Автомобильным тренажером называется комплекс устройств, предназначенных для подготовки и тренировки водителей автомобилей и состоящих из элементов, моделирующих рабочее место водителя и дорожную обстановку. В автомобильный тренажер, как правило, входит рабочее место мастера производственного обучения.
Автомобильные тренажеры появились почти одновременно с автомобилями. Первый списанный автомобиль стал первым автомобильным тренажером. Уже в 20-е гг. XX в. подготовка водителей проводилась с помощью автомобильных тренажеров, которые обеспечивали имитацию движения по дороге, что позволяло будущим водителям быстрее приобрести навыки управления автомобилем.
Первоначально создание автомобильных тренажеров преследовало следующие цели: отработку навыков управления рычагами и педалями автомобиля; знакомство с управлением автомобиля в стационарных условиях. Затем появились автомобильные тренажеры с имитацией дорожной обстановки, с помощью которых водители уже могли тренироваться в определенных дорожно-транспортных ситуациях.
В настоящее время создаются автомобильные тренажеры, позволяющие тренировать водителей в сложных и критических дорожных условиях. Искусственное создание таких тренажеров в реальных дорожных условиях сопряжено с большим риском совершения ДТП.
Процесс обучения вождению автомобиля условно можно разделить на три этапа.
На первом этапе изучают основные приемы действия органами управления: положение за рулем; наблюдение за дорогой с помощью зеркал заднего вида; наблюдение за показателями контрольно-измерительных приборов; приемы действия педалями и рычагами; действие педалью сцепления; взаимодействие двумя педалями — педалью сцепления и педалью открытия дроссельной заслонки; действие педалью ножного тормоза, рычагом коробки переключения передач и ручным тормозом; включение и выключение указателей поворотов; действия, соответствующие троганию автомобиля с места и остановке автомобиля.
Первый этап обучения очень ответственен. Как учащиеся запомнят азы управления, так в дальнейшем они будут управлять автомобилем в дорожных условиях. Очень успешно обучение вождению на первом этапе проходит с помощью автомобильного тренажера. На этом этапе обучающиеся обычно не могут соизмерить усилия рычагов и педалей со своими усилиями, поэтому занятия на тренажере повышают качество подготовки водителей и экономически более выгодны. Наибольший экономический эффект достигается при использовании тренажерных классов, когда один мастер производственного обучения одновременно обучает нескольких учащихся.
На втором этапе происходит обучение управлению автомобилем в следующих дорожно-транспортных ситуациях: выезд с места стоянки; движение по прямой; переключение с низших передач на более высокие, и наоборот; повороты направо и налево; обгон; встречный разъезд; перестроение из ряда в ряд; движение на мостах, путепроводах, в туннелях, через железнодорожные переезды; движение на улицах и дорогах с интенсивным движением, в сложных дорожных условиях; движение в различных ситуациях проезда регулируемых и нерегулируемых перекрестков.
На этом этапе обучения используются автомобильные тренажеры, оборудованные теневой или кинофицированной проекцией дорожной ситуации, которые обеспечивают обратную связь между действиями учащегося и «поведением» автомобиля на дороге.
В системе водитель—автомобиль все время осуществляется обмен информацией: от автомобиля и дороги к водителю идет информация о режиме работы автомобиля и ситуациях на дороге, от водителя к автомобилю — командная информация, выражающаяся в управляющих действиях. Если обратная связь отсутствует, автомобильный тренажер не может быть использован для выработки навыков управления автомобилем. Автомобильные тренажеры должны иметь такой же эффект поведения на дороге, как и реальные автомобили.
Третий, заключительный, этап обучения вождению автомобиля с точки зрения безопасности целесообразнее проводить только с помощью автомобильных тренажеров, так как на этом этапе изучают действия водителей в аварийных ситуациях. На этом же этапе обучения совершенствуется профессиональное мастерство водителей. С помощью электрифицированных стендов, диапозитивов, кинокадров водители тренируются в принятии решения: при внезапном появлении пешехода на проезжей части в непосредственной близости перед автомобилем; нарушении преимущественного права проезда перекрестка другим водителем; возможном столкновении с транспортным средством, выезжающим из бокового проезда; возможном столкновении с транспортным средством, неправильно выполняющим такие маневры, как обгон, встречный разъезд, повороты, развороты; в случае внезапной остановки идущего впереди транспортного средства, а также в других аварийных ситуациях, характерных для данного региона страны и времени суток.
Таким образом, автомобильные тренажеры должны отвечать определенным инженерно-психологическим и педагогическим требованиям и при их проектировании необходимо участие не только инженеров, но и психологов, физиологов и педагогов.
Автомобильный тренажер помогает формировать автоматизм навыков управления автомобилем в сложных дорожных условиях. Не должны формироваться навыки, не соответствующие навыкам, необходимым при управлении автомобилем. В противном случае может возникнуть их вредный перенос, что не облегчит, а затруднит обучение. Предупредить формирование вредных навыков можно только в том случае, если тренажер по всем параметрам в максимальной степени приближен к реальному автомобилю: идентичные рабочее место, расстояния до рабочих органов, шум работающего двигателя; одинаковые усилия, требующиеся для перемещения рычагов и педалей. Положительным фактором обучения на тренажере является возможность многократного моделирования одних и тех же дорожных ситуаций, неограниченное выполнение управляющих действий в идентичных условиях, объективная оценка действий и состояния обучаемых с помощью специальных приборов.
К сожалению, создание даже совершенных, с технической точки зрения, автомобильных тренажеров не избавляет будущих водителей от условности создаваемой дорожной обстановки, не создает тот эмоциональный фон, который характерен для движения реального автомобиля. В настоящее время делаются попытки создания автомобильных тренажеров, лишенных этих недостатков. Создаются автомобильные тренажеры, с помощью которых достигается ощущение реальности настолько сильно, что даже у опытных водителей при имитации аварийной ситуации учащается пульс, изменяются частота дыхания и ритм работы сердца, происходят другие явления, возникающие при эмоциональном возбуждении.
Важным преимуществом тренажера является возможность выделения для совершенствования определенных навыков только той части дорожной ситуации и воспринимаемой информации, которая необходима для формирования соответствующего навыка. Это позволяет более объективно судить о действиях обучаемого при имитации конкретной дорожно-транспортной ситуации (обгона, перестроения из ряда в ряд, встречного разъезда и т.д.). Оборудованный психофизиологическими приборами тренажер позволяет не только измерить время реакции водителя и выполнения маневра, но и научить правильно распределять внимание при различных маневрах автомобиля, прививает навыки поведения в аварийных ситуациях, развивает оперативную память и оперативное мышление при решении задач, связанных с оценкой интервалов и скоростей движения автомобилей.
Автомобильные тренажеры легко могут быть приспособлены для выработки навыков динамического стереотипа. Например, запуск двигателя автомобильного тренажера AT-70 производится только при выключенном сцеплении, таким образом вырабатывается строго определенная последовательность действий при запуске двигателя: левая нога выжимает педаль сцепления, правая нога находится на педали газа, левая рука поворачивает ключ в замке зажигания. Иногда определенные климатические или дорожные условия требуют другой последовательности действий, тогда эти действия производятся уже под действием мышления.
Автомобильные тренажеры предназначены также для отработки навыков вождения автомобиля на высокой скорости. Обучение этому элементу мастерства вождения возможно только с помощью тренажеров или, в порядке исключения, на специально выделенной полосе движения автодрома. Создание таких тренажеров сопряжено с отдельными трудностями, так как необходимо строгое соответствие скоростных возможностей реального автомобиля возможностям автомобильного тренажера, т. е. угловая и поступательная скорости тренажера должны быть адекватными скоростям движения автомобиля на дороге.
При организации автотренажерного класса для группового обучения предусматривается непрерывное поступление к мастеру производственного обучения информации, необходимой для быстрой оценки действий каждого обучаемого.
Мастер производственного обучения изменяет дорожную обстановку по своему усмотрению; если это невозможно, задает дорожно-транспортные задачи и контролирует правильность их решения. Выявляя индивидуальные ошибки при решении дорожно-транспортных задач, он имеет возможность разрабатывать индивидуальный план подготовки каждого водителя.
Самое первое занятие по вождению автомобиля должно проводиться на автотренажере: ознакомление с правилами пользования автомобилем, органами управления и приборами сигнализации; наблюдения за показаниями КИП; посадка на рабочее место водителя; регулировка сиденья, зеркал заднего вида; подгонка ремней безопасности; пуск двигателя; действия педалями и рычагами управления, приборами сигнализации. Затем учащийся изучает основные приемы первого этапа обучения: действия органами управления при трогании с места, движении с переключением передач в восходящем и нисходящем порядке, плавном и экстренном торможении, остановках (отрабатываются при неработающем двигателе); трогание автомобиля с места; движение по дорогам с переключением передач в восходящем и нисходящем порядке; повороты направо и налево; плавное и экстренное торможение; остановка (действия отрабатываются с использованием теневой проекции); развитие навыков руления (положение рук на рулевом колесе, вращение колеса двумя руками поочередно вправо и влево с постепенным увеличением интенсивности); совершенствование навыков трогания автомобиля с места, движения по дорогам с переключением передач, поворота, плавного и экстренного торможения, остановки на заданном месте; движение задним ходом; развороты в неограниченном и ограниченном проездах.
При переподготовке водителей транспортных средств одной категории на другую разрабатывают специальные автомобильные тренажеры, полностью имитирующие рабочее место автомобиля требуемой категории. Могут создаваться тренажеры, предназначенные для обучения вождению при смене условий работы (движение по горным дорогам, по гололеду, работа в крупном городе, в карьере и т.д.).
При разработке автомобильных тренажеров следует предусматривать возможность изменения дорожной обстановки, вводить неожиданные помехи движению или имитировать возникновение технических неисправностей у модели автомобиля.
В настоящее время практически все учебные комбинаты по подготовке водителей имеют автомобильные тренажеры, но, к сожалению, очень часто они не соответствуют тем учебным автомобилям, на которых учащиеся занимаются практическим вождением. Например, учащиеся обучаются на право управления транспортными средствами категории «С» или «Д», а имеющийся автомобильный тренажер моделирует рабочее место легкового автомобиля или обучение вождению происходит на автомобилях семейства КамАЗ, а автомобильный тренажер имитирует автомобиль ГАЗ-66 с другим расположением рычага переключения коробки передач. Эффект от применения таких тренажеров незначителен, их можно использовать только для отработки определенных упражнений. В данных условиях количество учебных часов, отводимых для обучения вождению на тренажере, должно быть минимально, в противном случае развиваются вредные, ненужные навыки управления и автомобильный тренажер превращается из прогрессивного средства технического обучения в тормозящий обучение балласт.
По назначению все автомобильные тренажеры можно разделить на две группы: функциональные и комплексные. Функциональные тренажеры предназначены для обучения и тренировки отдельных элементов вождения, отработки поведения водителей в строго определенных условиях. В настоящее время чаще разрабатывают комплексные тренажеры, предназначенные в первую очередь для формирования комплекса навыков будущих водителей. Эти тренажеры позволяют повышать мастерство водителей в определенных условиях, например в сложных дорожно-транспортных ситуациях.
По конструкции различают автомобильные тренажеры с неподвижным или подвижным рабочим местом водителя. Имеются также одноместные (индивидуальные) и многоместные тренажеры. По способу предъявления дорожной обстановки автомобильные тренажеры можно разделить на пять групп: с подвижным полотном дороги (ленточные тренажеры); теневые; кинофицированные; телевизионные и тренажеры на базе ЭВМ.
Тренажеры с подвижным полотном дороги (ленточные тренажеры). Первые тренажеры с подвижным полотном были разработаны в США, затем они широко применялись в Европе. Позднее их применение стало ограниченным, и только в последние годы начался новый этап разработки тренажеров этого типа в качестве аттракционов или для демонстрационных целей. С их помощью будущих водителей учат основам управления автомобилем в ненавязчивой игровой форме.
Очень прост в исполнении ленточный тренажер фирмы «Шуфрид» (Австрия). На подставке расположено рулевое колесо и педаль газа — реостата, изменяющего обороты вращения ленты. «Бесконечная» лента с нанесенной на ней полосой движения располагается на двух барабанах, один из них имеет привод от электродвигателя, другой — натягивает ленту. Эта лента размещается на стене класса подобно небольшому (1,511,5 м) киноэкрану. Скорость вращения темной полосы движения зависит от силы тока, подаваемой на обмотку электрического двигателя с помощью реостата. Рулевое колесо связано механической тягой с макетом автомобиля, расположенным перед экраном. Задача учащегося — поворачивать рулевое колесо таким образом, чтобы макет автомобиля не отклонялся от полосы движения; при этом необходимо периодически изменять скорость протяжки ленты. Случаи отклонения автомобиля от дороги фиксируются специальным счетчиком (фотодатчиком). Возможен другой вариант исполнения, когда «съехавший с дороги» автомобиль автоматически останавливается. Этой же фирмой разработана модификация ленточного тренажера, в котором имеется только рулевое колесо; скорость движения задается мастером производственного обучения по своему усмотрению.
В классическом исполнении ленточный тренажер представляет собой следующее. Рабочее место водителя с таким же расположением, формой, усилиями для перемещения педалей, поворотов рулевого колеса, рычага переключения передач, как и на реальном автомобиле, размещается в классе. Перед автомобилем в горизонтальной плоскости располагается «бесконечная» лента, размеры которой зависят от площади учебного класса. На ленте нарисована автомобильная дорога с дорожными знаками, дорожной разметкой, примыкающими пересечениями. Над дорогой на кронштейне подвешен макет автомобиля. «Бесконечная» лента приводится в движение при помощи электродвигателя. Скорость вращения вала электродвигателя определяется числом оборотов двигателя автомобиля и зависит от трансмиссии автомобиля и открытия дроссельной заслонки карбюратора. Миниатюрная модель автомобиля над дорогой перемещается в поперечном направлении при повороте рулевого колеса. Задача учащегося, кроме знакомства с органами управления автомобиля (первый этап обучения), заключается в том, чтобы «удержать автомобиль на дороге».
С помощью этого тренажера отрабатываются следующие элементы вождения: трогание с места; движение по прямой; разгон автомобиля с переключением передач в восходящем порядке; переключение передач в нисходящем порядке; движение по прямой с изменением скорости; остановка автомобиля в заданном месте; повороты; служебное и экстренное торможение.
Размеры гибкой ленты ограничены размерами учебного класса. Даже если длина ленты около 15 м, повторение дорожной обстановки наступает очень быстро. Встречая одну и ту же дорожную ситуацию несколько раз в течение 3—5 мин, учащийся быстро запоминает ее, занятия для него становятся неинтересными и, следовательно, неэффективными и малопродуктивными.
Запатентованы дополнительные устройства, позволяющие разнообразить дорожные ситуации. Одно из них заключается в том, что под невидимой (нижней) частью гибкой ленты помещается специальный ящик, в который укладывается излишек ленты, что позволяет увеличить длину ленты до 30 — 40 м и таким образом уменьшить повторение дорожных ситуаций. Другое устройство имеет под лентой узел, смывающий изображение дороги, после чего краскопульт или простой кусок мела наносит новое изображение проезжей части, что позволяет ввести в процесс обучения элемент неожиданности. Управление поворотным краскопультом находится на рабочем месте мастера производственного обучения.
Крупным недостатком ленточного тренажера является отсутствие других участников движения, поэтому на нем можно отрабатывать только элементы вождения одиночного автомобиля по пустынной дороге. Для устранения этого недостатка применяется дополнительное устройство — кассета, в которой находятся миниатюрные модели автомобилей, по своим размерам соответствующие размерам модели управляемого автомобиля. В определенный момент по указанию мастера производственного обучения открывается заслонка и автомобиль «выезжает на проезжую часть дороги». Учащийся обгоняет (объезжает) этот автомобиль или применяет маневр торможения.
Отсутствие других участников движения устраняется и следующим изобретением. На «бесконечной» ленте нанесены от двух до пяти полос движения, которые могут двигаться с разными скоростями. Этот принцип заложен во многие игровые аттракционы. Водитель лавирует между автомобилями, закрепленными на полосах движения, развивая быстроту и координацию движений и скорость реакций.
Разработанный фирмой «Дегенер» ленточный тренажер имеет следующие особенности. Рабочее место водителя и имитация дорожной обстановки выполнены по классической схеме. В качестве дополнительного оборудования на тренажере установлены зеркала заднего вида, в которых появляются изображения движущихся сзади автомобилей. Миниатюрная модель автомобиля подвешена не на кронштейне, а опирается передними управляемыми колесами на полотно дороги. Привод рулевого управления на рабочем месте водителя связан с управляемыми колесами модели автомобиля, благодаря чему она в зависимости от действий учащегося перемещается по дороге в поперечном направлении. В этой конструкции тренажера предусмотрен пульт мастера производственного обучения, на котором имеются дублирующие приборы: спидометр, сигнализаторы включения сцепления, тормоза и передачи.
Последние, более совершенные, конструкции ленточных тренажеров базируются на электронных схемах, позволивших создать очень компактные изделия. Эти тренажеры нашли широкое распространение в качестве аттракционов.
Несмотря на ряд недостатков, ленточные тренажеры из-за относительной простоты конструкции, невысокой стоимости и небольших габаритов широко применяют при подготовке водителей автомобилей.
Теневые тренажеры. Наиболее распространенным в России является теневой тренажер (рис. 6.3). Принцип его работы заключается
Рис. 6.3. Схема автомобильного тренажера с теневой проекцией:
а — кабина с проектором; б — проекционный диск; 1 — экран; 2 — сферический прозрачный диск с нанесенными на нем темной краской жилыми массивами или зеленой — газонами; 3 и 8 — парные поворачивающиеся ролики; 4 — кронштейн; 5 — точечный источник света; 6 — прижимной ролик; 7 — ведущий ролик; 9 — регистратор ошибок; 10 — кабина; 11 — подвижное основание; 12 — рулевое колесо; 13 — коробка перемены передач; 14 — система реостатов; 15 — электродвигатель
в следующем. Рабочее место водителя оборудуется всеми стандартными органами управления и приборами. Усилия рычагов и педалей управления стараются подобрать аналогично усилиям реального автомобиля. Наибольшую трудность вызывает усилие рулевого привода, так как даже на лучших образцах теневых тренажеров усилие на рулевом колесе макета автомобиля не совпадает с усилиями на обычном автомобиле.
Дорожная обстановка создается на экране 1 при помощи теневой проекции. Обычно для этой цели используется сферический прозрачный диск 2 с нанесенными на нем темной краской жилыми массивами или зеленой — газонами. Точечный источник света 5, расположенный неподвижно на кронштейне 4, отбрасывает теневую проекцию на экран (отсюда и название тренажера). Жилые массивы и зеленые газоны выглядят на экране темными силуэтами, а дорожное полотно — светлым с нанесенной на нем дорожной разметкой. Сферический диск установлен на четырех роликах 3 w. 8, поворачивающихся в соответствии с углом поворота рулевого колеса 12. Педали сцепления, тормоза и коробка перемены передач 13 через систему реостатов 14 связаны с электродвигателем 15, изменяя таким образом скорость вращения вала электродвигателя. Механическая или электрическая связь соединяет вал электродвигателя макета автомобиля с ведущим резиновым роликом 7, что дает четкую обратную связь по скорости движения. Прижимной ролик 6 находится сверху и обеспечивает перемещение диска без проскальзывания. Кабина 10 устанавливается на подвижном основании 11, которое позволяет перемещаться кабине в продольном направлении или поворачиваться на 180° и отрабатывать упражнения, связанные с движением задним ходом. Ошибки учащегося выводятся регистратором ошибок 9 на пульт мастера производственного обучения. Теневые тренажеры обеспечивают довольно полную имитацию движения, они хорошо зарекомендовали себя при отработке навыков вождения в условиях одиночного движения по городским улицам при отсутствии других участников движения, являются хорошим учебным пособием для первоначальной подготовки учащихся по технике вождения автомобиля.
Тренажеры этого типа дают возможность приобретать нужные навыки первого этапа обучения и отрабатывать все приемы вождения с помощью ленточного тренажера и, кроме того, приемы с применением заднего хода и проезд нерегулируемых пересечений.
Для имитации динамических нагрузок автомобиля имеются конструкции теневых тренажеров, в которых макет рабочего места водителя установлен ведущими колесами на беговые барабаны.
Основными достоинствами теневых тренажеров можно считать четкое изображение автомобильной дороги на экране и гибкую обратную связь, позволяющую даже опытным водителям относиться к процессу обучения с большой ответственностью. Однако теневые тренажеры не предназначены для воспроизведения других участников движения и не дают того эмоционального фона, который характерен для реальных условий движения.
Теневой тренажер AT-70 (Чехия) состоит из четырех моделей автомобиля, каждая из которых имитирует рабочее место легкового автомобиля «Шкода», и соответственно из четырех панорамных экранов, на которые проецируется изображение дороги и пульта мастера производственного обучения. Пульт мастера производственного обучения проработан на этом тренажере более детально. Он может просматривать с помощью контрольных приборов скорость движения каждого из четырех водителей, включение передач, действия педалями газа, тормоза, сцепления, рычага ручного тормоза, указателя поворота. Контролируется также количество ошибок — отклонений от заданного направления движения (число съездов с дороги). Кроме того, тренажерный класс оборудован радиосвязью, позволяющей мастеру обучения связаться со всеми учащимися одновременно или с каждым из них в отдельности.
У нас в настоящее время выпускаются теневые тренажеры, моделирующие рабочие места как легковых автомобилей ВАЗ-21011, ВАЗ-2105, ГАЗ-24, так и грузовых ЗИЛ-131, ГАЗ-66 и др.
Кинофицированные тренажеры (тренажеры с кинопроектором). Они получили достаточно широкое распространение за рубежом, у нас в стране этот тренажер применяется очень ограниченно. Проектирование на большом экране дорожной обстановки, возможность изображения ее в цвете позволяют обеспечить создание условий движения, близких к реальным, что практически невозможно ни на теневых, ни на ленточных тренажерах. Особую ценность представляют такие тренажеры для отработки навыков управления автомобилем в строго определенных, конкретных дорожно-транспортных ситуациях. Хорошо отснятый в методическом отношении фильм позволяет поэтапно отрабатывать управляющие действия не только в сложных дорожных условиях, но и в опасных и аварийных ситуациях, причем с участием других участников движения.
Однако при несомненном преимуществе, заключающемся в четкости и реальности создания условий движения, кинофицированный тренажер имеет очень существенный недостаток, из-за которого он и не нашел у нас широкого применения, — отсутствие обратной связи.
Снятая на кинопленку дорожная обстановка не может быть изменена учащимся. Например, отрабатывается тема «Проезд нерегулируемого перекрестка». В кинофильме, снятом с места водителя, наш автомобиль пропускает движущийся в поперечном направлении другой автомобиль. Учащийся, желая проехать первым,
замечает, что, несмотря на увеличение скорости движения, визуально движение его автомобиля замедляется и он останавливается у линии «Стоп».
Для устранения этого недостатка делались конструкторские попытки введения обратной связи между действиями учащегося и скоростью протяжки киноленты: изменилось положение педалей газа или тормоза на рабочем месте водителя — изменилась скорость протяжки киноленты. При проработке движения одиночного автомобиля с помощью такого тренажера можно отрабатывать все упражнения, которые отрабатываются с помощью теневого тренажера, а также при повороте такого тренажера на 180° можно отрабатывать навыки управления автомобилем при движении задним ходом. Но все это возможно только с помощью кинофильма, снятого с рабочего места одиночного автомобиля, в случае же появления других участников движения процесс обучения становится малоэффективным.
В Германии выпускался кинофицированный тренажер «Элан», имеющий восемь рабочих мест легкового автомобиля, рабочее место мастера производственного обучения с комплектом контрольно-измерительных приборов, кинопроектор и киноэкран. На этом тренажере мастер выполнял определенные управляющие действия, в результате изменялась дорожно-транспортная ситуация, учащиеся выполняли рабочие действия, которые записывались на специальное регистрирующее устройство, что давало в дальнейшем возможность прорабатывать ошибки учащихся и делать соответствующие выводы. Такой тренажерный класс часто располагался в кузове седельного автомобильного полуприцепа, что позволяло перевозить его с одной учебной базы на другую и максимально использовать в учебном процессе.
Интересна конструкция кинофицированного тренажера, разработанного в Калифорнийском университете. Рабочее место водителя установлено задними колесами на беговые барабаны. В классе два кинопроектора: первый, установленный на поворотной турели, проецирует изображение на небольшой экран шириной 2,5 м, остальное изображение «съедается» черными шторами; второй проецирует дорожную обстановку позади автомобиля, и учащийся в зеркало заднего вида может наблюдать убегающую дорогу. Мастер производственного обучения поворачивает кинопроектор, и при правильном ответном действии обучающегося дорога возвращается в исходное положение. В случае ошибки на экране проецируется не дорога, а элементы придорожного ландшафта или встречный транспортный поток. С помощью такого тренажера очень эффективно отрабатывать элементы движения по извилистой или горной дороге. Только точное соответствие угла поворота рулевого колеса позволяет удержать автомобиль на дороге.
Для научно-исследовательских целей (отработки отдельных узлов автомобиля, компоновки рабочего места водителя, проведения психофизиологического обследования и т.д.) по заказу концерна «Фольксваген» сконструирован комплексный телекинофицированный тренажер. Обслуживает тренажер ЭВМ, по командам которой могут меняться изображение дорожной обстановки, скорость движения, кривизна участка и т.д. Изображение дороги подается на дисплей, а с него с помощью телевизионной камеры — на киноэкран. Для усиления иллюзии восприятия между экраном и глазами наблюдателя размещается специальная линза. Тренажер позволяет воспроизводить поперечные, продольные и угловые ускорения автомобиля, что достигается вращением кабины рабочего места водителя вокруг трех взаимно перпендикулярных осей, точка пересечения которых расположена в зоне вестибулярного аппарата водителя. Водителю передается также слуховая информация о работе двигателя, шуме на дороге и других реальных шумах при движении автомобиля. На таком уникальном тренажере исследовались вопросы управляемости автомобиля. Результаты исследований показали хорошую зависимость между реальными испытаниями на дороге и работой на тренажере, позволившую в дальнейшем ограничиться испытаниями на стенде-тренажере и отказаться от некоторых сложных и дорогих испытаний на дороге.
Телевизионные тренажеры. Они хорошо зарекомендовали себя при подготовке летчиков, особенно при обучении одной, достаточно сложной ситуации, например взлета или посадки. Обучение же водителей автомобилей с помощью таких тренажеров проводилось в редких случаях. Достоинства телевизионных тренажеров очевидны: во-первых, четкая обратная связь и по скорости движения, и по углу поворота управляемых колес; во-вторых, возможность обучения вождению при наличии помех или других участников движения; в-третьих, возможность записи действий водителей на видеомагнитофон и дальнейший детальный анализ их ошибок.
В конструкции телевизионного тренажера входит три основных узла:
1. Модель автомобиля, имитирующая рабочее место водителя с телеэкраном (монитором), на который передается дорожная обстановка. В одной из конструкций телевизионного тренажера модель грузового автомобиля может поворачиваться вокруг горизонтальной оси, проходящей на уровне груди водителя, имитируя таким образом поперечные ускорения и повороты с разными радиусами кривизны. Шумовую информацию о работе двигателя, движении других участников движения, шуме автомобильных шин с дорожным покрытием и т.д. водитель получает при помощи головных микротелефонов. С помощью такого тренажера проводится исследование (не обучение) определенных параметров системы водитель—автомобиль—дорога (изменение коэффициента сцепления шин с дорогой, кривизны дороги, наличие виражей и т.д.)
2. Электронно-вычислительная машина, основная задача которой — оперативно передавать управляющие действия водителя на рабочем месте на передвижение телекамеры.
3. Макет местности (2 — 3 городских квартала с жилыми и административными зданиями, тротуарами, пешеходными переходами, улицами с нанесенной дорожной разметкой, дорожными знаками, светофорными объектами), который располагается на стене учебного класса. Над макетом местности установлены две горизонтальные направляющие, по которым может перемещаться вертикальная направляющая, по которой, в свою очередь, может перемещаться поворотная площадка с телекамерой (принцип работы мостового крана). Такая конструкция позволяет отрабатывать движение по кривым разных радиусов. Существуют конструкции макетов местности, которые могут располагаться на полу одного учебного класса, а рабочее место водителя — в соседнем классе или даже в другом корпусе здания. Но у такой конструкции есть самый существенный недостаток — отсутствие других участников движения. Была попытка создания тренажера, у которого телевизионная камера была смонтирована на управляемой модели автомобиля. Основная цель такого тренажера — применение нескольких рабочих мест водителей (водитель управляет своей телевизионной камерой-автомобилем), т.е. ввод в обучение других участников движения. Такой тренажер имеет большие возможности для отработки сложных маневров на дороге: перестроение, обгон, проезд нерегулируемых перекрестков. Однако сложность конструкции и очень высокая стоимость ограничивают его использование.
Был разработан довольно оригинальный тренажер на базе игрового аттракциона электрических автомобилей. На электропроводящей сетке, расположенной над участниками движения, смонтирован макет местности — микрогород с улицами, дорожной разметкой, дорожными знаками, светофорными объектами и т.д. Контакт с электропроводящей сеткой осуществляется по токосъемнику через модель автомобиля, а система визуализации — через систему зеркал и экран, установленный перед рабочим местом водителя. Автомобиль на площадке и, соответственно, модель автомобиля на сетке перемещаются, выполняя конкретное задание инструктора. На площадке могут одновременно находиться несколько автомобилей, отрабатываемых определенные совместные маневры, т. е. достигается активное взаимоприсутствие других участников дорожного движения.
Тренажеры на базе ЭВМ. В настоящее время ведется активная разработка тренажеров, в которых система визуализации предъявляется при помощи персонального компьютера. Рабочее место организовать непосредственно как персональный компьютер для решения обычных инженерных или каких-то других задач.
При обучении вождению автомобиля необходимо первоначально проводить обучение на автомобильном тренажере, затем — на автодроме и, наконец, на дорогах общего пользования.
Автодромом называется огражденная от общего движения и специально оборудованная территория, предназначенная для формирования у обучаемых базовых навыков вождения и повышения квалификации водителей, включая практическое изучение требований безопасности дорожного движения.
Современное дорожное движение может осуществляться только высококвалифицированными водителями, обучение и повышение квалификации которых должны обеспечиваться применением эффективных средств и методов. Постоянно растущая плотность транспортного потока настоятельно диктует необходимость проведения начального обучения вождению до выезда на дороги общего пользования. Основная цель обучения на автодроме заключается в том, чтобы учащийся научился надежному и безопасному управлению автомобилем, не подвергаясь воздействию со стороны других участников движения, не вызывая возмущений в транспортном потоке своими некоординированными и неправильными действиями. Процесс обучения на автодромах является более интенсивным, контролируемым, эффективным и систематизированным. Моделирование различных ситуаций дорожного движения в условиях необходимой безопасности возможно только на автодромах. Здесь учащийся последовательно доводит свои навыки до автоматизма действий и приобретает уверенность при вождении автомобиля.
В зависимости от числа учащихся, объема работы и задач