novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.23.152-157novtexmech-1148Research ArticleРОБОТЫ, МЕХАТРОНИКА И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫROBOT, MECHATRONICS AND ROBOTIC SYSTEMSИзмерительные устройства неинвазивной формы для исследования психофизиологического состояния водителя автотранспортных средствMeasuring Devices of Non-Invasive Form for the Study of the Psychophysiological State of the Driver of Motor VehiclesАбишевК. К.AbishevK. K.

канд. техн. наук, ассоц. проф.

Павлодар

Pavlodar

a.kairatolla@mail.ruКасеновА. Ж.KasenovA. Zh.

канд. техн. наук, ассоц. проф.

Павлодар

Pavlodar

asylbek_kasenov@mail.ruБалтабековаА. Н.BaltabekovaA. N.

докторант

Павлодар

Baltabekova A. N., Doctoral Student

Pavlodar

almagul_bn@mail.ruНАО "Торайгыров университет"КазахстанToraighyrov UniversityKazakhstan202206032022233152157Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20222022Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/1148

Обоснована необходимость проведения психофизиологического отбора водителя автотранспортного средства. Среди видов профессионального отбора психофизиологический отбор занимает особое место. Это связано с тем, что психофизиологические исследования позволяют достаточно быстро и объективно измерять большое число психофизиологических свойств. Психофизиологические характеристики человека могут количественно выражать профессионально важные качества и для профессий системы "человек—машина" обладают достаточно высокой прогностичностью. Также обоснована необходимость применения измерительных устройств неинвазивной формы для определения степени надежности водителя автотранспортного средства. Анализ статистики дорожно-транспортных происшествий дает основание считать, что наибольшее число происшествий наблюдается на участках дорог, где водитель испытывает большое нервно-психическое напряжение. Это подтверждает то, что надежность работы водителя согласуется с одной из основных закономерностей психофизиологии — успешностью выполнения работы в зависимости от психического напряжения. Согласно этой закономерности имеется оптимальный уровень эмоциональной напряженности человека, при котором он выполняет работу с наибольшей эффективностью.

Превышение этого оптимального уровня, как и снижение его, сопровождается ухудшением показателей работы. В психофизиологических исследованиях критериями оценки влияния различных дорожных условий на водителя являются значения психофизиологических показателей, соответствующие оптимальному уровню эмоционального напряжения. Исходя из этого определяется степень надежности действий водителя. При проведении эксперимента в целях определения психофизиологических характеристик водителя применение измерительных устройств неинвазивной формы дает возможность оценить степень надежности водителя.

Приведен обзор измерительных устройств для психофизиологических измерений неинвазивной формы. Дано описание наиболее популярных измерительных устройств, таких как электроэнцефалография, электрокардиография, электромиография, отслеживание глаз. Подробно рассмотрен принцип работы каждого измерительного устройства неинвазивной формы, описаны преимущества и недостатки каждого метода.

Предложено синхронизировать эти измерительные устройства и использовать их комплексно с использованием функциональной мощности универсальных вычислительных средств для более точной оценки психофизиологического состояния водителя автотранспортного средства.

The necessity of psychophysiological selection of a motor vehicle driver is substantiated. Among the types of professional selection, psychophysiological selection has a special place due to the fact that psychophysiological studies make it possible to quickly and objectively measure a large number of psychophysiological properties. Psychophysiological characteristics of a person can be a quantitative measure of professionally important qualities, and have a sufficiently high prognostic value for occupations related to "man—machine" systems. The necessity of using non-invasive measuring devices to determine the degree of reliability of a motor vehicle driver is justified. Analysis of the statistics of road accidents gives reason to believe that the biggest number of accidents is observed on road sections where the drivers experience biggest tense anxiety and mental stress. This confirms that the reliability of the driver’s work is consistent with one of the main laws of psychophysiology: the outcome of the work correlates with mental stress. According to this pattern, there is optimal level of emotional tension of a person, at which he or she performs the work with the greatest efficiency. Exceeding this optimal level, as well as reducing it, is accompanied by deterioration in performance. In psychophysiological studies, the assessment criteria of the impact of various road conditions on the driver are the values of psychophysiological indicators corresponding to the optimal level of emotional stress. Based on this, one can determine the degree of reliability of the driver’s actions. When conducting an experiment to determine the psychophysiological characteristics of the driver, the use of non-invasive measuring devices makes it possible to assess the degree of reliability of the driver. The review of measuring devices for psychophysiological measurements of noninvasive form is given. The article also describes the most popular measuring methods, such as electroencephalography, electrocardiography, electromyography, eye tracking. The principle of operation of each non-invasive measuring methods is considered in detail, the advantages and disadvantages of each method are described. It is proposed to synchronize the measuring devices and use them comprehensively regarding the functional power of universal computing tools for a more accurate assessment of the psychophysiological condition of the driver of the vehicle.

психофизиологияэлектроэнцефалографияэлектрокардиографияэлектромиографияотслеживание глазpsychophysiologyelectroencephalographyelectrocardiographyelectromyographyeye trackingReferencesУсольцева И. В. Психофизиологические основы деятельности водителя. М.: Изд. центр "Академия", 2019. 292 с.Usoltseva I. V. Psychophysiological foundations of the driver’s activity, Moscow, "Academia" publishing center, 2019, 292 p. (in Russian).Голубихина Ю. Ю., Гончарова Н. А. Сравнение психофизиологических показателей надежности деятельности водителей женского и мужского пола // Фундаментальные исследования. 2015. № 2—4. С. 815—819.Golubikhina Yu. Yu., Goncharova N. A. Comparison of psychophysiological indicators of reliability of female and male drivers, Fundamental research, 2015, no. 2—4, pp. 815—819 (in Russian).Искандарова Г. К., Шатунова О. В. Учет психофизиологических особенностей будущих водителей как средство повышения их надежности // Научно-методический электронный журнал "Концепт". 2016. Т. 11. С. 2921—2925.Iskandarova G. K., Shatunova O. V. Consideration of psychophysiological features of future drivers as means of increasing their reliability, "Concept" Scientific and methodological electronic journal, 2016, vol. 11, pp. 2921—2925 (in Russian).Саданова Д. А., Саданова В. Н. Анализ зарубежных систем поддержки водителей на основе измерения психофизиологических показателей // Научный вестник Невинномысского государственного гуманитарно-технического института. 2019. № 3. С. 16—19.Sadanova D. A., Sadanova V. N. Analysis of foreign driver support systems based on the measurement of psychophysiological indicators, Scientific Bulletin of the Nevinnomyssk State Humanitarian and Technical Institute, 2019, no. 3, pp. 16—19 (in Russian).Игнатов Н. А., Мишурин В. М., Мушегян Р. Т., Сергеев В. А. Приборы и методики психофизиологического обследования водителей автомобилей. М.: Транспорт, 1978. 88 с.Ignatov N. A., Mishurin V. M., Mushegyan R. T., Sergeev V. A. Devices and methods of psychophysiological examination of car drivers, Moscow, Transport, 1978, 88 p. (in Russian).Дятлов М. Н. Приборы психофизиологического обследования водителей // Молодой ученый. 2013. № 4(51). С. 59—61.Dyatlov M. N. Devices of psychophysiological examination of drivers, Young scientist, 2013, no. 4(51), pp. 59—61 (in Russian).Филимонов А. Б., Филимонов Н. Б. Интеллектуальная поддержка человека-оператора в эргатических системах управления // В сборнике: Человеческий фактор в сложных технических системах и средах (Эрго-2016). Труды Второй Международной научно-практической конференции. СПб., 2016. С. 117—124.Filimonov A. B., Filimonov N. B. Intellectual support of a human operator in ergatic control systems, The human factor in complex technical systems and environments (Ergo-2016). Digest of the 2nd International Scientific and Practical Conference, St. Petersburg, 2016, pp. 117—124 (in Russian).Богомолов А. В., Филимонов Н. Б. Разработка компьютерной системы мониторинга состояния оператора эргатической системы управления подвижными объектами на основе современных методов теории распознавания образов // Информационные технологии в современном мире. Тр. Междунар. науч.-практ. конф. М.: Изд-во МГОУ, 2016. С. 69—72.Bogomolov A. V., Filimonov N. B. Development of a computer system for monitoring the state of an operator of an ergatic control system for moving objects based on modern methods of pattern recognition theory, Information technologies in the modern world. Digest of the International scientific and practical conference, Moscow, MSOU, 2016, pp. 69—72 (in Russian).Герус С. В., Дементиенко В. В., Шахнарович В. М. Системы мониторинга состояния водителя и безопасность на автомобильном транспорте // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2002. № 8. С. 46—52.Gerus S. V., Dementienko V. V., Shakhnarovich V. M. Driver condition monitoring systems and safety in road trans-port, Biomedical technologies and radioelectronics, 2002, no. 8, pp. 46—52 (in Russian).Разработка интерактивного симулятора для подготовки водителей автотранспортных средств: отчет о НИР (заключительный). / Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова; руков. Абишев К. К. Павлодар, 2017. 46 с. Исполн. Касенов А. Ж., Муканов Р. Б., Балтабекова А. Н., Қайролла Б.Қ. № ГР 0117РКU0381. Инв. № 5.3-14/670 от 14.07.2017 г.Development of an interactive simulator for training drivers of motor vehicles: research report (final), S. Toraighyrov Pavlodar State University; scientific supervisor Abishev K. K., Pavlodar, 2017, p. 46, Performers: Kasenov A. Zh., Mukanov R. B., Baltabekova A. N., Kairolla B. K., № ГР 0117РКU0381, Inventory number 5.3-14/670 from 14.07.2017 (in Russian).Абишев К. К., Балтабекова А. Н., Сəрсенқызы А. Интерактивный симулятор для подготовки водителей автотранспортных средств // Сейфуллинские чтения — 14: Молодежь, наука, инновации: цифровизация — новый этап развития. Т. І, Ч. 2. Астана, 2018. С. 14—16.Abishev K. K., B altabekova A. N., Sarsenkyzy A. Interactive simulator for training drivers of motor vehicles, Seifullin Readings — 14: Youth, science, innovation: digitalization — a new stage of development, vol. І. part 2, Astana, 2018, pp. 14—16 (in Russian).Bouchner P., Došek J., Janda M. et al. Professional vehicle drivers training and performance measurements with use of advanced driving simulator laboratory // Publ. by Czech Technical University in Prague, 2013.Bouchner P., Došek J., Janda M. et al. Professional vehicle drivers training and performance measurements with use of advanced driving simulator laboratory, Publ. by Czech Technical University in Prague, 2013.Орлов В. Н. Руководство по электрокардиографии. М.: ООО "МИА", 1997.Orlov V. N. Electrocardiography Handbook, Moscow, 1997 (in Russian).Ложников П. С., Сулавко А. Е., Толкачева Е. В., Жумажанова С. С. Распознавание водителей и их функциональных состояний по обычному и тепловому изображениям лица // Тр. конф. кластера пензенских предприятий, обеспечивающих безопасность информационных технологий. Пенза, 2016. Т. 10. С. 63—65.Lozhnikov P. S., Sulavko A. E., Tolkacheva E. V., Zhumazhanova S. S. Recognition of drivers and their functional states by conventional and thermal facial images, Digest of the conference of the cluster of Penza enterprises providing information technology security, Penza, 2016, vol. 10, pp. 63—65 (in Russian).Епифанцев Б. Н. Скрытая идентификация психофизиологического состояния человека-оператора в процессе профессиональной деятельности. Омск: Изд-во СибАДИ, 2013. 198 с.Epifantsev B. N. Hidden identification of the psychophysiological state of a human operator in the process of professional activity, Omsk, The Siberian State Automobile and Highway University, 2013, p. 198 (in Russian).Сидоренко Г. И. Психофизиологические аспекты кардиологических исследований. Минск: Беларусь, 1983. 142 с.Sidorenko G. I. Psychophysiological aspects of cardiological research, Minsk, Belarus, 1983, p. 142 (in Russian).Николаев С. Г. Атлас по электромиографии. Иваново: ПресСто, 2015. 487 с.Nikolaev S. G. Atlas of electromyography, Ivanovo, PresSto, 2015, p. 487 (in Russian).Айтрекинг в психологической науке и практике / Отв. ред. В. А. Барабанщиков. М.: Когито-Центр, 2015. 410 с.Eyetracking in psychological science and practice, Responsible editor V. A. Barabanshchikov, Moscow, Kogito-Center, 2015, 410 p. (in Russian).

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