danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2019-63-1-112-120dan-592Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИTECHNICAL SCIENCESКонцептуальная модель системы «водитель-автомобиль-дорога-среда»Conceptual model of the driver-car-road-environment systemДубовскийВ. А.DubovskyA. V.

Дубовский Владимир Андреевич - кандидат технических наук, старший научный сотрудник.

Ул. Академическая, 12, 220072, Минск

Dubovsky Vladimir Andreevich - Ph. D. (Engineering), Senior researcher.

12, Aka-demicheskaya Str., 220072, Minsk

v_dubovsky@tut.byСавченкоВ. В.SavchenkoV. V.

Савченко Владимир Владимирович - кандидат технических наук, начальник центра.

Ул. Академическая, 12, 220072, Минск

Savchenko Vladimir Vladimirovich - Ph. D. (Engineering), Chief of the Center.

12, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

uus@tut.byОбъединенный институт машиностроения, Национальная академия наук БеларусиJoint Institute of Mechanical Engineering, National Academy of Sciences of Belarus201912032019631112120Copyright © Дубовский В.А., Савченко В.В., 20192019Дубовский В.А., Савченко В.В.Dubovsky A.V., Savchenko V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/592

Предложена концептуальная модель системы «водитель-автомобиль-дорога-среда», впервые использующая положения теории функциональных систем и представление водителя в виде функциональной системы, содержащей три уровня: стратегический, тактический и физический. Информационные взаимодействия на тактическом уровне водителя рассматриваются как взаимодействия мультимодальных образов элементов системы «водитель-автомобиль-дорога-среда», представленных в виде векторов состояний этих элементов. Рассмотрены факторы, влияющие на эффективность функционирования тактического уровня водителя в отношении обеспечения безопасности дорожного движения. Показана значимость функции внимания и связанных с ней особенностей кроссмодальных взаимодействий в центральной нервной системе человека и информационных потоках в бортовых системах для безопасного управления транспортным средством. Показано, что создание эффективных человеко-машинных интерфейсов представляется наиболее перспективным подходом к повышению безопасности дорожного движения, поскольку позволяет глубже, более адекватно и разносторонне интегрировать функции водителя и транспортного средства в единую систему с общей целевой функцией.

Представлено членом-корреспондентом Л.Г. Красневским

In this paper, we present a new conceptual model of the driver-car-road-environment system based on the theory of functional systems and the hierarchical driver model that consists of three levels that are strategic, tactical and physical levels. In this model, the information interactions at the tactical level of the driver are considered as interactions of multimodal images of actual, desired and current road situations. The proposed concept also includes an attention function that plays a significant role in providing safe driving and demonstrates the importance of cross-modal interactions in perception and cognition while driving. This conceptual model can be used to develop appropriate mathematical models of driving with increased cognitive load to study the mechanisms underlying the driving abilities in a person. Additionally, such mathematical models can be used to develop and investigate new methods to improve professionally important qualities of drivers and the resumption of the driver’s control over the vehicle.

Communicated by Corresponding Member Leonid G. Krasnevsky

безопасностьводительсистема «человек-машина»дорожно-транспортная ситуациякроссмодальные взаимодействияинформационные потокиdriversafety“man-machine” systemroad situationcrossmodal interactionsinformation flowsReferencesTanelli, M. Guest Editorial: Multifaceted Driver-Vehicle Systems: Toward More Effective Driving Simulations, Reliable Driver Modeling, and Increased Trust and Safety / M. Tanelli, R. Toledo-Moreo, L. M. Stanley // IEEE Transactions on Human-Machine Systems. - 2018. - Vol. 48, N 1. - P. 1-5. https://doi.org/10.1109/thms.2017.2784018Tanelli M., Toledo-Moreo R., Stanley L. M. Guest Editorial: Multifaceted Driver-Vehicle Systems: Toward More Effective Driving Simulations, Reliable Driver Modeling, and Increased Trust and Safety. IEEE Transactions on Human-Machine Systems, 2018, vol. 48, no. 1, pp. 1-5. https://doi.org/10.1109/thms.2017.2784018Burnett, G. E. On-the-Move and in Your Car: An Overview of HCI Issues for In-Car Computing / G. E. Burnett // International Journal of Mobile Human Computer Interaction. - 2009. - Vol. 1, N 1. - P. 60-78. https://doi.org/10.4018/jmhci.2009010104Burnett G. E. On-the-Move and in Your Car: An Overview of HCI Issues for In-Car Computing. International Journal of Mobile Human Computer Interaction, 2009, vol. 1, no. 1, pp. 60-78. https://doi.org/10.4018/jmhci.2009010104Savchenko, V. V. Integration of passive driver-assistance systems with on-board vehicle systems / V. V. Savchenko, S. N. Poddubko // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2018. - Vol. 315. - 012024. https://doi.org/10.1088/1757-899x/315/1/012024Savchenko V. V, Poddubko S. N. Integration of passive driver-assistance systems with on-board vehicle systems. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 315, 012024. https://doi.org/10.1088/1757-899x/315/1/012024Assessing Cognitive Distraction in the Automobile / D. L. Strayer [et al.] // Human Factors. - 2015. - Vol. 57, N 8. -P. 1300-1324. https://doi.org/10.1177/0018720815575149Strayer D. L., Turrill J., Cooper J. M., Coleman J. R., Medeiros-Ward N., Biondi F. Assessing Cognitive Distraction in the Automobile. Human Factors, 2015, vol. 57, no. 8, pp. 1300-1324. https://doi.org/10.1177/0018720815575149Block, R. A. How cognitive load affects duration judgments: A meta-analytic review / R. A. Block, P. A. Hancock, D. Zakay // Acta Psychologica. - 2010. - Vol. 134, N 3. - P. 330-343. https://doi.org/10.1016/j.actpsy.2010.03.006Block R. A., Hancock P. A., Zakay D. How cognitive load affects duration judgments: A meta-analytic review. Acta Psychologica, 2010, vol. 134, no. 3, pp. 330-343. https://doi.org/10.1016/j.actpsy.2010.03.006What is cognitive distraction and why is it so dangerous to drivers? [Electronic resource]. - Mode of access: https://www.aktriallaw.com/Articles/What-is-cognitive-distraction-and-why-is-it-so-dangerous-to-drivers.shtml. - Date of access: 14.05.2018.What is cognitive distraction and why is it so dangerous to drivers? Available at: https://www.aktriallaw.com/Articles/What-is-cognitive-distraction-and-why-is-it-so-dangerous-to-drivers.shtml (accessed 14 May 2018).Effects of cognitive and visual load in real and simulated driving: VTI rapport 533A [Electronic resource] / J. Ostlund [et al.]. - 2006. - 82 p. - Mode of access: https://www.vti.se/en/Publications/Publication/effects-of-cognitive-and-visual-load-in-real-and-s_675275. - Date of access: 14.05.2018.Ostlund J., Nilsson L., Tornros J., Forsman A. Effects of cognitive and visual load in real and simulated driving: VTI rapport 533A. 2006. 82 p. Available at: https://www.vti.se/en/Publications/Publication/effects-of-cognitive-and-visual-load-in-real-and-s_675275 (accessed 14 May 2018).Sudakov, К. V. The theory of functional systems: General postulates and principles of dynamic organization / К. V. Su-dakov // Integrative Physiological and Behavioral Science. - 1997. - Vol. 32, N 4. - P. 392-414. https://doi.org/10.1007/bf02688634Sudakov К. V. The theory of functional systems: General postulates and principles of dynamic organization. Integrative Physiological and Behavioral Science, 1997, vol. 32, no. 4, pp. 392-414. https://doi.org/10.1007/bf02688634Michon, J. A. A critical view of driver behaviour models: What do we know, what should we do? / J. A. Michon // Human behavior and traffic safety. - New York, 1985. - P. 485-520.Michon J. A. A critical view of driver behaviour models: What do we know, what should we do? Human behavior and traffic safety. New York, 1985, pp. 485-520.Биотехнические системы: Теория и проектирование / В. М. Ахутин [и др.]. - Л., 1981. - 220 с.Akhutin V. M., Nemirko A. P., Pershin N. N., Pozharov A. V., Popechitelev E. P., Romanov S. V. Biotechnical systems: Theory and designing. Leningrad, 1981. 220 p. (in Russian).Горшенин, А. А. Анализ устройств для контроля состояния водителя / А. А. Горшенин, Е. Ю. Липатов // Изв. Волг. ГТУ - 2013. - Вып. 6, № 10. - С. 51-53.Gorshenin A. A., Lipatov E. Yu. Analysis of the devices for control of the driver’s state. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nazemnye transportnye sistemy [Izvestiya of the Volgograd State Technic University. Series: Ground Transportation], 2013, vol. 6, no. 10, pp. 51-53 (in Russian).Spence, C. Crossmodal correspondences: A tutorial review / C. Spence // Atten., Percept., Psychophys. - 2011. -Vol. 73, N 4. - P. 971-995. https://doi.org/10.3758/s13414-010-0073-7Spence C. Crossmodal correspondences: A tutorial review. Attention, Perception & Psychophysics, 2011, vol. 73, no. 4, pp. 971-995. https://doi.org/10.3758/s13414-010-0073-7Ho, C. Affective multisensory driver interface design / C. Ho, C. Spence // Int. J. Vehicle Noise and Vibration. - 2013. -Vol. 9, N 1/2. - P. 61-74. https://doi.org/10.1504/ijvnv.2013.053817Ho C., Spence C. Affective multisensory driver interface design. International Journal of Vehicle Noise and Vibration, 2013, vol. 9, no. 1/2, pp. 61-74. https://doi.org/10.1504/ijvnv.2013.0538r7Андреева, Е. В. Феномен кроссмодальных взаимодействий: современное состояние проблемы в зарубежной психологии / Е. В. Андреева // Рос. науч. журн. - 2013. - № 1. - С. 219-225.Andreeva E. V. Crossmodal Correspondence: Review of Latest Foreign Researches. Rossiiskii nauchnyi zhurnal = Russian Scientific Journal, 2013, no. 1, pp. 219-225 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.