оп = 2530.

В.3 Оценка значений параметров определения неработоспособного состояния водителя

Учитывая, что контроль состояния водителя ТС проводят непрерывно и, следовательно, оценку текущего состояния водителя выполняют большое количество раз, биномиальное распределение вероятности отказов может быть преобразовано согласно центральной предельной теореме в нормальное распределение. В соответствии с этим для подтверждения достоверности мониторинга и дифференцирования состояний водителя при заданной вероятности опасной ошибки метода Р = 10 ^-3 уровень значимости параметра составит - 0,001. Исходя из уровня значимости 0,001 и критерия Стьюдента для нормального распределения ошибки определения опасных состояний водителя необходимо проводить следующее количество опытов:

.

(В.11)

С учетом максимального времени однократного определения состояния водителя "работоспособное/неработоспособное состояние" 80 с максимальное общее время проведения опытов составит:

.

(В.12)

В.4 Выводы

Таким образом, учитывая значения параметров N _оп и Т _оп, рассчитанные в (В.11) и (В.12), для подтверждения соответствия требованиям по мониторингу и дифференцированию состояний водителя с вероятностью опасной ошибки метода не более 10 ^-3 и с потоком вероятности опасных отказов, приводящих к ДТП (ошибка 2-го рода) не более 10 ^-8/ч, необходимо проводить N _оп = 3000 результативных испытаний за время Т _оп, равное 200 ч. Значение N _оп превышает вычисленное по соотношению (В.10).