Верь глазам своим
29 января 2009
Все уже привыкли к тому, что ситуация на дорогах напоминает сводку с мест боевых действий. Люди бьются в автомобилях и очень много на мотоциклах. В Италии, традиционно «двухколёсной» стране, тяжесть последствий ДТП постоянно увеличивается в большей степени, чем в какой-либо другой части Европы. Смертность с 2000 по 2003 год выросла на 40% и ещё на 11% за следующие три года, после ужесточения системы наказания. И это несмотря на снижение общего количества дорожных происшествий на 20%. Безусловно, это страшные цифры. Одновременно появилась ещё одна угрожающая тенденция: аварийность повышается не столько за счёт «воскресных Валентино Росси», а прежде всего за счёт обычных горожан, отцов семейств, добирающихся до работы на скутерах. Организации, наименее склонные к фатализму, пришли к решению, что нужно немедленно начинать исправлять сложившуюся ситуацию. Автомобильные производители уже давно считают уровень безопасности своей продукции как важный фактор её успеха на рынке. Хотя раньше к работам по повышению безопасности относились как к досадной необходимости. Сегодня невозможно омологировать автомобиль для европейского рынка, если он не оснащён ремнями с преднатяжителями, аэрбэгами, АБС, ESP, брусьями в дверях, системой аварийного отключения электропитания и так далее... Кроме того, автомобилиста защищает кузов, который совсем не рассчитан на спасение мотоциклиста при столкновении. А по статистике, на долю таких аварий приходится 60% всех ДТП с участием двухколёсного транспорта. Анализируя особенности происшествий, специалисты пришли к выводу, что основной их причиной являются ошибки в восприятии ситуации как со стороны водителя автомобиля, так и со стороны мотоциклиста. Это заставило начать поиски инженерного решения проблемы.
Одежда монаха
Итак, в дорожной ситуации мотоцикл и автомобиль воспринимаются по-разному. Мотоцикл гораздо уже автомобиля, а передвигается зачастую гораздо быстрее. Как сделать его более заметным без искажения? Хорошая идея – езда с постоянно включёнными фарами, даже днём. В Италии вначале это было под запретом, потом стало обязательным. Новые правила сделали включение фар в светлое время суток по сути бесполезным для мотоциклистов, обязав и автомобилистов делать то же самое. Когда простые решения перестают действовать, приходится искать более сложные. Одно из них недавно испытала Honda, как результат собственных исследований человеческого восприятия.
Исследования проводились в рамках проекта ASV (Advanced Safety Vehicle), запущенным в 1991 году японским правительством, с привлечением конструкторских отделов крупнейших авто- и мотопроизводителей. Honda ASV-3 (третьего поколения) оснащена технологией V2V, позволяющей автомобилям обмениваться информацией GPS о месторасположении, направлении движения и скорости. Система контролирует все ближайшие автомобили, предупреждая об опасности столкновения. Она использует двухстороннюю связь на частоте 5,8 GHz, протокол поддерживает до 120 клиентов в радиусе 200 м. ASV, однако, почти ровесница мобильной связи, она создавалась Honda с расчётом на увеличение автотрафика в перспективе. Кроме телекамер вместо зеркал заднего вида ASV-3 оснащена ещё одной передней камерой с функцией автоматического распознавания и расшифровки дорожных карт, чтобы предупреждать, к примеру, о приближении к перекрёстку и необходимости снизить скорость. Но самые оригинальные результаты были получены Honda при исследовании механизмов человеческого восприятия, не контролируемых сознанием. Если для человеческого мозга идентифицировать мотоцикл объективно труднее, специалисты Honda попытались облегчить ему задачу. И небезуспешно. Как?
В процессе эволюции мы развили исключительную способность визуально отличать индивидуальные черты для идентификации облика. В первую очередь это глаза и рот. Мы подсознательно стараемся найти их на фронтальной части автомобиля или мотоцикла, и чем более антропоморфно спроектирован внешний вид, тем легче он воспринимается человеческим мозгом. Эта особенность восприятия и стала основой для программы, логично названной FACE. Правильность курса подтвердили результаты магнитно-резонансного сканирования реакций мозга, которые оказались весьма впечатляющими. Кроме того, они были использованы и в другой исследовательской программе Honda под названием LONG. Она основана на одном наблюдении, касающемся восприятия водителем дорожной ситуации в свете фар. Дело в том, что свет распространяется из одной точки внутри зоны освещения, что создаёт фальшивую перспективу, которую мозг не в состоянии правильно оценивать. Скорость движущихся объектов кажется ниже, а расстояние до них больше, чем в действительности. Чтобы уменьшить этот эффект обмана зрения, ASV-3 оснащена дополнительными фарами на мощных светодиодах, расположенных на перьях вилки и верхнем спойлере. Это увеличивает способность водителя правильно определять расстояние и скорость на 10% и 20% соответственно.
Лампы… Аладдина
Кроме улучшения восприятия ситуации мотоциклистами, необходимо улучшить восприятие мотоциклистов со стороны других участников движения, что является вторым основным фактором снижения аварийности. Начали с улучшения работы фар. На мотоциклах их функциональность всё ещё далека от того уровня, достигнутого на автомобилях. Причина в меньшем доступном объёме на борту из-за плотной компоновки и более низких эксплуатационных показателях электрооборудования, даже несмотря на значительный прогресс в последние годы. Сегодня наибольшее распространение на мотоциклах получили фары с галогенными лампами. А BMW первой среди мотопроизводителей предложила в качестве опции для своего флагмана K 1200 GT ксеноновую фару. Это весьма сложная и дорогостоящая технология, которая даже на автомобилях пока предлагается только в максимальных комплектациях. Оправданы ли такие затраты на лампу? Если принять дневную видимость за 10/10, то ночная в свете фар составит лишь 3/10. Теряется не только способность различать форму, но также и глубина резкости, расстояния и цвет. Первый цвет, становящийся неразличимым – красный. Это цвет многих важных дорожных знаков. Эти явления в медицине имеют термин scotоma (глазная мигрень). Среди последствий scotоma – тенденция к ухудшению способности правильно оценивать дистанцию, повышение чувствительности к свету встречных фар и ослепление, уменьшение поля зрения. Ночью поле зрения действительно не превышает зону освещения фар, поэтому широкий, яркий и стабильный световой пучок очень важен, прежде всего, для макси-туреров. На BMW собрали статистику по среднему возрасту среди мотоциклистов. Известно, что с возрастом явления scotoma возрастают, примерно удваиваясь каждые 20 лет. Это означает, что 40-летнему водителю для езды ночью нужно вдвое больше света, чем 20-летнему.
Этого достаточно, чтобы отправить на пенсию старые лампы накаливания, которые выпускаются без особых изменений со времён Эдисона (1878) и полны недостатков. Прежде всего, это вольфрамовая нить, которая при свечении белым светом (2500 К) быстро перегорает, а при резких толчках может разорваться. Кроме того, металлы при таких температурах излучают свет жёлто-оранжевого цвета, всего на 10% от потребляемой мощности. Остальное превращается в бесполезное тепло, что делает лампу накаливания втрое менее эффективной по сравнению с флуоресцентной. Доступной альтернативой обычным лампам стали лампы галогенные, у которых колба заполнена криптоном, аргоном или ксеноном. Вольфрам в этой среде меньше испаряется, что позволяет использовать более тонкие нити и достигать более высоких температур. Такая лампа светит ярче, и срок её службы больше.
Среди галогенных ламп сегодня есть неплохие экземпляры: Philips Motovision, к примеру, при стандартной потребляемой мощности (55 Ватт) выдаёт особо мощный световой пучок, позволяющий увеличить зону освещения на 10–20 метров по сравнению с традиционной галогенной лампой. Кроме того, световое пятно в центре белое, а по краям тональность смещается к жёлто-апельсиновому цвету, что помогает ночью отличить мотоцикл от автомобиля.
С ксеноновой фарой BMW предлагает новую технологию High Intensity Discharge (HID) (разряд высокой интенсивности): с лампой сгруппированы электронный блок и корректирующая линза. Сама лампа представляет собой подобие свечи зажигания, только с постоянно горящей искрой: между электродами устанавливается электрическая дуга, и поток ионов в ней вызывает излучение фотонов высокой частоты или, другими словами, свет. Как и свече зажигания, такой лампе нужна катушка, а также электронный блок для управления поджогом и поддержанием дуги, которой требуется до 20000 В. Дуга формируется в атмосфере из ксенона под высоким давлением. Этот газ выбран потому, что свет по спектру получается очень похожим на дневной (4200 К), а время включения дуги самым коротким. По сравнению с лампами накаливания, ксеноновые испускают свет в противоположном краю видимого спектра, захватывая зону ультрафиолета, поэтому её колба изготавливается из кварца, чтобы уменьшить ультрафиолетовое излучение. Но зато световой поток у неё более равномерный и в 2–2,5 раза мощнее, а потребляемая мощность ниже на 30%. Лампы HID гораздо эффективнее галогенных, потребляя 30 Вт против классических 55, и светят вдвое сильнее. Но, к сожалению, они гораздо дороже, требуют большого количества компонентов, более точного напряжения питания и особую оптику для получения светового пучка нужной формы, требуемого для омологации. Недостаточно только одной лампы, поэтому система HID дебютировала пока только на K1200 GT. Ксеноновая оптика имеет непревзойдённые показатели при использовании и днём, и ночью, в их свете оценка водителем дистанции и скорости значительно лучше. Однако за всё приходится платить: кроме высокой цены и сложности конструкции разместить такую фару на мотоцикле непросто. На K 1200 GT оптическая группа получилась такой большой не столько по прихоти дизайнера, сколько из-за сложностей с размещением лампы, реактора и управляющей электроники. У ксеноновой технологии есть и другие недостатки. Основной – повышенный риск ослепления встречного водителя, из-за больших мощности светового пучка и расстояния, которое он покрывает: это неприятное явление наверняка многие испытали на себе во время поездок по ночным дорогам. Поэтому условия омологации ксеноновых фар более жёсткие: они требуют наличия систем очистки рассеивателей от грязи и точного соответствия размеров и формы светового пятна. Собственно, слишком жёсткое законодательство, а не высокая стоимость, заставили Moto Guzzi отказаться от использования ксеноновых фар на своей Norge. BMW на мотоциклах применяет свою фирменную систему с наклоном пучка больше на 1–1,5% по сравнению с фарами, устанавливаемыми на автомобили. Кроме того, используется менее эффективная конструкция с отражателями рефлекторного типа, в отличие от проекторного, для ограничения светового потока. Отражатель рефлекторного типа – классическая парабола, которая фокусирует свет от лампы в направленный пучок, проекторного – функционирует по принципу кинопроектора, он дополнительно оснащён корректирующей линзой и диафрагмой.
Первые шаги
Эти системы полезны? Несомненно. Будут ли они распространены? Вероятно. Для внедрения только на автомобилях технологии обмена сообщениями V2V потребовалось около 10-ти лет. FACE-дизайн, возможно, сильно ограничит свободу дизайнеров. И успех ксеноновых ламп уже идёт на убыль. Но приятно осознавать, что и в мире мотоциклов распространяются новые технологии ради повышения безопасности, а не как дань моде. Среди новинок, которые в ближайшее время будут представлены на рынке, – АБС на трёхколёсных транспортных средствах и подушки безопасности. Главное – должен измениться менталитет: не обязательно отказываться от развлечений, но в первую очередь необходимо заботиться о безопасности в глобальном смысле, начиная от использования защитной одежды и заканчивая поведением на дороге. Тогда, наконец, можно будет надеяться на победу в дорожной войне. А новые технологии помогут в этом.
Человеческий, слишком человеческий
Некоторые результаты исследований. Среди причин происшествий с участием двухколёсных человеческий фактор в сумме составляет более 90%. При этом чаще вина принадлежит водителю другого автомобиля (OV), чем мотоциклисту
Основные факторы, приводящие к ДТП.
Мотоциклисты… Водители другого ТС… Другие люди... Технические неисправности... Погодные условия…
Мать всех ошибок
Ошибка восприятия оказалась одной из основных для мотоциклиста, а для водителя другого вовлечённого в ДТП автомобиля – главной.
Распределение ошибок при ДТП между мотоциклистом и водителем другого ТС.
Другие ошибки
Ошибочная реакция
Ошибочные решения
Ошибочное понимание
Ошибочное восприятие
Облик... семейный
У демонстратора ASV-3 Honda есть стиль, вдохновлённый философией FACE, с антропоморфными чертами. Также в облике SWing прослеживается влияние исследований Honda по темам визуальной безопасности. Для омологации системы дополнительного света LONG понадобится некоторое время.
Разница заметна на глаз Разница между галогенной лампой и ксеноновой заметна сразу: световой пучок мощнее и глубже, цвет более белый и блестящий. В подтверждение «температура цвета» для ксенона равна 4200 К, что близко к солнечному свету, на галогенной не превышает 3000 К. фотометрические кривые (внизу) подтверждают преимущества ксенона, у которого, кроме того, меньшее энергопотребление
текст: Кристиан Кавачути МотоРевю 2007